CN101416775A - 将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法，涉及卷烟行业的加料加香技术领域。本发明的技术方案是一种将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法，本方法将番茄进行3步提取，第1步用水提取得到番茄水溶性组分用作卷烟加料，第2步用醇提取得到番茄半极性组分用作卷烟加香，第3步用超临界萃取提取得到番茄非极性组分用作卷烟加香。本发明首次将番茄应用到香烟，将番茄真正的全部利用，工艺、设备简单，成本低，无污染。各组分应用到香烟中效果明显。

Description

将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法

技术领域

本发明涉及卷烟行业的加料加香技术领域，具体来说是用多种方法对番茄进行提取，分别提取并得到不同性质的几种提取物，分别用作卷烟的加料、加香剂的方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展和人们健康意识的不断提高，越来越多的烟草公司将各种天然产物加入到香烟中，以求达到各种有利于人类健康或者改变香烟口感的作用。番茄作为一种最为常见的蔬菜和水果深受人们喜爱，其中所含的有机酸，单糖，多糖，多种维生素，脂肪酸，番茄红素，β-胡罗卜素等对改变香烟的口感和利于吸烟人健康方面有着明显的作用，而且其种植技术已经非常成熟。番茄可以利用无土栽培进行温室培养，从而可以保证培养液中各种元素基本一致。保持温度，水分，光照等条件的完全一致，利用温室栽培可以保证一年四季都能供货稳定，这样就保证了每批生长的番茄质量稳定，各种成分的含量基本一致，对产品的质量控制非常有利。

现有技术中，关于番茄有效成分利用的专利很多，可是基本上都是用一些有残留和有污染的有机溶剂作为提取溶剂，而香烟作为食品的一种，在香烟中禁止使用这些溶剂。除此之外，这些专利都只针对番茄红素这一种有效成分进行充分利用，而其中的有机酸，糖，脂肪酸，黄酮等有用成分都没有得到有效利用。最重要的是，加入香烟中的有效成分必须能溶于卷烟生产所允许使用的溶剂水、乙醇或者丙二醇，现有技术中单独提取出的番茄红素不溶于水，在乙醇或丙二醇中的溶解度也非常低，所以这些方法提取出的番茄红素对于卷烟来说，无法利用。

中国专利CN1114356C将番茄去表皮、取果芯后分别收集并分别进行打浆、过滤、醇提和/或浓缩、干燥等工序处理，分别获得多种番茄因子粉和番茄因子油及番茄色素等。尽管该专利相对于以上各专利来说，把番茄的多种有效成分综合利用，没有使用有机化学溶剂来提取和处理，无残留，无污染。但是，该工艺对于卷烟加料加香来说，工艺复杂，各分离组分之间的成分重复，单独分离出来的番茄红素由于在乙醇中的溶解度很低，所以不能直接用于卷烟加香。在提取过程中由于没有将番茄籽分离出来，导致提取组分中含有大量的蛋白质(番茄籽中含有12％的蛋白质)，而蛋白质在香烟加料和加香中会带来明显的副作用，所以不适合用于香烟。另外，该工艺是将番茄浆分成两份，每一份分别提取，这样其实并非完全综合利用，每一组分的滤渣中还有一些有效成分并没有真正利用。以番茄皮为原料提取的番茄红素见光与空气接触后会变性，失去应有的活性。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法，提出了一种科学合理的工艺流程，不使用食品不允许的有机化学溶剂来提取和处理，提取物中无残留，无污染，本发明充分利用和提取多种有效成分并保持原有活性，且各有效成分的提取效率高，稳定性好，并且能完全与卷烟加香加料相适应。

本发明的技术方案是一种将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法，本方法将番茄经预处理及打浆破碎分离后进行3步提取，第1步果肉浆用水提取得到番茄水溶性组分并将其用作卷烟加料，第2步将第1步提取后的滤渣用醇提取得到番茄半极性组分用作卷烟加香，第3步将第2步提取后的滤渣和打浆破碎分离的表皮、籽合并，用超临界萃取得到番茄非极性组分用作卷烟加香。

所述的3步提取的具体工序如下：

(1)番茄预处理：将番茄清洗、去蒂；

(2)打浆破碎分离：将清洗、去蒂的番茄放入榨汁机中打浆破碎，用20目筛网过滤，筛网之上的番茄皮、籽留工序(5)用，收集筛网之下的果肉浆下一工序使用；

(3)在上述果肉浆中加入1-10倍的水，常温搅拌5-30分钟，用40-80目筛网进行过滤，筛网下的所得为用水提取的番茄水溶性组分，筛网之上的滤渣留下一工序使用；

(4)在上述所得滤渣中加入1-10倍滤渣体积的50％-95％浓度的乙醇，常温搅拌5-30分钟，用40-80目筛网过滤，将筛网下的溶液进行减压蒸馏，使溶液挥发至无醇味，去除乙醇后的溶液为提取的番茄半极性组分，筛网上的滤渣留下一工序使用；

