CN107874318B - 一种本草炭复合颗粒、制备方法及其在卷烟中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种本草炭复合颗粒，包括本草炭、烟草提取物、粘合剂和吸附促进剂，所述本草炭为山楂、大黄、黄芩中的一种或几种经过炭制后形成，所述吸附促进剂为皂荚和茵陈草的复合提取液。本发明还公开了本草炭复合颗粒在卷烟中的应用，所述本草炭复合颗粒添加在卷烟嘴棒中使用，每毫米卷烟嘴棒添加1～5mg所述本草炭复合颗粒。本发明所述本草炭复合颗粒用于卷烟中，能显著提高卷烟烟气的丰富性和细腻感，降低刺激性的作用。且在保持良好抽吸感的基础上，降低部分有害成分(主要为重金属Pb、Cd，以及焦油、亚硝胺)的释放量，具有增香减害的作用。

Description

一种本草炭复合颗粒、制备方法及其在卷烟中的应用

技术领域

本发明属于烟草加工技术领域，尤其涉及一种本草炭复合颗粒、制备方法及其在卷烟中的应用。

背景技术

活性炭是目前为止应用最广泛且最有效的一种卷烟滤嘴添加剂。大量研究结果显示，活性炭滤嘴确实具有一定的作用：(1)可以降低卷烟烟气中的某些有害气相成分；(2)与其他添加剂合用时可更有效地降低烟气中的有害成分；(3)与纸质滤嘴复合的降焦效果最为显著；(4)确实降低了烟气的危害性。但是，活性炭滤嘴在降低卷烟烟气中有害物质的同时也存在一些缺点，即活性炭对卷烟吸食口感的影响。活性炭在去除卷烟烟气中的部分有害物质的同时也去除了烟气中的一些香味成分从而造成香气不足。

中药制炭应用于临床历史悠久。早在汉代张仲景所著的《金匮要略方论》中就有“枳实烧令黑勿太过”、“乱发烧灰”、“桑根皮烧灰存性，勿令太过”等十来种炭药的记载。尔后，经过历代医家的临床实践，炭类药不断的增加与发展。由于炭类药在临床治疗某些病症如内外出血方面有疗效，故前人有“红见黑即止”之说，因此，炭类药就逐步发展成为《中药炮制学》的重要内容之一。现普遍认为制炭过程中理化成炭能够生成一定数量的炭素(活性炭)，活性炭具有一定的吸附、收敛作用；且制炭能形成一定量的鞣质，例如俞浩等《炒炭对地榆中鞣质量及止血效果的影响》(中成药,2014年06期)指出，地榆炒炭后与收敛止血功效相关的成分鞣质含有量升高，吸附力增强，就是炭化制鞣质的一个实例。鞣质的量的增加能增强吸附、收敛的作用，尤其是对烟气中的重金属元素，效果愈加明显。相比于活性炭，炭制中药具有活性炭的吸附性能，同时还保留了药材的固有性能。

现有技术大都是在滤棒中加入单纯的活性炭起到过滤作用，或者是将活性炭和中草药通过简单的混合添加如滤棒中进行过滤增香，而未见使用中药草本制炭用于滤棒的相关报道。例如，发明专利CN1198906A公开了一种烟用复合烟嘴，是由化学纤维丝带加活性炭复合制成，化学纤维丝带重叠在一起，活性炭均匀分布在化学纤维层与层之间的任意夹层中，然后卷装成烟嘴；发明专利CN106666829A公开了一种低温非燃烧烟，其中过滤棒是由丙烯酸纤维、醋酸纤维、褶皱纸或活性炭制成。以上两个发明都是在滤嘴中只加入活性炭，起到了过滤烟气中部分有害物质的作用，但是如前文所述，烟草中制香成分的香气和烟气的吸味也被部分去除，影响了香气质量和烟草的口感。发明专利CN105533803A公开了一种含有药物的香烟过滤嘴，其过滤嘴中含有吸附剂，所述吸附剂是硅酸、硅酸钠、硅酸镁、硅酸铝、活性炭、硅藻土、蒙脱土、沸石分子筛、硅胶中的一种或者几种，采用的也是单纯吸附方式，同时去除了香气成分和有害物质。发明专利CN104287092A公开了一种保健过滤烟嘴，所述过滤烟嘴中包括中药颗粒，所述颗粒由中药有效成分和活性炭按照重量配比为0.2～1∶1混合而成，所述中药有效成分包括婆婆丁、小红藤、山豆根、葛根等，本发明经多种方式有效提取中药的有效成分，结合活性炭用于烟嘴过滤，既能降低卷烟主流烟气中有害物质，减轻吸烟的危害性，尤其对卷烟主流烟气中苯酚、氨类物质的有明显的降低效果，且对香烟的口感没有明显的影响，应用前景广阔，但是这种采用活性炭和中草药简单混合得到的烟嘴主要是通过活性炭起到吸附去除有害物质的功能，中草药只是起到了增香或者保健的作用，对有害物质的吸附作用基本上没有促进。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种本草炭复合颗粒，包括本草炭、烟草提取物、粘合剂和吸附促进剂，所述本草炭为山楂、大黄、黄芩中的一种或几种经过炭制后形成，所述吸附促进剂为皂荚和茵陈草的复合提取液。

