CN100593980C - 一种提高卷烟烟气水分的复合添加剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高卷烟烟气水分的复合添加剂及其应用，所述复合添加剂各组分的重量百分比为：有机酸及其衍生物0-60%，乙二醇的缩合物或聚合物10-90%，吡咯烷酮类化合物0-30%，香精香料0.1-5%，去离子水0-40%。该复合添加剂可以应用于烟草或烟草制品中，也可以应用到卷烟滤嘴中。本发明复合添加剂应用于卷烟后，可提高卷烟主流烟气水分10%～30%。并且能保持卷烟原有风格不变，柔和烟气，增加湿润感，降低刺激性，提高喉部的舒适性，明显改善和提高卷烟的感官质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高卷烟烟气水分的复合添加剂及其应用。
背景技术
随着社会对吸烟与健康问题的日益重视，降低卷烟烟气中的有害成分成为人们关注的焦点之一。目前，降低卷烟烟气中的有害成分一般是通过降低卷烟的焦油释放量来实现的。但是卷烟是一种特殊的消费品，是通过燃吸来享受其烟气，随着卷烟焦油量的降低，必然造成香气的大量损失，严重影响卷烟的风格和吸食品质。特别是对于低焦油卷烟，香气淡薄，烟气发干，刺激增大，喉部舒适性降低等问题制约了低焦油卷烟的发展。因此，如何保持卷烟的香气、降低刺激和提高喉部的舒适性成为烟草行业亟待解决的问题。
造成烟气发干，刺激增大，喉部舒适性降低等问题的原因非常复杂，研究结果表明主流烟气水分是影响这些问题的一个非常重要的因素，其含量的多少将直接影响卷烟的感官质量。低焦油卷烟由于大量使用滤嘴通风稀释技术，主流烟气水分一般偏低，造成烟气发干，刺激增大，舒适性降低。
鉴于烟气水分的重要性，对如何调节和提高卷烟主流烟气水分，已成为国内外研究的重要课题。近年来许多科技工作者对如何通过生产工艺及外加添加剂来设法调控、维持和提高烟支的水分，以及水分对吸味的影响等方面进行了研究。肖文平等人对烟支水分与吸味的关系进行了研究，探讨了烟丝水分的变化对吸味的影响变化规律。卷烟评吸结果可以看出，烟丝水分对吸味是有影响的。这种影响呈不规则正态分布，随着卷烟质量的上升，正态分布有向小水分方向移动的趋势。烟支水分变化对烟气水分的影响不明显。中国专利98113287.1公开一种新型保润剂，有效保持烟丝的水分。但是这些研究工作仅限于烟丝中的水分，而对于卷烟烟气水分方面的研究，特别是烟气水分与卷烟感官质量的关系以及如何调控提高烟气水分的技术方法还未见报道。
随着低焦油卷烟的发展和市场份额的增大，开发一种能有效调节和提高卷烟主流烟气水分的材料和技术，增加烟气湿润性，降低刺激，改善喉部舒适性，显得十分迫切和必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高卷烟烟气水分的复合添加剂及其应用。这种卷烟复合添加剂，通过有效调节和提高卷烟主流烟气水分，保持卷烟的风格不变，增加烟气湿润性，降低刺激，改善喉部舒适性。
本发明的目的是这样实现的：
一种提高卷烟烟气水分的复合添加剂，主要由以下成分组成：有机酸及其衍生物(1)，乙二醇的缩合物或聚合物(2)，吡咯烷酮类化合物(3)，香精香料(4)，去离子水(5)。其中各组分的重量百分比为：
(1)有机酸及其衍生物：0-60％(重量)
(2)乙二醇的缩合物或聚合物：10-90％(重量)
(3)吡咯烷酮类化合物：0-30％(重量)
(4)香精香料：0.1-5％(重量)
