專利名稱：牛蒡根在煙草中綜合利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于卷煙技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種從植物牛蒡的根中得到水提取物，用 于煙用添加劑，同時(shí)將提取后的濾渣用于煙草薄片的綜合利用的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，卷煙的安全性受到人們?cè)絹?lái)越高的重視，降低卷煙中的焦油已成為 一種必然趨勢(shì)，伴隨著焦油量的降低，煙味變淡，香氣減弱，口感和余味變差，難以被消費(fèi)者 接受。為了增進(jìn)和提高卷煙的煙氣濃度和香味，改善卷煙口感和余味，加香加料成為了一條 有效的途徑。同時(shí)，在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中，通常需要加入甘油、丙二醇、山梨醇等具有保潤(rùn)作用 的多羥基物質(zhì)作為保潤(rùn)劑，來(lái)改善煙草的物理性能，增強(qiáng)煙草的耐加工性，減少加工時(shí)的造 碎，同時(shí)，維持卷煙煙絲的含水率保持在一個(gè)合適的范圍，避免煙絲水分的過(guò)大波動(dòng)對(duì)卷煙 抽吸質(zhì)量的影響?，F(xiàn)有技術(shù)中，在卷煙加香加料中使用的香精香料，主要起增進(jìn)和提高卷煙的煙氣 濃度和香味，改善卷煙口感和余味等作用，不具備保潤(rùn)作用；而在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中加入的保 潤(rùn)劑，沒有增進(jìn)和提高卷煙的煙氣濃度和香味、改善卷煙口感和余味等作用。因此，卷煙生 產(chǎn)過(guò)程中必須同時(shí)添加香精香料和保潤(rùn)劑，由此造成了生產(chǎn)工藝變復(fù)雜、生產(chǎn)成本增高的 缺陷。而且現(xiàn)有技術(shù)中作為保潤(rùn)劑使用的甘油、丙二醇、山梨醇等化學(xué)合成產(chǎn)品，由于使用 成本的限制，純度不可能很高，不可避免會(huì)含有一些雜質(zhì)，可能對(duì)卷煙抽吸質(zhì)量帶來(lái)負(fù)面影 響。現(xiàn)有技術(shù)中尚沒有同時(shí)具有增香和保潤(rùn)作用的煙用添加劑。煙草薄片是以卷煙加工過(guò)程中的煙草廢棄料如煙末、煙梗、煙葉碎片及部分低次 煙葉等為原料，經(jīng)過(guò)重新組合加工而成的再造煙葉。為緩解造紙法煙草薄片原料日趨緊缺 的問(wèn)題，卷煙加工過(guò)程中廢棄的Imm 80目煙灰正在各薄片生產(chǎn)廠家推廣應(yīng)用，但仍然不 能從根本上緩解原料緊缺的問(wèn)題，因此，急需為造紙法煙草薄片拓寬原料領(lǐng)域。牛蒡是菊科二年生草本植物，在醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用較為廣泛。醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用的主要是 其果實(shí)牛蒡子。牛蒡子，《中華人民共和國(guó)藥典(一部)》(2005年版)收錄。性寒，味辛、 苦。歸肺、胃經(jīng)。功能主治疏散風(fēng)熱，宣肺透疹，解毒利咽?，F(xiàn)代藥理研究已發(fā)現(xiàn)牛蒡子有 以下幾方面的功能抗菌、抗病毒作用；鈣拮抗劑樣作用；增強(qiáng)免疫功能及降血糖作用；抗 腎病變；抗腫瘤、突變作用；利尿及瀉下作用等。牛蒡在我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大面積的人工栽培，其葉和根可以作為蔬菜食用。牛蒡根 和嫩葉可拌、炒、燒、燉、做湯、做粥、調(diào)餡、醬漬以及作輔料食用。目前，我國(guó)人民群眾還不習(xí) 慣食用牛蒡，因此，我國(guó)牛蒡主要是作為原料，以保鮮、速凍、脫水和鹽漬等加工形式出口日 本和東南亞。但國(guó)際市場(chǎng)對(duì)出口牛蒡規(guī)格要求很高，從而造成很多等外牛蒡根被當(dāng)作廢棄 物，僅有一部分被用于動(dòng)物飼料，整體利用價(jià)值不高。