專利名稱：茶多酚/β-環(huán)糊精包合物作為卷煙濾嘴添加劑在降低卷煙煙氣酚類化合物中的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于卷煙制造領(lǐng)域，涉及茶多酚/β-環(huán)糊精包合物作為卷煙濾嘴添加劑在降低卷煙煙氣酚類化合物中的用途。
背景技術(shù)：
卷煙主流煙氣中的酚類物質(zhì)，不僅對卷煙的吸味產(chǎn)生不良影響，而且還對皮膚及呼吸道有強(qiáng)烈的刺激作用，一些酚類物質(zhì)還具有致基因突變和促癌作用，因此，有效降低卷煙煙氣中酚類化合物含量是提高吸食卷煙安全性的重要途徑。比較關(guān)注的7種主要酚類物質(zhì)為苯酚、鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、鄰甲酚、間甲酚和對甲酚。目前，對卷煙煙氣中酚類化合物的報道以分析檢測方法研究居多，對其去除的研究相對較少。
1975年，國外Morie等曾研究過濾嘴對煙氣中半揮發(fā)物的濾除選擇性，提到對鄰甲酚和苯酚的選擇性。隨后國內(nèi)也有一些這方面的研究。例如，李紹民等報道的改性Y型分子篩對煙氣中的酚類成分有一定的濾除效果；戴亞等報道了一種利用中草藥降低卷煙主流煙氣中酚類化合物含量的方法，但沒有報道具體的檢測數(shù)據(jù)，而且是加到煙絲中，對煙絲的燃燒過程有一定的影響；于濤等研究了醋酸纖維濾嘴對卷煙主流煙氣中主要酚類物質(zhì)的選擇性過濾。近幾年來，國內(nèi)相關(guān)科研工作者在利用茶多酚降低卷煙煙氣有害成分方面做了一些工作?，F(xiàn)有技術(shù)已知，從茶葉中提取的有效活性成分茶多酚具有明顯的抗氧化作用，茶多酚的酚羥基能作為供氫體，提供H+，減少氧化自由基產(chǎn)生，并能奪取過氧化過程中產(chǎn)生的脂質(zhì)過氧化自由基，生成活性較低的多酚自由基，打斷自由基氧化鏈反應(yīng)，有效清楚自由基。近年來，已有公開的技術(shù)將其應(yīng)用于卷煙中，降低煙氣中的自由基及其它有害成分。例如，公開號為CN1457712A的發(fā)明專利申請，公開了一種將茶多酚微膠囊化，再將其與香精香料一起噴加到煙絲、梗絲、煙草薄片或膨脹煙絲中的技術(shù)方案；公開號為CN1166324C的發(fā)明專利，公開了一種將茶多酚與活性炭混合，然后復(fù)合在卷煙濾嘴棒的醋酸纖維絲束上，再與未混合添加劑的醋酸纖維絲束制成的濾嘴棒對結(jié)，形成二元復(fù)合濾嘴棒的技術(shù)方案；公開號為CN101278759A的發(fā)明專利，公開了一種在卷煙中簡單快速添加茶多酚的方法，將其與三醋酸甘油酯混合，制成含自由基清除劑的低毒卷煙濾嘴棒。但是綜合文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)不能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在專利申請?zhí)枮椤?0119069. 5”，專利名稱為“降低香煙煙氣中亞硝胺含量的環(huán)糊精液體添加劑”的中國專利中，采用環(huán)糊精作為添加材料，按煙絲或煙葉重量O. 1-5%將它制備為澄清溶液噴灑于煙絲上，晾干后其固體成分即形成高度分散的吸附層，能夠有效去除香煙的主流和側(cè)流煙氣中的有害物質(zhì)亞硝胺，去除主流煙氣中50-60%、側(cè)流煙氣中17-48%的亞硝胺，但沒能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在專利申請?zhí)枮椤?9117698. 