CN112586795A - 一种卷烟叶组用的植物香片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卷烟叶组用的植物香片及其制备方法，以含特征香味或吃味的天然植物超细粉末为原材料，通过提取、固液分离、浓缩、调配工艺获得涂布液；通过造纸抄造成型工艺获得片基；片基经涂布工艺涂布后获得涂布样；涂布样经干燥、分切后制备得到卷烟叶组用的植物香片产品。所制备得到的卷烟叶组用的植物香片保留了天然植物原料的特征香味和吃味，可作为卷烟原料配方使用，对卷烟风格特征的塑造、协调烟香、改善卷烟抽吸品质、替代原材料及香精香料具有较好的功能和效果。
Description
技术领域
本发明涉及加热烟草的卷烟纸工艺技术领域，具体为一种卷烟叶组用的植物香片及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，吸烟影响人们的健康越来越受到关注。科学证实吸烟有害健康，吸烟会诱发心血管疾病，吸烟会诱发癌症。然而吸烟有害健康虽已被世界广泛认知，但现在世界上仍有近10亿的烟民，中国仍有3亿以上的烟民无视吸烟有害健康的现实。那么怎样不断地降低吸烟对人体的危害程度，已成为社会关注的问题。
国际权威机构研究发现，烟气中至少有200种对人体直接有害的化合物，其中有40多种是直接致癌的化合物，其中对健康有害的主要物质是烟叶在燃烧过程中产生的焦油和尼古丁。焦油是有机质在缺氧条件下不完全燃烧的产物，是众多烃类及烃的氧化物、硫化物及氮化物的极其复杂的混合物，其中包括苯并芘、镉、砷、β荼、胺、亚硝胺以及放射性同位素等多种致癌物质和苯酚类、富马酸等促癌物质，对人的气管和肺有致癌作用。尼古丁，又称烟碱(Nicotine)，是一种存在于茄科植物中的生物碱，是烟草的重要成分。尼古丁会使人上瘾或产生依赖性，重复使用尼古丁也增加心脏速度和升高血压并降低食欲，大剂量的尼古丁会引起呕吐以及恶心，严重时人会死亡。目前，降低吸烟对人体的危害程度所采用的最直接、最通用的做法就是减少一支烟中烟草的净含量，从而降低烟草中的焦油、尼古丁等有害物质对人体的伤害。在一支烟长度、体积不变的前提下，降低一支烟中烟草的净含量最有效的手段有两种(除了增长卷烟的滤嘴长度的手段外)。一种是采用膨化技术膨胀烟草体积，降低烟草密度，充分提高烟丝的填充性。由于烟草的膨胀率是有限度的，超过一定的限度，机械特性就会丧失，因此，此方法降低烟草的净含量是有限的。另一种方法是通过造纸技术，把不容易膨化的或烟草加工过程中的下脚料制成密度比较小的烟草薄片充当烟草的再生材料。烟草薄片具有成本低、填充性好并能减少烟气中焦油含量等优点。然而由于制造烟草薄片的原料主要为烟末、碎片、烟梗或低次烟叶，燃烧后仍然会有焦油产生，无法强有效的降低烟草中的焦油、尼古丁等有害物质对人体的伤害。因此，寻找一种不含有烟草生物碱、燃烧不会产生有害成分的烟草代用品具有十分重要的意义。很多学者和专家对非烟草类植物在再造烟叶的应用进行了研究：例如，中国专利CN104223346A发明了橘草制备功能型再造烟叶的方法，用橘草代替了木浆纤维，使再造烟叶具有橘子香气；中国专利CN103783650A发明了甜叶菊在制备再造烟叶方面的应用及再造烟叶，应用甜叶菊浸膏和/或甜叶菊纤维，分别或者共同应用于制备再造烟叶，赋予再造烟叶特殊香气；中国专利CN101536811A发明公开了一种非烟草原料荷叶在造纸法薄片中的应用方法，将荷叶以一定比例量加入烟末中混合萃取后制得烟草薄片，可缓解烟碎原料紧缺的问题，并改善烟草薄片吸湿性能。
