CN108552581A - 一种烟草保润剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟草保润剂的制备方法。其以聚谷氨酸为基料，通过与营养物的混合对菌种进行培养，利用菌种反应对聚谷氨酸进行分解，以及菌种产生的有机质，与原料进行混合，得到改性聚谷氨酸，增加烟草的浸润性，还使其包裹菌种产生的酶，在使用时对烟草进行浸润，包裹的酶对烟草外表面进行分解，使活性基团暴露，从而提高烟草与保润剂的结合，随后利用亚硫酰氯及甲醇将改性聚谷氨酸上的羟基转变为甲氧基，提高保润剂的可燃性，同时结合二乙烯三胺增加可燃性，并且亚硫酰氯中氯离子滞留在烟草保润剂中，可调控烟草的燃烧，改善口感，再利用三乙基氨基硅烷对其接枝改性，再增加保润剂与烟草和烟草表面的结合，形成三维状结构，提高保水性。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟技术领域，具体涉及一种烟草保润剂的制备方法。
背景技术
为了改善烟草的物理性能，增强烟草的耐加工性，减少加工时的造碎、通常需要加入具有保润作用的保润剂。在烟叶(叶片)和烟丝中加入保润剂，可改善烟丝的物理性能，增加韧性，保持水分，增加烟叶(叶片)、烟丝的柔软程度，减少加工时的造碎、损耗，有利于产品香味透发，对烟草品质具有十分重要的作用。
保润剂是在卷烟制造过程中，为维持稳定的烟草水分含量，而加入的一种添加剂。保润剂的作用主要体现在两个方面，首先是保持烟草的韧性，增加烟草的耐加工性，减少加工时的糙碎、损耗，降低原料使用成本；其次是稳定烟草的含水率，在卷烟消费过程中维持卷烟吸食的感官舒适度，降低刺激性。研究已表明，烟草水分含量取决于内在化学物质与水分子的相互作用，主要表现为三个方面，第一是凝胶吸附作用，水分子分散在烟草中大分子颗粒形成的网络结构中，形成凝胶结合水；第二是氢键作用，水分子与烟草中糖类、蛋白质、纤维素、果胶等多羟物质通过氢键形成结合水；第三是微乳液包埋，水分子在烟草中糖苷、糖酯等亲水亲油物质的作用下，与高级脂肪酸、高级脂肪酸脂、高级脂肪醇类物质形成局部的油包水的微乳液，形成稳定形态的结合水。传统保润剂的主要成分通常包含甘油、丙二醇和山梨醇等多羟基物质，依据其极性基团与水分子的氢键作用来维持烟草的含水率，提高烟丝的耐加工性。然而，此类保润剂与水分子的结合力较弱，稳定烟草含水率的效果不理想；同时，保润剂的添加量必须限制，大量使用会严重影响吸食的口感，难以改善卷烟的感官舒适度。
理想的保润剂应充分利用烟草内源性化学物质与水分子的相互作用机理，即充分利用氢键作用结合外部水分子、充分利用糖苷或糖酯等物质的亲水亲油特性稳定内部水分子、充分利用疏水性有机物质如高级脂肪酸或高级脂肪醇等在烟草表面的隔水作用来减少凝胶结合水的散失，从而达到保湿和防湿的双重功效，使卷烟始终保持相对稳定的含水率。
国内烟草行业近年来发展迅速，科研实力和创新水平得到极大提高。一些烟草仿生保润剂(FSB)、疏水性封闭保润剂、蔗糖酯类新型烟草复合保润剂，通过在烟草表面形成油水隔离的双分子膜实现保湿保润作用。保润剂组成是纯净水和硫酸氨基葡萄糖，属于烟草感官保润剂不具有稳定烟草水分的作用。还有的保润剂是纯净水、甘油、多碳脂肪醇和多碳脂肪酸等组成，或由天然蜂胶提取物，天然蜂胶提取物与甘油、丙二醇或山梨醇混合物构成。这类保润剂在制备过程中因油水共存，难以形成均相体系，长时间存放时会有分层沉淀形成，不便于生产使用。目前国内的卷烟物理保润剂一般是甘油、丙二醇、山梨醇、木糖醇、透明质酸、果胶等，都属于吸湿性物理保润剂，主要目的在于维持加工过程中烟丝的含水率，提高烟丝的耐加工性，而对于成品卷烟含水率的维持，吸食舒适度的改善则效果不太理想。现有技术中，关于物理保润剂的研究虽然很多，但是性质上一般局限于多羟基类的吸水性物质，仅靠吸湿性物理保润剂是达不到理想的保润效果的。
因此，目前烟草行业迫切需求一种具有更好保润保湿作用、性质稳定、且成本低、使用简便的保润剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前传统保润剂与烟草的结合力较弱，易于烟草分离，稳定烟草含水率的效果不理想，且影响口感，难以改善卷烟的感官舒适度的问题，本发明提供了一种烟草保润剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
