專利名稱：選擇性降低煙氣酚類化合物的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于卷煙降害技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能選擇性降低卷煙主流煙氣中酚類化合物的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
卷煙主流煙氣中酚類成分以簡單酚類成分為主，還有少量的多酚、酚酸成分。在煙氣中酚類成分的含量是煙葉中酚類成分含量的10倍以上，煙氣中酚類成分來源于卷煙燃燒過程中的單糖、纖維素、果膠質(zhì)、綠原酸、蕓香苷以及其它多酚成分的裂解反應(yīng)。酚類成分是卷煙煙氣中非常重要的一類有害成分，主要包括苯酚、鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、 鄰、間、對-甲酚等7種成分，其中苯酚是卷煙主流煙氣中最重要的一種有害物質(zhì)，也是卷煙 “減害降焦”重大專項確定的主要研究目標(biāo)成分。與國外卷煙產(chǎn)品相比，中式卷煙產(chǎn)品酚類化合物的釋放量明顯處于較高的水平， 這與中式煙葉中酚類前體成分較多緊密相關(guān)。但由于酚類成分的主要前體成分以及形成機(jī)理并沒有明確的結(jié)論，目前尚無法開展針對性的降低煙葉中酚類前體成分的技術(shù)研究。降低卷煙煙氣中酚類化合物釋放量的研究已有一些文獻(xiàn)報道，如美國專利 US20030131859、US20060037621等介紹了催化劑對卷煙煙氣中酚類化合物釋放量的影響。 國內(nèi)也有一些相關(guān)專利報道如CN101243901報道了一種含氟表面活性劑紙質(zhì)卷煙濾嘴， 能大幅降低卷煙煙氣中酚類物質(zhì)尤其是苯酚的含量；CN101194757報道了一種硅烷偶聯(lián)劑修飾改性的納米SiO2,能有效降低卷煙煙氣中的焦油和酚類有害物質(zhì)；CN101015394報道了八1203、狗203、41203-狗203改性活性炭纖維，加入二元復(fù)合濾嘴棒中最高可降低煙氣中酚類化合物25%。但是，以上方法及物質(zhì)都不能選擇性降低酚類化合物，它們在降低酚類化合物的同時，卷煙煙氣中對吸味有好的影響的成分也隨之降低了。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種選擇性降低主流煙氣中的酚類化合物的環(huán)糊精復(fù)合顆粒，它能選擇性地降低主流煙氣中的酚類有害成分，而卷煙煙氣中對吸味有好影響的成分不降低，或降低較少，在環(huán)糊精復(fù)合顆粒中還可加入煙用香精香料，在抽吸時緩慢釋放香味成分，從而保證卷煙的吸味品質(zhì)。將β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒應(yīng)用于卷煙的濾嘴棒中，再與煙絲合成卷煙，此卷煙是具有選擇性降低酚類有害物質(zhì)功能的。本發(fā)明的選擇性降低主流煙氣酚類化合物的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒由以下方法制備而成(1)將β -環(huán)糊精和6-10倍蒸餾水混合，加熱至60-10(TC，不斷攪拌使β -環(huán)糊精溶解，得環(huán)糊精水溶液；( 在β -環(huán)糊精水溶液中加入β -環(huán)糊精水溶液總重量0. 1-3%的羥甲基纖維素鈉、或殼聚糖、或海藻酸鈉、或聚乙烯醇、或它們之中的混合物，不斷攪拌使其完全溶解，得β-環(huán)糊精復(fù)合溶液；(3)將β-環(huán)糊精復(fù)合溶液自然冷卻至室溫，靜置12h，過濾，蒸餾水洗滌，保留濾渣，在103 士 3°C下烘干，所得顆粒狀物質(zhì)即為能選擇性降低主流煙氣中酚類化合物的 β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒。在步驟O)的β -環(huán)糊精復(fù)合溶液中還加有復(fù)合溶液總重0. 5-5%。的煙用香精香料。將前述β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒按5-30mg/Cig(Cig指每支煙，下同)的重量均勻地加入到卷煙濾嘴棒的絲束之中，制得一元濾嘴棒；或?qū)⑶笆鼍鶆蚣佑协h(huán)糊精復(fù)合顆粒的濾嘴棒，與普通絲束濾嘴棒進(jìn)行復(fù)合，制得二元復(fù)合濾嘴棒，二元復(fù)合濾嘴棒中含β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒的重量為5-20mg/cig ；或在普通絲束濾嘴棒之間預(yù)留的空腔中按10-30mg/cig 的量添加β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒，制成三元復(fù)合濾嘴棒。所述的二元復(fù)合濾嘴棒中β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒的加入重量為20mg/cig。所述的三元復(fù)合濾嘴棒中β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒的加入重量為30mg/cig。