进一步地，所述本草炭的炭制工艺为：将山楂、大黄、黄芩中的一种或几种在100～150℃下干燥2～3h，然后加热到200～250℃预炭化，预炭化的时间为1～2h，预炭化完成后，再升高温度至300～350℃下炭化1～1.5h，炭化完成后空冷至室温，再将炭化物粉碎，过20～100目筛。收集过筛物即为所述本草炭。

进一步地，所述烟草提取物的制备工艺为：取新鲜烟叶洗净捣碎，按质量比烟叶:高粱酒＝1:5～10的比例将烟叶捣碎物加入高粱酒中，50～65℃浸提3～5h，浸提完成后固液分离，收集液相得烟草提取物。

进一步地，所述烟叶为津巴布韦烟叶、云南烟叶中的一种或两种混合。

进一步地，所述吸附促进剂的制备方法为：

步骤一、皂荚和茵陈草切碎混合放入容器中，将皂荚和茵陈草在容器中捣烂，然后加入乙醇和乙酸乙酯的混合物，密封容器，其中皂荚和茵陈草的质量比为1:3～10；

步骤二、对容器抽真空，使得容器内的压强≤500Pa，然后将容器内的混合物加热到65～80℃浸取，浸取时间为1h以上；

步骤三、浸取完成后平衡容器内外压差，对容器内的混合物进行固液分离获得浸取液和浸取渣；

步骤四、将所述浸取渣浸入复合酶解液中，酶解温度为40～50℃，酶解时间为5h以上，酶解后固液分离收集酶解提取液；

步骤五、将所述浸取液和所述酶解提取液混合，减压浓缩至原体积的1/6或者更小体积，即获得所述吸附促进剂。

进一步地，所述乙醇和乙酸乙酯混合物、皂荚和茵陈草混合物的质量比为：乙醇和乙酸乙酯混合物:皂荚和茵陈草混合物＝10:1～2。

进一步地，所述复合酶解液为纤维素酶、果胶酶的水溶液，其中纤维素酶和果胶酶的质量分数分别为0.2％～5％、0.2％～5％，浸取渣和复合酶解液的固液比为4～6:10。

进一步地，所述本草炭复合颗粒中，各组分按重量计为：本草炭10份、烟草提取物1～3份、粘合剂2～5份、和吸附促进剂0.8～5份。

进一步地，所述粘合剂为糊精浆。

本发明还公开了上述本草炭复合颗粒的制备方法，先按所述重量计将吸附促进剂喷洒在本草炭上，然后将本草炭和粘合剂充分混合，混合后将所述烟草提取物喷洒在本草炭和粘合剂混合物中，密封储料。

本发明还公开了上述本草炭复合颗粒在卷烟中的应用，所述本草炭复合颗粒添加在卷烟嘴棒中使用，每毫米卷烟嘴棒添加1～5mg所述本草炭复合颗粒。

从以上技术方案可以看出，本发明的优点是：

1、本发明所述本草炭复合颗粒用于卷烟中，能显著提高卷烟烟气的丰富性和细腻感，降低刺激性的作用。且在保持良好抽吸感的基础上，降低部分有害成分(主要为重金属Pb、Cd，以及焦油、亚硝胺)的释放量，具有增香减害的作用。

