CN107136560B - 天然低共熔溶剂烟草保润剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种天然低共熔溶剂烟草保润剂及其制备方法和应用，其特征是：该保润剂由以下组分制备而成：天然低共熔溶剂10%‑50%，防腐剂0.1%‑0.5%，消泡剂0.1%‑0.5%，余量为水，pH值为中性。将本发明的保润剂应用于卷烟保润，不仅能提高烟草的耐加工性能，减少了烟叶的造碎，降低卷烟在加工过程中烟叶的消耗，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。本发明的优点是天然低共熔溶剂合成方法简单，不挥发，不易燃；合成原料均为天然产物，也是烟草里含有的成分，绿色环保；同时，合成原料也是烟气香气前体物，对改善卷烟感官香气具有一定作用，具有潜在的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟草添加剂技术，具体的说是天然低共熔溶剂烟草保润剂的制备及其在卷烟中的应用，该保润剂绿色环保，具有同时改善烟草物理保润和感官保润的双重效果。
背景技术
烟草保润剂能改善烟草的物理性能，增强保润和吸湿能力，减少烟叶在加工过程中的造碎。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，我国烟草行业中主要采用甘油、丙二醇、木糖醇和山梨醇等多羟基物质作为保润剂。但是，丙二醇在卷烟抽吸过程中为产生乙醛和丙酮，导致烟气中有害物质含量升高。同时，丙二醇还会给烟气带来刺激气味。因此，随着现代科技的发展，目前对新型天然保润剂的开发已成为研究的热点。
低共熔溶剂于2003年由Abbott等首次报道，是指由氢键供体和氢键受体，通过氢键作用组合而成的二元或三元的低共熔混合物。低共熔溶剂常温下为液态，是一类新型的离子液体。与离子液体一样，低共熔溶剂挥发性低、熔点低、不易燃；同时，低共熔溶剂还具有无毒性、合成简单、可生物降解、环境友好等特点。天然低共熔溶剂是指由天然化合物（如糖、氨基酸、有机酸等）组成的低共熔溶剂，广泛存在于植物体内。由于水可与天然低共熔溶剂中的氢键作用，天然低共熔溶剂具有优良的保水性能。同时，天然低共熔溶剂由植物基本代谢物组成，绿色天然，且均为烟草本身含有的成分，是重要的香味前体物。因此，开发天然低共熔溶剂对提高烟草物理保润能力和改善卷烟口感有很强的实用价值，具有广阔的推广应用前景。
发明内容
本发明的目的正是基于上述现有技术状况而研制的一种新型廉价、绿色环保的天然低共熔溶剂烟草保润剂，该保润剂以天然低共熔溶剂为原料，具有同时改善烟草物理保润和感官保润的双重功效。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种天然低共熔溶剂烟草保润剂，是由以下重量百分比的组分混合制备而成：天然低共熔溶剂10%-50%，防腐剂0.1%-0.5%，消泡剂0.1%-0.5%，余量为水，pH值为中性；
所述天然低共熔溶剂的合成方法如下：将氢键供体化合物和氢键受体化合物的固体粉末按摩尔比为1:2-1:1加入到圆底烧瓶中，加水后水浴加热搅拌直至透明液体形成，或不加水直接水浴加热搅拌直至透明液体形成；所述的氢键供体化合物为葡萄糖、脯氨酸、植酸钠、蔗糖中的任意一种；所述的氢键受体化合物为L-谷氨酸盐、甜菜碱、丙二酸、苹果酸中的任意一种。
氢键供体化合物和氢键受体化合物的固体粉末摩尔比优选为1:1。
在天然低共熔溶剂合成时加水数量为氢键供体化合物和氢键受体化合物的混合重量的10-50%。
所述水浴加热温度为50 oC-90 oC，水浴反应时间为2-3 h。
本发明的天然低共熔溶剂烟草保润剂的制备方法如下：将上述合成的天然低共熔溶剂按比例加入到水中，调节pH至中性，再添加0.1%-0.5%的防腐剂、0.1%-0.5%的消泡剂即可制得天然低共熔溶剂保润剂。
调节pH值所用试剂为盐酸或氢氧化钠水溶液，酸水溶液浓度为重量比0.5-5%；氢氧化钠水溶液浓度为重量比0.5-10%。
将天然低共熔溶剂烟草保润剂均匀喷洒在烟丝中，具有同时改善烟草物理保润和感官保润的效果，用量为烟丝质量的0.1%-1.5%。
本发明的优点是所用原料为天然低共熔溶剂，绿色环保，不挥发，不易燃，合成方法简单；由于氢键与水的氢键作用，具有优良的保水性能。另外，合成原料均为天然产物，也是烟草里含有的烟气香气前体物，对改善卷烟感官香气具有一定作用。同时，通过添加本发明中的天然低共熔溶剂烟草保润剂，能提高烟草的耐加工性能，降低卷烟烟叶的在加工过程中的造碎。
具体实施方式
下面结合实施例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.称取D-(+)-葡萄糖和D,L-苹果酸固体粉末，按照摩尔比1:1，加入到圆底烧瓶中，80 oC水浴加热并搅拌，直至透明液体形成，水浴反应时间为2.5小时。将所合成的D-(+)-葡萄糖-D,L-苹果酸天然低共熔溶剂100g中加入200毫升的水，滴加质量分数5%氢氧化钠溶液调节pH为中性。添加1.0g防腐剂和1.0g消泡剂即可制得D-(+)-葡萄糖-D,L-苹果酸天然低共熔溶剂保润剂。称取10g保润剂，均匀喷洒到1000g烟丝上，保润剂的用量为烟叶质量1%。用该烟丝制备卷烟样品。