很多技術(shù)人員開展了拓展牛蒡根的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域方面的研究，如中國(guó)專利 文獻(xiàn)CN1267455C公開了牛蒡菊糖及其制備方法，牛蒡根經(jīng)過(guò)非常復(fù)雜的提取、分離、純化 過(guò)程，去除小分子雜質(zhì)、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，得到較高純度的牛蒡菊糖；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN100493375C公開了牛蒡根綜合加工方法；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101218948公開了一種牛蒡根 飲料的制造方法；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1620999公開了一種牛蒡根中藥保健牙簽；中國(guó)專利文 獻(xiàn)CN1806674公開了牛蒡醬及制作方法；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101095553公開了一種牛蒡果脯 的加工工藝。以上這些牛蒡根的應(yīng)用都集中在食品或醫(yī)藥領(lǐng)域。而牛蒡根在卷煙中的應(yīng)用 還未見相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種牛蒡根在煙草中 綜合利用的方法，水提取后得到的牛蒡根水提取物用作煙用添加劑，該添加劑在卷煙中同 時(shí)具有增香和保潤(rùn)的作用；提取后的濾渣用于煙草薄片的基片抄造，既一定程度上緩解了 造紙法煙草薄片原料緊張問(wèn)題，又能改善造紙法煙草薄片的感官質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案是牛蒡根在煙草中綜合利用的方法依以下步驟進(jìn)行[1]、將被當(dāng)作廢棄物的新鮮等外牛蒡根用自來(lái)水清洗干凈，自然晾干，切割成片 狀，在40-60°C溫度下烘干，粉碎到40目，得到牛蒡根干粉；[2]、將牛蒡根干粉和水按照質(zhì)量比1 10-20的比例混合，在溫度70-90°C條件 下提取2-3次，每次提取時(shí)間0. 5-2小時(shí)，過(guò)濾并合并濾液，合并的濾液減壓濃縮成浸膏狀 物質(zhì)，所得浸膏狀為牛蒡根水提取物，是一種帶有保潤(rùn)功能的煙草香料；濾渣保留為下步驟 用；[3]、將步驟[2]保留的濾渣用于煙草薄片的基片抄造將上述濾渣和薄片萃取的 煙梗渣或/和煙末渣按照質(zhì)量比1 5-10的比例混合，送入高濃磨漿機(jī)打漿，使成叩解度 為20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與外纖混合后送抄前池，稀釋后上網(wǎng)制成煙草薄片的基片。步驟[2]所得到的帶有保潤(rùn)功能的煙草香料用水稀釋成10%，然后按照煙絲重量 的0. 2-0. 4%添加到煙絲中。除非另有說(shuō)明，本發(fā)明的百分?jǐn)?shù)和比例均指重量百分?jǐn)?shù)和重量比。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明用價(jià)廉質(zhì)優(yōu)的等外牛蒡根做原料，可利用資源量大，成本低廉，實(shí)現(xiàn)了廢棄 資源的綜合利用。本發(fā)明所提取的牛蒡根水提取物是帶有保潤(rùn)功能的煙草香料，應(yīng)用在卷煙中，既 可有效提高卷煙的吸食品質(zhì)，又具有一定的保潤(rùn)作用，即同時(shí)具有增香和保潤(rùn)作用。本發(fā)明所提取的牛蒡根水提取物的主要成分是牛蒡菊糖，與醫(yī)藥和食品領(lǐng)域需要 較高的純度相比，本方法無(wú)需復(fù)雜的分離和純化過(guò)程，工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，大大節(jié)約了成 本；采用本發(fā)明方法得到的牛蒡根水提取物主要成分牛蒡菊糖的裂解產(chǎn)物中有很多 煙草調(diào)香中經(jīng)常使用的香味成分，這些成分都具有較好的增加煙草烘烤香和陳化香的效 果。同時(shí)，牛蒡根水提取物的保潤(rùn)效果好于現(xiàn)有技術(shù)常用的保潤(rùn)劑丙二醇。