CN110810918A - 一种天然生物基质滤棒颗粒及其制法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天然生物基质滤棒颗粒及其制法和用途，属于烟草加工技术领域，包括下列质量份数的组分：其中主料包括：烟气增甜剂5‑15份、烟气增润剂4‑10份、抗氧化抑菌剂2‑5份、颗粒成膜剂0‑3份、烟气吸附剂1‑3份、颗粒结构增强剂0‑3份；辅料包括：甜菊糖苷0.005‑0.01份、羧甲基纤维素钠0.02‑0.05份、乙基纤维素0.005‑0.02、聚乙二醇0‑0.005份、组合型食品级色素0.005份；本发明通过对颗粒配方进行性能协调和综合优化，考虑烟气释放、吸附以及增香释放等因素，在保证颗粒具有充足吸附性能、降低有害物产生的前提下，提供具有合适的口感、烟气湿度、烟气温度和香气，同时便于生产利于加工的滤棒颗粒。

Description

一种天然生物基质滤棒颗粒及其制法和用途

技术领域

本发明属于烟草加工技术领域，具体涉及一种天然生物基质滤棒颗粒及其制法和用途。

背景技术

随着烟草增香提质逐渐向烟用辅材前移，行业内要求滤棒添加剂在吸附烟气有害成分的同时，还能保留、弥补卷烟的香气和香味。

目前应用较多的形式是通过在滤棒中增加具有吸附和调香功效的多孔结构颗粒，例如采用多孔淀粉比表面积高、孔结构丰富、堆积密度和颗粒密度较低等特点，其制备的颗粒具有较高的吸附能力和吸附容量，而葛根粉是多孔淀粉的主要来源之一。

“CN103689801A-一种葛根多孔颗粒及其在卷烟中的应用”，公开了一种葛根多孔颗粒及其在卷烟中的应用。以水分含量为5~6%、粒径为100~160目的葛根粉末为原料，明胶、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基淀粉钠中的一种或几种作为粘合剂，采用流化床顶喷工艺制备得到20~60目的葛根多孔颗粒。能够选择性吸附卷烟烟气中的氢氰酸和巴豆醛；有效降低卷烟烟气刺激性、改善余味，同时具有增加烟气甜润感的功效。

“多孔葛根颗粒的制备及其在卷烟中的应用；《轻工学报》2017 年 1 月 第 32 卷第 1 期”，以葛根全粉为原粒，采用正交试验设计优化酶解反应体系参数，制备多孔葛根粉末，并经流化床制粒工艺得到多孔葛根颗粒，将所制备的多孔葛根颗粒添加到卷烟滤棒中可降低卷烟有害成分，改善卷烟感官品质。葛根全粉酶解制备多孔葛根粉末的最佳条件为:酶添加量 0.8%，糖化酶与α—淀粉酶的质量比1:1，pH =5.5，反应温度 50 ℃，酶解时间16h。流化床制粒配方为:选取粒径 ＞80 目的酶解多孔葛根粉末作为制粒原料；m_{羧甲基淀粉钠}∶ m_{羧甲基纤维素}=3:5，浓度为8%的复配溶液作为制粒粘结剂。

葛根淀粉控制水解程度即可调节孔的数目、大小、深度、颗粒坚固性及结构稳定性，具有较大的比孔容、较大的比表面积、良好的吸水、吸油能力，在干燥状态下有良好的机械强度，这些特性应用在卷烟滤棒颗粒中便于成型，也有助于烟气中物质的吸附和葛根自身成分的释放，增加烟气饱满感和口腔甜感，但其良好的吸水能力往往会导致烟气中水分含量过低，让抽吸者的口腔发干，而单纯增加颗粒中的水分又会影响颗粒的成型、完整度以及颗粒的机械强度；虽然还可以通过添加糖份高的物质来缓解干燥感，例如“一种麦冬多孔颗粒及其在卷烟中的应用CN201310645655.X”，公开了一种麦冬多孔颗粒及其在卷烟中的应用。以水分含量为5~6%、粒径为100~140目的麦冬粉末为原料，并添加浓度为10~50%的蜂蜜水溶液，采用流化床顶喷工艺制备得到20~60目的麦冬多孔颗粒，能够有效降低卷烟烟气刺激性，具有增加烟气甜润感的功效，但该颗粒选用了自身糖份较高的麦冬，又使用蜂蜜水溶液粘合，颗粒含水量6-8%，比较容易滋生细菌和微生物，导致颗粒不符合安全标准。

