CN110283661A - 一种烟用凝胶爆珠及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种烟用凝胶爆珠及其制备方法，所述凝胶爆珠所述的凝胶爆珠由胶皮和芯液构成；所述胶皮由质量比10～20％的琼脂、30～50％的海藻酸钠、30～50％的明胶、1～5％的钾盐混合制备而成；所述芯液由凝胶液和香精溶液组成；所述凝胶液由质量比40～70％的聚乙二醇、10～30％的棕榈酸、20～30％的肉豆蔻酸混合组成，聚乙二醇的聚合度≥1000，凝胶液的熔融温度为60‑80℃。本发明的凝胶爆珠能对香味物质进行有效的均匀分散，减少香气的挥发损失和有效释放香气味，且原料选择和生产方法简单，质量易把控，产品外观质量好，可以实现规模化生产。

Description

一种烟用凝胶爆珠及其制备方法

技术领域

本发明属于卷烟辅助材料及其制备方法技术领域，具体涉及一种用于卷烟滤棒中的凝胶爆珠及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，人们对于自身的健康意识也随之加强，在通过吸烟得到生理和心理满足感的同时，又希望尽可能地减少吸烟所带来的危害，因而卷烟厂生产商也在不断研究开发可降低焦油含量的卷烟产品，但如今所用的降低烟草中焦油含量的技术都在不同程度上减少了卷烟烟气的一些香味成分，因此，开发既能满足广大烟民的需求，又保障身体健康的高香气低危害卷烟，是烟草行业的一项艰巨的任务。而选择特色植物中的一些重要致香物质添加到卷烟中，弥补香味物质的损失，是进行卷烟香味补偿的有效途径，如卷烟增香保润技术一直都是突出烟制品特征香味和个性化风格的主流技术。

为了丰富卷烟香气，卷烟滤棒材料也研发出多种多样的功能增香保润材料，目前功能增香保润材料集中于中草药颗粒、爆珠、凝胶芯线、中线加香、增塑剂加香等。其中，技术较为成熟的爆珠技术是以水溶性高分子为壁材，以辛癸酸甘油酯为稀释剂(香精香料溶剂或载体)，通过滴丸法生产。但此类爆珠存在以下缺点：(1)爆珠添加入卷烟中、烟支感官抽吸前后段香气差异显著；(2)可采用的香精香料范围太窄、无法使用水溶性香精香料，使其应用及效果受到局限。

发明内容

本发明的主要目的是解决现有技术存在的不足，提供一种材料选用和生产工艺简单、质量易于把控、存香效果显著、释放效果优异并可以实现规模化生产的用于卷烟滤棒的凝胶爆珠。本发明还提供这种凝胶爆珠的制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种烟用凝胶爆珠，所述的凝胶爆珠由胶皮和芯液构成；所述胶皮由质量比10～20％的琼脂、30～50％的海藻酸钠、30～50％的明胶、1～5％的钾盐混合制备而成；所述芯液由凝胶液和香精溶液组成；所述凝胶液由质量比40～70％的聚乙二醇、10～30％的棕榈酸、20～30％的肉豆蔻酸混合组成，聚乙二醇的聚合度≥1000，凝胶液的熔融温度为60-80℃。

本发明所述香精溶液为溶剂体系是丙二醇或甘油的水溶性香精，水溶性香精占凝胶爆珠芯液的质量比为10～30％。所述香精溶液为溶剂体系为辛癸酸甘油酯或三醋酸甘油酯或中链甘油三脂的油溶性香精，油溶性香精占凝胶爆珠芯液的质量比为10～50％。所述钾盐为柠檬酸钾、氯化钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或多种。

本发明所述烟用凝胶爆珠的制备方法，步骤如下：

(1)胶皮浆液制备：胶皮浆液用胶皮原料和纯净水在反应釜中制成，按胶皮原料占胶皮浆液总质量的2-10％称取胶皮原料，胶皮原料组成及质量比为：10～20％的琼脂、30～50％的海藻酸钠、30～50％的明胶、1～5％的钾盐；在反应釜中先加入占胶皮浆液总质量90-98％的纯净水，升温至80-90℃后，投入称好的胶皮原料均匀搅拌2h，得到粘度为300-800mpa.s的胶皮浆液；