1.一种烟草保润剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取60～80份聚谷氨酸、20～23份水、10～15份甘露醇、5～6份硝酸铵及1～2份硝酸镁，搅拌均匀，并杀菌消毒，得基料；
（2）将基料与混合菌粉放入容器中混合均匀，并置于室温下静置，将容器中的物质、乙醇溶液放入反应器中，再加入亚硫酰氯，在50～60℃下进行搅拌，降温至2～4℃，滴加甲醇；
（3）待甲醇滴加完成后，收集反应混合物，并放入蒸馏装置中，回收乙醇和甲醇，收集蒸馏剩余物，将蒸馏剩余物、二乙烯三胺、三乙基氨基硅烷及催化剂放入反应釜中，在35～40℃下进行预热；
（4）在预热结束后，使用氮气保护，升温至50～55℃，升压至0.7～0.9MPa，进行反应，冷却，出料，收集出料物，并过滤，收集滤液，即得烟草保润剂。
2.根据权利要求1所述的烟草保润剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中混合菌粉为酵母菌粉与曲霉粉按质量2:3混合而成。
所述步骤（2）中基料与混合菌粉的质量比为7:0.9～1.6。
所述步骤（2）中容器中的物质、乙醇溶液的质量比为1:7，亚硫酰氯的加入量为容器中的物质质量的10～15％，甲醇的滴加量为容器中的物质质量的25～28％。
所述步骤（3）中催化剂为二氧化钛、二氧化铂中的任意一种。
所述步骤（3）中蒸馏剩余物、二乙烯三胺、三乙基氨基硅烷及催化剂的质量比为5:1～1.3:0.6:0.1～0.3。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以聚谷氨酸作为基料，通过与营养物的混合对菌种进行培养，利用菌种的反应对聚谷氨酸进行微量分解，以及菌种产生的有机质，与原料进行混合，得到改性聚谷氨酸，一方面增加了对烟草的浸润性，另一面使其包裹菌种产生的酶，在使用时浸润剂对烟草进行浸润，包裹的酶对烟草外表面进行微型分解，使活性基团暴露，从而提高烟草与烟草保润剂的结合，随后利用亚硫酰氯及甲醇将改性聚谷氨酸上的羟基转变为甲氧基，提高保润剂的可燃性，同时结合二乙烯三胺进一步增加可燃性，并且亚硫酰氯中氯离子滞留在烟草保润剂中，可有效调控烟草的燃烧，同时改善口感，最后利用三乙基氨基硅烷对其接枝改性，进一步增加了烟草保润剂与烟草间的结合，并与烟草表面的结合，形成三维状结构，提高了保水性能。
附图说明
图1为烟草保润剂含水率不同时段变化曲线图。
具体实施方式
实施例1
混合菌粉的配制：将酵母菌粉（市售）与曲霉粉（市售）按质量2:3混合而成。
催化剂的选择：二氧化钛。
一种烟草保润剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取60份聚谷氨酸、20份水、10份甘露醇、5份硝酸铵及1份硝酸镁，搅拌均匀，并杀菌消毒，得基料；
（2）按质量比为7:0.9，将基料与混合菌粉放入容器中混合均匀，并置于室温下静置3h，按质量比为1:7，将容器中的物质、1.0mol/L乙醇溶液放入反应器中，再加入亚硫酰氯，亚硫酰氯的加入量为容器中的物质质量的10％，在50℃下进行搅拌，降温至2℃，以1mL/s滴加甲醇，甲醇的滴加量为容器中的物质质量的25％；
（3）待甲醇滴加完成后，收集反应混合物，并放入蒸馏装置中，回收乙醇和甲醇，收集蒸馏剩余物，按质量比为5:1:0.6:0.1，将蒸馏剩余物、二乙烯三胺、三乙基氨基硅烷及催化剂放入反应釜中，在35℃下进行预热23min；
（4）在预热结束后，使用氮气保护，升温至50℃，升压至0.7MPa，进行反应3h，冷却至室温，出料，收集出料物，并过滤，收集滤液，即得烟草保润剂。
实施例2
混合菌粉的配制：将酵母菌粉（市售）与曲霉粉（市售）按质量2:3混合而成。
催化剂的选择：二氧化钛。
一种烟草保润剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取70份聚谷氨酸、22份水、13份甘露醇、5份硝酸铵及1份硝酸镁，搅拌均匀，并杀菌消毒，得基料；
（2）按质量比为7:1.3，将基料与混合菌粉放入容器中混合均匀，并置于室温下静置4h，按质量比为1:7，将容器中的物质、1.0mol/L乙醇溶液放入反应器中，再加入亚硫酰氯，亚硫酰氯的加入量为容器中的物质质量的13％，在55℃下进行搅拌，降温至3℃，以1mL/s滴加甲醇，甲醇的滴加量为容器中的物质质量的27％；
