CN113491345A - 一种具有抗菌功能的爆珠壁材及爆珠的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有抗菌功能的爆珠壁材及爆珠的制备方法，属烟草加工技术领域，本发明首先通过在爆珠壁材胶液中加入凝胶状的EGCG混合体，在保证EGCG自身状态相对稳定的前提下通过包裹的多孔结构持续释放，能够起到明显的抗氧化和抗菌抑菌作用，防止壁材胶液滋生微生物，保证安全性的前提下延长壁材胶液的保存时间；其次在爆珠壁材包裹的芯材中也添加有EGCG成分，能够在抽吸时的温度作用下快速释放，降低烟气中自由基，对使用者起到一定的辅助保健作用。

Description

一种具有抗菌功能的爆珠壁材及爆珠的制备方法

技术领域

本发明属于高分子化合物的组合物技术领域，具体涉及一种具有抗菌功能的爆珠壁材及爆珠的制备方法。

背景技术

现有技术中的爆珠壁材主要成分是植物胶体、动物胶体、淀粉、含糖物质等等，这些成分即使在制作成为爆珠成品后仍然非常容易滋生微生物进而发生变质，会影响产品的安全性。

在制备过程中，壁材原料需要用温水搅拌溶解，水温过高会破坏各有机成分的结构，过低则无法溶解原料得到胶液；由于原材料的特殊性，溶解形成的胶液容易滋生微生物和变质，在常温状态下，胶液三天后就不能使用，否则会影响产品的安全性，造成爆珠生产只能按照多批次、小剂量的方式进行安排，对于原材料的采购以及生产的安排极为不利，一旦出现爆珠生产的后续原料短缺，就会造成生产停滞，而提前制备的胶液会变质浪费。

常规的消毒灭菌方法并不适用于爆珠壁材胶液及成品，首先高温会破坏各有机成分的结构，因此不能为了减少微生物滋生而采用高温水进行搅拌；其次，因为壁材成分中存在的胶体等物质容易变性，所以在生产过程中不能通过简单的高温或者紫外线消毒方式来保证产品的安全性；同时爆珠对于壁材的强度、脆性以及吸湿性等等参数具有较为严格的范围限定，简单添加抗菌剂会造成壁材各项参数的改变（通常是弱化）而无法使用。

最理想的方式是通过改进爆珠壁材配方，使壁材胶液及壁材成品本身能够减少或抑制其组分中微生物的活性，同时爆珠壁材原有性能至少不弱化，进而使爆珠壁材胶液和最终的爆珠具有一定程度的抑菌和抗菌的作用。

茶多酚是绿茶中的多酚类物质，也称儿茶素，主要包括表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）和表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG），其中 EGCG是绿茶中含量最多且活性最强的多酚物质，占茶叶中总儿茶素含量的 50—80%，EGCG独特的化学结构使其比其他的儿茶素具有更强的氧化能力，相应的抗菌、抑菌生长作用也显著高于其他多酚类物质。但是EGCG亲水性较强，在环境中不稳定,容易受光照、氧气、温度、pH 和离子强度等因素的影响，而爆珠在生产过程需经过原料混合、成型、干燥、筛分等等步骤，不可避免的存在上述部分影响EGCG稳定性的因素，不能直接简单的使用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有抗菌功能的爆珠壁材及爆珠的制备方法。

一种具有抗菌功能的爆珠壁材，其特征在于，其内均匀分布具有抗菌抑菌功效的表没食子儿茶素没食子酸酯混合体，即EGCG混合体，按重量份数计算，包括以下组分，去离子水100份，胶体1-3份，填充剂0.5-1份，增韧剂0.1-1份，表面活性剂0.1-0.3份，山梨酸钾0.1-1份，表没食子儿茶素没食子酸酯单体(简称EGCG)0.1-1份。

