CN105661630B

CN105661630B - 一种槐糖脂的用途

Info

Publication number: CN105661630B
Application number: CN201610016132.2A
Authority: CN
Inventors: 马晓静; 徐迎波; 姚日生; 刘新歌; 徐志强
Original assignee: Hefei University of Technology; China Tobacco Anhui Industrial Co Ltd
Current assignee: Hefei University of Technology; China Tobacco Anhui Industrial Co Ltd
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2036-01-07
Also published as: CN105661630A

Abstract

本发明公开了一种槐糖脂的用途，作为具有物理保润防潮功能和增香功能的微生物源双向保润剂，该保润剂天然、无毒无害。所述槐糖脂包括内酯型槐糖脂、酸型槐糖脂中的任意一种或其混合物。本发明保润剂可以应用于卷烟、烟丝、烟草薄片及其它烟草制品，将本发明保润剂均匀的喷加到烟丝上，喷加比例为烟丝重量的0.05％‑2.0％，就能够在低湿条件下具有明显保留烟丝水分及高湿条件下具有明显控制水分增加的作用；保润及防潮效果均优于丙二醇及丙三醇，为一类优秀的天然双向保润剂。

Description

一种槐糖脂的用途

一、技术领域

本发明涉及一种槐糖脂的用途，在烟草中作为双向烟草保润剂使用，属于烟草保润加工技术领域。

二、背景技术

卷烟制品的抽吸品质、安全性及价格是决定消费者选择购买与否的主要因素。烟草保润性能对卷烟耐加工性、卷烟香味和抽吸舒适度有着重要影响。我国不同地区气候条件差异较大，即使在保润性能一定的前提下，同一品牌的卷烟在不同时间和地区的感官舒适度差异也较大。因此寻找如何明显控制烟丝水分(包括低湿提高锁水能力和高湿降低吸水能力)和改善抽吸舒适度的烟草保润剂就成为烟草行业亟待解决的问题。

我国烟草企业目前普遍使用的保润剂多为羟基醇类，如丙二醇、丙三醇、木糖醇、山梨醇等，其通过与水分子形成氢键减少水分的挥发或捕集空气中的水分，从而保持含水率的相对稳定。虽然上述保润剂具有一定的保润性，但其使用仍存在一定问题。如：多为单向保润剂，不具有防潮性能；丙二醇等主要为石油化工产品，燃烧后产生焦油等物质；丙三醇等燃烧分解所产生的丙烯醛等会影响抽吸品质等。

随着人类对资源、环境、健康等问题认识的日益加深，人们越来越重视天然物质的开发和利用。从自然界中获得天然活性物质并将其按照合理的工艺处理和添加到卷烟生产过程中，以改善烟草物理性能，增强其耐加工性，提高其保润和防潮能力是我们的研究目标。

近年来，国内外已有植物提取物类、多糖类、淀粉类等天然保润剂的相关报道出现。但已报道保润剂的原料多为植物来源，微生物来源的保润剂的开发和利用的相关报道还较少。微生物作为一个丰富的资源库，具有巨大的开发利用潜力，开发安全高效的微生物源卷烟保润剂，特别是价格低廉且能增强卷烟香气功能的双向保润剂，是烟草保润行业的重要课题，具有一定的理论和应用价值。

三、发明内容

本发明旨在提供一种槐糖脂的用途，作为具有物理保润防潮功能和增香功能的微生物源双向保润剂，该保润剂天然、无毒无害。

本发明槐糖脂的用途，可以作为烟草双向保润剂使用，同时具有保润防潮功能。

本发明槐糖脂是由微生物发酵获得的一系列槐糖脂分子组成的混合物，这些槐糖脂分子的共同特征是分子均由亲水性部分和疏水性部分组成。其中亲水性部分为槐糖，由两分子葡萄糖以β-1,2糖苷键结合形成，疏水性部分为饱和或不饱和的长链ω-(或ω-)羟基脂肪酸，这两部分以β-糖苷键相连，主要分为内酯型和酸型两大类。该类化合物主要通过微生物发酵获得。本发明槐糖脂其具有焦甜味，且其裂解产物中含有多种与烟草香料相同或类似的致香物质，可有效改善烟气丰满度和提高津润感。