(這里所述的一元濾嘴棒、二元復(fù)合濾嘴棒、三元復(fù)合濾嘴棒是現(xiàn)有技術(shù)中本行業(yè)對濾嘴棒的標(biāo)準(zhǔn)稱謂，是與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)及制作相適應(yīng)的，本發(fā)明的應(yīng)用沒有改變這些內(nèi)容。)本發(fā)明的β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒的制備方法及應(yīng)用方法均非常簡便，易于實施，降害效果顯著，在有效降低煙氣中的酚類有害物質(zhì)的同時，能賦予卷煙特殊吸味風(fēng)格，改善卷煙的感官品質(zhì)，有效提高卷煙的感官舒適性，提升卷煙香氣的集中程度。
具體實施例方式下面通過實施例和應(yīng)用實例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但它們不是對本發(fā)明的限定。β-環(huán)糊精(β-⑶)是由葡萄糖單元通過1，4_糖苷鍵相連形成的一類筒狀化合物， 其內(nèi)腔疏水而外腔親水，可依據(jù)范德華力、疏水作用、主客體分子間的匹配等與許多有機(jī)或無機(jī)分子形成包合化合物，因此在化學(xué)分離分析、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品等多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，通過β-CD包合，可以提高藥物的穩(wěn)定性，增加藥物的溶解度，提高藥物的生物利用度并降低毒副作用、刺激性，掩蓋不良?xì)馕?，調(diào)節(jié)釋藥速率等。本發(fā)明的環(huán)糊精復(fù)合顆粒的制備方法特別簡單，而技術(shù)效果非常顯著。環(huán)糊精具有特殊的結(jié)構(gòu)和較強的包合作用是現(xiàn)有技術(shù)的常識，常被用于藥品、化工、及污水處理等行業(yè)，在卷煙行業(yè)中尚沒有被用于選擇性降低酚類有害成分。本申請人通過長期的研究和試驗，認(rèn)識到了環(huán)糊精具有能結(jié)合酚類化合物的功能，本發(fā)明能將環(huán)糊精制備成較大顆粒，讓其在濾嘴棒中吸附煙氣中的酚類有害成分。本發(fā)明不僅起到選擇性降低酚類有害成分的作用，而且，可以同時在環(huán)糊精中包合煙用香精香料等物質(zhì)，有效提高卷煙的感官舒適度。在環(huán)糊精中加入羥甲基纖維素鈉、或殼聚糖、或海藻酸鈉、或聚乙烯醇、或它們之中的混合物等，其作用是使溶液粘度增加，使環(huán)糊精能沉淀出較大顆粒，因此，其他能溶于水且使水溶液粘度增大的物質(zhì)都能應(yīng)用。本發(fā)明的顆粒硬度適中，較單純的環(huán)糊精降害效果好，又有利于在卷煙濾嘴棒中的應(yīng)用，能滿足現(xiàn)有卷煙濾嘴棒工序的加工要求，有利于本發(fā)明的推廣應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案是基于對環(huán)糊精特殊結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。具體為該β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒能與苯酚等酚類化合物通過氫鍵作用和靜電作用相互結(jié)合形成包合物從而達(dá)到降低煙氣中酚類化合物的目的；而由于幾種酚類化合物的結(jié)構(gòu)差異，形成的包結(jié)物穩(wěn)定程度有一定差異，所以幾種酚類化合物降低的幅度有一定差異。β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒特殊的結(jié)構(gòu)也賦予了其能包合香精香料分子的功能，卷煙抽吸過程中，包合的香精香料分子得以解包合。因此，利用具有內(nèi)疏水空腔和外親水表面的超分子化合物的特殊結(jié)構(gòu)及特征官能團(tuán)對吸附物質(zhì)的包合吸附作用，達(dá)到既能選擇性吸附煙氣中的酚類物質(zhì)又能釋放香味物質(zhì)的目的。實施例1取35gi3 -環(huán)糊精，加入200mL蒸餾水，80°C加熱溶解，攪拌下加入殼聚糖(粘度為50 SOOmPa · S) 1. 9g，加熱攪拌，冷至室溫，靜置12h，洗滌過濾，烘干，得白色顆粒狀的 β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒22. Og,收率62.9%。添加上述β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒IOmg于卷煙濾嘴棒中，用此濾嘴棒制成卷煙，與同等條件的空白卷煙相比，經(jīng)測試本發(fā)明的環(huán)糊精復(fù)合顆粒使卷煙煙氣中焦油降低 5.6% (焦油被認(rèn)為是卷煙中抽吸者需求的刺激物，焦油含量降低太多，卷煙香氣量減少， 香氣質(zhì)降低?，F(xiàn)有技術(shù)中的降害物質(zhì)在降低酚類成分的同時也較大的降低了焦油等含量， 及一些對吸味有好處的物質(zhì)，而本發(fā)明不僅能選擇性地降低酚類有害成分，而不降或少降其它的成分，并且還可以加香，提升卷煙的吸味，以下同。)