CN116918997A - 一种再造烟叶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种再造烟叶及其制备方法，涉及烟草加工领域。一种再造烟叶的制备方法，包括以下步骤：S1：将烟叶和烟梗混合，粉碎，再与水混合，加热浸提，然后固液分离，得到提取液和烟草纤维；S2：浓缩步骤S1的提取液，向提取液中加入氨水和乙酸乙酯，分液，向水相中再加入β‑环糊精，搅拌均匀，静置；再加入淀粉和瓜尔胶，搅拌均匀，得到涂布液；S3：将步骤S1的烟草纤维进行打浆，加入改性多孔碳酸钙和淀粉，搅拌均匀，曝气，抄纸，定型，干燥，制得基片；S4：将步骤S2制备的涂布液涂覆在基片上，再喷涂海藻酸钠溶液，晾干，得到所述再造烟叶。该再造烟叶的烟碱含量低，烟气醇厚。
Description
技术领域
本发明涉及烟草加工技术领域，具体而言，涉及一种再造烟叶及其制备方法。
背景技术
目前的再造烟叶主要有造纸法和调浆法，其中造纸法在实际生产中应用较多。造纸法是将卷烟生产过程中的废弃烟梗、烟末、低次烟叶碎片等为原料，先通过萃取，分离成固液两部分，液体部分作为涂布液原料，固体部分则通过造纸的相应工序，制成基材；将涂布液涂覆在基材上，即为再造烟叶，再制成类烟丝状的烟草替代产品，该方法可充分的利用原料，减少资源浪费。
但随着人们生活水平的提高，吸烟影响人们的健康越发引起市场的关注。再造烟叶中的烟碱含量较高，一方面会影响吸烟者的身体健康，另一方面会影响再造烟叶的吸食口感。同时烟碱的含量较低，又会影响再造烟叶的香气，为解决该难题，专利202010360311.4公开了一种低烟碱造纸法再造烟叶、其制备方法及用途，其采用造纸法制备再造烟叶，在萃取的过程中，利用烟碱在碱性溶液的溶解度低于有机溶剂的原理，使烟碱在水膏，氨水和有机溶剂中依次转移，最终将绝大部分烟碱除去，得到一种低烟碱、高香气含量的再造烟叶，烟碱含量低至0.20-0.25wt％远低于市面上卷烟烟碱的含量。专利201610946212.8公开了一种以马里兰烟为原料制造低烟碱再造烟叶的方法，其通过酶制剂针对性的降低马里兰烟中蛋白质、果胶等大分子物质，结合生物化学反应，增香提质，制备高烟香、低烟碱的再造烟叶，其烟碱含量0.58-0.66％。
现有技术中通过酶解、分批萃取等方法，来降低再造烟叶中烟碱的含量，但在降低烟碱含量的同时，致香物质也会相应的减少，降低了再造烟叶的烟气和烟香，且现有的再造烟叶在燃烧的过程中，还存在燃烧不充分，容易产生有害气体CO、叶焦油等，危害身体健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种再造烟叶的其制备方法，通过在浸提液中加入β-环糊精、淀粉和瓜尔胶，将浸提液中的致香物质等有效成分包裹，减少后续加工过程中有效成分的损失，以提高再造烟叶烟香，在烟草纤维中加入改性多孔碳酸钙以及曝气处理，提高基片的疏松性，以使得香烟燃烧充分，进而减少产生有害物质的量。
本发明的另一目的在于提供一种再造烟叶，该再造烟叶的致香物质含量高，可充分燃烧，有害物质少。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本发明实施例提供一种再造烟叶及其制备方法，其包括以下步骤：
S1：将烟叶和烟梗混合，粉碎，再与水混合，加热浸提，然后固液分离，得到提取液和烟草纤维；
S2：浓缩步骤S1的提取液，向提取液中加入氨水和乙酸乙酯，分液，向水相中再加入β-环糊精，搅拌均匀，静置；再加入淀粉和瓜尔胶，搅拌均匀，得到涂布液；
S3：将步骤S1的烟草纤维进行打浆，加入改性多孔碳酸钙和淀粉，搅拌均匀，曝气，抄纸，定型，干燥，制得基片；
S4：将步骤S2制备的涂布液涂覆在基片上，再喷涂海藻酸钠溶液，晾干，得到所述再造烟叶。
另一方面，本发明实施例提供一种再造烟叶，其由上述制备方法制得。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
在本申请中，先对烟叶和烟梗混合，粉碎，进行加热浸提，使得烟叶和烟梗中的烟碱、致香物质等有效成分进入到水相中，再经过浓缩提取，向提取液中加入氨水和乙酸乙酯，萃取出提取液中的部分烟碱，以降低烟碱含量，随后向体系中加入β-环糊精，利用β-环糊精的包覆性，将提取液中的致香物质进行包裹，形成内部为致香物质，外部为淀粉和瓜尔胶的微团结构，以减少后续处理过程中致香物质的损失。在步骤S3中，改性多孔碳酸钙的加入和曝气处理，改善基片的松厚度，再造烟叶在燃烧时，疏松的基片能够提供更多的氧气，便于烟叶充分燃烧，减少CO的产生。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
