CN102911408B - 一种珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒的制备方法及在卷烟滤嘴中的应用 - Google Patents

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本发明公开了一种珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒的制备方法及在卷烟滤嘴中的应用。将珍珠粉与多孔玉米淀粉按照一定比例均匀混合，并用去离子水润湿，然后通过造粒、微波定型、微波烘干、过筛，得到高强度的珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒。将其加载于卷烟滤棒中，制成三元复合滤棒，可降低烟气中致癌物苯并[a]芘、苯酚以及焦油等有害成分的含量，同时增加烟气中氨基酸等营养成分的含量。卷烟感官评吸表明，嘴棒中添加珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒可降低烟气刺激性，改善卷烟抽吸品质。

Description

一种珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒的制备方法及在卷烟滤嘴中的应用
技术领域
本发明涉及卷烟材料制备技术领域，具体涉及一种珍珠粉复合多孔淀粉颗粒的制备方法及其在卷烟中的应用。 
背景技术
吸烟是危害人类健康的重要环境因素之一，吸烟与健康问题是世界范围的重要课题。目前全球约有11亿吸烟者，其中中国大约有3亿多烟民。由于吸烟消费者众多，全面禁烟无法实现，降低卷烟烟气对人体的危害性就成为缓解吸烟与健康问题的有效途径。近年来，为降低卷烟危害性，更好地保护吸烟消费者的健康，科研工作者已在卷烟减害增益领域展开了广泛的研究。其中，将具有烟气减害或增益功能的绿色、环保材料应用于卷烟产品是重要的研究方向。 
长期吸烟易导致人体免疫力降低、受口腔、咽喉类疾病困扰，珍珠粉由于富含人体必需的氨基酸、牛磺酸、微量元素和维生素B1等多种营养成分，具有安神定惊、提高人体免疫力、清热解毒、收敛伤口之功效。如将珍珠粉通过适当方式应用到卷烟产品中，发挥其营养成分对人体的作用，有望缓解吸烟对健康的危害。例如，牛磺酸是一种带有氨基的磺酸，是人体所需营养成分之一。牛磺酸在维持脑部运作及发展方面都扮演着重要的角色，有抗脑神经痉挛及减少焦虑的特点。欧洲专利EP0591048A1报道牛磺酸添加到卷烟滤嘴中，能减少化学烟雾中有毒物质对人体的伤害。 
多孔淀粉是一种新型、安全的吸附材料，应用于卷烟滤嘴中，可吸附烟气中的有害成分，并可降低烟气刺激性，改善烟气抽吸品质。而且，以玉米淀粉为原料制备的多 孔淀粉，添加到卷烟滤嘴中后还可以提升卷烟的香气值，体现玉米特有的香气。但如果将其直接添加到卷烟醋纤滤嘴中，存在粒度太细，难以工业化应用等问题。CN101531779A、CN101314645A、CN101314646A公开了多孔淀粉的造粒技术及其在卷烟中的应用方法。但这些方法存在多孔淀粉颗粒收率低、强度差以及所用化学粘合剂存在安全隐患等缺陷，严重制约了其在卷烟中的应用。 
本发明利用多孔玉米淀粉做载体，将珍珠粉担载于多孔淀粉之上，综合了珍珠粉与多孔玉米淀粉各自的独特功效。同时，本发明克服了粉状物质不便于在卷烟滤棒中使用的缺点以及目前多孔淀粉造粒技术存在的缺陷，通过造粒、微波定型、微波脱水烘干等工艺，将珍珠粉复合多孔淀粉制成一定目数的晶状颗粒，应用于卷烟滤嘴中。 
发明内容
本发明的目的旨在针对降低抽吸卷烟对人体健康的危害性，提供一种珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒的制备方法。 
本发明通过以下实施方式实现。 
除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。 
一种珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒的制备方法，其特征在于：将珍珠粉添加到多孔淀粉之中，混合均匀，加入去离子水润湿，然后将润湿后的珍珠粉、多孔淀粉混合物通过挤压方式制备成一定目数的颗粒，再在控制温度下进行微波定型和微波烘干，并过筛，得到珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒。 
该方法包括下述步骤： 
(1)称取0.1～5份珍珠粉，加入到100份多孔玉米淀粉中，混合均匀； 
(2)在所述珍珠粉复合多孔淀粉混合物中缓慢加入80～100份去离子水进行润湿，并混合均匀； 
(3)所述润湿后的粉体材料通过挤压方法穿过一定目数的筛网制成颗粒； 
(4)所述颗粒放入微波炉中在不超过100℃下进行微波凝胶化定型、烘干，然后过筛，得珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒。 
所述珍珠粉是由珍珠研磨而成的200～1000目的细粉。 