2、本发明原料易得，价格低廉，工艺简单，容易实现产业化生产，具有良好的开发应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例进行详细的说明：

实施例1

一种本草炭复合颗粒，包括本草炭、烟草提取物、粘合剂和吸附促进剂，各组分按重量计为：本草炭10份、烟草提取物1份、粘合剂2份、和吸附促进剂0.8份。所述本草炭为山楂经过炭制后形成，所述吸附促进剂为皂荚和茵陈草的复合提取液，所述粘合剂为糊精浆。

其中，所述本草炭的炭制工艺为：将新鲜山楂在100℃下干燥2h，然后加热到200℃预炭化，预炭化的时间为1h，预炭化完成后，再升高温度至300℃下炭化1h，炭化完成后空冷至室温，再将炭化物粉碎，过50目筛。收集过筛物即为所述本草炭。

所述烟草提取物的制备工艺为：取新鲜津巴布韦烟叶洗净捣碎，按质量比烟叶:高粱酒＝1:5的比例将烟叶捣碎物加入高粱酒中，50～65℃浸提3h，浸提完成后固液分离，收集液相得烟草提取物。

所述吸附促进剂的制备方法为：

步骤一、皂荚和茵陈草切碎混合放入容器中，将皂荚和茵陈草在容器中捣烂，然后加入乙醇和乙酸乙酯的混合物，乙醇和乙酸乙酯混合物、皂荚和茵陈草混合物的质量比为：

乙醇和乙酸乙酯混合物:皂荚和茵陈草混合物＝10:1，

添加完成后密封容器，其中皂荚和茵陈草的质量比为1:3；

步骤二、对容器抽真空，使得容器内的压强≤500Pa，然后将容器内的混合物加热到65～80℃浸取，浸取时间为1h以上；

步骤三、浸取完成后平衡容器内外压差，对容器内的混合物进行固液分离获得浸取液和浸取渣；

步骤四、将所述浸取渣浸入纤维素酶和果胶酶的复合酶解液中，复合酶解液中纤维素酶和果胶酶的质量分数分别为0.2％、0.2％，浸取渣和复合酶解液的固液比为4:10，酶解温度为40～50℃，酶解时间为5h以上，酶解后固液分离收集酶解提取液；

步骤五、将所述浸取液和所述酶解提取液混合，减压浓缩至原体积的1/6，即获得所述吸附促进剂。

先按所述重量计将吸附促进剂喷洒在本草炭上，然后将本草炭和粘合剂充分混合，混合后将所述烟草提取物喷洒在本草炭和粘合剂混合物中，密封储料，即获得本实施例所述的本草炭复合颗粒。

实施例2

一种本草炭复合颗粒，包括本草炭、烟草提取物、粘合剂和吸附促进剂，各组分按重量计为：本草炭10份、烟草提取物2份、粘合剂4份、和吸附促进剂2份。所述本草炭为大黄经过炭制后形成，所述吸附促进剂为皂荚和茵陈草的复合提取液，所述粘合剂为糊精浆。

其中，所述本草炭的炭制工艺为：将新鲜大黄在120℃下干燥3h，然后加热到200℃预炭化，预炭化的时间为1h，预炭化完成后，再升高温度至320℃下炭化1h，炭化完成后空冷至室温，再将炭化物粉碎，过100目筛。收集过筛物即为所述本草炭。

所述烟草提取物的制备工艺为：取新鲜云南烟叶洗净捣碎，按质量比烟叶:高粱酒＝1:8的比例将烟叶捣碎物加入高粱酒中，50～65℃浸提5h，浸提完成后固液分离，收集液相得烟草提取物。