所述槐糖脂包括内酯型槐糖脂、酸型槐糖脂中的任意一种或其混合物。

所述内酯型槐糖脂的结构式为：

其中R₁为H或Ac，R₂为H或Ac，R₃为H或CH₃。

所述酸型槐糖脂的结构式为：

其中R₁为H或Ac，R₂为H或Ac，R₃为H或CH₃。

本发明内酯型槐糖脂及酸型槐糖脂的制备包括如下步骤：

将酵母菌在30℃、220rpm条件下发酵培养5天，其中发酵培养基组成为：葡萄糖6wt％，Na₂HPO₄·12H₂O 0.1wt％，MgSO₄·7H₂O 0.05wt％，KH₂PO₄0.1wt％，油酸6wt％，酵母粉0.3wt％；随后将发酵液经两倍体积乙酸乙酯萃取，上层有机相于50℃减压蒸馏后用正己烷洗涤2遍，再经50℃减压蒸馏得到淡黄色块状固体，即为内酯型槐糖脂，为内酯型槐糖脂混合物；下层水相与两倍体积的乙醇漩涡混合，离心取上清液，减压蒸馏后用正己烷洗涤2遍，再经50℃减压干燥得到深褐色粘稠状液体，即为酸型槐糖脂，为酸型槐糖脂混合物。

所述酵母菌选自球拟假丝酵母(Candida bombicola)，假丝酵母(Candidaapicola)，葛罗氏球拟酵母(Torulopsis gropengiesseri),球拟酵母(Torulopsisbombicola),念珠菌bogoriensis(Candida bogoriensis),拟威克酵母(Wickerhamielladomercqiae),异常毕赤酵母(Pichia anomala),巴蒂斯塔念珠菌(Candida batistae),念珠菌riodocensis(Candida riodocensis)，星形球拟酵母(Candida stellate)和球拟酵母Y-27208(Candida sp.Y-27208)等槐糖脂产生菌；优选为球拟假丝酵母(Candidabombicola)或拟威克酵母(Wickerhamiella domercqiae)。

本发明槐糖脂双向保润剂用于烟草防潮保润，所述烟草主要包括卷烟、烟丝、烟草薄片等。

优选的，所述烟丝为叶丝、膨胀烟丝、梗丝等。

本发明槐糖脂双向保润剂用于烟草防潮保润时，可单独或复配使用，其添加方式为配成溶液后均匀喷洒。

本发明槐糖脂双向保润剂用于烟草防潮保润时的用量为烟草重量的0.01-5.0％，优选的添加量为烟草重量的0.05-2.0％。

与现有技术相比，本发明具有如下优点:

(1)按照YC/T28.8-1996《卷烟物理性能的测定水分》中规定的方法，本发明所述保润剂的保润、防潮效果明显优于丙二醇、丙三醇或者山梨醇等传统保润剂，且为双向保润剂，具有物理保润和防潮双重效果。

(2)槐糖脂热裂解实验表明该保润剂裂解产物中含有多种与烟草香料成分相同或类似的致香成分，和烟草具有较好的配伍性，具有改善烟气丰满度的作用，一定程度上起到增香的效果。