虽然以上非烟草类植物用于再造烟叶的加工起到一定程度有益的效果，但均使用非烟草类植物替代木浆纤维或者替代部分烟叶原料进行再造烟叶的制备。虽然香气得到改善，但特征香不凸显，并且非烟草类植物只在再造烟叶原辅料中少量应用，未有完全使用非烟草类原料作为再造烟叶原料或其他卷烟辅材进入卷烟制作过程中。有鉴于此，本发明目的是提供一种利用非烟草植物原料，采用造纸法生产技术加工生产的植物香片及其制备方法。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，发明人经过研发设计，现提出了一种新的植物香片和制备工艺，将单一或者多元化的植物原材料进行细化粉碎，使浸提和打浆工艺所使用的物料最大均质化，而超细颗粒的植物粉末通过和纤维素纤维按一定比例充分混合后进行片基抄造，其片基定量均匀、超细粉碎处理后的颗粒比表面积及孔隙容积率大幅度提升带来加载能力大幅提升，非常适宜作为卷烟叶组用的植物香片；经涂布后表面细腻、涂布一致性好、可实现50％以上涂布率加载而不会出现产品粘粘、板结、物理指标波动更趋于稳定。
具体的，本发明是这样实现的：一种卷烟叶组用的植物香片，按重量份数计由以下的原料制备而得：超细植物粉末70份～92份；纤维素纤维8份～30份；助剂0.2份～1份；保润剂1份～5份；香原料0份～5份；；其中：所述超细植物粉末的特征为：中位粒径(D50)为50.19um～13.98um，小于20um粒径含量在25.26％～64.05％之间。所述助剂为包含罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶性高分子化合物的助剂。
进一步的，变性淀粉包括：氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、醋酸酯淀粉、阳离子淀粉中的一种或多种组合；所述水溶性高分子化合物包括：瓜尔胶、黄原胶、干酪素、聚乙烯醇中的一种或多种构成。
进一步的，所述超细植物粉末为以玫瑰、菊为代表的花，以梅子、橄榄、蓝莓为代表的果，以茶叶、树苔、薄荷、丁香、沉香、岩兰草、小茴香为代表径或叶，以葛根、当归、贝母为代表的根等含特征香味或吃味的天然植物粉末中的一种或多种的组合。
进一步的，所述纤维素纤维为木浆(针叶木浆、阔叶木浆)、麻浆(亚麻浆、大麻浆)、棉浆、竹浆、草浆中的一种或多种组合。
进一步的，所述保润剂为丙三醇、丙二醇、乙二醇、山梨醇、丁二醇和蜂蜜中的一种或多种组合。
进一步的，所述香原料为香味植物的醇提膏、水提膏、精油、净油中的一种或多种组合。
本发明的另一方面，提供了一种卷烟叶组用的植物香片的制备方法，包括以下步骤：将干燥后的天然植物原材料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细植物粉末，并与水混合进行分离提取，得提取液和滤渣；将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆，制浆完成后制备得到纤维素纤维浆料，将滤渣与纤维素纤维浆料混合，加入助剂进行充分混合均匀后得混合浆料，并基于所述混合浆料制备得片基；提取液进行浓缩，在浓缩液中加入香原料、保润剂充分混合均匀后制备得涂布液，将涂布液与所述片基按造纸法再造烟叶涂布工艺进行涂布得涂布样，涂布样经干燥、分切后得到卷烟叶组用的植物香片产品。
进一步的，所述超细植物粉末与水的混合的重量比为1：(4.0～8)，提取温度为50～80℃，提取时间为15～70min；制浆过程的浆料的肖伯尔打浆度为25°SR～75°SR；进一步的，所述片基的绝干定量为40g/m2～60g/m2；所述涂布样的绝干定量为50g/m2～130g/m2；所述涂布率为20％至55％。