本申请提供一种再造烟叶的制备方法，包括以下步骤：
S1：将烟叶和烟梗混合，粉碎，再与水混合，加热浸提，然后固液分离，得到提取液和烟草纤维；
S2：浓缩步骤S1的提取液，向提取液中加入氨水和乙酸乙酯，分液，向水相中再加入β-环糊精，搅拌均匀，静置；再加入淀粉和瓜尔胶，搅拌均匀，得到涂布液；
S3：将步骤S1的烟草纤维进行打浆，加入改性多孔碳酸钙和淀粉，搅拌均匀，曝气，抄纸，定型，干燥，制得基片；
S4：将步骤S2制备的涂布液涂覆在基片上，再喷涂海藻酸钠溶液，晾干，得到所述再造烟叶。
在步骤S3中，加入的改性多孔碳酸钙，提供的多孔结构可吸附更多的涂布液，以增加单位基片上涂布液的含量，同时淀粉的加入，一方面是利用淀粉的粘性，增强改性多孔碳酸钙与纤维的连接强度，另一方面，淀粉为多糖，在燃烧的过程中，淀粉与烟梗中的糖类物质共同参与棕色反应，产生致香物质，进一步的增加再造烟叶的香气。
在步骤S4中，涂覆涂布液后，再在表面喷涂低浓度的海藻酸钠溶液，海藻酸钠具有成膜性，其在基片的表面形成多孔的薄膜，可增加涂布液与基片的粘连性，且具有多孔薄膜的再造烟叶在制成香烟后，多孔膜还能携带更多的空气，保证烟叶充分燃烧。
在一些实施例中，在加热浸提前，还包括向水中加入复合酶，所述复合酶按重量份数计包括1-2份纤维素酶和1-2份蛋白酶。所述复合酶的加入质量为烟叶和烟梗总质量的10-20％。在浸提之前加入复合酶，烟叶烟梗发生酶解反应，使得细胞壁破裂，便于后续的加热浸提。加入的蛋白酶，I可分解烟叶和烟梗中的蛋白，产生糖类物质，进而提高再造烟叶的致香物质。
在一些实施例中，在粉碎前，还包括对所述烟叶和所述烟梗蒸汽爆破处理，所述蒸汽爆破处理的温度为130-150℃，时间为4-5min。通过蒸汽爆破处理，使得纤维疏松、断裂，一方面可以促进细胞液的释放，另一方面疏松的纤维便于打浆处理，也能提高基片的松厚度。
在一些实施例中，在所述步骤S2中，β-环糊精、淀粉和瓜尔胶的质量比为1：(0.5-1):(0.1-0.5)。加入足量的β-环糊精，能够完全包裹提取液中的致香物质，加入少量或的等量的淀粉和瓜尔胶，增加涂布液的粘度，便于涂布在基片上。
在一些实施例中，所述改性多孔碳酸钙由以下方法制得：选取粒径为100-200纳米的多孔碳酸钙，置于反应釜内，再加入磷酸酯，搅拌20-30min，再向反应釜内加入甲基三甲氧基硅烷水溶液，搅拌20-30min，静置，离心，洗涤，干燥，得到所述改性多孔碳酸钙。通过在多孔碳酸钙中加入磷酸酯，增加多孔碳酸钙上的羟基量，再加入甲基三甲氧基硅烷水溶液，在多孔碳酸钙的表面负载硅烷基团，得到改性多孔碳酸钙，该改性多孔碳酸钙上的硅烷基团，一方面可以增加改性多孔碳酸钙与纤维的连接强度，另一方面涂布液中的β-环糊精微团能够更好的被吸附在改性多孔碳酸钙上，连接强度高，不易脱落，致香物质等有效成分不易脱落损失，在宏观上的体现是涂布液与基片的连接性强。
在一些实施例中，所述海藻酸钠溶液的摩尔浓度为0.1-0.3％。较优的，海藻酸钠溶液的浓度为0.2％。低浓度的海藻酸溶液喷涂在基片上，经过晾干后，可在基片上形成微孔的薄膜，该薄膜类似一张网负载在基片上，可稳定β-环糊精微团，再将再造烟叶制备成香烟的过程中，微团不易脱落，与基片的连接性强，并且，形成的微孔薄膜还能提高再造烟叶的抗张强度，便于再造烟叶后续加工成香烟。当海藻酸溶液的浓度为0.2％时，其形成的微孔膜的功效最佳。
在一些实施例中，所述改性多孔碳酸钙与所述淀粉的质量比为1：(0.5-1)，所述改性多孔碳酸钙与所述烟草纤维的质量比为1：(8-10)。
在一些实施例中，所述晾干条件为，在25-30℃下风干至再造烟叶的含水率为10-20％。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
S1：以香烟厂中次等烟叶和废弃的烟梗为原料，去除腐烂的烟叶和烟梗，混合均匀后，加入到蒸汽爆破装置中，进行蒸汽爆破处理，处理温度为140±1℃，处理时间5min，蒸汽爆破处理后，将原料粉碎，向原料中加入的蒸馏水，原料与蒸馏水的质量比为1:2，在水中加入复合酶，复合酶的加入质量为烟叶和烟梗总质量的20％，搅拌均匀后，静置24h。将上述原料体系加热至50℃后，并保持在50℃，持续搅拌1h，随后固液分离，得到提取液和烟草纤维。其中，烟叶和烟梗的质量比为1:1，复合酶包括纤维素酶和蛋白酶，两者的质量比为2:1。