7”，專利名稱為“選擇性消除煙氣中致癌物質(zhì)的香煙嘴棒添加劑”的中國專利中，提供了一種用具有生物活性的有機(jī)高分子金屬配合物為吸附齊IJ，以Si02+A1203為載體，以山梨醇干或木糖醇干為穩(wěn)定劑，以β -環(huán)糊精或纖維素為粘合劑組成的選擇性消除煙氣中致癌物質(zhì)的香煙嘴棒添加劑，但沒能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在專利申請?zhí)枮椤?00710036161. 6”，專利名稱為“一種降低煙氣中有害成分的添力口劑及制備方法”的中國專利中，，提供了一種添加劑，其原料成份為茉莉花茶、甘草、β_環(huán)糊精、聚乙二醇、蜂蜜、乳酸和三醋酸甘油酯，加工制成卷煙濾嘴添加劑，然后按卷煙濾嘴生產(chǎn)加工工藝要求，均勻的噴灑在卷煙丙纖或酯纖嘴棒上并卷制成煙支；添加劑的使用最為卷煙濾嘴重量的O. 5-5%。使卷煙煙氣中總粒相物降低3. 0-5. 6%、焦油降低2. 9-6. 6%、一氧化碳降低2. 5-10%、煙堿降低O. 9-1%,但沒能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在專利申請?zhí)枮椤?00610170404. 0”，專利名稱為“一種生物活性劑及應(yīng)用該活性劑制得的卷煙濾嘴”的中國專利中，，提供了一種生物活性劑，該生物活性劑由以下質(zhì)量比的原料混合組成8-12%山梨醇苷及木糖醇苷，18-22%的β -環(huán)糊精，18-22%的維生素B，48-52%三醋酸甘油酯，但沒能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。 在專利申請?zhí)枮椤?3131124. 5 ”，專利名稱為“一種超低自由基的卷煙”的中國專利中，公開了一種卷煙，在卷煙煙絲中添加了緩釋型植物多酚微膠囊，其添加重量為煙絲總重量的O. 02-0. 6%。緩釋型植物多酚微膠囊具體可為兒茶素微膠囊、葡萄多酚微膠囊或水解單寧降解物沒食子酸微膠囊。該卷煙囊材在煙氣中可檢測到30-70%有的效成分，達(dá)到清除體內(nèi)活性自由基本的功效，但沒有能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在專利申請?zhí)枮椤?00310113363. 8”，專利名稱為“一種添加劑和卷煙生產(chǎn)技術(shù)”的中國專利中，公開了一種添加劑，此添加劑是一種以植物多酚為囊心的植物多酚微膠囊，以α-環(huán)糊精或β-環(huán)糊精或羥丙基β-環(huán)糊精為分子包埋劑，將植物多酚微膠囊加入分子包埋劑中，形成穩(wěn)定的膠體，將此膠體溶解于表香溶液中，一起添加在煙絲中，或直接將植物多酚微膠囊置于濾嘴中。可明顯降低卷煙中N-亞硝基化合物含量，殘留N-亞硝基化合物生成的氮氧自由基也可得到顯著抑制，但沒有能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在專利申請?zhí)枮椤?00710051781. 7”，專利名稱為“一種在卷煙中簡單快速添加茶多酚的方法”的中國專利中，提供了一種方法，將固體的純度> 90%的茶多酚按照茶多酚三醋酸甘油酯=3飛100的比例加入到三醋酸甘油酸溶液中，將其作為濾嘴棒的增塑劑，制備成含有自由基清除劑的低毒卷煙濾嘴棒，其效果如表I和表2所示μ i11 .+s:—fi 富成分.1. 術(shù)結(jié).