本发明的工作原理介绍：将植物原材料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到中位粒径(D50)为50.19um～13.98um，小于20um粒径含量在25.26％～64.05％之间的超细植物粉，加水后分离得提取液和滤渣，提取液浓缩后，在浓缩液中加入香原料、保润剂充分混合均匀后制备得到涂布液，将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆，制浆完成后制备得到纤维素纤维浆料，滤渣则与纤维素纤维浆料混合，加入助剂进行混合，得混合浆料。由于原料为超细植物粉，当超细植物粉末小于20um粒径含量在25.26％～64.05％之间时，若按植物细胞平均直径为20um来算(大多数植物细胞的粒径在10um～30um之间)，意味着占比达到25.26％～64.05％的植物细胞已经破壁，细胞的破壁程度不同，所制备得到的片基的定量、厚度、松厚度、透气度、抗张强度、拉伸率、吸湿速率等指标均不相同，而这些指标是影响成品涂布率、平滑度、均匀性、理化指标、感官质量等的重要因素。另一方面，罗望子胶是一种水溶性木葡聚糖，以葡萄糖作为主链，半乳糖和木糖组成侧链的水溶性聚合多糖。木葡聚糖是一种存在于高等植物的细胞壁的多糖，特别是许多植物细胞生长的壁(主壁)级分。此外木葡聚糖具有形成网状交联微纤维由于分支较多，故多糖分子具有很强的亲水性，能够结合许多水分子(即水合)并产生一定的粘度，该多糖溶液的粘度不是很高，但其特征在于在有糖共存时有增粘的作用，且可诱导发生凝胶化。助剂使用罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶性高分子化合物等的一种或几种混合而成的助剂，在制备混合浆料的过程中，由于其分子主链结构与超细植物粉末分子的相似性，使其易于吸附到纤维上而产生助留、助滤和增强效果，促进分子伸展；另外，罗望子多糖胶精准用量下和变性淀粉和水溶性高分子化合物混合后与混合浆料充分混匀，木葡聚糖具有形成网状交联微纤维由于分支能够与带电荷的淀粉水溶物充分匀合，并容易与带负电荷的纤维及超细植物粉末发生相互络合作用，使得整个助剂带有电荷密度均匀的特性，从而提升浆料留着率；最后，上述包含罗望子多糖胶的助剂由于有效的促进了混合浆料中分子的伸展，因此整体混合浆料分子量适中，因而不会产生过度絮凝，有助于提升片基的均匀性。基于以上因素，将单一或者多元化的植物原材料进行超细粉碎，使浸提和打浆工艺所使用的物料最大均质化，而超细颗粒粉末通过和纤维素纤维按一定比例充分混合后进行片基抄造，其片基定量均匀、质地柔软、超细粉碎处理后的颗粒比表面积及孔隙容积率大幅度提升带来加载能力大幅提升；经涂布后表面细腻、涂布一致性好物理指标波动更趋于稳定。依据该工艺制备得到的卷烟叶组用的植物香片，保留了所述天然植物原料的特征香味和吃味，可作为卷烟原料配方使用，对卷烟风格特征的塑造、协调烟香、改善卷烟抽吸品质、替代原材料及香精香料具有较好的功能和效果。
本发明相比于现有技术存在的有益效果：
(1)通过对植物原材料的超细粉化粉碎处理制成粉膏，并提取分离，提取液制成浓缩液后制备涂布液，而粉渣和浆料混配制成混合浆料，通过超细粉的处理，使得原料细胞不同比例的破壁，破壁程度的不同，所制备得到的片基的定量、厚度、松厚度、透气度、抗张强度、拉伸率、吸湿速率等指标均不相同，当20um的粒径含量在25.26％～64.05％之间，中位径(D50)为50.19um～13.98um时，所制备得到的片基定量均匀、质地柔软，经涂布后成品涂布一致性好、均匀性较好，物理指标波动更趋于稳定。
(2)生产操作可控性强，最终实现了高品质的卷烟叶组用的植物香片，所制备得到的卷烟叶组用的植物香片保留了所天然植物原料的特征香味和吃味，可作为卷烟原料配方使用，对卷烟风格特征的塑造、协调烟香、改善卷烟抽吸品质、替代原材料及香精香料具有较好的功能和效果。
附图说明
图1为一种卷烟叶组用的植物香片的制备方法步骤流程图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1：
一种卷烟叶组用的植物香片，按重量份数计由以下的原料制备而得：超细植物粉末70份～92份；纤维素纤维8份～30份；助剂0.2份～1份；保润剂1份～5份；香原料0份～5份；其中：所述超细植物粉末的特征为：中位粒径(D50)为50.19um～13.98um，小于20um粒径含量在25.26％～64.05％之间。所述助剂为包含罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶性高分子化合物的助剂。