所述珍珠粉复合多孔淀粉造粒后微波凝胶化定型是在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理珍珠粉复合多孔淀粉颗粒共计3-5分钟；所述微波烘干是在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理珍珠粉复合多孔淀粉颗粒共计5～8分钟。 
本发明的目的还在于提供上述珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒在卷烟中的应用。 
一种珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于：在滤棒成型过程中，向两截常规醋纤滤芯之间预留的空腔中添加80～120mg的珍珠粉复合多孔淀粉颗粒，制得醋纤-颗粒-醋纤三元复合滤棒；或者在滤棒成型过程中，向两截沟槽醋纤滤芯之间预留的空腔中添加80～120mg的珍珠粉复合多孔淀粉颗粒，制得沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒。 
一种珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于：将珍珠粉复合多孔淀粉颗粒散洒到卷烟滤棒的丝束上，制得加载珍珠粉复合多孔淀粉颗粒醋纤滤棒；再将加载珍珠粉复合多孔淀粉颗粒醋纤滤棒与常规醋纤滤棒或沟槽滤棒进行相接，制得二元或三元复合滤棒。 
将所述珍珠粉复合多孔淀粉颗粒散洒到卷烟滤棒丝束上，是指在醋纤滤棒成型过程中，将所述珍珠粉复合多孔淀粉颗粒按10～25mg/10mm丝束的添加量均匀地散洒在滤棒丝束上。 
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 
1、珍珠粉复合多孔淀粉颗粒综合了珍珠粉和多孔淀粉的功效； 
2、本发明通过特定的造粒、微波定型、烘干工艺得到了高收率、高强度的珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒，避免了化学粘合剂的使用。 
3、本发明以二元、三元复合嘴棒为载体，添加珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒，能有效降低烟气中致癌物苯并[a]芘、苯酚等有害成分的含量，增加烟气中对人体有益成分氨基酸的含量。 
4、珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒添加到卷烟滤嘴中，能有效降低烟气刺激性，改善卷烟抽吸品质。 
附图说明
图1为本发明的测定珍珠粉中氨基酸含量的样品色谱图； 
图2为本发明的测定卷烟烟气中氨基酸含量的样品色谱图； 
图3为本发明珍珠粉复合多孔淀粉颗粒的制备工艺流程图； 
图4为将本发明的珍珠粉复合多孔淀粉颗粒应用于沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒的结构示意图； 
图中1.滤芯：1a.、1c.沟槽醋纤滤芯，1b.珍珠粉复合多孔淀粉颗粒；2.内包裹层；3.外包裹层。 
图5为将本发明的珍珠粉复合多孔淀粉颗粒应用于沟槽滤棒-颗粒/醋纤-沟槽滤棒三元复合滤嘴时的结构示意图； 
图中1.滤芯：1a.、1c.沟槽醋纤滤芯，1d.珍珠粉复合多孔淀粉颗粒/醋纤滤芯；2.内包裹层；3.中间包裹层；4.外包裹层。 
具体实施方式
本发明的技术方案是基于珍珠粉、多孔淀粉在卷烟烟气减害增益方面的独特功效和微波处理过程中淀粉凝胶化作用的认识。 
牛磺酸添加到卷烟嘴棒中可以减少化学烟雾中有毒物质对人体的伤害已有公开报道。珍珠粉富含氨基酸、牛磺酸以及维生素B1等营养成分，添加到卷烟过滤嘴中后，这些营养成分有望在卷烟抽吸时随烟气进入人体，对人体产生增益作用，从而改善卷烟对人体的危害。若单独使用珍珠粉，存在成本太高，无法工业化应用的缺陷。多孔淀粉也是一种绿色、环保的吸附材料，其对烟气有害成分的吸附已有不少报道，将珍珠粉与多孔淀粉相结合，可综合二者之功效，并降低珍珠粉的使用成本，发明一种新的烟气减害增益材料。 
湿多孔淀粉经过微波处理，从疏松的状态转变为高强度、晶体状物质的过程事实上是凝胶形成、凝胶失水干缩的过程，淀粉的充分凝胶化对于保证最终产品的高强度至关重要。在凝胶形成过程中，高温和水介质二者缺一不可。淀粉凝胶的形成是高温作用下、水分子参与的淀粉分子链物理重排过程。基于此原理的认识，本发明首先将润湿后的多孔淀粉通过造粒工艺形成颗粒，然后将微波处理淀粉颗粒分为两个阶段：首先是不排湿微波处理，使疏松、易碎的多孔淀粉颗粒经过充分凝胶化形成高弹性、不溶于水的凝胶颗粒；然后是排湿微波处理，使凝胶颗粒充分脱水干缩，成为高强度、晶体状颗粒。 
以下实施过程及实施例旨在进一步说明本发明而不应当看作是对本发明的限定。 
实施例1 
取50g珍珠粉，加入到1Kg多孔玉米淀粉中，并混合均匀。量取800mL去离子水均匀喷入珍珠粉和多孔淀粉混合粉体中，使粉体润湿。通过挤压造粒方式使润湿后的珍珠粉复合多孔淀粉通过20目筛网制得小于20目的颗粒。将上述颗粒放入微波炉中，在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计3分钟用于凝胶化定型；然后在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计6分钟用于烘干珍珠粉复合多孔淀粉颗粒，以上微波处理要控制温度不超过100℃。所得颗粒分别过20目和40目标准筛，得到20目-40目珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒。 