(3)本发明的化合物槐糖脂属于微生物发酵获得的糖脂类化合物，不同于传统多元醇类烟草保润剂，开创了微生物源糖脂类化合物在烟草保润中的新应用。

(4)本发明的化合物原料来源丰富且无毒无害，制备工艺简单，价格低廉，使用方便。同时添加工艺简单，不改变现有卷烟生产工艺。

(5)该类保润剂的应用可以提高企业核心竞争力，为企业带来一定的经济效益。

四、附图说明

图1是不同添加量下四种保润剂的保润性能(A，22℃，RH40％)与防潮性能(B，22℃，RH80％)对比图。

图2是本发明槐糖脂双向保润剂和传统保润剂烟样的表面微结构扫描电镜图片。其中A、B、C、D分别对应添加内酯型槐糖脂、酸型槐糖脂、丙二醇和甘油的烟样，左侧和右侧的放大倍数分别为300×和2000×。

五、具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但附图和实施例并不是对本发明技术方案的限定。

实施例1：制备

所得槐糖脂为拟威克酵母(Wickerhamiella domercqiae)在30℃、220rpm条件下，发酵培养5天所得。其中发酵培养基组成为：葡萄糖6wt％，Na2HPO₄·12H₂O 0.1wt％，MgSO₄·7H₂O0.05wt％，KH₂PO₄0.1wt％，油酸6wt％，酵母粉0.3wt％；随后将发酵液经两倍体积乙酸乙酯萃取，上层有机相于50℃减压蒸馏后用正己烷洗涤2遍，再经50℃减压蒸馏得到淡黄色块状固体，即为内酯型槐糖脂；下层水相与两倍体积的乙醇漩涡混合，离心取上清液，减压蒸馏后用正己烷洗涤2遍，再经50℃减压干燥得到深褐色粘稠状液体，即为酸型槐糖脂。

实施例2：应用

1、保润防潮实验

用实施例1制备的内酯型槐糖脂和酸型槐糖脂分别按照烟丝质量0.1％的比例加入烟丝中，以加入等量丙二醇和丙三醇的烟丝样品分别作为对照。然后将处理后的烟丝样品均分成两份，分别置于22℃、RH 40％和22℃、RH 80％的恒温恒湿箱中，间隔一定时间称重1次，测定烟丝在48h内的含水率变化情况。以时间为横坐标，样品含水率为纵坐标，绘制样品随时间变化的含水率曲线，最终含水率见表1及图1。

提高内酯型槐糖脂和酸型槐糖脂的用量至0.2％、0.3％、0.4％、0.5％，其他操作不变，考察其保润防潮效果，结果见图1。

数据表明，保润剂添加0.1％时，在22℃、RH 40％条件下，0-24h，四者无明显差异，24-48h，含水率趋于稳定，且其受保润剂影响效果为：内酯型＞酸型＞丙二醇＞丙三醇，内酯型槐糖脂具有显著优势(图1A)；在22℃、RH 80％条件下，槐糖脂处理后的烟丝含水率随时间增加较缓慢，48h含水率表现出丙三醇＞内酯型＞丙二醇＞酸型，即酸型槐糖脂防潮性能最好(图1B)。

保润剂添加0.2％时，在22℃、RH 40％条件下，四者含水率均缓慢下降，无明显差异，48h时，酸型保润剂的保润效果最好(图1A)；在22℃、RH 80％条件下，0-48h，酸型槐糖脂对烟丝含水率防潮效果明显优于其他三者，且最终含水率表现为：丙三醇＞丙二醇＞酸型＞内酯型，其中内酯型槐糖脂和酸型槐糖脂的防潮效果几乎相同(图1B)。

保润剂添加0.3％时，在22℃、RH 40％条件下，0-18h，含水率迅速下降，随后趋于稳定，四种样品平衡含水率表现为酸型＞丙三醇＞丙二醇＞内酯型(图1A)；在22℃、RH80％条件下，测试样品含水率在0-24h内迅速上升，最终48h平衡含水率表现为丙三醇＞内酯型＞丙二醇＞酸型。综上，在添加量为0.3％时，酸型槐糖脂具有很好的防潮、保润效果，且优于传统保润剂(图1B)。

