CN102726829B - 一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及再造烟叶领域，尤其是涉及一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法。本发明提供一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法，包括以下步骤：配置EDTA钠盐与草酸铵的混合水溶液作为助溶剂溶液；将烟梗浸入所述助溶剂溶液中，在微波条件下浸提；将所得的浸提液过滤分离，并挤压湿烟梗。本发明所提供的一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法，整个过程不需要对原料进行酸解、酶解、粉碎等步骤，从而不破坏烟梗的物理状态，符合烟草薄片工艺生产对原料的要求，并能在较短的时间内有效去除烟梗中的果胶，适用于烟草薄片生产。
Description
技术领域
本发明涉及再造烟叶领域，尤其是涉及一种利用微波辅助降低烟梗(造纸法烟草薄片生产中重要原料)中果胶含量的方法。
背景技术
烟草薄片又名重组烟叶、再造烟叶，是利用烟梗、烟末、烟片等作为原料制成接近烟叶的薄片，再应用于卷烟生产，是卷烟烟丝的重要组成部分。具体是由烟草薄片原料(烟梗、烟末、烟片等)加入胶粘剂、配以少量的“骨架”纤维和其它添加剂经过造纸法、稠浆法或辊压法等方法制成薄片，然后添加应用于卷烟生产中。烟草薄片是重组后的烟叶，其物理性能和化学成分可以按要求进行调整，所以烟草薄片的应用有助于改善卷烟产品的品质，对降低卷烟焦油含量、改善填充能力、降低成本都具有重要作用。研究质量稳定、焦油含量低、且填充性好的烟草薄片制造方法是近些年烟草薄片行业研究的重要方向之一。
烟梗约占烟叶总重的三分之一，将这些烟梗原料用于烟草薄片生产中，对于减少烟草原料浪费，节约用于种植烟草的耕地面积，降低生产成本都具有重要的现实意义。通常烟梗的用量占烟草薄片总量的50%左右。不同地区、不同等级烟梗的化学组成具有一定差异，其中总果胶含量通常在6～12%之间。果胶的主体成分是半乳糖醛酸通过糖苷键聚合起来的高分子物质，分子量在50KD～300KD之间，这些结构单元中的羧基部分酯化，部分与金属离子结合。通常烟梗果胶在水中的溶解度不大，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。烟梗中的果胶会使生产的薄片燃吸不完全，并产生甲醇、乙酸等刺激性气味，对卷烟吸味及安全性不利，因此需要在烟草薄片制造过程中降低烟梗原料的果胶含量，从而降低薄片的果胶含量。目前最常采用的方法是烟草薄片制造过程中用水预浸烟梗原料，提取出其中的果胶，从而降低烟梗中果胶的含量，但目前普遍采用的自来水加热法直接浸提果胶，去除烟梗中果胶的效果并不好，其果胶的提取率仅有7%左右，这主要是由于自来水中含有较多的Ca2+，Mg2+离子，这些二价离子能与果胶中的羧基通过离子键形成不溶物沉淀在烟梗中而未被提取出，所以果胶含量降低值很小（仅有7%左右）。因此，需要研究新的方法，在不破坏烟梗物理状态的条件下，尽可能多去除烟梗中的果胶，从而降低薄片中果胶的含量，改善薄片的品质。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种使用微波技术结合优良助溶剂的方法，提高预浸过程烟梗中果胶的提取率，降低烟梗中果胶含量，在不破坏烟梗物理状态的前提下，降低薄片中果胶的含量。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法，包括以下步骤：
1)配置EDTA钠盐与草酸铵的混合水溶液作为助溶剂溶液；
2)将烟梗浸入所述助溶剂溶液中，在微波条件下浸提；
3)将步骤2所得的浸提液过滤分离，并挤压湿烟梗，除去吸附在烟梗中的浸提液，实现降低烟梗中的果胶含量，并达到不破坏烟梗的物理状态，符合应用于烟草薄片工艺生产的要求。
优选的，所述步骤2中，烟梗与助溶剂的质量体积比kg：L为1：3~1：5。
优选的，所述步骤2中，微波的功率为600W-800W。
优选的，所述步骤2中，浸提的时间为10-15分钟。
优选的，所述步骤3中，所述挤压湿烟梗的压强大小为1200-1800帕，时间为1~2分钟，所述压强为机械挤压。
优选的，所述EDTA钠盐与草酸铵的混合水溶液的配制过程中所使用的水含有钙离子和镁离子，所述水中钙离子的浓度范围为2.80-0.50mmol/L，镁离子的浓度范围为1.70-0.30mmol/L。
优选的，所述步骤1中，所述EDTA钠盐与草酸铵的混合水溶液中，EDTA钠盐的质量百分比浓度为0.1~0.2%，草酸铵盐的质量百分比浓度达为0.8~1.4%。
优选的，EDTA钠盐与草酸铵的混合水溶液的配置方法为：先配置质量百分比浓度为0.1~0.2%的EDTA钠盐水溶液，再在所述EDTA钠盐水溶液中加入质量百分比浓度为0.8~1.4%的草酸铵盐。用该溶液配合微波技术在不破坏烟梗物理状态的前提下，有效浸提出烟梗中的果胶，降低烟梗中果胶的含量。
优选的，所述EDTA钠盐与草酸铵的混合水溶液的配置过程中所使用的水为自来水。