因此，提供一种综合性能较佳的卷烟滤棒多孔结构颗粒，对于烟草增香提质工程具有显著的促进作用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种天然生物基质滤棒颗粒，以及该颗粒的制作方法和在滤棒中的具体用途，通过对颗粒配方进行性能协调和综合优化，考虑烟气释放、吸附以及增香释放等因素，在保证颗粒具有充足吸附性能、降低有害物产生的前提下，提供具有合适的口感、烟气湿度、烟气温度和香气，同时便于生产利于加工的滤棒颗粒。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种天然生物基质滤棒颗粒，其特征在于，包括下列质量份数的组分：其中主料包括：烟气增甜剂5-15份、烟气增润剂4-10份、抗氧化抑菌剂2-5份、颗粒成膜剂0-3份、烟气吸附剂1-3份、颗粒结构增强剂0-3份；辅料包括：甜菊糖苷0.005-0.01份、羧甲基纤维素钠0.02-0.05份、乙基纤维素0.005-0.02、聚乙二醇0-0.005份、组合型食品级色素0.005份，所述组合型食品级色素为按照柠檬黄色素：胭脂红色素：亮蓝色素=2:2:1的比例配制的混合物。

其中：

选优的，所述烟气增甜剂为具有相同或相似功效的葛属植物，即野葛、山葛、峨嵋葛、粉葛、食用葛、密花葛、黄毛葛、小花葛、三裂叶葛中的任意一种，能够协调烟气，增加烟气饱满感和口腔甜感。

优选的，所述烟气增甜剂为玄参、单齿玄参、大花玄参、大果玄参、云南玄参、轮花玄参中的任意一种，具有清热凉血，产生甜润感优于葛根。

优选的，所述烟气增润剂为麦冬或天冬的任意一种，其甜润生津，能够缓解葛根粉带来的干燥感；另外麦冬糖份高不易脆化，能够增加物料的粘度，促使物料形成固体桥，提升多孔颗粒结构的稳定性。

优选的，所述抗氧化抑菌剂单一的普洱茶提取物或壳聚糖，或者为普洱茶提取物和壳聚糖1:1的混合物。

优选的，所述抗氧化抑菌剂为普洱茶提取物和壳聚糖1:1的混合物，其中普洱茶提取物中茶多酚与烟气协调性好，可增加烟香，同时其还具备一定的抗菌抑菌效果，配合壳聚糖使用，能够保证颗粒的菌落总数不超标，保证了颗粒安全性。

优选的，所述颗粒成膜剂为直链淀粉，其具有很好的成膜性和强度，促使颗粒具有韧性，降低粉末含量；

优选的，所述烟气吸附剂为多孔淀粉，其颗粒表面呈多孔性蜂窝状，具有吸附性，可以吸附各种物质，促使香气保留时间长；但多孔淀粉的颗粒结构不稳定，机械强度有一定程度降低，容易崩塌，影响吸附效果,导致烟气洗脱不足；因此可优选加入颗粒结构增强剂，即微晶纤维素，以增加颗粒强度。