所述胶体选自海藻酸钠、卡拉胶、阿拉伯胶中的一种或两种以上。

EGCG混合体是海藻酸钠、卡拉胶、阿拉伯胶中的任意一种在PH＜7的环境下与EGCG单体混合得到。

所述EGCG混合体预先单独配制，或者在制备爆珠壁材胶液时制备，二者的制备方法相同，配制的过程如下：

a、将海藻酸钠、卡拉胶、阿拉伯胶中的任意一种按照1:10的比例溶解在去离子水中，得到溶液，然后加入PH值调节剂将PH值调至4-6，在25-40℃下搅拌30min，得到胶体溶液；

b、在胶体溶液中加入聚乙二醇搅拌均匀，得到混合溶液；

c、将混合溶液与EGCG在室温下持续搅拌30min直至完全混合，得到具有多孔结构、外围物质包裹内部的EGCG单体、呈微粒凝胶状的EGCG混合体。

上述步骤中，按照质量份数计算，聚乙二醇：胶体：EGCG=10：1-3：0.1-1。

将EGCG混合体、增韧剂、表面活性剂、山梨酸钾按比例进行配置，得到爆珠壁材胶液。

爆珠壁材胶液中含有凝胶状的EGCG混合体，其包裹在胶体物质内部，通过胶体颗粒的多孔结构持续释放，能够起到明显的抗氧化和抗菌抑菌作用，防止壁材胶液滋生微生物，保证安全性的前提下延长壁材胶液的保存时间，便于生产周期的安排，提高生产安排的灵活性，降低原料损失的风险；其次，对于EGCG本身而言，由于其处于胶体颗粒内部，对外界环境急剧变化的敏感性降低，有利于提高稳定性，减少EGCG分解的比例，延长其发挥功效的时间。

所述填充剂选自氧化淀粉、糊精、麦芽糊精中的一种或多种。

所述增韧剂为山梨糖醇。

羟甲基纤维素钠。

所述表面活性剂选自吐温80、吐温20、有机硅表面活性剂中的一种或多种。

各物料的作用原理：

海藻酸钠：凝胶，成膜，是爆珠壁材的主要原料，与钙离子反应形成凝胶，化学成膜，成膜不可逆，膜的包裹性和防潮性能很好。

卡拉胶：凝胶，成膜，物理成膜，成膜可逆，所形成的膜韧性强，潮湿环境下膜回软，遇水会溶解。

氧化淀粉：填充剂，增加固溶物浓度，抗氧化。

阿拉伯胶：增韧剂，成膜剂，壁材成分。

吐温80：乳化剂，表面活性剂。

吐温20：表面活性剂。

有机硅表面活性剂：表面活性剂。

羧甲基纤维素钠：增稠剂，可以提高料液黏度。

糊精：填充剂，增加固溶物浓度，增加壁材脆性。

麦芽糊精：填充剂，增加固溶物浓度，增加壁材脆性。

表没食子儿茶素没食子酸酯(简称EGCG)：抗氧化性，抗菌，抑菌。

食用色素：柠檬黄，亮蓝，胭脂红，增加爆珠色彩和识别度。

辛癸酸甘油酯：作为香精油。

山梨酸钾：抗菌抑菌，能够一定程度上延长爆珠壁材胶液的使用时间。

一种具有抗菌功能的爆珠，其特征在于，其壁材中含有EGCG混合体，其内容物中含有EGCG成分。

一种具有抗菌功能的爆珠的制备方法，采用界面成膜法爆珠制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

①爆珠壁材胶液的制备，将预先单独配制好的EGCG混合体，或者按照其配制方法进行现场配制，然后把增韧剂、表面活性剂、山梨酸钾按比例进行配置，得到爆珠壁材胶液；

②爆珠芯材预处理：选用去离子水100份，氯化钙1-5份，香精80-100份，0.5-1份吐温80，黄原胶0.1-1份，占整个爆珠芯材重量5%-20%的EGCG单体作为爆珠芯材添加剂，将上述成分混合搅拌至完全溶解，分散均匀，无分层，无油渗出；