本发明所提供的利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法适用于各种烟梗。本发明使用微波技术结合组合助溶剂的方法，用自来水配置的适当浓度EDTA钠盐与草酸铵混合水溶液作为助溶剂溶液，在特定的料液比条件下，用一定功率的微波浸提，在预浸过程处理烟梗以提高果胶的去除率，在不破坏烟梗物理状态的条件下降低烟梗中果胶的含量，并在十几分钟内有效的降低烟梗中的果胶含量，且不破坏烟梗的物理状态，较传统的简单热浸提法提取时间节省三分之二左右，烟梗中果胶的去除量提高3~4倍，果胶去除率达到25~35%。
本发明的原理在于利用络合剂EDTA钠盐络合水溶液中的Ca2+、Mg2+离子，使果胶分子不能与Ca2+，Mg2+离子发生沉淀反应而难以溶出，并联合使用草酸铵盐溶液溶出与果胶中羧基结合的Ca2+，Mg2+离子，增加果胶的水溶性，并利用微波辅助技术使植物细胞内的极性物质（提取溶剂）分子吸收微波能，迅速产生热量，大幅度提高预浸液对烟梗中果胶的去除效果。整个过程不需要对原料进行酸解、酶解、粉碎等步骤，从而不破坏烟梗的物理状态，符合烟草薄片工艺生产对原料的要求，并能在较短的时间内（几分钟至十几分钟内）有效去除烟梗中的果胶，适用于烟草薄片生产。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供一种有效去除烟梗中果胶，降低果胶含量的技术方法。称取一定量的短烟梗于微波萃取瓶中，按照固液质量比1:4的比例加入一定体积EDTA钠盐与草酸铵自来水配制的提取助剂溶液，放入微波发生器中，接入冷凝装置和机械搅拌器，一定功率下浸提不同时间。浸提结束后过滤除去浸提液，在压强为1500帕下挤压1分钟，在较短的时间内（十几分钟）能充分的除去烟梗中的果胶，果胶含量降低25~35%。下面的实施例将对本发明予以进一步说明。
实施例1
称取烟梗1kg置于1.5L的微波萃取玻璃瓶中，加入含有0.1%EDTA钠盐和0.8%草酸铵的自来水配制溶液4kg，搅拌混匀后在微波发生器中接好冷凝水和搅拌装置（搅拌速度45转/分钟），在功率600w下浸提15分钟，趁热过滤后，在1500帕压强下挤压1分钟，测定处理后的烟梗中果胶含量，较未处理前烟梗中果胶总含量降低25.2%。
实施例2
称取烟梗1kg置于1.5L的微波萃取玻璃瓶中，加入含有0.12%EDTA钠盐和0.12%草酸铵的自来水配制溶液4kg，搅拌混匀后在微波发生器中接好冷凝水和搅拌装置（搅拌速度45转/分钟），在功率700w下浸提15分钟，趁热过滤后，在1500帕压强下挤压1分钟，测定处理后的烟梗中果胶含量，较未处理前烟梗中果胶总含量降低30.1%。
实施例3
称取烟梗1kg置于1.5L的微波萃取玻璃瓶中，加入含有0.20%EDTA钠盐和0.14%草酸铵的自来水配制溶液4kg，搅拌混匀后在微波发生器中接好冷凝水和搅拌装置（搅拌速度45转/分钟），在功率700w下浸提10分钟，趁热过滤后，在1500帕压强下挤压1分钟，测定处理后的烟梗中果胶含量，较未处理前果胶总含量降低33.2%。
实施例4
称取烟梗1kg置于1.5L的微波萃取玻璃瓶中，加入含有0.12%EDTA钠盐和0.12%草酸铵的自来水配制溶液4kg，搅拌混匀后在微波发生器中接好冷凝水和搅拌装置（搅拌速度45转/分钟），在功率800w下浸提10分钟，趁热过滤后，在1500帕压强下挤压1分钟，测定处理后的烟梗中果胶含量，较未处理前果胶总含量降低33.8%。
实施例5
称取烟梗1kg置于1.5L的微波萃取玻璃瓶中，加入含有0.10%EDTA钠盐和0.10%草酸铵的自来水配制溶液4kg，搅拌混匀后在微波发生器中接好冷凝水和搅拌装置（搅拌速度45转/分钟），在功率800w下浸提10分钟，趁热过滤后，在1500帕压强下挤压1分钟，测定处理后的烟梗中果胶含量，较未处理前果胶总含量降低28.5%。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法，包括以下步骤：
1)配置EDTA钠盐与草酸铵的混合水溶液作为助溶剂溶液；
2)将烟梗浸入所述助溶剂溶液中，在微波条件下浸提；微波的功率为600W-800W；浸提的时间为10-15分钟；
3)将步骤2所得的浸提液过滤分离，并挤压湿烟梗。
2.如权利要求1所述的一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法，其特征在于，所述步骤2中，烟梗与助溶剂的质量体积比kg：L为1：3-1：5。
3.如权利要求1所述的一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法，其特征在于，所述步骤3中，挤压湿烟梗的压强为1200-1800帕，时间为1～2分钟。
4.如权利要求1所述的一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法，其特征在于，所述EDTA钠盐与草酸铵的混合水溶液的配制过程中所使用的水含有钙离子和镁离子，所述水中钙离子的浓度范围为2.80-0.50mmol/L，镁离子的浓度范围为1.70-0.30mmol/L。
5.如权利要求4所述的一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述EDTA钠盐与草酸铵的混合水溶液中，EDTA钠盐的质量百分比浓度为0.1～0.2%，草酸铵盐的质量百分比浓度达为0.8～1.4%。
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