所述吸附促进剂的制备方法为：

步骤一、皂荚和茵陈草切碎混合放入容器中，将皂荚和茵陈草在容器中捣烂，然后加入乙醇和乙酸乙酯的混合物，乙醇和乙酸乙酯混合物、皂荚和茵陈草混合物的质量比为：

乙醇和乙酸乙酯混合物:皂荚和茵陈草混合物＝10:2，

添加完成后密封容器，其中皂荚和茵陈草的质量比为1:7；

步骤二、对容器抽真空，使得容器内的压强≤500Pa，然后将容器内的混合物加热到65～80℃浸取，浸取时间为1h以上；

步骤三、浸取完成后平衡容器内外压差，对容器内的混合物进行固液分离获得浸取液和浸取渣；

步骤四、将所述浸取渣浸入纤维素酶和果胶酶的复合酶解液中，复合酶解液中纤维素酶和果胶酶的质量分数分别为2％、2％，浸取渣和复合酶解液的固液比为5:10，酶解温度为40～50℃，酶解时间为5h以上，酶解后固液分离收集酶解提取液；

步骤五、将所述浸取液和所述酶解提取液混合，减压浓缩至原体积的1/6，即获得所述吸附促进剂。

先按所述重量计将吸附促进剂喷洒在本草炭上，然后将本草炭和粘合剂充分混合，混合后将所述烟草提取物喷洒在本草炭和粘合剂混合物中，密封储料，即获得本实施例所述的本草炭复合颗粒。

实施例3

一种本草炭复合颗粒，包括本草炭、烟草提取物、粘合剂和吸附促进剂，各组分按重量计为：本草炭10份、烟草提取物3份、粘合剂4份、和吸附促进剂4份。所述本草炭为黄芩经过炭制后形成，所述吸附促进剂为皂荚和茵陈草的复合提取液，所述粘合剂为糊精浆。

其中，所述本草炭的炭制工艺为：将黄芩在150℃下干燥3h，然后加热到220℃预炭化，预炭化的时间为2h，预炭化完成后，再升高温度至350℃下炭化1.5h，炭化完成后空冷至室温，再将炭化物粉碎，过20目筛。收集过筛物即为所述本草炭。

所述烟草提取物的制备工艺为：取新鲜津巴布韦烟叶洗净捣碎，按质量比烟叶:高粱酒＝1:10的比例将烟叶捣碎物加入高粱酒中，50～65℃浸提5h，浸提完成后固液分离，收集液相得烟草提取物。

所述吸附促进剂的制备方法为：

步骤一、皂荚和茵陈草切碎混合放入容器中，将皂荚和茵陈草在容器中捣烂，然后加入乙醇和乙酸乙酯的混合物，乙醇和乙酸乙酯混合物、皂荚和茵陈草混合物的质量比为：

乙醇和乙酸乙酯混合物:皂荚和茵陈草混合物＝10:2，

添加完成后密封容器，其中皂荚和茵陈草的质量比为1:10；

步骤二、对容器抽真空，使得容器内的压强≤500Pa，然后将容器内的混合物加热到65～80℃浸取，浸取时间为1h以上；

步骤三、浸取完成后平衡容器内外压差，对容器内的混合物进行固液分离获得浸取液和浸取渣；

步骤四、将所述浸取渣浸入纤维素酶和果胶酶的复合酶解液中，复合酶解液中纤维素酶和果胶酶的质量分数分别为5％、5％，浸取渣和复合酶解液的固液比为6:10，酶解温度为40～50℃，酶解时间为5h以上，酶解后固液分离收集酶解提取液；

步骤五、将所述浸取液和所述酶解提取液混合，减压浓缩至原体积的1/6，即获得所述吸附促进剂。

先按所述重量计将吸附促进剂喷洒在本草炭上，然后将本草炭和粘合剂充分混合，混合后将所述烟草提取物喷洒在本草炭和粘合剂混合物中，密封储料，即获得本实施例所述的本草炭复合颗粒。

实施例4

一种本草炭复合颗粒，包括本草炭、烟草提取物、粘合剂和吸附促进剂，各组分按重量计为：本草炭10份、烟草提取物3份、粘合剂5份、和吸附促进剂5份。所述本草炭为山楂、大黄、黄芩混合物经过炭制后形成，所述吸附促进剂为皂荚和茵陈草的复合提取液，所述粘合剂为糊精浆。