S2：对提取液进行减压浓缩至体积减少1/2，随后向提取液中加入摩尔浓度为20％的氨水和乙酸乙酯，氨水和乙酸乙酯的体积比为1:2，氨水与提取液的体积比为0.3:1。搅拌均匀后，静置分液，留取水相，在向水相中加入β-环糊精，搅拌均匀，静置；再加入淀粉和瓜尔胶，搅拌均匀，得到涂布液，其中，β-环糊精、淀粉和瓜尔胶的质量比为1：0.5:0.1，β-环糊精加入量为水相质量的50％。
S3：对烟草纤维进行打浆，加入改性多孔碳酸钙和淀粉，搅拌均匀，通过曝气装置，向烟草纤维中持续通入氮气10min，随后进行抄纸，定型，在40℃下干燥，制得基片；其中，加入的改性多孔碳酸钙与淀粉的质量比为1：0.5，改性多孔碳酸钙与烟草纤维的质量比为1：8。
改性多孔碳酸钙由以下步骤制得：选取粒径为100-200纳米的多孔碳酸钙，置于反应釜内，再加入磷酸酯，搅拌20-30min，再向反应釜内加入甲基三甲氧基硅烷水溶液，搅拌20-30min，静置，离心，洗涤，干燥，得到所述改性多孔碳酸钙。
S4：将涂布液涂覆在基片上，涂覆浓度为1g/cm3,，再喷涂摩尔浓度为0.2％海藻酸钠溶液，随后将基片放置在通风的室内，保持室内温度在25±1℃下，自然晾干至含水率在10％，即得到所述再造烟叶。
实施例2
与实施例1不同之处在于，在步骤S2中，β-环糊精、淀粉和瓜尔胶的质量比为1：0.8:0.1，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实施例3
与实施例1不同之处在于，在步骤S2中，β-环糊精、淀粉和瓜尔胶的质量比为1：1:0.5，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实施例4
与实施例1不同之处在于，在步骤S2中，β-环糊精、淀粉和瓜尔胶的质量比为1：0.5:0.5，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实施例5
与实施例1不同之处在于，在步骤S3中，改性多孔碳酸钙与淀粉的质量比为1：0.8，改性多孔碳酸钙与烟草纤维的质量比为1：8，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实施例6
与实施例1不同之处在于，在步骤S3中，改性多孔碳酸钙与淀粉的质量比为1：1，改性多孔碳酸钙与烟草纤维的质量比为1：10，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实施例7
与实施例1不同之处在于，在步骤S3中，改性多孔碳酸钙与淀粉的质量比为1：0.5，改性多孔碳酸钙与烟草纤维的质量比为1：10，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实施例8
与实施例1不同之处在于，在步骤S4中，海藻酸钠溶液的浓度为0.1％，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实施例9
与实施例1不同之处在于，在步骤S4中，海藻酸钠溶液的浓度为0.3％，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实施例10
与实施例1不同之处在于，原料中，烟叶和烟梗的质量比为2:1，纤维素酶和蛋白酶的质量比为1:1，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实施例11
与实施例1不同之处在于，原料中，烟叶和烟梗的质量比为1:2，纤维素酶和蛋白酶的质量比为2:1，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
对比例1
与实施例1不同之处在于，在步骤S3中，不加入改性多孔碳酸钙，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
对比例2
与实施例1不同之处在于，在步骤S2中，不加入β-环糊精，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
对比例3
与实施例1不同之处在于，在步骤S2中，不加入β-环糊精、淀粉和瓜尔胶，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
对比例4