(2)制备凝胶液：按质量比称取40～70％的聚乙二醇、10～30％的棕榈酸、20～30％的肉豆蔻酸，投入反应釜进行凝胶液制备，凝胶液的熔融温度为70-80℃；

(3)制备芯液：按质量比称取10-30％水溶性香精或10-50％油溶性香精，与所制备的凝胶液复配均匀搅拌，得到凝胶爆珠芯液；

(4)采用滴丸机进行滴制：将制备好的胶皮浆液和爆珠芯液分别注入滴丸机的胶罐和芯液罐中，之后采用滴丸机进行滴制，滴丸机的胶罐保温温度为80-90℃，芯液罐的保温温度为70-80℃；滴丸机冷却液温度为5-10℃；

(5)干燥、筛分：将所滴湿爆珠进行干燥、筛分，得到成品凝胶爆珠。

本发明制备得到的凝胶爆珠成品粒径为2～5mm。

本发明所用的胶皮原料中，琼脂是由海藻中提取的多糖体，是目前世界上用途最广泛的海藻胶之一。它在食品工业、医药工业、日用化工、生物工程等许多方面有着广泛的应用，其特点：具有凝固性，稳定性，能与一些物质形成络合物等物理化学性质，可用作增稠剂,凝固剂，悬浮剂，乳化剂，保鲜剂和稳定剂。在本发明中的作用，主要在于增加胶皮浆液的粘稠性，提高胶皮的稳定性。海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，其分子由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic，M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic，G)按(1→4)键连接而成。海藻酸钠的水溶液具有较高的黏度，已被用作食品的增稠剂、稳定剂、乳化剂等。在本发明中的作用，主要在于增加胶皮浆液的粘稠性，提高胶皮的稳定性。明胶(Gelatin)是由动物皮肤、骨、肌膜、肌魅等***中的胶原部分降解而成为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒；作为胶凝剂、稳定剂、乳化剂、增稠剂被广泛利用到医药和化工产业中。在本发明中作用，主要在于增加胶皮浆液的粘稠性，提高胶皮的稳定性。钾盐在本发明中的主要作用是增加胶皮浆液活性，提高胶皮动力，以便于生产。

本发明用于制作凝胶液的聚乙二醇是指环氧乙烷的寡聚物或聚合物，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等。在本发明的凝胶爆珠中作为芯液的香精溶液的的载体，并起到缓释效果，有效缓释香气物质。肉豆蔻酸(学名十四酸)是一种饱和脂肪酸，在本发明中的作用主要是提高香料的活性，起缓释作用，有效释放香料的香气。棕榈酸(学名十六烷酸)不溶于水，在本发明中的作用主要是提高凝胶液的凝固效果，更好的包溶香精溶液，同时也起到隔绝水溶性香精与胶皮间相互渗透。

本发明的凝胶爆珠相比现有技术的爆珠，具有以下优点：

(1)所得到的凝胶爆珠不仅具有增香保润功能、还有缓释作用，能对香味物质进行有效的均匀分散，减少香气的挥发损失和有效释放香气味，卷烟感官抽吸前后段基本一致，香气释放平缓；可减小现有技术烟支感官抽吸前后段的香气差异大，即前段抽吸香气浓度高，比较强烈，后段抽吸香气浓度低，甚至难以捕捉的不足。