③滴丸定型：将处理好的爆珠芯材按一定速率滴制到爆珠壁材胶液中，反应固化成型；

④洗丸：将爆珠表面的成型液冲洗干净，避免粘连在一起；

⑤风干：将清洗好的爆珠放入干燥设备，干燥脱水；

⑥染色：根据客户样品颜色，在胶囊表面包裹一层颜色均匀的薄膜，增加胶囊色彩，增强观赏性，便于分辨，还能增强胶囊的流动性和防潮性；

⑦ 晾丸：将染好色的爆珠平铺开，控制好温湿度，让爆珠达到一个相对稳定的状态。

⑧捡丸：通过螺旋筛分器和平板筛分器，将连体、双胞、不规整、大小丸和部分破碎等不合格品筛分出去，在灯检台上进行人工挑选，在复检台上进行最终的人工复检，复检后为最终成品；

⑨检测：有过程检测和成品全检，在干燥过程中需要对刚出笼的爆珠和上色前爆珠进行破碎压力、粒径和单颗克重等指标检测；

⑩包装入库：合格成品，进行包装，装瓶装箱，贴好标签，做好标识。

本发明首先通过在爆珠壁材胶液中加入凝胶状的EGCG混合体，在保证EGCG自身状态相对稳定的前提下通过包裹的多孔结构持续释放，能够起到明显的抗氧化和抗菌抑菌作用，防止壁材胶液滋生微生物，保证安全性的前提下延长壁材胶液的保存时间； 其次在爆珠壁材包裹的香味物质中也添加有EGCG成分，能够在抽吸时的温度作用下快速释放，对使用者起到一定的辅助保健作用。

具体实施方式

选择几组不同配比和制备方式的半成品和成品进行抗菌抑菌性能对比，以及按照GB/T 16447-2004国家标准方法对样品卷烟进行气相和自由基的检测，设置对照组为同品牌香烟，添加常规爆珠，检测组为在对照组的香烟中分别添加实施例1-3所得爆珠，检测结果详见表1。

实施例1

本实施例选择直接将微量的EGCG单体与壁材胶液的其他成分直接混合，对壁材胶液进行检测和观察；在芯材中加入少量的EGCGE单体，之后进行爆珠的成型，对爆珠使用效果进行评测。

具体配比和步骤：

一、制备壁材胶液:取去离子水100份，海藻酸钠2份，阿拉伯胶1份，糊精0.8份，山梨糖醇1份，吐温20 取0.15份，直接加入0.1份EGCG单体，搅拌均匀后配制成壁材胶液，从胶液中取样进行微生物检测，放置在常温环境下，观察随时间的变化情况。

结果：壁材胶液常温下放置3天后，产生少量气泡，微有异味，处于发酵变质前期阶段，微生物检测发现大肠杆菌和菌落总数增多，但少于采用普通配比制备的传统壁材胶液，EGCG单体具备一定的抗菌抑菌功效。

二、制备爆珠：

①选择步骤一种制备的壁材胶液。

②制备爆珠芯材：选用去离子水100份，氯化钙1份，香精80份，0.5份吐温80，黄原胶0.1份，占整个爆珠芯材重量5%的EGCG单体作为爆珠芯材添加剂，将上述成分混合搅拌至完全溶解，分散均匀，无分层，无油渗出。

③按照方案中记载的爆珠制备的其他步骤进行，制得爆珠成品。

实施例2

本实施例选择直接将上限值的EGCG单体与壁材胶液的其他成分直接混合，对壁材胶液进行检测和观察；在芯材中加入中量的EGCGE单体，之后进行爆珠的成型，对爆珠使用效果进行评测。

具体配比和步骤：

一、制备壁材胶液:取去离子水100份，海藻酸钠2份，阿拉伯胶1份，糊精0.8份，羟甲基纤维素钠1份，0.15份吐温20，山梨酸钾1份，直接加入1份EGCG单体，搅拌均匀后配制成壁材胶液，从胶液中取样进行微生物检测，放置在常温环境下，观察随时间的变化情况。

结果：壁材胶液常温下放置3天后，产生少量气泡，微有异味，处于发酵变质前期阶段，微生物检测发现大肠杆菌和菌落总数增多，但少于采用普通配比制备的壁材胶液，各性状与实施例1中直接添加少量EGCG单体所得壁材胶液基本一致，说明直接添加的EGCG单体不稳定，其抗菌抑菌效果始终维持在一个较低水平，不会随着EGCG用量的升高而呈正比例提高。

