CN105011355B - 一种烟草精油及其提取方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟草精油及其提取方法和应用，其中方法包括以下步骤：(1)对烟草进行加热裂解，加热裂解的温度为150～1000℃；(2)利用溶剂对加热裂解产物进行吸收，并对吸收液进行冷凝，得到所述的烟草精油。本发明利用干馏热解的方式对烟草进行处理，预先进行传统香烟在燃烧过程中进行的裂解、美拉德等复杂反应过程，得到的烟草精油能够最大程度地还原卷烟烟气，弥补电子烟、加热非燃烧烟等新型烟草制品香味不足，风格模糊等缺点，在不影响卷烟感官的基础上，达到减少卷烟烟气、避免二手烟环境污染的效果。

Description

一种烟草精油及其提取方法和应用
技术领域
本发明涉及烟草制品技术领域，具体涉及一种烟草精油及其提取方法和应用。
背景技术
吸烟不仅对吸烟者本人的身体健康造成伤害，吸烟者周围的人群也会因被动吸烟而受到伤害，为了减少烟气对公共环境造成的污染以及危害，亟待研制开发无烟气制品，现有技术中，已经出现了电子烟、加热不燃烧型卷烟、***烟、咀嚼烟等新型烟草制品，这些新型烟草制品得到国内外烟草行业的广泛关注。
上述的新型烟草制品是烟草产业新兴的战略性产品，在这些新型烟草制品中，烟丝均未经历燃烧过程，大多为低温加热释放烟气，或者不经加热缓慢释放烟草香味。
传统卷烟中的烟草燃烧过程是一个非常复杂的反应合集，M.F.Dube和C.R.Green在1982年10月召开的第36届美国烟草化学工作者会议上(TCRC)报道，烟草中鉴定出2549种物质，而烟草燃烧后的烟气中鉴定出3875种物质，烟气中的物质可分为15大类，其中烟气中特有的物质有2740种，这些物质为烟草在燃烧时通过热解和高温合成反应所形成。随着分析手段的进步以及分析方法的改善，迄今为止，共从烟草中分析鉴定出4200多种化学成分，卷烟烟气中分析鉴定出7300多种化合物。
目前，化学研究者们鉴定出了近300种烟草形成烟气过程中产生的主要香味成分，并分析了其产生机理和在烟气中的感官贡献。从物质种类分，烟气特有成分中多数为酚类和氮杂环化合物(吡啶、吡咯、吡嗪)，以及部分酸类、醛类、酮类、醇类、酯类等。这些香味成分在烟草本身中不存在，或含量较少，或以结合态的形式存在，而在卷烟烟气中为影响烟气感官享受的重要香味成分。
新型烟草制品由于避免了燃烧过程，也就损失了基于燃烧过程产生的烟气中特有的香味成分。无论是配制烟液还是直接加热烟丝，若烟草成分未经历传统卷烟的燃烧过程，很难使吸烟者得到传统卷烟特有的感官享受，而传统的烟草提取物及现有香精香料无法弥补此缺陷。
现有技术中对于烟草的干馏技术研究很少，且研究主要针对干馏装置、工艺流程以及烟碱提取，至于干馏工艺对烟草干馏提取物成分的影响，缺少***性的研究。
发明内容
本发明提供了一种烟草精油及其提取方法和应用，所提供的烟草精油添加在新型烟草制品中，能够增强烟气主体香气，显著改善新型烟草制品的感官特性。
一种利用干馏热解提取烟草精油的方法，包括以下步骤：
(1)对烟草进行加热裂解，加热裂解的温度为150～1000℃。
进行加热裂解处理的烟草可以采用各种形式，例如烟末、烟丝、烟梗或者烟草叶片等。
一方面，加热裂解的温度可以根据口味需求来设置，温度越高，生理强度越大，最终得到的烟草精油对于新型烟草制品感官特性的改善越明显；另一方面，加热裂解的温度也需要考虑有害物质的释放，温度越高，有害物质产生的越多。
作为优选，加热裂解的温度为200～800℃。进一步优选，加热裂解的温度为400～600℃。在该温度范围内，烟草精油的烟草香味成分释放地比较充分，而有害物质尚未大量增加。
烟草燃烧的过程中，升温速度非常快，在快速升温的过程中，产生烟气中特有的香味，比较理想的情况是，加热裂解的升温过程与卷烟燃烧过程的温度变化相同，以保证两个过程的产物香味相同。
但是由于卷烟燃烧过程中，卷烟不同部位的温度并不相同，各部位的升温速度也不相同，而在加热裂解的过程中，温度以及升温速率是一个相对均匀的过程，很难与卷烟燃烧过程保持一致，因此，只能在不同的加热条件下进行烟草精油的提取，并对提取的烟草精油的成分进行分析，得到接近于卷烟燃烧过程所产生的物质。