（3）待甲醇滴加完成后，收集反应混合物，并放入蒸馏装置中，回收乙醇和甲醇，收集蒸馏剩余物，按质量比为5:1.2:0.6:0.2，将蒸馏剩余物、二乙烯三胺、三乙基氨基硅烷及催化剂放入反应釜中，在37℃下进行预热27min；
（4）在预热结束后，使用氮气保护，升温至53℃，升压至0.8MPa，进行反应4h，冷却至室温，出料，收集出料物，并过滤，收集滤液，即得烟草保润剂。
实施例3
混合菌粉的配制：将酵母菌粉（市售）与曲霉粉（市售）按质量2:3混合而成。
催化剂的选择：二氧化铂。
一种烟草保润剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取80份聚谷氨酸、23份水、15份甘露醇、6份硝酸铵及2份硝酸镁，搅拌均匀，并杀菌消毒，得基料；
（2）按质量比为7:1.6，将基料与混合菌粉放入容器中混合均匀，并置于室温下静置5h，按质量比为1:7，将容器中的物质、1.0mol/L乙醇溶液放入反应器中，再加入亚硫酰氯，亚硫酰氯的加入量为容器中的物质质量的15％，在60℃下进行搅拌，降温至4℃，以1mL/s滴加甲醇，甲醇的滴加量为容器中的物质质量的28％；
（3）待甲醇滴加完成后，收集反应混合物，并放入蒸馏装置中，回收乙醇和甲醇，收集蒸馏剩余物，按质量比为5:1.3:0.6:0.3，将蒸馏剩余物、二乙烯三胺、三乙基氨基硅烷及催化剂放入反应釜中，在40℃下进行预热33min；
（4）在预热结束后，使用氮气保护，升温至55℃，升压至0.9MPa，进行反应5h，冷却至室温，出料，收集出料物，并过滤，收集滤液，即得烟草保润剂。
对比例：山西某烟草有限公司生产的烟草保润剂
方法：称取4份含水率在15.3%左右的烟丝各500 g，并添加20g的实施例与对比例所制备的烟草保润剂，将其置于环境湿度为（60±5）%、温度为（20±2）℃的恒温恒湿箱中，检测其在24h内不同时段的含水率变化情况，选取样品进行点燃，从香气、劲头、杂气、余味四个方面测试其口感。
烟草保润剂口感具体检测情况如表1
表1
由上可知，本发明所生产的烟草保润剂保润保湿作用好、性质稳定、口感好、使用简便，是一种安全高效的烟草保润剂，值得推广和使用。
Claims (6)
1.一种烟草保润剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取60～80份聚谷氨酸、20～23份水、10～15份甘露醇、5～6份硝酸铵及1～2份硝酸镁，搅拌均匀，并杀菌消毒，得基料；
（2）将基料与混合菌粉放入容器中混合均匀，并置于室温下静置，将容器中的物质、乙醇溶液放入反应器中，再加入亚硫酰氯，在50～60℃下进行搅拌，降温至2～4℃，滴加甲醇；
（3）待甲醇滴加完成后，收集反应混合物，并放入蒸馏装置中，回收乙醇和甲醇，收集蒸馏剩余物，将蒸馏剩余物、二乙烯三胺、三乙基氨基硅烷及催化剂放入反应釜中，在35～40℃下进行预热；
（4）在预热结束后，使用氮气保护，升温至50～55℃，升压至0.7～0.9MPa，进行反应，冷却，出料，收集出料物，并过滤，收集滤液，即得烟草保润剂。
2.根据权利要求1所述的烟草保润剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中混合菌粉为酵母菌粉与曲霉粉按质量2:3混合而成。
3.根据权利要求1所述的烟草保润剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中基料与混合菌粉的质量比为7:0.9～1.6。
4.根据权利要求1所述的烟草保润剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中容器中的物质、乙醇溶液的质量比为1:7，亚硫酰氯的加入量为容器中的物质质量的10～15％，甲醇的滴加量为容器中的物质质量的25～28％。
5.根据权利要求1所述的烟草保润剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中催化剂为二氧化钛、二氧化铂中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的烟草保润剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中蒸馏剩余物、二乙烯三胺、三乙基氨基硅烷及催化剂的质量比为5:1～1.3:0.6:0.1～0.3。
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