二、制备爆珠：

①选择步骤一种制备的壁材胶液。

②制备爆珠芯材：选用去离子水100份，氯化钙1份，香精80份，0.5份吐温80，黄原胶0.1份，占整个爆珠芯材重量13%的EGCG单体作为爆珠芯材添加剂，将上述成分混合搅拌至完全溶解，分散均匀，无分层，无油渗出。

③按照方案中记载的爆珠制备的其他步骤进行，制得爆珠成品。

实施例3

本实施例选择将中量的EGCG制备成混合体，之后再将EGCG混合体与壁材胶液的其他成分混合，对壁材胶液进行检测和观察；在芯材中加入上限值的EGCGE单体，之后进行爆珠的成型，对爆珠使用效果进行评测。

具体配比和步骤：

一、制备EGCG混合体：

a、将1份海藻酸钠溶解在100份去离子水中，得到质量分数为10%的溶液，然后加入PH值调节剂将PH值调至4-6，在25-40℃下搅拌30min，得到胶体溶液；

b、在胶体溶液中加入5份聚乙二醇搅拌均匀，得到混合溶液；

c、将混合溶液与0.75份EGCG在室温下持续搅拌30min直至完全混合，得到具有多孔结构、外围物质包裹内部的EGCG单体、呈微粒凝胶状的EGCG混合体；

二、制备壁材胶液：取糊精0.8份，羟甲基纤维素钠1份以及0.15份吐温20，山梨酸钾1份，加入制备好的EGCG混合体中搅拌均匀，配制成壁材胶液，从胶液中取样进行微生物检测，放置在常温环境下，观察随时间的变化情况。

结果：原液微生物检测发现微量大肠杆菌和菌落，常温下放置3天后，外观和气味无明显变化，微生物检测发现大肠杆菌和菌落总数仅微量增加；各性状均优于实施例1和实施例2中直接添加EGCG单体所得壁材胶液，EGCG用量适中，说明包裹在多孔胶体物质内部的EGCG，对外界环境急剧变化的敏感性降低，稳定性高，在壁材胶液制备过程中的分解比例小，发挥功效的持续时间长，起到明显的抗氧化和抗菌抑菌作用，防止壁材胶液滋生微生物，保证安全性的前提下延长壁材胶液的保存时间，便于生产周期的安排，提高生产安排的灵活性，降低原料损失的风险。

三、制备爆珠

①选择步骤一种制备的壁材胶液。

②爆珠芯材预处理：选用去离子水100份，氯化钙3，香精80-100份，0.5-1份吐温80，

黄原胶0.5份，占整个爆珠芯材重量20%的EGCG单体作为爆珠芯材添加剂，将上述成分混合

搅拌至完全溶解，分散均匀，无分层，无油渗出。

③按照方案中记载的爆珠制备的其他步骤进行，制得爆珠成品。

表1

自由基的检测结果

将EGCGE作为爆珠芯材添加剂时，其用量有一定限制，本申请的方案中限定的用量为占整个爆珠芯材重量5%-20%，从表1的中也能够看出，选择5%用量和15%的用量时，其对固相和气相自由基的清除效率上升较为明显，分别从35.924%和19.254%上升至52.687%和28.754%，表明了在一定范围内，EGCG的用量增加能够答复提升其清除自由基的能力；但用量达到爆珠芯材重量的20%后，其清除效率反而下降，因此本申请选择的用量范围较为合适，用量太少，清除作用微乎其微，用量太大，清除作用不升反降，同时成本增加，且包裹率低，成分流失大。

Claims (10)

1.一种具有抗菌功能的爆珠壁材，其特征在于，按重量份数计算，包括以下组分，去离子水100份，胶体1-3份，填充剂0.5-1份，增韧剂0.1-1份，表面活性剂0.1-0.3份，山梨酸钾0.1-1份，EGCG 0.1-1份。

2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的爆珠壁材，其特征在于，所述胶体选自海藻酸钠、卡拉胶、阿拉伯胶中的一种或两种以上。

3.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的爆珠壁材，其特征在于，所述填充剂选自氧化淀粉、糊精、麦芽糊精中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的爆珠壁材，其特征在于，所述增韧剂为山梨糖醇。