变性淀粉包括：氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、醋酸酯淀粉、阳离子淀粉中的一种或多种组合；所述水溶性高分子化合物包括：瓜尔胶、黄原胶、干酪素、聚乙烯醇中的一种或多种构成。
超细植物粉末为以玫瑰、菊为代表的花，以梅子、橄榄、蓝莓为代表的果，以茶叶、树苔、薄荷、丁香、沉香、岩兰草、小茴香为代表径或叶，以葛根、当归、贝母为代表的根等含特征香味或吃味的天然植物粉末中的一种或多种的组合。
纤维素纤维为木浆(针叶木浆、阔叶木浆)、麻浆(亚麻浆、大麻浆)、棉浆、竹浆、草浆中的一种或多种组合。
保润剂为丙三醇、丙二醇、乙二醇、山梨醇、丁二醇和蜂蜜中的一种或多种组合。
香原料为香味植物的醇提膏、水提膏、精油、净油中的一种或多种组合。
实施例2：
一种卷烟叶组用的植物香片的制备方法，将干燥后的天然植物原材料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细植物粉末，并与水混合进行分离提取，得提取液和滤渣；将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆，制浆完成后制备得到纤维素纤维浆料，将滤渣与纤维素纤维浆料混合，加入助剂进行充分混合均匀后得混合浆料，并基于所述混合浆料制备得片基；提取液进行浓缩，在浓缩液中加入香原料、保润剂充分混合均匀后制备得涂布液，将涂布液与所述片基按造纸法再造烟叶涂布工艺进行涂布得涂布样，涂布样经干燥、分切后得到卷烟叶组用的植物香片产品。
超细植物粉末的特征为：中位粒径(D50)为50.19um～13.98um，小于20um粒径含量在25.26％～64.05％之间；
超细植物粉末与水的混合的重量比为1：(4.0～8)，提取温度为50～80℃，提取时间为15～70min；
制浆过程的浆料的肖伯尔打浆度为25°SR～75°SR；
所述片基的绝干定量为40g/m2～60g/m2；；
所述涂布样的绝干定量为50g/m2～130g/m2；
所述涂布率为20％至55％。
实施例3：制备卷烟叶组用的植物香片
(1)将晒干去核的梅子采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细梅子粉末，超细烟草粉末的中位径(D50)为26.49um，小于20um粒径含量38.19％；
(2)取85份重量的(绝干质量)的上述超细梅子粉末置于提取罐中，向其中加入4倍重量的水，70℃提取30分钟，提取完毕后过滤得到提取液和滤渣；
(3)提取液采用减压蒸馏浓缩工艺进行浓缩得到浓缩液，在浓缩液中加入3份重量的保润剂充分搅拌混合均匀后制备得到涂布液备用；
(4)取15份重量的亚麻浆，按造纸法再造烟叶制浆工艺进行制浆，浆料的肖博尔打浆度为45°SR；
(5)制浆完成后将梅子粉渣和纤维素纤维浆料一起混合，在混合浆料中加入0.4份重量的助剂，充分搅拌混合均匀后采用造纸法再造烟叶片基抄造成型工艺进行片基的制备，片基的定量为50g/m2；
(6)将涂布液按造纸法再造烟叶涂布工艺涂布于片基上，涂布后再造烟叶的绝干定量控制为90g/m2；
(7)制备得到的涂布样经干燥、分切后得到卷烟叶组用的植物香片产品。
罗望子多糖胶的使用量对浆料留着率和片基物理性能的影响如下
| 使用量(％) | 厚度(mm) | 抗张强度(N/m) | 拉伸率(％) | 浆料留着率提升(％) |
| 0％ | 0.047 | 986 | 2.57 | — |
| 0.20％ | 0.051 | 1022 | 2.76 | 7.93％ |
| 0.40％ | 0.052 | 1096 | 2.85 | 13.61％ |
| 0.50％ | 0.052 | 1059 | 2.67 | 11.43％ |