(5)去离子水：0-40％(重量)。
本发明所述的有机酸及其衍生物(1)主要包括甘草酸钠、甘草酸钾、甘草酸铵、乳酸、乳酸钠、十六酸乙酯、十六酸异丙酯等化合物中的任一种或任意两种以上混合物。其中优选为甘草酸钠和十六酸乙酯。
本发明所述的复合添加剂，其特征在于：所述的乙二醇的缩合物或聚合物(2)包括聚乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇中的任一种或任意两种以上混合物。
本发明所述的吡咯烷酮类化合物(3)包括聚乙烯吡咯烷酮、2-吡咯烷酮中的一种或两种混合物。
本发明所述的复合添加剂，所述的香精香料的组分和各组分的重量百分比为：烟草提取物0.1-2％(重量)、烤烟酮0.005-0.05％(重量)，1％玫瑰精油0.005-0.05％(重量)，麦芽提取物0.005-0.05％(重量)，番茄提取物0.1-2％(重量)。其中所述的烟草提取物为烤烟、白肋烟、晒烟和香料烟中的一种或任意两种以上烟叶、烟末或碎片的提取物。
本发明的复合添加剂适用于各种类型的烟草及其烟草制品，特别适用于低焦油卷烟，还可加入卷烟滤嘴中制成复合嘴棒。
本发明的思路：国内外的研究表明，烟丝的水分可以通过人为控制和生产工艺进行适当调整，但调节烟丝的水分并不会对烟气水分产生重要的作用。烟气水分大小与烟丝的来源、品种和产地有关。烟丝中的水分根据结合方式的不同以三种形态存在：游离水、吸附水和化合水。而其中只有化合水最稳定，因它与烟叶中某些成分相结合，是分子结构的组成部分。在烟丝干燥后的平衡水分主要为化合水，是烟气水分的主要来源。
卷烟在燃吸过程中产生的绝大部分水分因扩散作用进入到侧流烟气中，仅有很少的一部分进入主流烟气，特别是高透气度卷烟纸和滤嘴通风技术的应用，加大了烟气的扩散作用，造成低焦油卷烟烟气水分较小，烟气发干，喉部舒适性降低，吸食品质下降。鉴于烟丝的水分并不会对烟气水分产生重要影响，因此在卷烟工艺中改变工艺条件、添加保润剂等措施对提高主流烟气水分的作用不明显。只有提高烟丝中结合水的含量，或者改变水分在烟气中的传递过程，使水分尽量转移进入主流烟气中，减少水分转移到侧流烟气中，才能有效提高卷烟的主流烟气水分。新型添加剂正是基于此原理研制开发的。
另外，随着卷烟焦油量的降低，造成卷烟风格的改变和烟香的损失。同时，由于添加了化学添加剂，也会给卷烟感官品质带来不良的影响，为此本发明在配方中加入香精香料(如烟草提取物、麦芽提取物等)，来弥补烟香的损失，掩盖杂气，增加烟气的透发性。这样弥补了低焦油卷烟的不足，保持了卷烟原有的风格和吃味，改善烟气的透发性和湿润性。
本发明复合添加剂的制备方法：
1、本发明的复合添加剂中所说的烟草提取物的制备
原料主要为烤烟、白肋烟、香料烟中的一种或任意两种以上，它们可以是烟叶、烟末或烟碎片。烟叶原料用溶剂加热回流提取，溶剂为石油醚、乙醇和水。提取液经过滤、真空低温浓缩，得到烟草提取物。如果要进一步精制，可以利用分子蒸馏、超临界流体萃取等技术处理，得到精制的烟草提取物。
2、添加剂的制备
将有机酸及其衍生物(1)和吡咯烷酮类化合物(3)加入到去离子水中，加热搅拌，温度30-80℃，使其全部溶解分散于水中；然后加入到乙二醇的缩合物或聚合物(2)中，再加入适量的香精香料，加热搅拌，温度20-60℃，使混合组分溶解分散均匀即可，该复合添加剂是一种浅黄色至红棕色的透明液体。
本发明复合添加剂的应用：