优选的，为提高颗粒稳定性和强度，加入木薯变性淀粉作为增稠剂和稳定剂；加入预胶化淀粉作为黏合剂。

所述一种天然生物基质滤棒颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①按比例领取合格的主料；

②将水分超过10%的原料进行烘烤，设置烘烤温度为70℃、循环时间为30s、烘烤时间为8h；

③将烘烤冷却后的原料投入超微粉碎机进行粉碎，按不同物料的工艺要求，调整引风量及粉碎、分级电机转速，然后将粉碎后的原料料投入振动筛料斗里过120目筛进行分筛；

④用纯化水加入羧甲基纤维素钠0.02-0.05份、乙基纤维素0.005-0.02、聚乙二醇0-0.005份配制成粘度400-800mpa.s的粘合剂溶液；

⑤将主料投入流化床中，混合均匀；

⑥将粘合剂接上蠕动泵，调整喷枪压力、加热温度、引风量等参数进行制粒，制粒时间一般为120-150min；

⑦制粒完成后在制粒机内通过加湿或加温，对颗粒进行水分平衡，水分指标控制在7-11%。

所述一种天然生物基质滤棒颗粒在滤棒中的应用，其特征在于，将采用上述配比和方法制备得到的颗粒均匀分散在丝束中，然后按规则成型。

所述一种天然生物基质滤棒颗粒在滤棒中的应用，其特征在于，将采用上述配比和方法制备得到的颗粒制成规则几何形状的聚合体，然后与丝束组合成二元或三元滤棒。

本发明的原理和有益效果在于：

①背景技术中详细阐述了葛根淀粉经水解后形成的多孔结构吸附性较强，对于烟气中有害物的去除较为有利，但也会造成口感干燥，为缓解烟气的干燥感，本发明并未采用直接增加水分的技术手段，避免单纯增加颗粒中的水分而影响颗粒的成型、完整度以及颗粒的机械强度；本发明通过在颗粒的主料中加入具有增加烟气甜润感的麦冬用于缓解和抵消葛根造成的干燥感，同时，考虑到麦冬的糖分含量较高，易变质而滋生细菌和微生物，本发明充分利用普洱茶提取物和壳聚糖的抗菌抑菌功效，能够保证颗粒的菌落总数不超标，保证了颗粒安全性。

②本发明主要由植物原料复合而成，能够有效地丰富卷烟香气，提升卷烟抽吸时的舒适性，颗粒添加到卷烟滤棒丝束中能增加卷烟烟气的甜润感和生津感，降低卷烟烟气刺激性，丰富卷烟香气，使卷烟的抽吸品质得到显著性地提升。

③本发明所述颗粒本身以及制备颗粒的主要原料，即葛根均具备多孔结构，在提高吸附性能的同时，更有利于原料中香气物质的释放。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明所述技术方案进行进一步说明，但并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

取1000g粉葛、640g天冬，分别在70℃，每30S循环的条件下烘干至水分为5%，再将葛根和麦冬粉碎为80-120目的粉末，取240g茶提取物、120g直链淀粉、0.1g甜菊糖苷；按重量份数称取壳聚糖4.5份、羧甲基纤维素钠3.7份、乙基纤维素1.8份、柠檬黄色素0.22份、胭脂红色素0.18份、亮蓝色素0.1份，用纯化水配制成粘度600-800mpa.s的粘合剂溶液，采用顶喷方式喷洒，流化气压为0.4Mpa、喷雾压力为0.2 Mpa、引风机风量控制在30-50Hz，固体物料与粘结剂的配比为1:0.7；将所有物料置于流化床中造粒，流化床气压为0.3Mpa，气流温度为85～90℃条件下干燥6min，调节水分含量为8%～11%，过20-40目筛即得颗粒。

实施例1结果：制作的颗粒具有流动性，颗粒结构过于紧密，孔洞稀少，抽吸过程中烟气洗脱效果达到50%，赋香物质释放尚不充分。

实施例2

取900g野葛、550g麦冬，分别在70℃，每30S循环的条件下烘干至水分为5%，再将葛根和麦冬粉碎为80-120目的粉末，取200g茶提取物、50g玄参、150g多孔淀粉、0.05g甜菊糖苷；按重量份数称取壳聚糖5份、羧甲基纤维素钠3.5份、乙基纤维素0.7份、聚乙二醇0.8份、柠檬黄色素0.22份、胭脂红色素0.18份、亮蓝色素0.1份，用纯化水配制成粘度500-700mpa.s的粘合剂溶液，采用顶喷方式喷洒，流化气压为0.4Mpa、喷雾压力为0.25Mpa、引风机风量控制在30-50Hz，固体物料与粘结剂的配比为1:0.85；将所有物料置于流化床中造粒，流化床气压为0.3Mpa，气流温度为85～90℃条件下干燥6min，调节水分含量为8%～11%，过20-40目筛即得颗粒。

实施例2结果：制作的颗粒具有流动性，颗粒结构紧密性一般，孔洞多于实施例2，抽吸过程中烟气洗脱效果达到70%，赋香物质释放了60%，对抽吸具有一定的改善作用，提升了舒适性。