所述珍珠粉中氨基酸、牛磺酸的检测图谱分别如图1和图2所示。所述珍珠粉中氨基酸、牛磺酸以及维生素B1含量如表1和表2所示： 
表1珍珠粉中氨基酸含量 
表2珍珠粉中牛磺酸和维生素B1含量 
  序号   检验项目   检验结果
  1   牛磺酸   1.08mg/100g
  2   维生素B1   3.28μg/100g
实施例2 
称取30g珍珠粉，加入到1Kg多孔玉米淀粉中，并混合均匀。量取900mL去离子均匀喷入珍珠粉和多孔淀粉混合粉体中，使粉体润湿。通过挤压造粒方式使润湿后的珍珠粉复合多孔淀粉通过20目筛网制得小于20目的颗粒。将上述颗粒放入微波炉中，在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计4分钟用于凝胶化定型；然后在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计7分钟用于烘干珍珠粉复合多孔淀粉颗粒，以上微波处理要控制温度不超过100℃。所得颗粒分别过20目和40目标准筛，得到20目-40目珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒。 
实施例3 
取10g珍珠粉，加入到1Kg多孔玉米淀粉中，并混合均匀。量取1000mL去离子 水均匀喷入珍珠粉和多孔淀粉混合粉体中，使粉体润湿。通过挤压造粒方式使润湿后的珍珠粉和多孔淀粉通过20目筛网制得小于20目的颗粒。将上述颗粒放入微波炉中，在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计5分钟用于凝胶化定型；然后在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计8分钟用于烘干珍珠粉复合多孔淀粉颗粒，以上微波处理要控制温度不超过100℃。所得颗粒分别过20目和40目标准筛，得到20目-40目珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒。 
实施例4 
取50g珍珠粉，加入到1Kg多孔玉米淀粉中，并混合均匀。量取1000mL去离子水均匀喷入珍珠粉和多孔淀粉混合粉体中，使粉体润湿。通过挤压造粒方式使润湿后的珍珠粉复合多孔淀粉通过20目筛网制得小于20目的颗粒。将上述颗粒放入微波炉中，在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计5分钟用于凝胶化定型；然后在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计8分钟用于烘干珍珠粉复合多孔淀粉颗粒，以上微波处理要控制温度不超过100℃。所得颗粒分别过20目和40目标准筛，得到20目-40目珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒。 
应用实施例1 
应用本发明的珍珠粉复合多孔淀粉颗粒，通过滤棒成型设备和颗粒喂料设备，在每两截沟槽醋纤滤芯之间预留的6mm空腔中添加100mg珍珠粉复合多孔淀粉颗粒，制备成沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒，每支卷烟的三元复合滤嘴中珍珠粉复合多孔淀粉颗粒的添加量为100mg，滤棒的结构如图4所示。对照滤棒为未添加颗粒的沟槽滤棒-醋纤-沟槽滤棒三元沟槽复合滤棒。利用上述两种滤棒放样生产卷烟，除滤棒外，试验卷烟的卷烟材料和叶组配方与对照样相同。样品卷烟滤棒的物理指标见表3，放样生产的卷烟样品评吸和烟气分析结果分别见表4和表5。卷烟烟气中氨基酸含量分析结果见表6。烟气中牛磺酸、维生素B1含量因低于仪器检出限，未进行检测。 
表3沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒及对照嘴棒物理指标 
表4沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒卷烟及对照样评吸结果 
表5沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒卷烟及对照样烟气分析结果 
表6沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒卷烟及对照样烟气中氨基酸含量 
应用实施例2 
应用本发明的珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒，利用滤棒成型过程中的颗粒喂料设备生产加载珍珠粉复合多孔淀粉颗粒的醋纤滤棒，然后通过滤棒复合设备将该滤棒与沟槽醋纤滤棒相接为沟槽滤棒-颗粒/醋纤-沟槽滤棒三元复合滤棒，每支卷烟的三元复合滤嘴中珍珠粉复合多孔淀粉颗粒的添加量为20mg，滤棒的结构如图5所示。对照滤棒为未添加颗粒的沟槽滤棒-醋纤-沟槽滤棒三元沟槽复合滤棒。利用上述两种滤棒放样生产卷烟，除滤棒外，卷烟过程中用到的卷烟材料和叶组配方三者均相同。两种卷烟滤棒的物理指标见表7，放样生产的卷烟样品评吸和烟气分析结果分别见表8和表9。 