(5)将工序(2)中的网上所得番茄皮、籽和工序(4)中滤渣合并进行超临界萃取，压力为35MPa，温度为40℃，时间2小时，以乙醇作为夹带剂，得到的脂溶性物质为番茄非极性组分，所余残渣用作饲料。

所述的番茄水溶性组分以烟叶总重0.5‰-1‰的量加入烟叶中进行卷烟加料。

所述的番茄半极性组分以烟丝总重0.1‰-1‰的量加入烟丝中进行卷烟加香。

所述的番茄非极性组分以烟丝总重0.1‰-1‰的量加入烟丝中进行卷烟加香。

本发明的优点有：

1、本发明首次将番茄应用到香烟，从整体上看，其工艺与香烟加香加料紧密结合，将番茄真正的全部利用，没有任何废弃，整个工艺简单适用，所需设备简单，成本低，无污染，无有机溶剂残留。

2、本工艺各组分应用到香烟中效果明显，能够柔和烟气、掩盖杂气、降低刺激、让烟香细腻、增加甜润感，并且口腔干净、没有残留。

3、在打浆过程中使用筛网将皮和籽与果肉分离，避免番茄籽(含有大量的蛋白质和氨基酸)与果肉一起经过水提和醇提，巧妙的避免番茄籽中的蛋白质进入各组分，克服了蛋白质过多给烟气带来臭味的缺陷。把大量的蛋白质和氨基酸留在了最后的滤渣中，保持了饲料的营养价值，可谓一举两得。

4、主要技术路线始终保持在室温下操作，没有破坏稳定性差的维生素E等活性成分，所以在第3步的超临界萃取所获得的脂溶性物质中，维生素E的活性没有被破坏。尽管番茄红素的耐热能力较其他色素强很多，但是在与空气接触见光后就容易被破坏。本工艺一直确保维生素E的活性，就是因为它是一种强抗氧化剂，它的存在保护了番茄红素的活性，此乃本工艺的另一巧妙之处。

5、在超临界萃取之前，先进行第1步水提和第2步醇提，一方面保证在超临界萃取之前把水溶性杂质去除，保证超临界萃取的效率；另一方面，醇提后的滤渣中含有乙醇，通过对其量的控制，恰好作为一种夹带剂，让CO₂流体的极性变大，这样萃取出来的脂溶性物质能够完全溶于乙醇。而无乙醇作为夹带剂时，萃取组分不能完全溶于乙醇，不能用于香烟的加香。

6、在低温下，以乙醇作为夹带剂，超临界萃取可以将一些脂肪酸、挥发油、番茄红素、β-胡萝卜素等作为一个组分萃取出来。由于番茄红素和β-胡萝卜素在乙醇中的溶解度很低，所以不能用于香烟的加香，但与脂肪酸挥发油等脂溶性物质一起加入到乙醇中时，由于脂肪酸和挥发油等脂溶性物质与乙醇形成的一个新的溶剂体系的极性降低，让番茄红素和β-胡萝卜素的溶解度大大加强，以至完全溶解，成功地解决了番茄红素与β-胡萝卜素加入香烟的难题。

附图说明

附图1是本发明方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明以整个番茄为初原料，去蒂后放入榨汁机中打浆破碎，以20目孔径的筛网过滤，让番茄皮与籽留于筛网之上，与筛网下的果肉浆分离。向果肉浆中加入1-10倍的水，常温下搅拌5-30分钟，让其中的水溶性成份充分融入到水溶剂中，用40-80目孔径的筛网进行过滤，得到水溶性组分。通过HPLC法对水溶性组分进行检测，所述的水溶性组分中含有一些有机酸，阿拉伯聚糖，果糖等。其中的水溶性糖，特别是其中的还原性糖，在烟支燃吸时，一方面能产生酸性反应，抑制烟气中碱性物质的碱性，使烟气的酸碱平衡适度，降低刺激性，产生令人满意的吃味；另一方面，在加热及烟支燃吸过程中，糖是形成香气物质的重要前体，当温度在300度以上时，可单独热解形成多种香气物质，其中最重要的有呋喃衍生物，简单的酮类和醛类等羰基化合物。同时，非挥发性酸，调节酸碱平衡，使吃味改进，醇和，增强烟气浓度。而挥发性酸由于其挥发性在卷烟抽吸过程中可直接进入烟气，对吃味和香气有明显的作用。

将番茄水溶性组分以万分之五到千分之一的量喷入烟丝，调好水分制成香烟(这是现有技术中的标准做法，以下同)，让专业人员进行评吸，其结果如下：烟气细腻、口腔干净、烟气上行飘逸、香气细甜、掩盖杂气、烟气柔和。

