CN103772512A

CN103772512A - 一种氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法及其应用

Info

Publication number: CN103772512A
Application number: CN201210400097.6A
Authority: CN
Inventors: 张晓兵; 刘惠民; 贾云祯; 王宜鹏; 彭斌
Original assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Current assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority date: 2012-10-20
Filing date: 2012-10-20
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-10-20
Also published as: CN103772512B

Abstract

一种氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法及其应用，其特征在于：保润剂是由以下原料经氧化、羧甲基化改性制备而成，每350g淀粉中加入：次氯酸钠30-90g，乙醇/水溶液800-2400g，氢氧化钠10-100g，氯乙酸钠20-210g。本发明的优点是所用原料为淀粉，淀粉属可再生资源，且来源广泛、价格低廉；通过对淀粉进行一定的氧化改性和羧甲基化改性，使其具有极强的吸水和保水能力，并且绿色环保、成本低廉。将本发明的保润剂在烟叶加料工序均匀喷洒在烟叶上，能提高烟草的耐加工性能，减少烟叶在加工过程中的造碎，降低卷烟的烟叶消耗，而且还能改善吃味和口感、降低烟气刺激等作用，起到了同时改善烟草物理保润和感官保润的效果。

Description

一种氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法及其应用

技术领域

本发明属于卷烟技术领域，具体的说是一种氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法及其应用，该保润剂绿色环保、成本低廉，并具有同时改善烟草物理保润和感官保润的效果。

背景技术

保润剂是卷烟生产过程中一种不可缺少的助剂，在卷烟生产、运输、贮存、销售和吸食过程中，保润剂可以有效地保持烟叶水分，增加烟叶的柔软性，提高烟草的耐加工性能，减少烟叶在加工过程中的造碎，降低卷烟的烟叶消耗。同时，保润剂还具有降低烟气刺激、改善吃味和口感的作用。

目前国内卷烟生产企业使用的保润剂主要有丙二醇、甘油和山梨醇等多元醇类。丙二醇和甘油主要是以石油天然气为原料的石化产品，价格昂贵，山梨醇虽价格便宜但保润效果和感官质量稍差。由于丙二醇具有一定的挥发性，因此卷烟燃烧时有相当一部分丙二醇进入烟气形成焦油，对降焦不利。另外研究还表明丙二醇的热解产物主要是乙醛和丙酮，甘油的热解产物主要是乙醛和丙烯醛，这些传统保润剂的使用会导致烟气中乙醛等有害物质含量升高。此外，丙二醇、甘油和山梨醇用量稍大还会对烟气带来刺激气味，对卷烟口感不利。

因此，开发新型高效、绿色安全、成本低廉的天然烟草保润剂成为卷烟添加剂研究领域的一个重要方向。中国专利CN200910273418.9公开了一种从凤尾叶中提取的凤尾叶挥发油卷烟感官保润剂。中国专利CN200910061990.9公开了一种魔芋保润剂及其在卷烟中的应用，魔芋保润剂由乙醇提取制备得到。中国专利CN 200910273359.5公开了一种芒果肉醇提取物卷烟感官保润剂。中国专利CN201010155428.5公开了一种复方多糖保润剂的制备及其在卷烟中的应用，其制备流程主要是中药提取液经酶解、大孔树脂柱吸附过滤、旋转蒸发仪浓缩得到多糖保润剂。但是，上述这些天然植物提取物保润剂普遍存在着制备流程复杂，成本较高、原料来源少等问题，因此尚未得到普遍推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明以淀粉为原料，依次通过氧化改性和羧甲基化改性，制备了一种新型高效、绿色环保、成本低廉的淀粉质烟用保润剂。

本发明的发明机理在于：从分子结构上讲，组成淀粉大分子的每个葡萄糖单元中含有三个羟基，大量的羟基赋予了淀粉良好的保水性。本发明中的氧化改性主要是降低了淀粉的分子量，增强了水溶性，并且有利于提高保润剂中固体物的含量，从而增强其吸水和保水能力，同时本发明中的氧化改性也会生成一定的羰基和羧基基团，也有利于增强吸水和保水能力；本发明中的羧甲基化改性将具有更强亲水性的羧甲基（钠）引入到淀粉分子中，极大的提高了其吸水和保水能力。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法，是由以下原料经氧化、羧甲基化改性制备而成，每350g淀粉中加入：次氯酸钠30-90g，乙醇/水溶液800-2400g，氢氧化钠10-100g，氯乙酸钠20-210g，具体步骤为：

