CN103113610B - 一种有机酸/盐复合多孔玉米淀粉颗粒的制备方法及其在卷烟滤嘴中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机酸或有机酸盐复合多孔玉米淀粉颗粒的制备方法及其在卷烟滤嘴中的应用。将有机酸/盐溶于去离子水形成溶液，然后按一定比例均匀喷入多孔玉米淀粉中进行浸渍复合，形成湿润的有机酸/盐复合多孔玉米淀粉，之后通过造粒、微波定型、微波烘干、过筛，得到高强度的有机酸/盐复合多孔玉米淀粉颗粒。将其加载于卷烟滤棒中，制成二元或三元复合滤棒，并卷制成烟。感官评吸表明，嘴棒中添加有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒可降低烟气刺激性，提升烟气香气质和香气量，改善卷烟抽吸品质。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟材料制备技术领域，具体涉及一种有机酸或有机酸盐复合多孔玉米淀粉颗粒的制备方法及其在卷烟滤嘴中的应用。
背景技术
随着人们生活水平不断提高，卷烟消费者对卷烟的安全性要求日益增高，同时国内外反烟、控烟浪潮不断加剧。低焦低害卷烟的研发与生产，已成为我国烟草行业面对WTO和WHO挑战和顺应市场需要的必然要求，也是提高中式卷烟核心竞争力的重要举措。但我国烟草企业目前开发出的低焦油低危害卷烟大多由于烟气香气质和香气量不足，市场表现不佳，不能起到引导消费者摒弃传统的高焦油高危害卷烟、转而抽吸低焦低害卷烟的作用。造成这种现状的原因是目前卷烟行业的降焦减害手段主要是依靠卷烟滤嘴打孔通风来稀释烟气，在焦油降低的同时，卷烟香气也会伴随着散失，导致的结果是抽吸时无法达到较强的满足感。
在目前卷烟滤嘴中施加既具有减害作用、又能提高卷烟烟气香气的特异性材料是解决这一问题的有效途径。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，关于这一点已有较多报道。不过，单纯的多孔淀粉对于提升卷烟烟气香气质和香气量作用不明显，如能利用多孔淀粉的载体作用，担载某些具有提升卷烟香气功能的添加剂，有望起到既降低烟气有害成分含量、又提升烟气香气质和香气量的作用。另外，多孔淀粉是粉末状材料，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。
发明内容
为了克服现有技术低焦低害卷烟存在的缺陷，本发明提供一种有机酸/盐复合多孔玉米淀粉颗粒的制备方法。
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。
一种有机酸/盐复合多孔玉米淀粉颗粒的制备方法，其特征在于：首先称取多孔玉米淀粉备用，然后将有机酸/盐溶解于去离子水中形成澄清溶液，再将其均匀喷入多孔玉米淀粉中进行浸渍得到复合多孔淀粉粉体材料，随后将湿润的有机酸/盐复合多孔淀粉粉体材料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凝胶化定型、烘干，并破碎、过筛，即得到有机酸/盐复合多孔玉米淀粉晶体状颗粒。
该方法具体包括下述步骤：
(1)称取100份多孔玉米淀粉备用；
(2)称取5～20份有机酸/盐，溶解到80～100份去离子水中，形成透明澄清溶液；
(3)将所述溶液均匀喷入多孔玉米淀粉进行浸渍，形成湿润的有机酸/盐复合多孔淀粉粉体材料；
(3)将所述湿润的复合多孔淀粉粉体材料通过挤压方法穿过20目的筛网制成颗粒；
(4)将所述颗粒放入微波炉中在不超过120℃下进行微波凝胶化定型、烘干，然后破碎、过筛，得到所需目数的有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒。
所述有机酸/盐是指苹果酸、苹果酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或几种的混合物。
所述有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒微波凝胶化定型是在不抽湿状态下，以10千瓦/m2的微波功率密度处理有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒共计6-10分钟；所述微波凝胶化烘干是在抽湿状态下，以10千瓦/m2的微波功率密度处理有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒共计10～16分钟。
为了便于工业化生产的应用，本发明的另一目的还在于提供上述有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒在卷烟中的应用。
其应用在于：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的有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒，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的有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒，制得沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒。
或者将有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒散洒到卷烟滤棒的丝束上，制得加载有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒醋纤滤棒；再将加载有机酸/盐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。
将前述有机酸/盐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，将所述有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒按8～20mg/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、利用多孔淀粉的载体功能，复合了具有提升烟气香气质和香气量功能的食品添加剂有机酸/盐。
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、高强度的有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒，避免了化学粘合剂的使用。
3、有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒添加到卷烟滤嘴中，能有效提升烟气香气质和香气量，改善卷烟抽吸品质。
附图说明
图1为本发明所用的多孔玉米淀粉的扫描电镜照片；
图2为本发明的有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒的制备工艺流程图；
图3为将本发明的有机酸/盐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.有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒；2.内包裹层；3.外包裹层。
图4为将本发明的有机酸/盐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.有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒/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有机酸/盐、多孔淀粉在卷烟烟气减害增香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。
多孔淀粉是一种绿色、环保的吸附材料，其对烟气焦油等有害成分的吸附已有不少报道，将有机酸/盐与多孔淀粉相结合，可综合二者之功效，发明一种新的烟气减害增香材料。
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弹性体形成、弹性体失水干缩的过程，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，本发明将微波处理下湿多孔淀粉颗粒的变化过程区分为凝胶弹性体形成和弹性体失水干缩两个阶段，并在微波处理工艺上对其进行区别对待：对于凝胶弹性体形成阶段，控制水分的散失速度，进行不排湿微波处理，使疏松、易碎的多孔淀粉颗粒能够充分凝胶化形成高弹性；对于弹性体失水干缩过程，进行排湿微波处理，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