为了使加热裂解的产物与卷烟燃烧过程的产物具有相同或相近的香味成分，优选地，加热裂解的升温速度为50～120℃/s。进一步优选，加热裂解的升温速度为80～100℃/s。
进行加热裂解时，可以在隔绝空气条件下进行，也可以选择不同的保护气，例如，氮气、空气、或不同含氧量的混合气体，以调节烟草裂解的氛围，改变所得烟草精油的成分，从而最终影响新型烟草制品的烟气感受。
(2)利用溶剂对加热裂解产物进行吸收，并对吸收液进行冷凝，得到所述的烟草精油。
所述溶剂依据烟草精油的使用场合进行选择，通常为用作电子烟烟液的溶剂，优选地，所述溶剂为乙醇、水、薄荷醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、三甘醇中的至少一种。
丙二醇或乙醇容易雾化，价格低廉，对烟草提取物具有良好的溶解性，进一步优选，所述溶剂为丙二醇或乙醇。
最优选，所述溶剂为丙二醇。丙二醇对烟碱以及烟气中的多数香味成分具有良好的溶解作用，采用丙二醇作为溶剂进行烟草精油的提取，经过后期加香加料调节感官与吸味，可以得到口味较为成熟，且接近传统卷烟感官的电子烟液配方。
加热裂解产物利用载气(与保护气采用同种气体)转移至溶剂中，溶剂吸收加热裂解产物后，得到吸收液，利用吸收液清洗载气流经的管路，最大程度地收集加热裂解产物。
作为优选，加热裂解时间为2～5h。在进行烟草精油提取的过程中，加热至预定的裂解温度后，恒温2～5小时，恒温时间即为加热裂解时间，在此过程中，载气持续将加热裂解的气相产物转移至溶剂中。
作为优选，冷凝温度为-50℃～室温。进一步优选，冷凝温度为-25～0℃。冷凝在冷阱中进行，冷凝温度对最终获得的烟草精油的组分以及组分含量有重要影响，既要保证烟气中的香味物质尽可能的凝结，又要避免过多有害物质的凝结。
本发明还提供了一种烟草精油，采用所述的提取方法制备得到。
本发明提供的烟草精油能够应用于多种新型烟草制品，例如，电子烟烟液、加热非燃烧卷烟等，经过加香加料协调口感以及吸味。
本发明还提供了一种电子烟烟液，包含所述的烟草精油，电子烟烟液的重量份组成如下：
烟草浸膏、云烟净油以及红枣提取物可以采用市售的产品，主要用于调香，将烟草精油与传统的烟草浸膏相调和，配合使用云烟净油、红枣提取物、乙基麦芽酚、2,3,5-三甲基吡嗪、肉桂油等香精香料，使烟气的丰满度得到提高，烟香更加丰富，烟草的主题格调获得提升。
为了获得更好的感官享受，优选地，电子烟烟液的重量份组成如下：
本发明利用干馏热解的方式对烟草进行处理，预先进行传统香烟在燃烧过程中进行的裂解、美拉德等复杂反应过程，得到的烟草精油能够最大程度地还原卷烟烟气，弥补电子烟、加热非燃烧烟等新型烟草制品香味不足，风格模糊等缺点，在不影响卷烟感官的基础上，达到减少卷烟烟气、避免二手烟环境污染的效果。
具体实施方式
实施例1
称取4g烟丝放入管式炉中，加热到200℃，并恒温2.5h，将加热裂解所产生的烟气利用氮气带入置于冷阱中的吸收瓶，吸收瓶中预先装有25mL丙二醇，冷阱温度为-15℃，用40mL丙二醇洗出管道中的烟气冷凝物，将吸收瓶中的吸收液与管道中洗出的烟气冷凝物合并，得到烟草精油。
所得烟草精油经GC-MS分析，鉴定出对感官有贡献，而在烟草本身中不存在的香味成分共11种，分别为苯甲醇、麦芽酚、3-羟基-β-大马酮、苯甲酸、吡啶、2-甲基吡啶、5-甲基糠醛、1-甲基吡咯-2-甲醛、2-甲酰基吡咯、2-乙酰基吡咯、5-羟甲基-2-糠醛。
实施例2
称取4g烟丝放入管式炉中，加热到400℃，并恒温3h，将加热裂解所产生的烟气利用氮气带入置于冷阱中的吸收瓶，吸收瓶中预先装有25mL丙二醇，冷阱温度为-15℃，用40mL丙二醇洗出管道中的烟气冷凝物，将吸收瓶中的吸收液与管道中洗出的烟气冷凝物合并，得到烟草精油。
所得烟草精油经GC-MS分析，鉴定出对感官有贡献，而在烟草本身中不存在的香味成分共18种，分别为2,3,4-三甲基-2-环戊烯酮、麦芽酚、3-羟基-β-二氢大马酮、吡啶、2-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、2-乙基吡啶、2-呋喃乙酮、2,4-二甲基吡啶、2,5-二甲基吡啶、2,3-二甲基吡啶、3-乙基吡啶、5-甲基糠醛、2,4,6-三甲基吡啶、2,3,6-三甲基吡啶、2-甲酰基吡咯、2,3,6-三甲基吡啶、2-乙酰基吡咯。