(2)可适用于水溶性香精香料和油溶性香精香料，扩大了香精香料的选择使用范围，丰富爆珠的香味品类。

(3)提供了一种新形态的爆珠即凝胶爆珠，丰富了载香产品的品类和形态，可打造差异化卷烟，吸引卷烟企业及消费者，具有较好的推广应用前景。

(4)原料选择和生产方法简单，质量易把控，产品外观质量好，可以实现规模化生产。

附图说明

图1为实施例1的主流烟气中苯乙醇释放量检测结果图；

图2为实施例2的主流烟气中薄荷醇释放量检测结果图。

具体实施方式

本发明的烟用凝胶爆珠由胶皮和芯液构成；所述胶皮由质量比10～20％的琼脂、30～50％的海藻酸钠、30～50％的明胶、1～5％的钾盐混合制备而成；所述芯液由凝胶液和香精溶液组成；所述凝胶液由质量比40～70％的聚乙二醇、10～30％的棕榈酸、20～30％的肉豆蔻酸混合组成，聚乙二醇的聚合度≥1000，凝胶液的熔融温度为60-80℃。所述香精溶液可为溶剂体系是丙二醇或甘油的水溶性香精，水溶性香精占凝胶爆珠芯液的质量比为10～30％。香精溶液还可为溶剂体系为辛癸酸甘油酯或三醋酸甘油酯或中链甘油三脂的油溶性香精，油溶性香精占凝胶爆珠芯液的质量比为10～50％。所述钾盐为柠檬酸钾、氯化钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或多种。

实施例1

一种烟用凝胶爆珠的制备方法，具体如下：

(1)制备胶皮浆液：按质量比称取胶皮原料：19％琼脂、40％海藻酸钠、40％明胶、1％柠檬酸钾，称取的胶皮原料总量占胶皮浆液的5％，采用反应釜进行胶皮浆液制备，反应釜中加入占胶皮浆液总质量95％的纯净水，升温至80-90℃，之后投入称好的胶皮原料，均匀搅拌2h，得到粘度为567mpa.s的胶皮浆液；

(2)制备凝胶液：按质量比称取60％聚乙二醇1000、10％棕榈酸、30％肉豆蔻酸，采用反应釜进行凝胶液制备，凝胶液的熔融温度为70-80℃，待凝胶液原料完全融化混匀；

(3)凝胶爆珠芯液制备：称取30％苯乙醇水溶性香精，与制备所得的70％凝胶液复配均匀搅拌30min得到凝胶爆珠芯液；

(4)滴制：将制备好的胶皮浆液和爆珠芯液分别注入滴丸机的胶罐和芯液罐中，之后采用滴丸机进行滴制，滴丸机的胶罐保温温度为80-90℃，芯液罐的保温温度为70-80℃；滴丸机冷却液温度为5-10℃。

(5)干燥筛分选丸：采用爆珠专用浮动床干燥机干燥。之后采用圆度筛和粒径滚筒筛筛选合适的圆度和粒径，最后灯选，挑出残次品，形成粒径大小为2.6-2.9mm的凝胶爆珠产品。

对制备得到的凝胶爆珠进行苯乙醇水溶性香精的释放功效的实验和检测，方法如下：

1、实验方法：

(1)制备样品烟；

(2)制备凝胶爆珠样品：将制备好的凝胶爆珠按每支1粒添加于卷烟滤棒中，待完成后立即进行主流烟气分析检测，分析苯乙醇的含量波动情况。

(3)制备凝胶爆珠对照样品：同样按本实施例方法制备爆珠，不同的是爆珠芯液的凝胶液全部换成丙二醇；按每支1粒爆珠添加于卷烟滤棒中，待完成后也立即进行主流烟气分析检测，分析苯乙醇的含量波动情况。

2、检测方法

采用吸烟机结合GC-MS检测主流烟气中的苯乙醇含量，把上述2组样品通过吸烟机的剑桥滤片捕集，之后采用顶空固相微萃取技术进行GC-MS分析得出检测结果。检测结果见图1。从图1可看出，本发明的凝胶爆珠样品中苯乙醇的含量能均匀释放，释放效果好，而对照样品的苯乙醇含量释放不均匀，有波动。说明本发明的凝胶爆珠有较好的释放效果。

实施例2

一种烟用凝胶爆珠的制备方法，具体如下：

(1)制备胶皮浆液：按质量比称取胶皮原料：18％琼脂、50％海藻酸钠、30％明胶、2％碳酸钾，称取的胶皮原料总量占胶皮浆液的7％，采用反应釜进行胶皮浆液制备，反应釜中加入占胶皮浆液总质量93％的纯净水，升温至80～85℃，之后投入称好的胶皮原料，均匀搅拌2h，得到粘度为667mpa.s的胶皮浆液；