5.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的爆珠壁材，其特征在于，所述表面活性剂选自吐温80、吐温20、有机硅表面活性剂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的爆珠壁材，其特征在于，所述EGCG以单体形式直接加入爆珠壁材中。

7.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的爆珠壁材，其特征在于，所述爆珠壁材内均匀分布表没食子儿茶素没食子酸酯混合体，即EGCG混合体，所述EGCG混合体是海藻酸钠、卡拉胶、阿拉伯胶中的任意一种在PH＜7的环境下与EGCG单体混合得到。

8.根据权利要求7所述的一种具有抗菌功能的爆珠壁材，其特征在于，所述EGCG混合体预先单独配制，或者在制备爆珠壁材胶液时制备，二者的制备方法相同，配制的过程如下：

a、将海藻酸钠、卡拉胶、阿拉伯胶中的任意一种按照1:10的比例溶解在去离子水中，得到溶液，然后加入PH值调节剂将PH值调至4-6，在25-40℃下搅拌30min，得到胶体溶液；

b、在胶体溶液中加入聚乙二醇搅拌均匀，得到混合溶液；

c、将混合溶液与EGCG在室温下持续搅拌30min直至完全混合，得到具有多孔结构、外围物质包裹内部的EGCG单体、呈微粒凝胶状的EGCG混合体；

上述制备步骤中，按照质量份数计算，聚乙二醇：胶体：EGCG=10：1-3：0.1-1。

9.一种具有抗菌功能的爆珠，其特征在于，其壁材中含有EGCG混合体，其芯材中含有EGCG单体。

10.根据权利要求9所述的一种具有抗菌功能的爆珠的制备方法，采用界面成膜法爆珠制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

①爆珠壁材胶液的制备，将预先单独配制好的EGCG混合体，或者按照其配制方法进行现场配制，然后把填充剂、增韧剂、表面活性剂、山梨酸钾按比例进行配置，得到爆珠壁材胶液；具体配制的过程如下：

a、将海藻酸钠、卡拉胶、阿拉伯胶中的任意一种按照1:10的比例溶解在去离子水中，得到溶液，然后加入PH值调节剂将PH值调至4-6，在25-40℃下搅拌30min，得到胶体溶液；

b、在胶体溶液中加入聚乙二醇搅拌均匀，得到混合溶液；

c、将混合溶液与EGCG在室温下持续搅拌30min直至完全混合，得到具有多孔结构、外围物质包裹内部的EGCG单体、呈微粒凝胶状的EGCG混合体；

上述制备步骤中，按照质量份数计算，聚乙二醇：胶体：EGCG=10：1-3：0.1-1；

②爆珠芯材预处理：选用去离子水100份，氯化钙1-5份，香精80-100份，0.5-1份吐温80，黄原胶0.1-1份，占整个爆珠芯材重量5%-20%的EGCG单体作为爆珠芯材添加剂，将上述成分混合搅拌至完全溶解，分散均匀，无分层，无油渗出；

③滴丸定型：将处理好的爆珠芯材按一定速率滴制到爆珠壁材胶液中，反应固化成型；

④洗丸：将爆珠表面的成型液冲洗干净，避免粘连在一起；

⑤风干：将清洗好的爆珠放入干燥设备，干燥脱水；

⑥染色：根据客户样品颜色，在胶囊表面包裹一层颜色均匀的薄膜，增加胶囊色彩，增强观赏性，便于分辨，还能增强胶囊的流动性和防潮性；

⑦ 晾丸：将染好色的爆珠平铺开，控制好温湿度，让爆珠达到一个相对稳定的状态；

⑧捡丸：通过螺旋筛分器和平板筛分器，将连体、双胞、不规整、大小丸和部分破碎等不合格品筛分出去，在灯检台上进行人工挑选，在复检台上进行最终的人工复检，复检后为最终成品；

⑨检测：有过程检测和成品全检，在干燥过程中需要对刚出笼的爆珠和上色前爆珠进行破碎压力、粒径和单颗克重等指标检测；

⑩包装入库：合格成品，进行包装，装瓶装箱，贴好标签，做好标识。