（1）将350g淀粉加入到乙醇/水溶液中，配成30%-44%的淀粉乳，在1-2小时内加入次30-90g次氯酸钠，在45℃-60℃反应5-12小时，此外在反应过程中，应不断的滴加5%的氢氧化钠水溶液以使pH值稳定中性，反应结束后，用亚硫酸钠还原过量的次氯酸钠，最后依次进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化淀粉；

（2）将氧化淀粉加入到乙醇/水溶液中，配成30%-44%的淀粉乳，然后依次加入10-100g氢氧化钠和20-210g氯乙酸钠，在40℃-60℃反应4-10小时后，用浓盐酸中和至中性，然后依次进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化-羧甲基化淀粉；

（3）将上述的氧化-羧甲基化淀粉溶解在水中，配成10%-60%的溶液，并添加0.1%-0.5%的防腐剂、0.1%-0.5%的消泡剂即可得到淀粉质烟用保润剂。

在本发明中，所述淀粉为玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、大麦淀粉、高粱淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、芭蕉淀粉、西米淀粉、以及蜡质淀粉如蜡质玉米淀粉、蜡质大米淀粉、蜡质高粱淀粉中的任意一种或其组合。

所述次氯酸钠可以用双氧水、高锰酸钾等进行等量代替。

所述氯乙酸钠可以用氯乙酸进行等量替代。

所述乙醇/水溶液中乙醇与水的质量比为50:50-80:20。

将本发明的保润剂在烟叶加料工序均匀喷洒在烟叶上，能提高烟草的耐加工性能，减少烟叶在加工过程中的造碎，降低卷烟的烟叶消耗，而且还能改善吃味和口感、降低烟气刺激等作用，起到了同时改善烟草物理保润和感官保润的效果。

保润剂的用量为烟叶质量的0.1%-1.5%。

本发明的优点是所用原料为淀粉，淀粉属可再生资源，且来源广泛、价格低廉；通过对淀粉进行氧化改性和羧甲基化改性，使其具有极强的保水能力，并且绿色环保、成本低廉。通过添加本发明中的淀粉质烟用保润剂，不仅能提高烟草的耐加工性能，减少烟叶在加工过程中的造碎，降低卷烟的烟叶消耗，而且还能改善吃味和口感、降低烟气刺激等作用，起到了同时改善烟草物理保润和感官保润的效果。

具体实施方式

下面结合实施例本对发明进行进一步描述，但本发明范围不限于这些实施例。

实施例1. 将350g蜡质玉米淀粉加入到乙醇/水（V/V=70:30）溶液中，配成37%的淀粉乳，在1-2小时内加入35g次氯酸钠，在50℃反应6小时，此外在反应过程中，应不断的滴加2%的氢氧化钠水溶液以使pH值稳定在中性，反应结束后，用亚硫酸钠还原过量的次氯酸钠，最后分别进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化淀粉。将氧化淀粉g加入到乙醇/水（V/V=80:20）溶液中，配成37%的淀粉乳，然后依次加入36g氢氧化钠和70g氯乙酸钠，在45℃反应7小时后，用浓盐酸中和至中性，然后依次进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化-羧甲基化淀粉。将氧化-羧甲基化淀粉溶解在水中，配成40%的溶液，并添加0.2%的防腐剂、0.2%的消泡剂即可得到淀粉质烟用保润剂。

实施例2. 将350g蜡质玉米淀粉加入到乙醇/水（V/V=70:30）溶液中，配成37%的淀粉乳，在1-2小时内加入48g高锰酸钾，在50℃反应8小时，此外在反应过程中，应不断的滴加2%的氢氧化钠水溶液以使pH值稳定在中性，反应结束后，用亚硫酸钠还原过量的高锰酸钾，最后分别进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化淀粉。将氧化淀粉加入到乙醇/水（V/V=80:20）溶液中，配成37%的淀粉乳，然后依次加入108g氢氧化钠和130g氯乙酸，在45℃反应7小时后，用浓盐酸中和至中性，然后依次进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化-羧甲基化淀粉。将氧化-羧甲基化淀粉溶解在水中，配成40%的溶液，并添加0.2%的防腐剂、0.2%的消泡剂即可得到淀粉质烟用保润剂。

实施例3. 将350g蜡质玉大米淀粉加入到乙醇/水（V/V=70:30）溶液中，配成38%的淀粉乳，在1-2小时内加入73g次氯酸钠，在53℃反应10小时，此外在反应过程中，应不断的滴加2%的氢氧化钠水溶液以使pH值稳定在中性，反应结束后，用亚硫酸钠还原过量的次氯酸钠，最后分别进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化淀粉。将氧化淀粉加入到乙醇/水（V/V=80:20）溶液中，配成38%的淀粉乳，然后依次加入90g氢氧化钠和178g氯乙酸钠，在45℃反应9小时后，用浓盐酸中和至中性，然后依次进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化-羧甲基化淀粉。将氧化-羧甲基化淀粉溶解在水中，配成40%的溶液，并添加0.2%的防腐剂、0.2%的消泡剂即可得到淀粉质烟用保润剂。