(2)制备凝胶液：按质量比称取70％聚乙二醇2000、10％棕榈酸、20％肉豆蔻酸，采用反应釜进行凝胶液制备，凝胶液的熔融温度为75-80℃，待凝胶液原料完全融化混匀；

(3)凝胶爆珠芯液制备：称取20％薄荷醇水溶性香精，与制备所得的80％凝胶液复配均匀搅拌30min得到凝胶爆珠芯液；

(4)滴制：将制备好的胶皮浆液和爆珠芯液分别注入滴丸机的胶罐和芯液罐中，之后采用滴丸机进行滴制，滴丸机的胶罐保温温度为80-85℃，芯液罐的保温温度为70-75℃；滴丸机冷却液温度为5-10℃。

(5)干燥筛分选丸：采用爆珠专用浮动床干燥机干燥。之后采用圆度筛和粒径滚筒筛筛选合适的圆度和粒径，最后灯选，挑出残次品，形成粒径大小为3.1-3.4mm的凝胶爆珠产品。

对制备得到的凝胶爆珠进行苯乙醇水溶性香精的释放功效的实验和检测，方法同实施例1，检测结果见图2。从图2可看出，本发明的凝胶爆珠样品中薄荷醇的含量能均匀释放，释放效果好，而对照样品的薄荷醇含量释放不均匀，有波动。说明本发明的凝胶爆珠有较好的释放效果。

实施例3

一种烟用凝胶爆珠的制备方法，具体如下：

(1)制备胶皮浆液：按质量比称取胶皮原料：26％琼脂、45％海藻酸钠、25％明胶、2％柠檬酸钾和2％氯化钾，称取的胶皮原料总量占胶皮浆液的5％，采用反应釜进行胶皮浆液制备，反应釜中加入占胶皮浆液总质量95％的纯净水，升温至80～85℃，之后投入称好的胶皮原料，均匀搅拌2h，得到粘度为797mpa.s的胶皮浆液；

(2)制备凝胶液：按质量比称取55％聚乙二醇、20％棕榈酸、25％肉豆蔻酸，采用反应釜进行凝胶液制备，凝胶液的熔融温度为75-80℃，待凝胶液原料完全融化混匀；

(3)凝胶爆珠芯液制备：称取10％薄荷醇水溶性香精，与制备所得的90％凝胶液复配均匀搅拌30min得到凝胶爆珠芯液；

(4)滴制：将制备好的胶皮浆液和爆珠芯液分别注入滴丸机的胶罐和芯液罐中，之后采用滴丸机进行滴制，滴丸机的胶罐保温温度为80-85℃，芯液罐的保温温度为70-75℃；滴丸机冷却液温度为5-10℃。

(5)干燥筛分选丸：采用爆珠专用浮动床干燥机干燥。之后采用圆度筛和粒径滚筒筛筛选合适的圆度和粒径，最后灯选，挑出残次品，形成粒径大小为3.0-3.3mm的凝胶爆珠产品。

对制备得到的凝胶爆珠采用实施例1的方法进行薄荷醇油溶性香精的释放功效的实验和检测。检测结果表明凝胶爆珠样品中薄荷醇的含量能均匀释放，释放效果好，而对照样品的薄荷醇含量释放不均匀，有波动。说明本发明的凝胶爆珠有较好的释放效果。

实施例4

一种烟用凝胶爆珠的制备方法，具体如下：

(1)制备胶皮浆液：按质量比称取胶皮原料：10％琼脂、37％海藻酸钠、50％明胶、2％柠檬酸钾和1％氯化钾，称取的胶皮原料总量占胶皮浆液的8％，采用反应釜进行胶皮浆液制备，反应釜中加入占胶皮浆液总质量92％的纯净水，升温至85-90℃，之后投入称好的胶皮原料，均匀搅拌2h，得到粘度为623mpa.s的胶皮浆液；