保润剂添加0.4％时，在22℃、RH 40％条件下，样品最终平衡含水率表现为内酯型〉丙二醇〉酸型〉丙三醇(图1A)；在22℃、RH 80％条件下，0-5h内，四者含水率快速上升，无明显差异，5-48h，酸型槐糖脂含水率显著低于其它三者，防潮性能最好(图1B)。

保润剂添加0.5％时，在22℃、RH 40％条件下，5-20h内，内酯型含水率降低速度明显低于其他三者，最终含水率表现为酸型〉内酯型〉丙三醇〉丙二醇，则此条件下，槐糖脂的保润性能优于传统保润剂(图1A)；在22℃、RH 80％条件下，48h时含水率表现为丙三醇〉酸型〉内酯型〉丙二醇(图1B)。

综上所述，酸型槐糖脂的保润效果较好，最优添加量为0.3％，适用于北方等干燥地区；酸型槐糖脂的防潮效果较好，最优添加量为0.1％，更适用于南方等潮湿地区。

2、热裂解实验

使用热裂解-气相色谱-质谱联用仪(Py-GC/MS)测定并分析槐糖脂在900℃下的裂解组分。称取制备实施例制备得到的内酯型槐糖脂和酸型槐糖脂各2.0mg，分别置于裂解进样针管中，待气流平稳后，900℃下进行裂解组分分析实验。

裂解实验表明，量中槐糖脂在900℃下裂解时，含有多种大量的致香成分(表2)，其结果与烟草致香物质相同或相似。说明槐糖脂与烟草具有较好的配伍性，可改善烟气的品质。3、扫描电镜

取烟草保润性能实验中在RH60％、保润剂添加量为0.3％条件下的烟丝，截成小段，用导电性胶带将烟丝固定在载物台上，真空喷金(80s)。用JSM-6490LV型钨灯丝扫描电子显微镜观察拍照。电镜工作电压为20kv，每个烟样在300、2000倍分别拍照用于烟叶表面微结构分析。

结果见图2，不同保润剂处理后的烟叶上表皮电镜图片，可以发现烟叶的微表面凸凹不平，存在大量的不规则的沟槽纹理结构，叶表皮细胞呈现出角质感，且气孔形状和分布清晰。其中，添加内酯型槐糖脂保润剂的烟丝(图2A)内部组织褶皱较深，气孔数量明显减少，但彼此间空隙较大；添加其余三种保润剂的烟丝(图2B、2C、2D)内部组织较为光滑。气孔宽度和面积大小顺序为：内酯型槐糖脂<酸型槐糖脂<丙二醇<甘油，该结果与物理保润性能比较结果相符，进一步证明相比于传统烟草保润剂，槐糖脂类保润剂更利于烟丝的保润。

表1 不同添加量下各种保润剂在48h内的最终含水率

表2 内酯型槐糖脂和酸型槐糖脂的(900℃)裂解成分比较分析

以上仅是本发明的部分实施例，值得一提的是，上述实施例不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种槐糖脂的用途，其特征在于：所述槐糖脂作为烟草双向保润剂使用，同时具有保润防潮功能；所述槐糖脂作为烟草双向保润剂使用时的用量为烟草重量的0.01-5.0％。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述槐糖脂还具有增香功能。

3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述槐糖脂包括内酯型槐糖脂、酸型槐糖脂中的任意一种或其混合物。

4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于所述内酯型槐糖脂的结构式为：

其中R₁为H或Ac，R₂为H或Ac，R₃为H或CH₃。

5.根据权利要求3所述的用途，其特征在于所述酸型槐糖脂的结构式为：

其中R₁为H或Ac，R₂为H或Ac，R₃为H或CH₃。

6.根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述烟草包括卷烟、烟丝、烟草薄片。

7.根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述槐糖脂作为烟草双向保润剂使用时的使用方法为配成溶液后均匀喷洒于烟草表面。

8.根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述槐糖脂作为烟草双向保润剂使用时的用量为烟草重量的0.05-2.0％。