实施例4. 将350g蜡质高粱淀粉加入到乙醇/水（V/V=70:30）溶液中，配成39%的淀粉乳，在1-2小时内加入87g次氯酸钠，在53℃反应10小时，此外在反应过程中，应不断的滴加2%的氢氧化钠水溶液以使pH值稳定在中性，反应结束后，用亚硫酸钠还原过量的次氯酸钠，最后分别进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化淀粉。将氧化淀粉加入到乙醇/水（V/V=80:20）溶液中，配成39%的淀粉乳，然后依次加入100g氢氧化钠和208g氯乙酸钠，在45℃反应10小时后，用浓盐酸中和至中性，然后依次进行脱水、洗涤、干燥、粉碎和筛分，得到氧化-羧甲基化淀粉。将氧化-羧甲基化淀粉溶解在水中，配成40%的溶液，并添加0.2%的防腐剂、0.2%的消泡剂即可得到淀粉质烟用保润剂。

本发明所提供的淀粉质烟用保润剂应用于卷烟工业生产对卷烟有较好的物理保润能力和感官保润效果。申请人对发明所提供的四种实施例与现有技术在烟草行业主要使用的丙二醇、甘油和山梨醇进行了物理保润能力的对比评价，评价结果见表1。同时对感官保润效果进行了对比评吸，对比结果见表2。

表1 不同保润剂的物理保润评价

Figure 2012104000976100002DEST_PATH_IMAGE002

注：RH=相对湿度，烟丝平衡时间为48h

表2 不同保润剂的感官保润评价

保润剂	用量	感官评价
			丙二醇	1%	无异味，香气量充足，香气较透发，烟气稍显粗糙，稍有刺激。
甘油	1%	无异味，香气量充足，香气较透发，稍有干刺。
			山梨醇	1%	无异味，香气量充足，香气较透发，烟气较细腻、柔和，刺激稍明显。
实施例1	1%	无异味，香气量充足，香气较透发，烟气较细腻、柔和，刺激较小，余味较干净，回甜较好。
			实施例2	1%	无异味，香气量充足，香气较透发，烟气较细腻、柔和，刺激较小，余味较干净，回甜较好。
实施例3	1%	无异味，香气量充足，香气较透发，烟气较细腻、柔和，刺激较小，余味较干净，回甜较好。
			实施例4	1%	无异味，香气量充足，香气较透发，烟气较细腻、柔和，刺激较小，余味较干净，回甜较好。

由表1可以看出本发明四个实施例中所提供的淀粉质烟用保润剂对卷烟有较好的物理保润效果，其保水能力高于丙二醇、甘油和山梨醇。通过表2可知：淀粉质烟用保润剂可以有效改善烟气的口感，减轻刺激性和提高余味舒适度，感官效果优于现有技术所使用的丙二醇等多元醇保润剂。

Claims

1.一种氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法，其特征在于：是由以下原料经氧化、羧甲基化改性制备而成，每350g淀粉中加入：次氯酸钠30-90g，乙醇/水溶液800-2400g，氢氧化钠10-100g，氯乙酸钠20-210g，具体步骤为：

2.根据权利要求1所述的氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法，其特征在于：所述淀粉为玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、大麦淀粉、高粱淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、芭蕉淀粉、西米淀粉、以及蜡质淀粉如蜡质玉米淀粉、蜡质大米淀粉、蜡质高粱淀粉中的任意一种或其组合。

3.根据权利要求1所述的氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法，其特征在于：次氯酸钠可以用双氧水、高锰酸钾进行等量代替。

4.根据权利要求1所述的氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法，其特征在于：氯乙酸钠可以用氯乙酸进行等量替代。

5.根据权利要求1所述的氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的制备方法，其特征在于：乙醇/水溶液中乙醇与水的质量比为50:50-80:20。

6.一种权利要求1所述的氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂的应用，其特征在于：将本发明的保润剂在烟叶加料工序均匀喷洒在烟叶上，能提高烟草的耐加工性能，减少烟叶在加工过程中的造碎，降低卷烟的烟叶消耗，而且还能改善吃味和口感、降低烟气刺激等作用，起到了同时改善烟草物理保润和感官保润的效果。

7.根据权利要求6所述的氧化-羧甲基化淀粉质烟用保润剂在卷烟中的应用，其特征在于：保润剂的用量为烟叶质量的0.1%-1.5%。