(2)制备凝胶液：按质量比称取45％聚乙二醇1500、30％棕榈酸、25％肉豆蔻酸，采用反应釜进行凝胶液制备，凝胶液的熔融温度为70-75℃，待凝胶液原料完全融化混匀；

(3)凝胶爆珠芯液制备：称取40％薄荷醇油溶性香精，与制备所得的60％凝胶液复配均匀搅拌30min得到凝胶爆珠芯液；

(4)滴制：将制备好的胶皮浆液和爆珠芯液分别注入滴丸机的胶罐和芯液罐中，之后采用滴丸机进行滴制，滴丸机的胶罐保温温度为85-90℃，芯液罐的保温温度为75-80℃；滴丸机冷却液温度为5-10℃。

(5)干燥筛分选丸：采用爆珠专用浮动床干燥机干燥。之后采用圆度筛和粒径滚筒筛筛选合适的圆度和粒径，最后灯选，挑出残次品，形成粒径大小为3.5-3.8mm的凝胶爆珠产品。

对制备得到的凝胶爆珠采用实施例1的方法进行薄荷醇油溶性香精的释放功效的实验和检测。检测结果表明凝胶爆珠样品中薄荷醇的含量能均匀释放，释放效果好，而对照样品的薄荷醇含量释放不均匀，有波动。说明本发明的凝胶爆珠有较好的释放效果。

实施例5

一种烟用凝胶爆珠的制备方法，具体如下：

(1)制备胶皮浆液：按质量比称取胶皮原料：10％琼脂、50％海藻酸钠、35％明胶、5％氯化钾，称取的胶皮原料总量占胶皮浆液的10％，采用反应釜进行胶皮浆液制备，反应釜中加入占胶皮浆液总质量90％的纯净水，升温至80-90℃，之后投入称好的胶皮原料，均匀搅拌2h，得到粘度为756mpa.s的胶皮浆液；

(2)制备凝胶液：按质量比称取45％聚乙二醇4000、25％棕榈酸、30％肉豆蔻酸，采用反应釜进行凝胶液制备，凝胶液的熔融温度为70-80℃，待凝胶液原料完全融化混匀；

(3)凝胶爆珠芯液制备：称取50％苯乙醇油溶性香精，与制备所得的50％凝胶液复配均匀搅拌30min得到凝胶爆珠芯液；

(4)滴制：将制备好的胶皮浆液和爆珠芯液分别注入滴丸机的胶罐和芯液罐中，之后采用滴丸机进行滴制，滴丸机的胶罐保温温度为80-90℃，芯液罐的保温温度为70-80℃；滴丸机冷却液温度为5-10℃。

(5)干燥筛分选丸：采用爆珠专用浮动床干燥机干燥。之后采用圆度筛和粒径滚筒筛筛选合适的圆度和粒径，最后灯选，挑出残次品，形成粒径大小为4.2-4.6mm的凝胶爆珠产品。

对制备得到的凝胶爆珠采用实施例1的方法进行薄荷醇油溶性香精的释放功效的实验和检测。检测结果表明凝胶爆珠样品中薄荷醇的含量能均匀释放，释放效果好，而对照样品的薄荷醇含量释放不均匀，有波动。说明本发明的凝胶爆珠有较好的释放效果。

实施例6

一种烟用凝胶爆珠的制备方法，具体如下：

(1)制备胶皮浆液：按质量比称取胶皮原料：20％琼脂、30％海藻酸钠、46％明胶、4％碳酸氢钾，称取的胶皮原料总量占胶皮浆液的2％，采用反应釜进行胶皮浆液制备，反应釜中加入占胶皮浆液总质量98％的纯净水，升温至80-90℃，之后投入称好的胶皮原料，均匀搅拌2h，得到粘度为307mpa.s的胶皮浆液；

(2)制备凝胶液：按质量比称取40％聚乙二醇6000、30％棕榈酸、30％肉豆蔻酸，采用反应釜进行凝胶液制备，凝胶液的熔融温度为70-80℃，待凝胶液原料完全融化混匀；