实施例3

取1200g山葛、400g麦冬，分别在70℃，每30S循环的条件下烘干至水分为5%，再将葛根和麦冬粉碎为80-120目的粉末，取350g茶提取物、50g玄参、120g多孔淀粉、115g直链淀粉、150g微晶纤维素、50g山梨醇、0.05g甜菊糖苷；按重量份数称取壳聚糖5.5份、羧甲基纤维素钠3份、乙基纤维素0.5份、聚乙二醇0.5份、聚维酮0.5份、柠檬黄色素0.22份、胭脂红色素0.18份、亮蓝色素0.1份，用纯化水配制成粘度400-500mpa.s的粘合剂溶液，采用顶喷方式喷洒，流化气压为0.4Mpa、喷雾压力为0.25Mpa、引风机风量控制在30-50Hz，固体物料与粘结剂的配比为1:1.5；将所有物料置于流化床中造粒，流化床气压为0.3Mpa，气流温度为85～90℃条件下干燥6min，调节水分含量为8%～11%，过20-40目筛即得颗粒。

实施例3结果：制作的颗粒具有流动性，颗粒结构蓬松，颗粒稳定，孔洞很多，抽吸过程中烟气洗脱效果达到95%，赋香物质释放了95%，明显增加了抽吸口腔甜润感，烟气协调，增加了烟香和满足感。

Claims (10)

1.一种天然生物基质滤棒颗粒，其特征在于，包括下列质量份数的组分：其中主料包括：烟气增甜剂5-15份、烟气增润剂4-10份、抗氧化抑菌剂2-5份、颗粒成膜剂0-3份、烟气吸附剂1-3份、颗粒结构增强剂0-3份；辅料包括：甜菊糖苷0.005-0.01份、羧甲基纤维素钠0.02-0.05份、乙基纤维素0.005-0.02、聚乙二醇0-0.005份、组合型食品级色素0.005份，所述组合型食品级色素为按照柠檬黄色素：胭脂红色素：亮蓝色素=2:2:1的比例配制的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种天然生物基质滤棒颗粒，其特征在于，所述烟气增甜剂为具有相同或相似功效的葛属植物，即野葛、山葛、峨嵋葛、粉葛、食用葛、密花葛、黄毛葛、小花葛、三裂叶葛中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种天然生物基质滤棒颗粒，其特征在于，所述烟气增甜剂为玄参、单齿玄参、大花玄参、大果玄参、云南玄参、轮花玄参中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种天然生物基质滤棒颗粒，其特征在于，所述烟气增润剂为麦冬或天冬的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种天然生物基质滤棒颗粒，其特征在于，所述抗氧化抑菌剂单一的普洱茶提取物或壳聚糖，或者为普洱茶提取物和壳聚糖1:1的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种天然生物基质滤棒颗粒，其特征在于，所述颗粒成膜剂为直链淀粉。

7.根据权利要求1所述的一种天然生物基质滤棒颗粒，其特征在于，所述烟气吸附剂为多孔淀粉。

8.根据权利要求1所述的一种天然生物基质滤棒颗粒，其特征在于，加入木薯变性淀粉作为增稠剂和稳定剂；加入预胶化淀粉作为黏合剂；加入微晶纤维素作为颗粒结构增强剂。

9.一种天然生物基质滤棒颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①按比例领取合格的主料；

②将水分超过10%的原料进行烘烤，设置烘烤温度为70℃、循环时间为30s、烘烤时间为8h；

③将烘烤冷却后的原料投入超微粉碎机进行粉碎，按不同物料的工艺要求，调整引风量及粉碎、分级电机转速，然后将粉碎后的原料料投入振动筛料斗里过120目筛进行分筛；

④用纯化水加入羧甲基纤维素钠0.02-0.05份、乙基纤维素0.005-0.02、聚乙二醇0-0.005份配制成粘度400-800mpa.s的粘合剂溶液；

⑤将主料投入流化床中，混合均匀；

⑥将粘合剂接上蠕动泵，调整喷枪压力、加热温度、引风量等参数进行制粒，制粒时间一般为120-150min；

⑦制粒完成后在制粒机内通过加湿或加温，对颗粒进行水分平衡，水分指标控制在7-11%。

10.一种天然生物基质滤棒颗粒在滤棒中的应用，其特征在于，将采用上述配比和方法制备得到的颗粒均匀分散在丝束中，然后按规则成型；或者，将采用上述配比和方法制备得到的颗粒制成规则几何形状的聚合体，然后与丝束组合成二元或三元滤棒。