所制备得到的卷烟叶组用的植物香片保留了所天然植物原料的特征香味和吃味，可作为卷烟原料配方使用，对卷烟风格特征的塑造、协调烟香、改善卷烟抽吸品质、替代原材料及香精香料具有较好的功能和效果。
Claims (10)
1.一种卷烟叶组用的植物香片，其特征在于，按重量份数计由以下的原料制备而得：
超细植物粉末70份～92份；
纤维素纤维8份～30份；
助剂0.2份～1份；
保润剂1份～5份；
香原料0份～5份；
其中：所述超细植物粉末的特征为：中位粒径(D50)为50.19um～13.98um，小于20um粒径含量在25.26％～64.05％之间，所述助剂为包含罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶性高分子化合物的助剂。
2.根据权利要求1所述的一种卷烟叶组用的植物香片，其特征在于，变性淀粉包括：氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、醋酸酯淀粉、阳离子淀粉中的一种或多种组合；所述水溶性高分子化合物包括：瓜尔胶、黄原胶、干酪素、聚乙烯醇中的一种或多种构成。
3.根据权利要求1所述的一种卷烟叶组用的植物香片，其特征在于，所述纤维素纤维为木浆、麻浆、棉浆、竹浆、草浆中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种卷烟叶组用的植物香片，其特征在于，所述保润剂为丙三醇、丙二醇、乙二醇、山梨醇、丁二醇和蜂蜜中的一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种卷烟叶组用的植物香片，其特征在于，所述香原料为香味植物的醇提膏、水提膏、精油、净油中的一种或多种组合。
6.如权利要求1所述的卷烟叶组用的植物香片，其特征在于，所述超细植物粉末为含特征香味或吃味的天然植物粉末中的一种或多种的组合；超细植物粉末的特征为：中位粒径(D50)为50.19umum～13.98um，小于20um粒径含量在25.26％～64.05％之间。
7.一种卷烟叶组用的植物香片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将干燥后的天然植物原材料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细植物粉末，并与水混合进行分离提取，得提取液和滤渣；
将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆，制浆完成后制备得到纤维素纤维浆料，将滤渣与纤维素纤维浆料混合，加入助剂进行充分混合均匀后得混合浆料，并基于所述混合浆料制备得片基；
提取液进行浓缩，在浓缩液中加入香原料、保润剂充分混合均匀后制备得涂布液，将涂布液与所述片基按造纸法再造烟叶涂布工艺进行涂布得涂布样，涂布样经干燥、分切后得到卷烟叶组用的植物香片产品。
8.根据权利要求7所述的一种卷烟叶组用的植物香片的制备方法，其特征在于，所述超细植物粉末与水的混合的重量比为1：(4.0～8)，提取温度为50～80℃，提取时间为15～70min；
制浆过程的浆料的肖伯尔打浆度为25°SR～75°SR。
9.根据权利要求7所述的一种卷烟叶组用的植物香片的制备方法，其特征在于，
所述片基的绝干定量为40g/m2～60g/m2；
所述涂布样的绝干定量为50g/m2～130g/m2；
所述涂布率为20％至55％。
10.根据权利要求7所述的一种卷烟叶组用的植物香片的制备方法，其特征在于，所述助剂为包含罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶性高分子化合物的助剂。
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