開拓了牛蒡菊 糖作為保潤(rùn)劑的新用途。采用本發(fā)明方法得到的牛蒡根水提取物還含有氨基酸類、多酚類、植物色素類等 成分，以及少量的蛋白質(zhì)，這些成分是在醫(yī)藥和食品領(lǐng)域的應(yīng)用中需要去除的，但是在煙草中對(duì)卷煙的感官質(zhì)量具有較好作用。本發(fā)明使牛蒡根的成分得到充分利用。本發(fā)明提取后的濾渣除了主要含有纖維素以外，還含有未被提取而保留下來(lái)的氨 基酸類、多酚類、植物色素類、蛋白質(zhì)類等對(duì)卷煙感官質(zhì)量有利的物質(zhì)，因此將其應(yīng)用于煙 草薄片的基片抄造，既一定程度上緩解了造紙法煙草薄片原料緊張問(wèn)題，又能改善造紙法 煙草薄片的感官質(zhì)量。本發(fā)明的方法加工過(guò)程中沒有廢棄物，實(shí)現(xiàn)了牛蒡根的全部綜合利用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)有關(guān)技術(shù)問(wèn)題作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。實(shí)施例1將新鮮等外牛蒡根用自來(lái)水清洗干凈，自然晾干，用人工或切片機(jī)切成 大小厚度均一的片狀，40°C烘箱烘干，機(jī)械粉碎到40目，得到牛蒡根干粉。將牛蒡根干粉和 水按照質(zhì)量比1 10的的比例進(jìn)行提取3次，溫度90°C，每次提取時(shí)間0.5小時(shí)，過(guò)濾，濾 液減壓濃縮成浸膏狀，所得浸膏狀物質(zhì)即為牛蒡根水提取物。將本發(fā)明的牛蒡根水提取物用水稀釋成10%，然后按照煙絲重量的0. 2%添加到 高檔卷煙煙絲中，制作卷煙后按照國(guó)標(biāo)方法評(píng)吸。評(píng)吸結(jié)果為有明顯的增加煙草烘烤香和 提升香氣質(zhì)的作用。將上述濾渣和現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的煙梗渣按照質(zhì)量比1 5的比例混合，送入高濃磨 漿機(jī)打漿，使成叩解度為20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的外纖混合后 送抄前池，稀釋后上網(wǎng)制成基片。然后按照現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)造紙法薄片。實(shí)施例2將新鮮等外牛蒡根用自來(lái)水清洗干凈，自然晾干，用人工或切片機(jī)切成 大小厚度均一的片狀，50°C烘箱烘干，機(jī)械粉碎到40目，得到牛蒡根干粉。將牛蒡根干粉和 水按照質(zhì)量比1 15的的比例進(jìn)行提取3次，溫度80°C，每次提取時(shí)間1小時(shí)，過(guò)濾，濾液 減壓濃縮成浸膏狀，所得浸膏狀物質(zhì)即為牛蒡根水提取物。將本發(fā)明的牛蒡根水提取物用水稀釋成10%，然后按照煙絲重量的0. 3%添加到 中檔卷煙煙絲中，制作卷煙后按照國(guó)標(biāo)方法評(píng)吸。評(píng)吸結(jié)果為有明顯的增加煙草烘烤香和 增加香氣量的作用。將上述濾渣和現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的煙梗渣按照質(zhì)量比1 8的比例混合，送入高濃磨 漿機(jī)打漿，使成叩解度為20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的外纖混合后 送抄前池，稀釋后上網(wǎng)制成基片。然后按照現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)造紙法薄片。實(shí)施例3將新鮮等外牛蒡根用自來(lái)水清洗干凈，自然晾干，用人工或切片機(jī)切成 大小厚度均一的片狀，60°C烘箱烘干，機(jī)械粉碎到40目，得到牛蒡根干粉。將牛蒡根干粉和 水按照質(zhì)量比1 20的的比例進(jìn)行提取2次，溫度70°C，每次提取時(shí)間2小時(shí)，過(guò)濾，濾液 減壓濃縮成浸膏狀，所得浸膏狀物質(zhì)即為牛蒡根水提取物。將本發(fā)明的牛蒡根水提取物用水稀釋成10%，然后按照煙絲重量的0. 4%添加到 高檔卷煙煙絲中，制作卷煙后按照國(guó)標(biāo)方法評(píng)吸。評(píng)吸結(jié)果為有明顯的增加煙草烘烤香、 增加煙氣濃度和掩蓋雜氣的作用。將上述濾渣和現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的煙梗渣按照質(zhì)量比1 10的比例混合，送入高濃磨 漿機(jī)打漿，使成叩解度為20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的外纖混合后 送抄前池，稀釋后上網(wǎng)制成基片。然后按照現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)造紙法薄片。