，卷煙主流煙氣中酚類化合物均不同程度降低，其中，對苯二酚降低9.9%，間苯二酚降低11.0%，鄰苯二酚降低11.4%，苯酚降低13. 7%，間(對)-甲酚降低11.5%，鄰-甲酚降低10.5%。實施例2取50. Og β -環(huán)糊精，加入300mL蒸餾水，80°C加熱溶解，攪拌下加入羥甲基纖維素鈉(粘度為300 SOOmPa -S) 2. 0g，加熱攪拌至固體全部溶解，冷至室溫，靜置15h，洗滌過濾，烘干，得白色顆粒狀的β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒34. 3g，收率68. 6%。 添加上述β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒5mg于卷煙濾嘴棒中，用此濾嘴棒制成卷煙，經(jīng)與同等條件的空白卷煙相比，評吸結(jié)果認(rèn)為本發(fā)明的卷煙煙氣較協(xié)調(diào)，透發(fā)性好，口腔殘留少。與空白卷煙相比，測試結(jié)果顯示，本發(fā)明的環(huán)糊精復(fù)合顆粒使卷煙煙氣中焦油變化量極小，卷煙主流煙氣中酚類化合物含量不同程度降低，其中，對苯二酚降低5. 3%, 間苯二酚降低6. 5%，鄰苯二酚降低7. 9%，苯酚降低8. 2%，間(對)-甲酚降低6. 6%， 鄰-甲酚降低5.9%。實施例3取IOOgii-環(huán)糊精，加入600mL蒸餾水，90°C加熱溶解，攪拌下加入海藻酸鈉(粘度為5 23mPa · S) 1. 5g，加熱攪拌至固體全部溶解，冷至室溫，靜置18h，洗滌過濾，烘干， 得白色顆粒狀的β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒615g，收率61. 5%。添加上述β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒IOmg于卷煙濾棒中，用此濾嘴棒制成卷煙，經(jīng)與同等條件的空白卷煙相比，測試結(jié)果顯示本發(fā)明的環(huán)糊精復(fù)合顆粒使卷煙煙氣中焦油降低6. 4%，卷煙主流煙氣中酚類化合物不同程度降低，其中對苯二酚降低10. 2%，間苯二酚降低12. 5%，鄰苯二酚降低13. 5%，苯酚降低12. 5%，間(對)_甲酚降低12. 1%，鄰-甲酚降低11.4%。實施例4取800g β -環(huán)糊精，加入3500mL蒸餾水，60°C加熱溶解，恒溫攪拌下加入紫蘇揮發(fā)油6mL，并且加溶液總重1 %的聚乙烯醇(聚合度為1750 士 50)，加熱攪拌均勻，冷至室溫，靜置12h，過濾，洗滌過濾，烘干，得白色晶體狀的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒520g。收率65%。本例中加入了煙用香料香精-紫蘇揮發(fā)油，各種煙用香精香料都可應(yīng)用，根據(jù)香味需要而定。添加β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒30mg于卷煙三元復(fù)合濾嘴棒中，用此濾嘴棒制成卷煙， 經(jīng)與同等條件的空白卷煙相比，評吸結(jié)果認(rèn)為本發(fā)明的卷煙煙氣柔和，刺激小。與空白卷煙相比，測試結(jié)果顯示本發(fā)明的β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒使卷煙煙氣中焦油降低15. 2%，卷煙主流煙氣中酚類化合物不同程度降低，其中，對苯二酚降低四.4%，間苯二酚降低39.4%， 鄰苯二酚降低42.8%,苯酚降低53.8%,間(對)-甲酚降低50. 5%，鄰-甲酚降低45. 9%。實施例5取100(^0-環(huán)糊精，加入40001^蒸餾水，601加熱溶解，加入201^煙草浸膏(煙草本香香料)，攪拌下加入羥甲基纖維素鈉(粘度為300 SOOmPa · S) 30. 9g，加熱攪拌至完全溶解，冷至室溫，靜置Mh，洗滌過濾，烘干，得淺黃色顆粒狀的β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒 680. 0g，收率68.0%。本例中加入了煙草浸膏，是一種提高煙草本香的香料，各種煙用香精香料都可應(yīng)用，根據(jù)需要而定。添加上述β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒20mg于卷煙濾棒中，用此濾嘴棒制成卷煙，經(jīng)與同等條件的空白卷煙相比，測試結(jié)果顯示本發(fā)明的環(huán)糊精復(fù)合顆粒使卷煙煙氣中焦油降低11. 2%，卷煙主流煙氣中酚類化合物不同程度降低，其中，對苯二酚降低20. 5%，間苯二酚降低25. 2 %，鄰苯二酚降低27. 5 %，苯酚降低25. 1 %，間(對)-甲酚降低26.2%, 鄰-甲酚降低24.7%。實施例6取IOOOgii-環(huán)糊精，加入4000mL蒸餾水，100°C加熱溶解，攪拌下加入海藻酸鈉 (粘度為5 23mPa · S) 14. 7g和羥甲基纖維素鈉(粘度為300 800mPa · S) 10. 9g，加熱攪拌至完全溶解，充分?jǐn)嚢?，冷至室溫，靜置18h，洗滌過濾，烘干，得白色顆粒狀的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒750. Og,收率75.0%。添加β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒20mg于卷煙濾棒中，用此濾嘴棒制成卷煙，經(jīng)與同等條件的空白卷煙相比，測試結(jié)果顯示本發(fā)明的環(huán)糊精復(fù)合顆粒使卷煙煙氣中焦油降低 11.9%，卷煙主流煙氣中酚類化合物含量分別降低，其中，對苯二酚降低22.5%，間苯二酚降低20.9%，鄰苯二酚降低26. 2%，苯酚降低35.9%，間(對)-甲酚降低33. 7%，鄰-甲酚降低30.6%。