实施例2. 称取D/L-脯氨酸和丙二酸固体粉末，按照摩尔比1:2，总重量100g，加入到圆底烧瓶中，同时加入20毫升的水，60 oC水浴加热并搅拌，直至透明液体形成，水浴反应时间为3小时。将所合成的D/L-脯氨酸-丙二酸天然低共熔溶剂中加入180毫升水，滴加质量分数5%氢氧化钠溶液调节pH为中性，添加1.0g防腐剂和1.0g消泡剂即可制得D/L-脯氨酸-丙二酸天然低共熔溶剂保润剂。称取10g保润剂，均匀喷洒到1000g烟丝上，保润剂的用量为烟叶质量1%。用该烟丝制备卷烟样品。
实施例3.称取植酸钠、甜菜碱固体粉末，按照摩尔比1:1，总重量100 g，加入到圆底烧瓶中，80 oC水浴加热并搅拌，直至透明液体形成，水浴反应时间为2小时。将所合成的植酸钠-甜菜碱天然低共熔溶剂中加入300毫升水溶液，加入5%盐酸溶液调节pH为中性。添加1.2g防腐剂和1.2g消泡剂即可制得植酸钠-甜菜碱天然低共熔溶剂保润剂。称取10g保润剂，均匀喷洒到1000g烟丝上，保润剂的用量为烟叶质量1%。用该烟丝制备卷烟样品。
实施例4.称取L-谷氨酸盐、蔗糖固体粉末，按照摩尔比1:1，总重量为100 g，加入到圆底烧瓶中，80 oC水浴加热并搅拌，直至透明液体形成，水浴反应时间为2小时。将所合成的L-谷氨酸盐-蔗糖天然低共熔溶剂中加入300毫升水溶液。添加1.2g防腐剂和1.2g消泡剂即可制得L-谷氨酸盐-蔗糖天然低共熔溶剂保润剂。称取10g保润剂，均匀喷洒到1000g烟丝上，保润剂的用量为烟叶质量1%。用该烟丝制备卷烟样品。
本发明所提供的天然低共熔溶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采用两种不同的评吸方式进行了对比评吸，按烟草添加剂感官评吸方法的评价结果见表2。按卷烟感官质量评价方法的评价结果见表3。
表1 不同保润剂的物理保润评价
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（方法一）
表3感官保润评价（方法二）
由表1可以看出本发明四个实施例中所提供的天然低共熔溶剂烟用保润剂保水能力优于丙二醇，对卷烟有较好的物理保润效果。在感官评价中，评委给出了文字性总结：丙二醇无异味，香气量充足，香气较透发，烟气稍显粗糙，稍有刺激；天然低共熔溶剂烟用保润剂无异味，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。通过表2、表3也可以看出天然低共熔溶剂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，四个实施例得分均高于丙二醇。
Claims (8)
1.一种天然低共熔溶剂烟草保润剂，其特征在于：是由以下重量百分比的组分混合制备而成：天然低共熔溶剂10%-50%，防腐剂0.1%-0.5%，消泡剂0.1%-0.5%，余量为水，pH值为中性；
所述天然低共熔溶剂的合成方法如下：将氢键供体化合物和氢键受体化合物的固体粉末按摩尔比为1:2-1:1加入到圆底烧瓶中，加水后水浴加热搅拌直至透明液体形成，或不加水直接水浴加热搅拌直至透明液体形成；
所述的氢键供体化合物为葡萄糖、脯氨酸、植酸钠、蔗糖中的任意一种；
所述的氢键受体化合物为L-谷氨酸盐、甜菜碱、丙二酸、苹果酸中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的天然低共熔溶剂烟草保润剂，其特征在于：氢键供体化合物和氢键受体化合物的固体粉末摩尔比为1:1。
3.根据权利要求1所述的天然低共熔溶剂烟草保润剂，其特征在于：在天然低共熔溶剂合成时加水数量为氢键供体化合物和氢键受体化合物的混合重量的10-50%。
4.根据权利要求1所述的天然低共熔溶剂烟草保润剂，其特征在于：所述水浴加热温度为50 oC-90 oC，水浴反应时间为2-3 h。
5.一种权利要求1所述的天然低共熔溶剂烟草保润剂的制备方法，其特征在于：将上述合成的天然低共熔溶剂按比例加入到水中，调节pH至中性，再添加0.1%-0.5%的防腐剂、0.1%-0.5%的消泡剂即可制得天然低共熔溶剂保润剂。
6.根据权利要求5所述的天然低共熔溶剂烟草保润剂的制备方法，其特征在于：调节pH值所用试剂为盐酸或氢氧化钠水溶液。
7.根据权利要求6所述的天然低共熔溶剂烟草保润剂的制备方法，其特征在于：所述盐酸水溶液浓度为重量比0.5-5%；氢氧化钠水溶液浓度为重量比0.5-10%。
8.一种如权利要求1所述的天然低共熔溶剂烟草保润剂在卷烟中的应用，其特征在于：将天然低共熔溶剂烟草保润剂均匀喷洒在烟丝中，用量为烟丝质量的0.1%-1.5%。
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