牛蒡根含多酚、氨基酸、菊糖、纖維素、植物色素、蛋白質(zhì)和聚糖類化合物等，其中 菊糖約25%左右。本申請(qǐng)人在作出本發(fā)明前經(jīng)深入研究，認(rèn)識(shí)到牛蒡根中的糖類、氨基酸 類、植物色素類、多酚類物質(zhì)對(duì)煙草的感官質(zhì)量均具有較好的作用。糖類物質(zhì)一方面能產(chǎn) 生酸性物質(zhì)，抑制煙氣中堿性物質(zhì)的堿性，使煙氣的酸堿平衡適度，降低刺激性，產(chǎn)生令人 滿意的吃味；另一方面，在加熱及煙支燃吸過(guò)程中，糖是形成香氣物質(zhì)的重要前體，當(dāng)溫度 在300度以上時(shí)，可單獨(dú)熱解形成多種香氣物質(zhì)，其中最重要的有呋喃衍生物，簡(jiǎn)單的酮類 和醛類等羰基化合物。氨基酸類物質(zhì)適量的氨基酸燃燒產(chǎn)生含氮化合物，使煙氣充實(shí)、有 勁；同時(shí)還可以與還原糖之間發(fā)生Maillard反應(yīng)，生成具有甜，烤，爆米花，堅(jiān)果，奶酪等特 征香味的化合物。多酚類物質(zhì)具有非常好的柔和煙氣的作用。植物色素是煙草中很多重 要香味物質(zhì)的前體，在卷煙加熱及燃吸過(guò)程中，可熱解生成茄酮、香葉基丙酮、金合歡基丙 酮、異佛爾酮及其衍生物、環(huán)化檸檬醛及藏花醛、二氫獼猴桃內(nèi)酯、紫羅蘭酮、大馬酮、二氫 大馬酮等體現(xiàn)煙草本香香韻的化合物。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物和進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物是 許多煙草香氣物質(zhì)的原始物質(zhì)，含有適量的蛋白質(zhì)，能夠賦予充足的煙草香氣和豐滿的吃 味強(qiáng)度，但是蛋白質(zhì)含量過(guò)高，會(huì)造成煙氣強(qiáng)度過(guò)大，香氣和吃味變差，產(chǎn)生辛辣味、苦味和 刺激性，且蛋白質(zhì)含量高燃吸時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種如同燃燒羽毛的蛋白臭味，而經(jīng)過(guò)申請(qǐng)人研究 發(fā)現(xiàn)，牛蒡根所含蛋白質(zhì)含量為2%左右(蔣淑敏，牛蒡化學(xué)成分和藥理作用的研究現(xiàn)狀， 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2001年，第12卷，第10期，941-942頁(yè))，遠(yuǎn)低于煙葉4% -13%，平均7. 6% 的蛋白質(zhì)含量(邵惠芳1，許自成1，劉麗烤煙總氮和蛋白質(zhì)含量與主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)的 關(guān)系，西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2008年，第36卷，第12期，69-76頁(yè))，因此， 牛蒡根中蛋白質(zhì)含量相對(duì)較低，不會(huì)起到影響感官質(zhì)量的作用。本方法主要針對(duì)牛蒡根中的菊糖等多糖物質(zhì)進(jìn)行提取，用于卷煙香料，能增加卷 煙香氣。申請(qǐng)人認(rèn)為，牛蒡根水提取物具有較好的保潤(rùn)作用，可能是由于菊糖為低聚糖，其 分子結(jié)構(gòu)中具有多個(gè)羥基，能較好的與水分子結(jié)合，形成化學(xué)鍵(氫鍵)，因此具有較好的 保潤(rùn)作用。而菊糖等多糖物質(zhì)在水中具有較好的溶解性，本發(fā)明用水作為溶劑來(lái)進(jìn)行提 取，提取后的濾渣富含纖維素類物質(zhì)，能夠滿足卷煙薄片生產(chǎn)要求，用于造紙法煙草薄片的 基片抄造。