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注表中變化率的正值表示增加，負(fù)值表示降低?？梢钥闯?，該方法沒能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在論文“ β -環(huán)糊精三醋酸甘油酯懸浮液在卷煙濾嘴中的應(yīng)用”(《煙草科技》2007年07期)中公開了 接裝β_環(huán)糊精濾嘴的卷煙較普通醋纖濾嘴卷煙的總粒相物降低了13. 17% ;焦油降低14、15% ;煙堿降低4、20%，但沒有能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在論文“茶葉香味成分、茶多酚提取及在新型卷煙濾棒中的應(yīng)用研究”(中國科學(xué)院上海冶金研究所；材料物理與化學(xué)(專業(yè))博士論文2000年度)中公開了將茶多酚溶于三醋酸甘油酯中作為增塑劑，制成含有活性成分的新型濾棒，煙氣中有害物質(zhì)2，4-二甲基苯酚和2，3-二甲基苯酚的含量分別降低了 24. 0%和13. 9%，鄰甲酚變化甚微。TPM含量下降2. 1%，煙堿含量下降19. 2%，氣相自由基相對濃度下降30. 5%，粒相自由基相對濃度下降16. 5%,四種煙草物有亞硝胺NNN、NAT、NAB、NNK減少率分別為16. 9%、15· 1%、26· 0%、11· 4%,B [a] AXhrysene和B [a] P分別減少了 7. 2%、6. 3%和9. 1%，但沒有能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在論文“卷煙茶葉茶多酚主流煙氣制造工藝焦油含量”(江南大學(xué)；食品科學(xué)(專業(yè))碩士論文2007年度)中公開了卷煙中添加2.0%茶多酚會使煙氣中一氧化碳和焦油含量分別降低14. 81%和8. 98%當(dāng)茶多酚添加量為4. O %時，煙氣中煙堿降低21. 52%。隨著茶多酚添加量的增加，煙氣水分含量逐漸降低。茶多酚的添加對卷煙燃燒有不利影響，隨著茶多酚添加量的增加，卷煙抽吸口數(shù)逐漸增加。茶多酚具有清除卷煙煙氣中的氣相自由基和粒相自由基的作用。當(dāng)茶多酚添加量為1.0%時，氣相自由基清除率為32.89% ;當(dāng)茶多酚添加量為2. O %時，粒相自由基清除率為28. 09%。卷煙中添加茶多酚對卷煙煙氣質(zhì)量 有不利影響，尤其是當(dāng)茶多酚添加量超過2.0%，煙氣澀味和雜氣明顯增加，但沒有能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在論文“一種復(fù)合生化制劑在卷煙減害中的應(yīng)用”(《煙草科技》2008年05期)中公開了 從天然植物中提取多種酮、酚類及其衍生物、從新鮮動物血液中提取血紅素后處理成卟啉類化合物，將其組合成復(fù)合生物制劑，以茶末為載體，制成二元復(fù)合濾棒，添加該復(fù)合生化制劑的卷煙可較大幅度地降低主流煙氣中多種稠環(huán)芳烴>18%、煙草特有亞硝胺(NNN>50%、NAT>40%、NNK>15%)、自由基>30%和芳香胺等有害成分的含量，但沒有能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在論文“茶多酚作為保健型香煙添加劑的綜合開發(fā)”(《茶葉》2011年01期)中公開了 從中低檔茶中提取茶多 )，將其添加到香煙中，降低香煙燃燒時產(chǎn)生自由基對人體的毒害，開發(fā)新型保健型香煙，但沒有能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。在論文“茶多酚降低卷煙煙氣毒性的研究”(《食品科學(xué)》2001年11期)中公開了 茶多酚是從茶葉中提取的多酚類物質(zhì)，具有很強(qiáng)的抗氧化活性和清除自由基的能力，可以清除吸煙產(chǎn)生的自由基，降低煙氣的毒害作用，保護(hù)身體健康，但沒有能大幅度降低卷煙煙氣中的酚類化合物。綜上所述，已有的文獻(xiàn)報道主要涉及到通過單一的茶多酚或β -環(huán)糊精，或者它們與其他物質(zhì)的混合物，作為濾嘴添加劑被應(yīng)用于降低卷煙煙氣中的煙堿、CO、自由基、焦油、亞硝胺等有害成份，未有能用來有效降低卷煙煙氣中酚類化合物的物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物作為卷煙濾嘴添加劑在降低卷煙煙氣酚類化合物中的用途。本發(fā)明提供了茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物作為卷煙濾嘴添加劑在降低卷煙煙氣酚類化合物中的用途，所說的茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物是以β -環(huán)糊精為主體分子，以茶多酚為客體分子，通過水溶液合成法使得茶多酚包合到β-環(huán)糊精空腔而制得。