本发明的添加剂应用范围很广，适用于各种类型的烟草及其烟草制品，包括烤烟、白肋烟、晒烟和香料烟，以及膨胀烟丝、膨胀梗丝、烟草薄片等烟草制品。其使用方法为：在卷烟加工工艺的加料过程中将复合添加剂与料液混合均匀后，直接喷洒在烟叶和烟丝上。按常规的卷烟工艺，经制丝、加香、卷接工艺卷制成烟支。
复合添加剂的用量根据卷烟烟气水分来确定，一般用量为烟丝重量的0.1％-10％，优选用量为0.5％-2％。
本发明的复合添加剂还可作为滤嘴添加剂用于滤嘴中，将添加剂分散于增塑剂中，喷洒到开松的醋酸纤维丝束中，接着将添加了复合添加剂的丝束成型，最后将加料醋酸纤维段和醋酸纤维段复合，制成二元复合醋纤嘴棒。长度比为1∶1-2。
复合添加剂在滤嘴中的添加量为1mg-50mg/支，优选添加量范围为2mg-30mg/支。
本发明复合添加剂可以按烟丝重量的0.5％-10％添加到任何品牌的卷烟中，加入添加剂后的卷烟与原品牌卷烟相比卷烟主流烟气水分增加，并且卷烟整体风格和吸味不变，烟气柔和，增加烟气湿润性，降低刺激，改善喉部舒适性。
卷烟样品的主流烟气分析：
按中华人民共和国行业标准YC/T29-1996的标准准备吸烟机样品及抽吸卷烟；采用GB/T5606.5-1996，YC/T29～30-1996，YC/T156～157-2001标准，检测卷烟烟气的总粒相物、水分、烟碱、焦油和一氧化碳量。
卷烟样品的感官质量评吸：
按国标《GB/T16447-1996烟草及烟草制品调节与测试的大气环境》调节卷烟样品含水率，由评吸专家小组按《GB5606.4-1996卷烟感官技术要求》的规定进行卷烟感官质量评吸。
选择了三个不同配方叶组，分别添加2％的复合添加剂进行实验，烟气分析检测结果和评吸结果见表1和表2。从分析数据可以看出：添加剂运用于不同配方的叶组中均对卷烟主流烟气水分有显著提高作用。与对照样品相比，卷烟的主流烟气水分能提高17.4％-26.7％。表2中的评吸结果表明，复合添加剂添加到卷烟中能柔和烟气，增加湿润感，降低刺激性，明显减少喉部干刺，改善卷烟的感官质量。
表1复合添加剂应用于不同叶组卷烟烟气分析结果
表2卷烟烟气水分提高对卷烟感官质量的影响
本发明的特点在于：(1)原料来源充足，工艺简单，制作方便，成本低廉。(2)应用范围广，可以在烟叶和烟丝中加入，可以在滤棒丝束中加入，也可以在烟草薄片中加入。(3)添加工艺简单，不用改动现有卷烟生产工艺。(4)能够调节和提高烟主流烟气水分，保持卷烟的风格不变，增加烟气湿润性，降低刺激，改善喉部舒适性。从而既能满足吸烟者的生理需求，又能减轻吸烟对人体的危害。提高企业的核心竞争力，为企业带来可观的效益。
具体实施方式
通过下面给出的具体实施例，可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。
实施例1
称取5g甘草酸钾，加到18.99g去离子水中，加热搅拌，温度30-80℃之间，使其全部溶解分散于水中；然后加入75g一缩二乙二醇，加入适量的香精香料(其中烟草提取物1.0g、烤烟酮5mg，1％玫瑰精油1mg，麦芽提取物4mg)，再加热搅拌，温度20-60℃，使混合组分溶解分散均匀即得到复合添加剂A。
实施例2
按照实施例1相同的配制方法，称取10g甘草酸钠，加到29.84g去离子水中，加热搅拌，温度30-80℃之间，使其全部溶解分散于水中；然后加入60g二缩三乙二醇，加入适量的香精香料(其中烟草提取物150mg、烤烟酮3mg，1％玫瑰精油1mg，麦芽提取物6mg)，再加热搅拌，温度20-60℃，使混合组分溶解分散均匀即得到复合添加剂B。
实施例3