与实施例1不同之处在于，在步骤S4中，不喷涂海藻酸钠溶液，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
对比例5
与实施例1不同之处在于，在步骤S2中，不加入氨水和乙酸乙酯，其余的步骤、条件参数以及原料的用量均与实施例1的相同。
实验例
1烟碱含量的测定：采用FUTURA-II型连续流动分析仪按照YC/T160-2002，实施例1-11和对比例5中，提取液、涂布液和再造烟叶中的烟碱进行测定，其结果如表1所示。其中，表1中的数据为测试3次，取其平均值。
表1烟碱含量
| 提取液(wt％) | 涂布液(wt％) | 再造烟叶(wt％) | |
| 实施例1 | 0.55 | 0.17 | 0.17 |
| 实施例2 | 0.54 | 0.18 | 0.16 |
| 实施例3 | 0.53 | 0.17 | 0.17 |
| 实施例4 | 0.53 | 0.19 | 0.19 |
| 实施例5 | 0.54 | 0.18 | 0.18 |
| 实施例6 | 0.53 | 0.17 | 0.16 |
| 实施例7 | 0.55 | 0.17 | 0.17 |
| 实施例8 | 0.54 | 0.18 | 0.17 |
| 实施例9 | 0.55 | 0.19 | 0.19 |
| 实施例10 | 0.57 | 0.20 | 0.20 |
| 实施例11 | 0.56 | 0.20 | 0.19 |
| 对比例5 | 0.53 | 0.49 | 0.49 |
从上述表1中可以得出，相较于对比例5，实施例1-11中，在提取液中加入氨水和乙酸乙酯，再进行分液处理后，其涂布液中烟碱的含量有明显的降低，而对比例5中，提取液、涂布液和再造烟叶中烟碱含量的变化不大，可说明，有本申请的方法制备的再造烟叶，其烟碱含量低，在燃烧过程中产生的有害物质也相对减少。
2.抗张强度的测定
以GB/T12914-2008纸和纸板抗张强度和伸长率的测定为基准，测量实施例1-11和对比例1-5中，基片和再造烟叶的抗张强度，其结果如表2所示：
表2抗张强度
| 基片(N/m) | 再造烟叶(N/m) | |
| 实施例1 | 482 | 513 |
| 实施例2 | 479 | 502 |
| 实施例3 | 485 | 520 |
| 实施例4 | 483 | 518 |
| 实施例5 | 479 | 519 |
| 实施例6 | 477 | 518 |
| 实施例7 | 481 | 516 |
| 实施例8 | 482 | 511 |
| 实施例9 | 483 | 525 |
| 实施例10 | 483 | 518 |
| 实施例11 | 479 | 510 |
| 对比例1 | 453 | 489 |
| 对比例2 | 477 | 499 |
| 对比例3 | 469 | 485 |
| 对比例4 | 318 | 315 |
| 对比例5 | 481 | 510 |
从上述表2中可以看出，实施例1-11中，在表面喷涂有海藻酸钠溶液后，得到的再造烟叶的抗张强度有明显的提高，而对比例4中，在基片上未喷涂海藻酸钠溶液，其基片的抗张强度与再造烟叶的抗张强度相差不大，由此可以说明，海藻酸钠在基片上形成微孔薄膜，可以提高再造烟叶的抗张强度，利于后续的香烟生产。
3.再造烟叶感官测试
将实施例1-11和对比例1-5制备的再造烟叶，再制备成卷烟，参考YC/T138-1998《烟草及烟草制品感官评价方法》进行感官评吸，对卷烟进行打分，考察实施例1-11和对比例1-5的再造烟叶样品的感官效果，计算平均值，结果如下：
表3感官评分
| 香气 | 协调 | 刺激 | 杂气 | 余味 | |
| 实施例1 | 30.1 | 6.1 | 15.3 | 9.2 | 21.3 |
| 实施例2 | 31.2 | 6.2 | 15.1 | 9.3 | 21.5 |
| 实施例3 | 30.4 | 5.9 | 14.9 | 8.9 | 22.3 |
| 实施例4 | 34.3 | 6.6 | 14.3 | 9.1 | 21.6 |
| 实施例5 | 35.6 | 6.5 | 15.1 | 8.8 | 22.8 |
| 实施例6 | 30.5 | 6.5 | 14.3 | 8.9 | 21.3 |
| 实施例7 | 31.4 | 6.2 | 15.1 | 9.1 | 21.5 |
| 实施例8 | 32.6 | 7.1 | 15.1 | 7.2 | 22.3 |