称取1Kg多孔玉米淀粉备用。称取100g苹果酸溶解到800mL去离子中形成透明澄清的水溶液，然后将其均匀喷入多孔淀粉中进行浸渍。通过挤压造粒方式使湿润的苹果酸复合多孔淀粉粉体材料通过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10千瓦/m2的微波功率密度处理颗粒共计6分钟用于定型；然后在抽湿状态下，以10千瓦/m2的微波功率密度处理颗粒共计12分钟用于烘干有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒，以上微波处理要控制温度不超过120℃。所得产品破碎后分别过20目和40目标准筛，得到20目-40目苹果酸复合多孔淀粉晶状颗粒。
实施例2
称取1Kg多孔玉米淀粉备用。称取100g苹果酸钠溶解于900mL去离子中形成透明澄清溶液，然后将该溶液均匀喷入多孔淀粉中进行浸渍。通过挤压造粒方式使湿润的苹果酸钠复合多孔淀粉粉体材料通过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10千瓦/m2的微波功率密度处理颗粒共计8分钟用于定型；然后在抽湿状态下，以10千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计14分钟用于烘干有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒，以上微波处理要控制温度不超过120℃。所得产品破碎后分别过20目和40目标准筛，得到20目-40目苹果酸钠复合多孔淀粉晶状颗粒。
实施例3
称取1Kg多孔玉米淀粉备用。称取100g柠檬酸溶解于1000mL去离子水中形成透明澄清溶液，然后将该溶液均匀喷入多孔淀粉中进行浸渍。通过挤压造粒方式使湿润的柠檬酸复合多孔淀粉粉体材料通过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10千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计10分钟用于定型；然后在抽湿状态下，以10千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计16分钟用于烘干柠檬酸复合多孔淀粉颗粒，以上微波处理要控制温度不超过120℃。所得产品破碎后分别过20目和40目标准筛，得到20目-40目柠檬酸复合多孔淀粉晶状颗粒。
实施例4
称取1Kg多孔玉米淀粉备用。称取100g柠檬酸钠溶解于1000mL去离子水中形成透明澄清溶液，然后将该溶液均匀喷入多孔淀粉中浸渍。通过挤压造粒方式使湿润的柠檬酸钠复合多孔淀粉粉体材料通过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10千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计10分钟用于定型；然后在抽湿状态下，以10千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计16分钟用于烘干柠檬酸钠复合多孔淀粉颗粒，以上微波处理要控制温度不超过120℃。所得产品破碎后分别过20目和40目标准筛，得到20目-40目柠檬酸钠复合多孔淀粉晶状颗粒。
应用实施例1
应用本发明的有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒，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有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒，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有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒的添加量为100mg，滤棒的结构如图2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1，放样生产的卷烟样品评吸结果见表2。
表1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2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
应用实施例2
应用本发明的有机酸/盐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有机酸/盐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有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒的添加量为18mg，滤棒的结构如图3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3，放样生产的卷烟样品评吸结果见表4。
表3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
备注：20支滤棒测定结果
分析应用实施例1和应用实施例2实验结果可以看出，有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒添加到卷烟嘴棒中后，可以降低烟气的刺激性，提升烟气香气质和香气量，改善卷烟抽吸品质。
Claims (3)
1.一种有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒的制备方法，该方法包括下述步骤：
(1)称取100份多孔玉米淀粉备用；
(2)称取5～20份有机酸/盐，溶解到80～100份去离子水中，形成透明澄清溶液；
(3)将所述溶液均匀喷入多孔玉米淀粉进行浸渍，形成湿润的有机酸/盐复合多孔淀粉粉体材料；
(4)将所述湿润的复合多孔淀粉粉体材料通过挤压方法穿过20目数的筛网制成颗粒；
(5)将所述颗粒放入微波炉中在不超过120℃下进行微波凝胶化定型、烘干，然后破碎、过筛，得到所需目数的有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒；
上述步骤(2)中所述有机酸/盐是指苹果酸、苹果酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或几种的混合物；
上述步骤(5)中：所述有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒微波凝胶化定型是在不抽湿状态下，以10千瓦/m2的微波功率密度处理有机酸/盐复合多孔淀粉颗粒共计6-10分钟；所述微波凝胶化烘干是在抽湿状态下，以10千瓦/m2的微波功率密度处理有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒共计10～16分钟。
2.根据权利要求1所述的一种有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒的制备方法制备得到的有机酸/盐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的有机酸/盐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的有机酸/盐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.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：将有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒散洒到卷烟滤棒的丝束上，制得加载有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒醋纤滤棒；再将加载有机酸/盐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；
所述有机酸/盐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，将所述有机酸/盐复合多孔淀粉晶状颗粒按8～20mg/10mm丝束的添加量均匀地散洒在滤棒丝束上。
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