所說的茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物的制備方法如下
I)稱取適量的β-環(huán)糊精加入蒸餾水，加熱溶解；再稱取適量的茶多酚溶解在無水乙醇溶液中，在不斷攪拌下滴加入環(huán)糊精水溶液中；
2 )混合物通N2保護(hù)，密封避光，于40-60 V下攪拌5h，混合物冷卻至室溫，置冰箱內(nèi)冷藏24h后抽濾，并先后用蒸餾水和無水乙醇快速洗滌，在40°C下真空干燥6小時，研碎，得白色茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物。所述的茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物在卷煙濾嘴中的添加量為3 15mg/支卷煙。所述的茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物在卷煙濾嘴中的添加量為5 IOmg/支卷煙。茶多酚又名茶單寧、茶鞣質(zhì)，是茶葉中所含的類多羥基酚類化合物的總稱，簡稱為TP (Teaupolyphenol)。其主要成分為兒茶素類(黃烷醇類)、黃酮、黃酮醇類、花青素類、酚酸、縮酚酸類及聚合酚類等。其中兒茶素類化合物為茶多酚的主體成分，約占茶多酚總量的 65%-80%。由于其具有的天然抗氧化特性，在卷煙減害方面，充分發(fā)揮著清除自由基及減少其它有害成分的作用。β -環(huán)糊精是由7個葡萄糖分子以α -1，4-糖苷鍵相連成環(huán)的大環(huán)化合物，主體構(gòu)相是一個中間有空洞，兩端不封閉的圓筒。作為有序介質(zhì)的一種，其顯著的特征是具有腔內(nèi)疏水、腔外親水的“錐筒形”的特殊結(jié)構(gòu)，特殊的非極性疏水空腔賦予了 β -環(huán)糊精能以范德華力、疏水作用和氫鍵等作用力，與一些極性、大小、形狀及性質(zhì)相匹配的客體分子或某些客體分子的疏水性基團(tuán)形成包合物的能力，并形成穩(wěn)定的包合物穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在分離、吸附含苯類物質(zhì)方面顯示了獨特的優(yōu)勢，對卷煙主流煙氣簡單酚類物質(zhì)的濾除方面有較好的應(yīng)用。為此，采用β -環(huán)糊精為主體分子，茶多酚為客體分子，水溶液合成法，使得茶多酚包合到環(huán)糊精空腔中，從而制得不同含量的穩(wěn)定的茶多酚/環(huán)糊精包合物。利用茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物能與卷煙煙氣中有害酚類物質(zhì)有效的選擇性結(jié)合的特性，將其應(yīng)用添加到卷煙濾嘴中，獲得了較好的降害效果，并找到其添加的最合適用量，為其大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。本發(fā)明的創(chuàng)新性在相關(guān)領(lǐng)域未見報道。茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物是固體粉末，也適合于添加到制備卷煙濾嘴的均質(zhì)濾棒中，特別適合添加到制備二元、三元復(fù)合濾棒的基材濾棒中；添加量?。荒軌蝻@著地選擇性降低卷煙煙氣中主要酚類化合物的含量；該技術(shù)可操作性強(qiáng)，具有很好的推廣應(yīng)用價值。本發(fā)明具有如下技術(shù)效果
1)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在基本不改變卷煙原有吸味的前提下，能顯著大幅度降低卷煙煙氣中苯酚、間/對苯酚、鄰甲酚、苯二酚等酚類化合物的含量；
2)本發(fā)明茶多酚/β -環(huán)糊精包合物添加量少，添加方式簡單，可在濾棒生產(chǎn)過程中加入，操作方便易行。