其中，所述本草炭的炭制工艺为：将山楂、大黄、黄芩按重量比1:1:1的比例混合，混合后在150℃下干燥2h，然后加热到200℃预炭化，预炭化的时间为2h，预炭化完成后，再升高温度至320℃下炭化1.5h，炭化完成后空冷至室温，再将炭化物粉碎，过100目筛。收集过筛物即为所述本草炭。

所述烟草提取物的制备工艺为：取新鲜津巴布韦烟叶、云南烟叶洗净捣碎，按质量比烟叶:高粱酒＝1:10的比例将烟叶捣碎物加入高粱酒中，50～65℃浸提5h，浸提完成后固液分离，收集液相得烟草提取物。

所述吸附促进剂的制备方法为：

步骤一、皂荚和茵陈草切碎混合放入容器中，将皂荚和茵陈草在容器中捣烂，然后加入乙醇和乙酸乙酯的混合物，乙醇和乙酸乙酯混合物、皂荚和茵陈草混合物的质量比为：

乙醇和乙酸乙酯混合物:皂荚和茵陈草混合物＝10:2，

添加完成后密封容器，其中皂荚和茵陈草的质量比为1:10；

步骤二、对容器抽真空，使得容器内的压强≤500Pa，然后将容器内的混合物加热到65～80℃浸取，浸取时间为1h以上；

步骤三、浸取完成后平衡容器内外压差，对容器内的混合物进行固液分离获得浸取液和浸取渣；

步骤四、将所述浸取渣浸入纤维素酶和果胶酶的复合酶解液中，复合酶解液中纤维素酶和果胶酶的质量分数分别为3％、3％，浸取渣和复合酶解液的固液比为5:10，酶解温度为40～50℃，酶解时间为5h以上，酶解后固液分离收集酶解提取液；

步骤五、将所述浸取液和所述酶解提取液混合，减压浓缩至原体积的1/6，即获得所述吸附促进剂。

先按所述重量计将吸附促进剂喷洒在本草炭上，然后将本草炭和粘合剂充分混合，混合后将所述烟草提取物喷洒在本草炭和粘合剂混合物中，密封储料，即获得本实施例所述的本草炭复合颗粒。

对比例1

一种本草炭复合颗粒，所述复合颗粒的制备方法和工艺和实施例4均相同，其区别仅在于，本对比例所述本草炭复合颗粒不包含吸附促进剂，而用等量的蒸馏水替代吸附促进剂添加到复合颗粒中。复合颗粒的其他组分，以及各组分的制备方法均与实施例4完全相同。

对比例2

一种本草炭复合颗粒，所述复合颗粒的制备方法和工艺和实施例4均相同，其区别仅在于，本对比例所述本草炭复合颗粒不包含草木炭，而用等量的活性炭替代草木炭添加到复合颗粒中。复合颗粒的其他组分，以及各组分的制备方法均与实施例4完全相同。

实施例5

将上述实施例1～4和对比例1～2分别添加到卷烟嘴棒中使用并制成卷烟，每毫米卷烟嘴棒均添加3mg本草炭复合颗粒。对添加有实施例1～4和对比例1～2所述草木炭复合颗粒的卷烟分别进行感官评吸，结果见表1。

将含有上述实施例1～4和对比例1～2所述本草炭复合颗粒的嘴棒制成的卷烟在测试设备上点燃测试，同时用普通不含本草炭复合颗粒的卷烟作为空白对照组在测试设备上点燃测试，分别收集经过嘴棒过滤后的烟雾进行检测对比，对比结果如表2所示。其中焦油含量的检测没有特别要求，采用现有技术中任何一种方法均可，亚硝胺含量的测试采用了气相色谱-热能分析联用仪(GC-TEA)测定。

表1评价结果

注：协调性分值越高，说明香料和烟味的协调性更好；香气质量分值越高，说明香气更丰满，更细腻；刺激性分值越高，说明烟气对抽吸者的刺激性越小；余味分值越高，说明余味更纯净舒适。

从表1可看出，与对照样相比，含有本发明所述本草炭复合颗粒的滤棒用于制作卷烟，所得卷烟能显著提高卷烟烟气的丰富性、香气质量和细腻感，降低刺激性的作用。对比实施例4和对比例2可知，传统的添加活性炭的滤嘴对有害物质有过滤作用，但是对卷烟的吸食品质几乎没有影响。