表7沟槽滤棒-颗粒/醋纤-沟槽滤棒三元复合滤棒及对照滤棒物理指标 
表8沟槽滤棒-颗粒/醋纤-沟槽滤棒三元复合滤棒卷烟及对照样评吸结果 
  卷烟样品   光泽   香气   协调   杂气   刺激性   余味   合计
  试验卷烟   5.0   29.5   5.0   11.0   18.0   22.5   91.0
  对照烟   5.0   29.5   5.0   11.0   17.5   22.0   90.0
表9沟槽滤棒-颗粒/醋纤-沟槽滤棒三元复合滤棒卷烟及对照样烟气分析结果
分析应用实施例1和应用实施例2实验结果可以看出，珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒添加到卷烟嘴棒中后，可以明显降低烟气中致癌物苯并[a]芘、苯酚的含量，焦油含量也略有降低。同时，卷烟烟气中氨基酸含量有明显的上升，对照卷烟中氨基酸应来源于烟草的裂解。卷烟感官评吸表明，嘴棒中添加珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒，可降低烟气的刺激性，提升烟气香气量，改善口感。 

Claims (4)

1.一种珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒的制备方法，其特征在于：该方法包括下述步骤：
(1)称取0.1～5份珍珠粉，加入到100份多孔玉米淀粉中，混合均匀，得到珍珠粉复合多孔淀粉混合物；
(2)在所述珍珠粉复合多孔淀粉混合物中缓慢加入80～100份去离子水进行润湿，并混合均匀；
(3)所述润湿后的粉体材料通过挤压方法穿过一定目数的筛网制成颗粒；
(4)所述颗粒放入微波炉中在不超过100℃下进行微波凝胶化定型、微波烘干，然后过筛，得到珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒；
所述珍珠粉是由珍珠研磨而成的200～1000目的细粉；
所述微波凝胶化定型是在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理步骤(3)所制的颗粒共计3-5分钟；所述微波烘干是在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理微波凝胶化定型后的颗粒共计5～8分钟。
2.一种如权利要求1所述的珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于：在滤棒成型过程中，向两截常规醋纤滤芯之间预留的空腔中添加80～120mg的珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒，制得醋纤-颗粒-醋纤三元复合滤棒；或者在滤棒成型过程中，向两截沟槽醋纤滤芯之间预留的空腔中添加80～120mg的珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒，制得沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒。
3.一种如权利要求1所述珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于：将珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒散洒到卷烟滤棒丝束上，制得加载珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒醋纤滤棒；再将加载珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒醋纤滤棒与常规醋纤滤棒或沟槽滤棒进行相接，制得二元或三元复合滤棒。
4.根据权利要求3所述的珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于：将所述珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒散洒到卷烟滤棒丝束上，是指在醋纤滤棒成型过程中，将所述珍珠粉复合多孔淀粉晶状颗粒按10～25mg/10mm丝束的添加量均匀地散洒在滤棒丝束上。
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曹新志等.高吸油率玉米多孔淀粉的制备工艺研究.《粮食与饲料工业》.2007,(第11期),第21-22页.
高吸油率玉米多孔淀粉的制备工艺研究;曹新志等;《粮食与饲料工业》;20071231(第11期);第21-22页 *

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