实施例3
称取4g烟丝放入管式炉中，加热到500℃，并恒温3.5h，将加热裂解所产生的烟气利用氮气带入置于冷阱中的吸收瓶，吸收瓶中预先装有25mL丙二醇，冷阱温度为-15℃，用40mL丙二醇洗出管道中的烟气冷凝物，将吸收瓶中的吸收液与管道中洗出的烟气冷凝物合并，得到烟草精油。
所得烟草精油经GC-MS分析，鉴定出对感官有贡献，而在烟草本身中不存在的香味成分共11种，分别为麦芽酚、吡啶、2-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、2-乙基吡啶、2-呋喃乙酮、2,4-二甲基吡啶、2,5-二甲基吡啶、2,3-二甲基吡啶、3-乙基吡啶、2,3,6-三甲基吡啶。
实施例4
称取4g烟丝放入管式炉中，加热到600℃，并恒温4h，将加热裂解所产生的烟气利用氮气带入置于冷阱中的吸收瓶，吸收瓶中预先装有25mL丙二醇，冷阱温度为-15℃，用40mL丙二醇洗出管道中的烟气冷凝物，将吸收瓶中的吸收液与管道中洗出的烟气冷凝物合并，得到烟草精油。
所得烟草精油经GC-MS分析，鉴定出对感官有贡献，而在烟草本身中不存在的香味成分共9种，分别为麦芽酚、吡啶、2-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、2-乙基吡啶、2-呋喃乙酮、2,5-二甲基吡啶、3-乙基吡啶、吲哚。
实施例1～4所得的烟草精油中共鉴定出125种化合物，400℃和500℃时的杂环类与醛酮类等主要香味物质种类丰富，含量较高，600℃以上时芳香烃等有害成分种类以及含量较多。
在所有分析得到的化学成分中，鉴定出20余种增加烟气丰满度以及香使的烟气特有香味物质，以杂环类以及醛酮类为主。
实施例1～4的结果可以看出，在200-600℃范围内，烟草干馏热解所获得的产物中具有不同数量以及不同种类的香味成分，其中，400℃条件下烟草干馏热解产物中对感官有贡献的特有香味成分最丰富。
实施例5
将电子烟烟液各组分混合均匀，得到电子烟烟液，并对电子烟烟液进行抽吸，进行感官评价，电子烟烟液的重量份组成如下：
其中，烟草精油采用实施例1制备得到的烟草精油，烟草精油的加入方法为：首先将烟草精油利用丙二醇稀释10倍，然后加入到电子烟烟液中，电子烟烟液中的丙二醇重量份不包含用于稀释烟草精油的丙二醇。
2,3,5-三甲基吡嗪的加入方法为：首先将2,3,5-三甲基吡嗪配成质量分数为10％的溶液，溶剂为水，然后将该溶液加入到电子烟烟液中。
实施例6
与实施例5的不同之处仅在于，烟草精油采用实施例2提取得到的烟草精油。
实施例7
与实施例5的不同之处仅在于，烟草精油采用实施例3提取得到的烟草精油。
实施例8
与实施例5的不同之处仅在于，烟草精油采用实施例4提取得到的烟草精油。
实施例5～8得到的电子烟烟液经感官评吸，香气丰富，有烟草的主体香韵，有一定的烟气浓度和绵长感，甜润感较好，刺激较小，使用烟草干馏提取物能增加烟香的丰富性，提升烟草的主体格调。
以上对本发明一种烟草精油及其提取方法和应用进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电子烟烟液，其特征在于，电子烟烟液的重量份组成如下：
所述烟草精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)对烟草进行加热裂解，加热裂解的温度为150～1000℃；
(2)利用溶剂对加热裂解产物进行吸收，并对吸收液进行冷凝，得到所述的烟草精油。
2.如权利要求1所述的电子烟烟液，其特征在于，加热裂解的温度为400～600℃。
3.如权利要求1所述的电子烟烟液，其特征在于，加热裂解时间为2～5h。
4.如权利要求1所述的电子烟烟液，其特征在于，所述溶剂为乙醇、水、薄荷醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、三甘醇中的至少一种。
5.如权利要求1所述的电子烟烟液，其特征在于，加热裂解的保护气为氮气、空气或者不同含氧量的混合气体。
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