表2

如表2，对比空白对照组和实施例1～4可知，含有本发明所述本草炭复合颗粒的滤棒用于制作卷烟，使得经过滤棒后的卷烟烟气中焦油、亚硝胺、Pb含量和Cd含量均有显著的降低，说明在本发明所述组分和制备方法的条件下，所获得的本草炭复合颗粒能够很好的吸附烟气中的有害物质，效果显著。对比实施例4和对比例1可知，本发明所述吸附促进剂对本草炭复合颗粒吸附功能具有促进作用，尤其是对于Pb、Cd等重金属元素，不添加吸附促进剂的本草炭复合颗粒对重金属的去除不明显，而吸附促进剂使得复合颗粒的重金属去除率显著提高。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种本草炭复合颗粒，其特征在于，包括本草炭、烟草提取物、粘合剂和吸附促进剂，所述本草炭为山楂、大黄和黄芩经过炭制后形成，所述吸附促进剂为皂荚和茵陈草的复合提取液，

其中，所述本草炭的炭制工艺为：将山楂、大黄和黄芩在100～150℃下干燥2～3h，然后加热到200～250℃预炭化，预炭化的时间为1～2h，预炭化完成后，再升高温度至300～350℃下炭化1～1.5h，炭化完成后空冷至室温，再将炭化物粉碎，过20～100目筛，收集过筛物即为所述本草炭；

其中，所述吸附促进剂皂荚和茵陈草的复合提取液的制备方法为：

步骤一、皂荚和茵陈草切碎混合放入容器中，将皂荚和茵陈草在容器中捣烂，然后加入乙醇和乙酸乙酯的混合物，密封容器，其中皂荚和茵陈草的质量比为1:3～10；

步骤二、对容器抽真空，使得容器内的压强≤500Pa，然后将容器内的混合物加热到65～80℃浸取，浸取时间为1h以上；

步骤三、浸取完成后平衡容器内外压差，对容器内的混合物进行固液分离获得浸取液和浸取渣；

步骤四、将所述浸取渣浸入复合酶解液中，酶解温度为40～50℃，酶解时间为5h以上，酶解后固液分离收集酶解提取液；

步骤五、将所述浸取液和所述酶解提取液混合，减压浓缩至原体积的1/6或者更小体积，即获得所述吸附促进剂；

其中，所述本草炭复合颗粒的制备方法为：按重量计将吸附促进剂喷洒在本草炭上，然后将本草炭和粘合剂充分混合，混合后将所述烟草提取物喷洒在本草炭和粘合剂混合物中，密封储料。

2.根据权利要求1所述的一种本草炭复合颗粒，其特征在于，所述烟草提取物的制备工艺为：取新鲜的津巴布韦烟叶或云南烟叶洗净捣碎，按质量比烟叶:高粱酒=1:5～10的比例将烟叶捣碎物加入高粱酒中，50～65℃浸提3～5h，浸提完成后固液分离，收集液相得烟草提取物。

3.根据权利要求1所述的一种本草炭复合颗粒，其特征在于，所述乙醇和乙酸乙酯混合物、皂荚和茵陈草混合物的质量比为：

乙醇和乙酸乙酯混合物:皂荚和茵陈草混合物=10:1～2。

4.根据权利要求1所述的一种本草炭复合颗粒，其特征在于，所述复合酶解液为纤维素酶、果胶酶的水溶液，其中纤维素酶和果胶酶的质量分数分别为0.2%～5%、0.2%～5%，浸取渣和复合酶解液的固液比为4～6:10。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种本草炭复合颗粒，其特征在于，所述本草炭复合颗粒中，各组分按重量计为：本草炭10份、烟草提取物1～3份、粘合剂2～5份、和吸附促进剂0.8～5份。

6.根据权利要求5所述的一种本草炭复合颗粒，其特征在于，所述粘合剂为糊精浆。

7.如权利要求1～4任一项所述本草炭复合颗粒在卷烟中的应用，所述本草炭复合颗粒添加在卷烟嘴棒中使用，每毫米卷烟嘴棒添加1～5mg所述本草炭复合颗粒。