按照实施例1相同的配制方法，称取10g甘草酸钾，10g乳酸钠加到29.79g去离子水中，加热搅拌，温度30-80℃之间，使其全部溶解分散于水中；加入适量的香精香料(其中烟草提取物200mg、烤烟酮5mg，玫瑰精油1mg，麦芽提取物5mg)，再加热搅拌，温度20-60℃，使混合组分溶解分散均匀即得到复合添加剂C。
实施例4
按照实施例1相同的配制方法，称取30g甘草酸钾，10g乳酸钠加到29.79g去离子水中，加热搅拌，温度30-80℃之间，使其全部溶解分散于水中；加入适量的香精香料(其中烟草提取物200mg、烤烟酮5mg，麦芽提取物5mg)，再加热搅拌，温度20-60℃，使混合组分溶解分散均匀即得到复合添加剂D。
实施例5
按照实施例1相同的配制方法，称取10g甘草酸钠，加到29.84g去离子水中，加热搅拌，温度30-80℃之间，使其全部溶解分散于水中；然后加入30g二缩三乙二醇，加入适量的香精香料(其中烟草提取物150mg、烤烟酮3mg，1％玫瑰精油1mg，麦芽提取物6mg)，再加热搅拌，温度20-60℃，使混合组分溶解分散均匀即得到复合添加剂E。
实施例6
按照实施例1相同的配制方法，称取5g甘草酸钠，5g聚乙烯吡咯烷酮加到39.95g乙醇中，加热搅拌；然后加入10g聚乙二醇，20g十六酸乙酯，加入适量的香精香料(其中烟草提取物50mg、烤烟酮3mg)，加热搅拌，温度30-40℃，使混合组分溶解分散均匀即得到复合添加剂F。
实施例7
按照实施例1相同的配制方法，称取5g聚乙烯吡咯烷酮加到49.95g乙醇中，加热搅拌，然后加入10g聚乙二醇，40g十六酸乙酯，加入适量的香精香料(其中烟草提取物50mg、烤烟酮3mg)，加热搅拌，温度30-40℃，使混合组分溶解分散均匀即得到复合添加剂G。
实施例8～14
本发明的复合添加剂在卷烟中的通常应用方法是：取配制好的复合添加剂A-E溶液1-5kg(按烟丝重量的1-5％)，用高压喷嘴均匀喷施到100kg烟叶上，喷施过程是在叶组超回加料过程中进行，然后按常规的卷烟工艺，经制丝、加香、卷包工艺卷制成烟支。在同一生产线上，按相同卷烟工艺卷制对照烟支。进行卷烟主流烟气分析和卷烟感官质量评吸，具体结果列于表3中。
从表3可见，由实施例8～14获得的含有本发明复合添加剂的卷烟与不含复合添加剂的对照卷烟相比，卷烟主流烟气水分都有显著提高，提高率根据添加剂的种类和用量的不同而有一定的差距，从11.6％到28.5％。感官质量评吸结果显示加入复合添加剂，对卷烟的原有风格和吸味没有影响，能柔和烟气，提高烟气细腻性，增加烟气湿润性，降低刺激，改善喉部舒适性。明显改善和提高卷烟的感官质量。
实施例15
将实施例6配制好的复合添加剂F以5mg/支的用量添加到滤嘴棒中，制备二元复合滤嘴棒。该滤嘴棒应用于卷烟后，卷烟主流烟气水分从1.6mg/支增加到1.9mg/支，提高18.8％。感官质量评吸结果显示该添加剂保持卷烟的风格不变，增加烟气湿润性，降低刺激，改善喉部舒适性。提高卷烟感官抽吸品质。
实施例16
将实施例6配制好的复合添加剂F以10mg/支的用量添加到滤嘴棒中，制备二元复合滤嘴棒。该滤嘴棒应用于卷烟后，卷烟主流烟气水分从1.7mg/支增加到2.2mg/支，提高29.4％。感官质量评吸结果显示该添加剂保持卷烟的风格不变，增加烟气湿润性，降低刺激，改善喉部舒适性。提高卷烟感官抽吸品质。
实施例17
将实施例7配制好的复合添加剂G以20mg/支的用量添加到滤嘴棒中，制备二元复合滤嘴棒。该滤嘴棒应用于卷烟后，卷烟主流烟气水分从1.6mg/支增加到2.3mg/支，提高43.7％。感官质量评吸结果显示该添加剂保持卷烟的风格不变，增加烟气湿润性，降低刺激，改善喉部舒适性。