權(quán)利要求
1.一種選擇性降低煙氣酚類化合物的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒，其特征在于所述的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒由以下方法制備而成(1)將β-環(huán)糊精和6-10倍蒸餾水混合，加熱至60-10(TC，不斷攪拌使β-環(huán)糊精溶解，得β-環(huán)糊精水溶液；(2)在β-環(huán)糊精水溶液中加入β-環(huán)糊精水溶液總重量0.1-3%的羥甲基纖維素鈉、或殼聚糖、或海藻酸鈉、或聚乙烯醇、或它們之中的混合物，不斷攪拌使其完全溶解，得 β-環(huán)糊精復(fù)合溶液；(3)將β-環(huán)糊精復(fù)合溶液自然冷卻至室溫，靜置12-24h，過濾，蒸餾水洗滌，保留濾渣，在103 士 3°C下烘干，所得顆粒狀物質(zhì)即為能選擇性降低主流煙氣中酚類化合物的 β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性降低主流煙氣酚類化合物的環(huán)糊精復(fù)合顆粒，其特征在于在步驟O)的β-環(huán)糊精復(fù)合溶液中還加有復(fù)合溶液總重0.5-5%。的煙用香精香料。
3.—種權(quán)利要求1所述的選擇性降低煙氣酚類化合物的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒的應(yīng)用， 其特征在于將前述β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒按5-30mg/cig的重量均勻地加入到卷煙濾嘴棒的絲束之中，制得一元濾嘴棒；或?qū)⑶笆鼍鶆蚣佑协h(huán)糊精復(fù)合顆粒的濾嘴棒，與普通絲束濾嘴棒進(jìn)行復(fù)合，制得二元復(fù)合濾嘴棒，二元復(fù)合濾嘴棒中含β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒的重量為5-20mg/cig ；或在普通絲束濾嘴棒之間預(yù)留的空腔中按10-30mg/cig的量添加β -環(huán)糊精復(fù)合顆粒，制成三元復(fù)合濾嘴棒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的選擇性降低煙氣酚類化合物的環(huán)糊精復(fù)合顆粒的應(yīng)用， 其特征在于所述的二元復(fù)合濾嘴棒中β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒的加入重量為20mg/cig。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的選擇性降低煙氣酚類化合物的環(huán)糊精復(fù)合顆粒的應(yīng)用， 其特征在于所述的三元復(fù)合濾嘴棒中β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒的加入重量為30mg/cig。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種選擇性降低主流煙氣酚類化合物的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒及應(yīng)用，卷煙降害技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒由以下方法制備而成(1)將β-環(huán)糊精和蒸餾水混合，加熱使β-環(huán)糊精溶解；(2)在β-環(huán)糊精水溶液中加入總重量0.1-3％的羥甲基纖維素鈉、或殼聚糖、或海藻酸鈉、或聚乙烯醇、或它們之中的混合物，使其完全溶解；(3)將β-環(huán)糊精復(fù)合溶液自然冷卻至室溫，靜置，過濾，洗滌，保留濾渣，在103±3℃下烘干。將β-環(huán)糊精復(fù)合顆粒加入到卷煙濾嘴棒中。本發(fā)明的方法及應(yīng)用均簡便，易于實施，降害效果顯著，在有效降低煙氣中的酚類有害物質(zhì)的同時，能賦予卷煙特殊性能，改善卷煙的感官品質(zhì)，提高感官舒適性。
文檔編號A24D3/14GK102266123SQ20101019873
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者張華 , 王娟, 王建新, 程占剛, 蔡冰, 鄭琴 申請人:湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司