[發明專利]一種水射流粉碎和離心膜減壓低溫蒸餾提取煙草致香成分的方法

有效

• 申請號: 201510732761.0
• 申請日: 2015-10-31
• 公開（公告）號: CN105249527B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 葉菁;胡漢華;余經碳
• 申請（專利權）人: 武漢紐威制藥機械有限公司
• 主分類號: A24B15/24
• 分類號: A24B15/24;C11B9/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮,朱宏偉

技術領域

本發明涉及卷煙生產技術領域，更具體地說，涉及一種水射流粉碎和離心膜減壓低溫蒸餾提取煙草致香成分的方法。

背景技術

隨著人們對吸煙與健康問題關注度的逐漸提高，以及對公共場所禁煙力度的不斷加大，煙草工業在實施降焦減害工程的同時，開始高度重視非燃燒低溫卷煙、電子煙和口含煙等新型煙草制品研發，并將其作為關系行業可持續發展的戰略性、全局性和長遠性重大課題開展。

降焦減害工程，使卷煙中焦油含量不斷降低，煙草中的香氣成分也相應減少，煙味變淡，影響對吸煙的體驗，因此，需要從煙草中提取致香成分對低焦油卷煙香氣進行有效補償；在新型煙草制品構成中，煙草本香物質是包括煙霧基質在內的，形成煙草特有香氣所不可或缺的材料，需要從煙草中提取致香成分；另一方面，近年來興起的再造煙葉加工過程中，通過添加煙草內源性香料來補償損失的一部分煙草本香物質，也需要從煙草中提取致香成分；此外，通過對煙草致香成分的提取，可以綜合利用和消納煙葉儲運和卷煙生產過程中大量產生的煙屑、煙渣、煙梗、碎煙片，以及每年棄于田間的相當可觀的低次煙葉，不僅減少廢棄物對環境的污染，同時又可變廢為寶。

煙草特有的致香成分主要由其所含的醇類、醛類、酮類、酯類、酸類、醚類、糖類、萜烯類、氨基酸類、生物堿及雜環化合物等煙草的微量揮發性有機物組成。這些揮發性有機物通常是以初級代謝產物如纖維素、果膠、蛋白質、半纖維素等為基體，分布于煙草植物細胞內和細胞間質中，在溶出時，必須先透過細胞壁和細胞膜才能釋放。但通常草本植物維管束中外側的木質部和內側的韌皮部組織較緊密，使溶劑不易滲透和擴散，煙草的致香成分難以被高效提取出來。

為了有效地提取煙草的致香成分，可首先對煙草植物進行粉碎處理，以便于這些揮發性香源物質能夠在溶劑中順利溶出。

為了實現對煙草植物粉碎目的，在本領域中，可采用各種公知的方法：如，生物處理方法，通過生物酶或菌對煙草的細胞壁進行降解，可能存在的問題是，單用生物酶往往處理不徹底，只能部分降解細胞壁；單用菌處理時間較長，細胞壁徹底消解及菌的代謝物可能影響香源物質的品質，時間短了又不能達到目的。

又如，物理處理方法，通過超聲波、微波、蒸汽爆破等方法方使粉碎。其中，超聲波粉碎是利用高頻超聲波在液體內產生的空化剝蝕效應和碎解作用使細胞壁破碎，可能的問題是受限于超聲波換能器功率，處理能力不夠大；微波破壁是利用微波場中的植物介質吸收微波能量時，因細胞內的分子極化產生偶極子超高頻振動、摩擦而生熱，當液相吸收足夠的潛熱氣化后，沖破細胞壁釋放蒸氣達到粉碎目的，可能的問題是煙草植物的香源物質因過熱而劣化；蒸汽爆破是利用具有一定壓力的蒸汽進入植物細胞內后，因突然泄壓使蒸汽釋放造成粉碎，可能的問題仍然是過熱。物理處理方法處理強度大，致香成分損失較大。

再如，化學處理方法，主要通過稀酸、堿、臭氧、有機溶劑和氧化等處理，使細胞壁強度降低或消解，可能存在的問題是這些化學成分后期難以處理的問題。

另一種溶劑提取法，可在未做粉碎處理的條件下，利用物質在溶劑中的溶解性差異，即選用對不需要溶出成分溶解度小，而對香源物質溶解度大的溶劑，通過溶劑對細胞壁的滲透作用進入細胞內，溶解可溶性香源物質，造成細胞內、外的濃度差，使細胞內的濃溶液不斷向外擴散，溶劑則不斷進入細胞中，直至細胞內、外溶液濃度達到動態平衡時，將飽和溶液濾出，再加入新溶劑繼續溶出。溶劑可以是強極性的水，也可以是親水性或親脂性的有機溶劑。溶劑提取法分為冷提法和熱提法兩種，普通的溶劑提取法相對粗放，時間長，效率較低，致香成分相對含量不高，香氣不足。

當細胞因破壁或擴散作用使香源物質溶入溶劑中后，則進一步需要使液相的香源物質從溶劑中分離開來，即蒸餾提取。在本領域中，可采用各種公知的方法：如，蒸餾提取，利用混合液體中各組分沸點(揮發性)不同，使低沸點組分蒸發，再冷凝成液體以分離整個組分。其中，以水為溶劑的水蒸氣蒸餾法，經濟性好、安全性高、操作性強，且對煙草中糖類、氨基酸類、酚類等水溶性致香物質具有較好的提取效果，但對于低極性、揮發性的有機酸、萜烯類、醇類等關鍵致香成分提取效果不佳，且需較高的蒸發溫度，副反應較多，可能影響致香成分的本香效果。