向水提后滤渣中加入1-10倍体积的50％-95％浓度的乙醇，常温下搅拌5-30分钟，让其中半极性物质充分融入到乙醇中，用适当孔径的筛网(40-80目)进行过滤，得到的溶液在将其中的乙醇减压蒸馏，挥发至无醇味。通过HPLC对醇提半极性组分进行测定，发现其中含有少量的番茄红素、β-胡罗卜素、黄酮。用咔唑硫酸分光光度法测定醇提组分，其中含有多糖(果胶)，黄酮，少量番茄红素和β-胡罗卜素等半极性物质。多糖燃烧裂解产生吡嗪，苯甲醇，苯乙醇等物质，可以产生很好的香气。黄酮类物质有着非常重要的作用，如抗氧化，清除自由基，抑制NO的生成，抗肿瘤，抗病毒、镇痛、止咳、平喘，对消化性溃疡也有保护作用。大部分黄酮在燃吸期间(600℃以上)，会裂解产生一些挥发性较强的物质，如苯甲酸、邻苯二酚、糠醛、4-乙基儿茶酚，5-羟甲基糖醛等，这些物质会给烟气带来令人愉悦的香味。

将组番茄半极性组分以万分之一到千分之一的比例喷入烟丝，调好水分制成香烟，让专业人员进行品吸，结果如下：烟气细腻松软、有回甜感、烟香明显而且协调、降低刺激、烟气平滑。

醇提后的滤渣与榨汁机留下的番茄皮和番茄籽合并，放入超临界萃取釜中进行萃取，压力为35MPa，温度为40℃，时间2小时。得到脂溶性物质即番茄的非极性组分，对脂溶性物质进行测定，用高效液相色谱法测定其中番茄红素、少量β-胡罗卜素、维生素E、叶黄素，通过气-质联用仪；HP-5毛细管柱(30m×0.25mm)；柱温100℃(2min)，按4℃/min程序升温至250℃；汽化温度260℃；离子源温度200℃；接口温度280℃；EI源70eV；溶剂延迟2.5min。将该组分进行皂化，甲酯化处理后进样测定。主要含有油酸，亚油酸，亚麻酸，棕榈酸，番茄红素，β-胡萝卜素，叶黄素和少量的维生素E等活性成分。将这些物质加入到香烟中，其中适量的高级脂肪酸可以柔滑烟气，抑制刺激，裂解的部分物质可以给烟气带来很好的香味。番茄红素在色素类中是相对耐高温的物质，在烟气中可以检测到少量的番茄红素，它具有很强的清除单线态氧的能力，从而具有防癌抗癌的重要功能。番茄红素的含量与人的寿命有关，是很重要的一种功能性天然色素，对于预防和治疗心脑血管疾病、动脉硬化和肿瘤等各种成人病以及增强人体免疫系统具有重要的意义。β-胡萝卜素是类胡萝卜素的一种，是烟草香味物质四大主要来源之一。这些化合物有的在三甲基环己烷环上带有含氧的官能团，有的在烯丙基侧链上带有含氧的官能团，其中相当一部分是重要的香气成分，增加卷烟烟气花香和木质香气并且改善吃味，如大马酮、紫罗兰酮、氧化异佛尔酮、猕猴桃内酯等都是烟草中重要香味物质。叶黄素在燃烧裂解过程中可以产生巨豆三烯酮，氧化异佛尔酮、β-大马酮等，这些是烟草中非常重要的香味物质，使烟气香气质量明显提高。

该番茄非极性组分以万分之一到千分之一的比例喷入烟丝，调好水分制成香烟，让专业人员进行品吸，结果如下：烟气柔滑、降低刺激、有令人愉悦的特殊香气、与烟香协调、口腔干净无残留。

实施例1.

取经过预处理的番茄50千克，放入打浆机中破碎成浆状，经20目孔径的筛网过滤，将番茄籽、皮与果肉分开。向果肉中加入3倍体积的水，常温搅拌30分钟。用60目孔径的筛网过滤。滤液为番茄的水溶性组分，以千分之一的比例加入到烟丝中。滤渣用5倍80％乙醇浸泡，搅拌30分钟，过滤，将滤液在60℃的温度下将乙醇挥发至无醇味，即得到番茄的半极性组分。将番茄的半极性组分以烟丝重量的千分之一的比例加入烟丝。将滤渣与番茄皮和番茄籽混合均匀，放入超临界萃取釜，获得脂溶性物质即番茄的非极性组分，以烟丝重量的万分之一的比例将番茄非极性组分加入到香烟中。最后剩余的残渣装袋作为饲料出售。

实施例2.