表3复合添加剂提高卷烟烟气水分的应用效果
| 实施例 | 添加剂类型 | 用量(重量％) | 烟气水分提高率(％) | 应用范围 |
| 实施例8 | A | 0.5 | 11.6 | 烟丝 |
| 实施例9 | A | 1.0 | 18.2 | 烟丝 |
| 实施例10 | A | 2.0 | 28.5 | 烟丝 |
| 实施例11 | B | 1.0 | 17.8 | 烟丝 |
| 实施例12 | C | 1.0 | 21.0 | 烟丝 |
| 实施例13 | D | 2.0 | 23.1 | 烟丝 |
| 实施例14 | E | 2.0 | 25.3 | 烟丝 |
| 实施例15 | F | 18.8 | 滤嘴 | |
| 实施例16 | F | 29.4 | 滤嘴 | |
| 实施例17 | G | 43.7 | 滤嘴 |
Claims (10)
1、一种提高卷烟烟气水分的复合添加剂，其特征在于所述的复合添加剂主要由以下成分组成：有机酸及其衍生物(1)、乙二醇的缩合物或聚合物(2)、吡咯烷酮类化合物(3)、香精香料(4)、去离子水(5)，其中各组分的重量百分比为：
(1)有机酸及其衍生物：0-60％
(2)乙二醇的缩合物或聚合物：10-90％
(3)吡咯烷酮类化合物：0-30％
(4)香精香料：0.1-5％
(5)去离子水：0-40％。
2、如权利要求1所述的提高卷烟烟气水分的复合添加剂，其特征在于：所述的有机酸及其衍生物(1)主要包括甘草酸钠、甘草酸钾、甘草酸铵、乳酸、乳酸钠、十六酸乙酯、十六酸异丙酯化合物中的任一种或任意两种以上混合物。
3、如权利要求2所述的提高卷烟烟气水分的复合添加剂，其特征在于：所述的有机酸及其衍生物优选为甘草酸钠和十六酸乙酯。
4、如权利要求1所述的提高卷烟烟气水分的复合添加剂，其特征在于：所述的乙二醇的缩合物或聚合物(2)包括聚乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇中的任一种或任意两种以上混合物。
5、如权利要求1所述的提高卷烟烟气水分的复合添加剂，其特征在于：所述的吡咯烷酮类化合物(3)包括聚乙烯吡咯烷酮、2-吡咯烷酮中的一种或两种混合物。
6、如权利要求1所述的提高卷烟烟气水分的复合添加剂，其特征在于：所述的香精香料的组分和各组分的重量百分比相对于复合添加剂为：烟草提取物0.1-2％、烤烟酮0.005-0.05％，1％玫瑰精油0.005-0.05％，麦芽提取物0.005-0.05％，番茄提取物0.1-2％。
7、如权利要求1所述的提高卷烟烟气水分的复合添加剂的应用，其特征在于：可适用于各种类型的烟草及其烟草制品，包括烤烟、白肋烟、晒烟和香料烟，以及膨胀烟丝、膨胀梗丝、烟草薄片。
8、如权利要求7所述的一种提高卷烟烟气水分的复合添加剂的应用，其特征在于：其用量根据卷烟主流烟气水分来确定，一般用量为烟丝重量的0.1％--10％。
9、如权利要求1所述的提高卷烟烟气水分的复合添加剂的应用，其特征在于：还可作为滤嘴添加剂用于滤嘴中，将添加剂添加到滤嘴中形成复合嘴棒。
10、如权利要求9所述的提高卷烟烟气水分的复合添加剂的应用，其特征在于：复合添加剂在滤嘴中的添加量为1mg-50mg/支。
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