| 实施例9 | 33.8 | 6.9 | 14.9 | 7.3 | 21.6 |
| 实施例10 | 32.9 | 6.4 | 13.8 | 7.2 | 22.3 |
| 实施例11 | 31.5 | 7.1 | 14.3 | 9.1 | 21.5 |
| 对比例1 | 20.3 | 5.6 | 12.6 | 9.2 | 20.3 |
| 对比例2 | 21.3 | 5.5 | 12.3 | 6.3 | 20.1 |
| 对比例3 | 22.4 | 5.7 | 12.6 | 6.8 | 18.6 |
| 对比例4 | 30.1 | 6.3 | 14.3 | 7.3 | 21.3 |
| 对比例5 | 30.5 | 6.4 | 12.6 | 5.3 | 19.6 |
从上述表3中可以得出，实施例1-11中，在提取液中加入了β-环糊精、淀粉和瓜尔胶，以及在烟草纤维中加入了改性的多孔碳酸钙，致香物质在β-环糊精的作用下，被包裹成微团，并且吸附在多孔碳酸改的孔洞中，提高了再造烟叶中致香物质的含量，进而香烟在燃烧的过程中，产生的香气浓厚，香味协调，刺激性和杂气少，且实施例1-11中烟碱的含量还较低，使得该再造烟叶在燃烧过程中产生的有害物质少，但又能保留烟草本来的香气，不影响吸烟带来的体验感。
Claims (10)
1.一种再造烟叶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将烟叶和烟梗混合，粉碎，再与水混合，加热浸提，然后固液分离，得到提取液和烟草纤维；
S2：浓缩步骤S1的提取液，向提取液中加入氨水和乙酸乙酯，分液，向水相中再加入β-环糊精，搅拌均匀，静置；再加入淀粉和瓜尔胶，搅拌均匀，得到涂布液；
S3：将步骤S1的烟草纤维进行打浆，加入改性多孔碳酸钙和淀粉，搅拌均匀，曝气，抄纸，定型，干燥，制得基片；
S4：将步骤S2制备的涂布液涂覆在基片上，再喷涂海藻酸钠溶液，晾干，得到所述再造烟叶。
2.根据权利要求1所述再造烟叶的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在加热浸提前，还包括向水中加入复合酶，所述复合酶按重量份数计包括1-2份纤维素酶和1-2份蛋白酶。
3.根据权利要求2所述再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述复合酶的加入质量为烟叶和烟梗总质量的10-20％。
4.根据权利要求1所述再造烟叶的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在粉碎前，还包括对所述烟叶和所述烟梗蒸汽爆破处理，所述蒸汽爆破处理的温度为130-150℃，时间为4-5min。
5.根据权利要求1所述再造烟叶的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，β-环糊精、淀粉和瓜尔胶的质量比为1：(0.5-1):(0.1-0.5)。
6.根据权利要求1所述再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述改性多孔碳酸钙由以下方法制得：
选取粒径为100-200纳米的多孔碳酸钙，置于反应釜内，再加入磷酸酯，搅拌20-30min，再向反应釜内加入甲基三甲氧基硅烷水溶液，搅拌20-30min，静置，离心，洗涤，干燥，得到所述改性多孔碳酸钙。
7.根据权利要求1所述的再造烟叶的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述海藻酸钠溶液的浓度为0.1-0.3％。
8.根据权利要求1所述的再造烟叶的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述改性多孔碳酸钙与所述淀粉的质量比为1：(0.5-1)，所述多孔碳酸钙与所述烟草纤维的质量比为1：(8-10)。
9.根据权利要求1所述的再造烟叶的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述晾干条件为，在25-30℃下风干至再造烟叶的含水率为10-20％。
10.一种再造烟叶，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的再造烟叶制备方法制得。
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