取经过与处理的番茄50千克，放入打浆机中破碎成浆状，其中加20目孔径的筛网过滤，将番茄籽、皮与果肉分开。向果肉中加入5倍体积的水，常温搅拌20分钟。用40目孔径的筛网过滤。滤液为番茄的水溶性组分，将番茄的水溶性组分以万分之三的比例加入到烟丝中。滤渣用5倍95％乙醇浸泡，搅拌30分钟，过滤，将滤液在60℃的温度下将乙醇挥发完全，得到番茄的半极性组分。以烟丝重量的千分之一的比例将番茄的半极性组分加入烟丝中。将滤渣与番茄皮和番茄籽混合均匀，放入超临界萃取釜，获得脂溶性物质即为番茄的非极性组分，将番茄的非极性组分以烟丝重量的万分之一的量加入到烟丝中。最后剩余的残渣装袋作为饲料出售。

实施例3

取经过与处理的番茄50千克，放入打浆机中破碎成浆状，其中加20目孔径的筛网过滤，将番茄籽、皮与果肉分开。向果肉中加入1倍体积的水，常温搅拌10分钟。用80目孔径的筛网过滤。滤液为番茄的水溶性组分，将番茄的水溶性组分以烟丝重量的千分之一的比例加入到烟丝中。滤渣用5倍75％乙醇浸泡，搅拌30分钟，过滤，将滤液在80℃的温度下将乙醇挥发完全，得到番茄的半极性组分。将番茄的半极性组分以烟丝重量的千分之一的比例加入烟丝。将滤渣与番茄皮和番茄籽混合均匀，放入超临界萃取釜，获得脂溶性物质即为番茄的非极性组分，将番茄的非极性组分以烟丝重量的万分之一的比例加入到烟丝中。最后剩余的残渣装袋作为饲料出售。

实施例4

取经过与处理的番茄50千克，放入打浆机中破碎成浆状，其中加30目孔径的筛网过滤，将番茄籽、皮与果肉分开。向果肉中加入2倍体积的水，常温搅拌15分钟。用60目孔径的筛网过滤。滤液为番茄的水溶性组分，将番茄的水溶性组分以烟丝重量的千分之一的比例加入到烟丝中。滤渣用2倍70％乙醇浸泡，搅拌20分钟，过滤，滤液在70℃的温度下将乙醇挥发完全，得到番茄的半极性组分。将番茄的半极性组分以烟丝重量的千分之一的比例加入烟丝。将滤渣与番茄皮和番茄籽混合均匀，放入超临界萃取釜，获得脂溶性物质即为番茄的非极性组分，将番茄的非极性组分以烟丝重量的万分之一的比例加入到烟丝中。最后剩余的残渣装袋作为饲料出售。

Claims (5)

1、一种将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法，其特征在于本方法将番茄经预处理及打浆破碎分离后进行3步提取，第1步果肉浆用水提取得到番茄水溶性组分并将其用作卷烟加料，第2步将第1步提取后的滤渣用醇提取得到番茄半极性组分用作卷烟加香，第3步将第2步提取后的滤渣和打浆破碎分离的表皮、籽合并，用超临界萃取得到番茄非极性组分用作卷烟加香。

2、根据权利要求1所述的一种将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法，其特征在于所述的3步提取的具体工序如下：

(1)番茄预处理：将番茄清洗、去蒂；

(2)打浆破碎分离：将清洗、去蒂的番茄放入榨汁机中打浆破碎，用20目筛网过滤，筛网之上的番茄皮、籽留工序(5)用，筛网之下的果肉浆留下一工序使用；

(3)在上述果肉浆中加入1-10倍的水，常温搅拌5-30分钟，用40-80目筛网进行过滤，筛网下的所得为用水提取的番茄水溶性组分，筛网之上的滤渣留下一工序使用；

(4)在上述所得滤渣中加入1-10倍滤渣体积的50％-95％浓度的乙醇，常温搅拌5-30分钟，用40-80目筛网过滤，将筛网下的溶液进行减压蒸馏，使溶液挥发至无醇味，去除乙醇后的溶液为醇提取的番茄半极性组分，筛网上的滤渣留下一工序使用；

(5)将工序(2)中筛网上所得番茄皮、籽和工序(4)中滤渣合并进行超临界萃取，压力为35MPa，温度为40℃，时间2小时，以乙醇作为夹带剂，得到的脂溶性物质为番茄非极性组分。

3、根据权利要求1所述的一种将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法，其特征在于：所述的番茄水溶性组分以烟叶总重0.5‰-1‰的量加入烟叶中进行卷烟加料。

4、根据权利要求1所述的一种将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法，其特征在于：所述的番茄半极性组分以烟丝总重0.1‰-1‰的量加入烟丝中进行卷烟加香。

5、根据权利要求1所述的一种将番茄分步提取并在卷烟中综合利用的方法，其特征在于：所述的番茄非极性组分以烟丝总重0.1‰-1‰的量加入烟丝中进行卷烟加香。

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