具體實施例方式以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定，本發(fā)明可以按照發(fā)明內(nèi)容所述的任一方式實施。實施例I稱取360mg@ -環(huán)糊精加入5mL蒸懼水,加熱至60°C使之溶解。再稱取180mg茶多酹溶解在5mL無水乙醇溶液中，在不斷攪拌下滴加入β-環(huán)糊精水溶液中?；旌衔锿牨Ｗo(hù)，密封避光，于60 °C下攪拌5h?；旌衔锢鋮s至室溫，置冰箱內(nèi)冷藏24h后抽濾，并先后用蒸餾水和無水乙醇快速洗滌，在40°C下真空干燥6小時，研碎得白色茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物。定量稱取，以7mg/支卷煙的水平添加到濾嘴中，制成試驗卷煙，與對照卷煙做對比試驗。對照卷煙除了不含添加劑外，其它如卷煙材輔料、尺寸規(guī)格、濾棒等均與試驗卷煙完全相同。濾棒為醋酸纖維濾棒。將試驗卷煙和對照卷煙用RM200型自動吸煙機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件下抽吸，收集煙氣試驗，然后按照YC/T 255-2008相關(guān)要求進(jìn)行苯酚、間/對甲酚、鄰甲酚、對苯二酚、間苯二酚和鄰苯二酚等化合物的測定，具體檢測數(shù)據(jù)見下表3。從表3結(jié)果可知，茶多酚/ β -環(huán)糊精包合物具有較好地選擇性降低酚類化合物的作用，與對照卷煙相比，對苯酚的降低幅度為56. 10%，對其它幾種酚類化合物的降低幅度也都在50%以上，同時經(jīng)專業(yè)卷煙感官評吸人員進(jìn)行評吸后，認(rèn)為試驗卷煙與對照卷煙在整體口感和吸味方面基本一致。
表3 .茶多酸/ P -環(huán)Wi包含物降低酔類化臺購效杲
權(quán)利要求
1.茶多酚/^ -環(huán)糊精包合物作為卷煙濾嘴添加劑在降低卷煙煙氣酚類化合物中的用途，其特征在于，所說的茶多酚/￠-環(huán)糊精包合物是以￠-環(huán)糊精為主體分子，以茶多酚為客體分子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用途，其特征在于，所述的茶多酚/0 -環(huán)糊精包合物在卷煙濾嘴中的添加量為3 15mg/支卷煙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用途，其特征在于，所述的茶多酚/^ -環(huán)糊精包合物在卷煙濾嘴中的添加量為5 IOmg/支卷煙。
4.如權(quán)利要求I所述的茶多酚/￠-環(huán)糊精包合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 ·I)稱取適量的3 -環(huán)糊精加入蒸餾水，加熱溶解；再稱取適量的茶多酚溶解在無水乙醇溶液中，在不斷攪拌下滴加入3-環(huán)糊精水溶液中； ·2 )混合物通N2保護(hù)，密封避光，于40-60 V下攪拌5h，混合物冷卻至室溫，置冰箱內(nèi)冷藏24h后抽濾，并先后用蒸餾水和無水乙醇快速洗滌，在40°C下真空干燥6小時，研碎，得白色茶多酚/ P -環(huán)糊精包合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了茶多酚/β-環(huán)糊精包合物作為卷煙濾嘴添加劑在降低卷煙煙氣酚類化合物中的用途，所說的茶多酚/β-環(huán)糊精包合物是以β-環(huán)糊精為主體分子，以茶多酚為客體分子。本發(fā)明由于包合物主體分子具有的范德華力、疏水作用和氫鍵等作用力，以及客體分子具有的抗氧化作用，可選擇性的與卷煙煙氣中的酚類化合物結(jié)合，產(chǎn)生選擇性地濾除作用，達(dá)到降低卷煙危害性的作用。本發(fā)明具有如下技術(shù)效果1)在基本不改變卷煙原有吸味的前提下，能顯著大幅度降低卷煙煙氣中苯酚、間/對苯酚、鄰甲酚、苯二酚等主要酚類化合物的含量；2)茶多酚/β-環(huán)糊精包合物添加量少，添加方式簡單，可在濾棒生產(chǎn)過程中加入，操作方便易行。
文檔編號A24D3/14GK102793272SQ201210324829
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者李朝建, 廖惠云, 莊亞東, 劉獻(xiàn)軍, 張映, 熊曉敏 申請人:江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司