(3)凝胶爆珠芯液制备：称取10％甜橙醛油溶性香精，与制备所得的90％凝胶液复配均匀搅拌30min得到凝胶爆珠芯液；

(4)滴制：将制备好的胶皮浆液和爆珠芯液分别注入滴丸机的胶罐和芯液罐中，之后采用滴丸机进行滴制，滴丸机的胶罐保温温度为80-90℃，芯液罐的保温温度为70-80℃；滴丸机冷却液温度为5-10℃。

(5)干燥筛分选丸：采用爆珠专用浮动床干燥机干燥。之后采用圆度筛和粒径滚筒筛筛选合适的圆度和粒径，最后灯选，挑出残次品，形成粒径大小为4.6-4.9mm的凝胶爆珠产品。

对制备得到的凝胶爆珠采用实施例1的方法进行薄荷醇油溶性香精的释放功效的实验和检测。检测结果表明凝胶爆珠样品中薄荷醇的含量能均匀释放，释放效果好，而对照样品的薄荷醇含量释放不均匀，有波动。说明本发明的凝胶爆珠有较好的释放效果。

Claims (6)

1.一种烟用凝胶爆珠，其特征在于，所述的凝胶爆珠由胶皮和芯液构成；所述胶皮由质量比10～20％的琼脂、30～50％的海藻酸钠、30～50％的明胶、1～5％的钾盐混合制备而成；所述芯液由凝胶液和香精溶液组成；所述凝胶液由质量比40～70％的聚乙二醇、10～30％的棕榈酸、20～30％的肉豆蔻酸混合组成，聚乙二醇的聚合度≥1000，凝胶液的熔融温度为60-80℃。

2.根据权利要求1所述的一种烟用凝胶爆珠，其特征在于，所述香精溶液为溶剂体系是丙二醇或甘油的水溶性香精，水溶性香精占凝胶爆珠芯液的质量比为10～30％。

3.根据权利要求1所述的一种烟用凝胶爆珠，其特征在于，所述香精溶液为溶剂体系为辛癸酸甘油酯或三醋酸甘油酯或中链甘油三脂的油溶性香精，油溶性香精占凝胶爆珠芯液的质量比为10～50％。

4.根据权利要求1所述的一种烟用凝胶爆珠，其特征在于，所述钾盐为柠檬酸钾、氯化钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或多种。

5.如权利要求1～4任一项所述的烟用凝胶爆珠的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：

(1)胶皮浆液制备：胶皮浆液用胶皮原料和纯净水在反应釜中制成，按胶皮原料占胶皮浆液总质量的2-10％称取胶皮原料，胶皮原料组成及质量比为：10～20％的琼脂、30～50％的海藻酸钠、30～50％的明胶、1～5％的钾盐；在反应釜中先加入占胶皮浆液总质量90-98％的纯净水，升温至80-90℃后，投入称好的胶皮原料均匀搅拌2h，得到粘度为300-800mpa.s的胶皮浆液；

(2)制备凝胶液：按质量比称取40～70％的聚乙二醇、10～30％的棕榈酸、20～30％的肉豆蔻酸，投入反应釜进行凝胶液制备，凝胶液的熔融温度为70-80℃；

(3)制备芯液：按质量比称取10-30％水溶性香精或10-50％油溶性香精，与所制备的凝胶液复配均匀搅拌，得到凝胶爆珠芯液；

(4)采用滴丸机进行滴制：将制备好的胶皮浆液和爆珠芯液分别注入滴丸机的胶罐和芯液罐中，之后采用滴丸机进行滴制，滴丸机的胶罐保温温度为80-90℃，芯液罐的保温温度为70-80℃；滴丸机冷却液温度为5-10℃；

(5)干燥、筛分：将所滴湿爆珠进行干燥、筛分，得到成品凝胶爆珠。

6.根据权利要求5所述的烟用凝胶爆珠的制备方法，其特征在于，制备得到的凝胶爆珠粒径为2～5mm。