水提取菊糖等多糖物質(zhì)的過(guò)程中，氨基酸類、多酚類、植物色素類等對(duì)煙草的感 官質(zhì)量具有較好作用的物質(zhì)，以及少量可溶于水的蛋白質(zhì)類物質(zhì)都會(huì)有部分被同時(shí)提取出 來(lái)；而未被提取出來(lái)的這些對(duì)煙草的感官質(zhì)量具有較好作用的物質(zhì)則隨纖維素一起留在濾 渣中，能一定程度改善造紙法煙草薄片的感官質(zhì)量。因此，本發(fā)明的方法使牛蒡根的主要成 分都得到了充分的利用。開拓了牛蒡根的的應(yīng)用范圍。同時(shí)，本方法沒有廢棄物，是牛蒡根 的真正的綜合利用。用水提取還有價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)，因此有利于工業(yè)應(yīng)用的推廣。本申請(qǐng)人還就與本發(fā)明有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了深入的探討。AOAC OfficialMethod 997. 08規(guī)定了果聚糖含量的測(cè)定方法，菊糖屬于果聚糖。發(fā)明人依據(jù)該方 法用高效液相色譜對(duì)本發(fā)明得到的牛蒡根水提取物中牛蒡菊糖的含量進(jìn)行了測(cè)定，測(cè)定條 件如下儀器為Dionex 3000高效液相色譜系統(tǒng)。色譜柱=Alltech公司 PrevailCarbohydrate糖柱；蒸發(fā)光散射檢測(cè)器漂移管溫度81. 5°C，氣流量2. 2L/min。柱 溫30°C，流速1. Oml/min ；進(jìn)樣量10μ 1。梯度洗脫條件為乙腈-水，洗脫程序(表1)。表1梯度洗脫程序
權(quán)利要求
1.一種牛蒡根在煙草中綜合利用的方法，其特征在于所述的綜合利用的方法依以下步 驟進(jìn)行[1]、將新鮮等外牛蒡根用自來(lái)水清洗干凈，自然晾干，切割成片狀，在40-60°C溫度下 烘干，粉碎到40目，得到牛蒡根干粉；[2]、將牛蒡根干粉和水按照質(zhì)量比1 10-20的比例混合，在溫度70-90°C條件下提取 2-3次，每次提取時(shí)間0. 5-2小時(shí)，過(guò)濾并合并濾液，合并濾液減壓濃縮成浸膏狀物質(zhì)，所得 浸膏狀物質(zhì)為牛蒡根水提取物；濾渣保留為下步驟用；[3]、將步驟[2]保留的濾渣用于煙草薄片的基片抄造將上述濾渣和薄片萃取的煙 梗渣或/和煙末渣按照質(zhì)量比1 5-10的比例混合，送入高濃磨漿機(jī)打漿，使成叩解度為 20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與外纖混合后送抄前池，稀釋后上網(wǎng)制成煙草薄片的基 片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛蒡根在煙草中綜合利用的方法，其特征在于步驟[2]所 得到的帶有保潤(rùn)功能的煙草香料用水稀釋成10%，然后按照煙絲重量的0. 2-0. 4%添加到 煙絲中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種牛蒡根在煙草中綜合利用的方法，屬于卷煙技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案是[1]制得牛蒡根干粉；[2]用水提取得到浸膏狀牛蒡根水提取物，用作具有保潤(rùn)功能的煙草香料；[3]濾渣用于煙草薄片的基片抄造。本發(fā)明可利用資源量大，成本低廉；提取物同時(shí)具有增香和保潤(rùn)作用；廢渣應(yīng)用于煙草薄片的基片抄造，既緩解了造紙法煙草薄片原料緊張，又能改善造紙法煙草薄片的感官質(zhì)量；本發(fā)明的方法加工過(guò)程中沒有廢棄物，實(shí)現(xiàn)了牛蒡根的全部綜合利用。
文檔編號(hào)A24B3/14GK101999751SQ200910063800
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者吳昭, 肜霖, 黃龍 申請(qǐng)人:武漢市黃鶴樓科技園有限公司, 湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司