一种烟草裂解液及其制备方法与流程

本发明属于卷烟増香领域，具体涉及一种烟草裂解液及其制备方法。

背景技术：

烟草提取物质是常用的烟草香精香料，将其添加到常规卷烟中，在卷烟燃烧过程中，烟草提取物发生裂解反应，释放致香物质，以此实现丰富卷烟香味的目的。但对于低温卷烟，如加热卷烟，其烟具温度在300℃左右，直接添加传统的烟草提取物，其中的大分子致香物质在低温下难以裂解，增香效果不理想。考虑到烟草自身裂解后就可以产生致香成分，因此选用合理的反应体系，促使烟叶裂解产生香味物质，选取其中的可凝性挥发组分进行液化，获得含有大量挥发性致香成分的烟草裂解液，将其添加到加热卷烟中，使其在低温下挥发，实现低温下卷烟增香的目的。本路线的关键在于选取合理的反应体系制备烟草裂解液。

超临界流体具有气体的可压缩性、流动性和传质特性，粘度比液体小，扩散系数比液体小两个数量级，但密度比一般气体大两个数量级，与液体相近，介于之间，具有液体的溶解能力，因此可以增强不同物质间的混合，提高反应速率。使用超临界流体作为反应溶剂可以形成均相的反应条件，有时甚至可以避免催化刘的使用，因此超临界流体技术在许多工业过程中具有应用潜力。在生物质催化转化领域，使用不同种类的超临界流体为溶剂，利用其溶解性和产生的自由基促使纤维素、木质素和各种生物质资源裂解液化，转化为高附加值的产品一直是研究的热点。因此本申请的目的在高温高压下，促使烟叶在亚/超临界流体中裂解，获得含有大量挥发性致香物质的烟草裂解液，将其加入加热卷烟中，致香物质能够在低温下挥发，从而实现低温卷烟增香的目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种烟草裂解液及其制备方法，以解决低温卷烟的烟具温度不能分解大分子致香物质，导致增香效果不理想的问题。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种烟草裂解液，通过对烟末在反应溶剂条件下进行裂解液化，获得的含有挥发性致香成分。

进一步的，所述反应溶剂为水和醇类中的至少一种，其中所述醇类包括碳数在1-10的单元醇或多元醇。

进一步的，醇类包括甲醇、乙醇、乙二醇、1-丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1,4-丁二醇、三甘醇、1-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇或1-癸烷。

一种上述任一项烟草裂解液的制备方法，包括以下步骤：

将设定量的烟末和反应溶剂加入密闭的高压反应釜中，在氮气气氛、100-400℃的温度、1.0mpa-50.0mpa压力下，反应0.1-10h，完成烟叶的裂解液化反应，过滤后，得到含有挥发性致香成分的烟草裂解液。

进一步的，所述反应溶剂包括水和醇类中的至少一种，其中所述醇类包括碳数在1-10的单元醇或多元醇。

进一步的，醇类包括甲醇、乙醇、乙二醇、1-丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1,4-丁二醇、三甘醇、1-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇或1-癸烷。

进一步的，所述烟末为烟草生物质资源中的一种或几种粉碎后所得。

进一步的，所述烟草生物质资源是指烟叶、烟梗或再造薄片。

进一步的，所述烟末与反应溶剂的质量比为1：5-100。

进一步的，反应温度优选为200-350℃；反应压力优选为2.5-30mpa；反应时间优选为0.5-5h。

本发明的有益效果是：

本发明在高温高压的密闭环境中，选用适合的溶剂，在亚/超临界状态下，实现烟草生物质资源的裂解液化，获得含有大量挥发性致香组分的烟草裂解液。所得烟草裂解液能够在低温下释放致香成分，将其添加到加热卷烟等低温卷烟中，可以有效地实现低温卷烟的增香目的。

附图说明

图1对比例1和实施例1中的烟草裂解液的gc-ms对比图

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

在本申请的以下各实施例中，所使用的设备、仪器或试剂等，在没有特别说明的情况下，均可以通过商业获得。

在本申请中，使用parr高压反应釜进行反应，使用旋转蒸发仪除去溶剂，使用7890b-5977a气相色谱质谱仪分析烟草裂解液成分，分析过程和具体参数如下：

取1.0000g10％的烟草裂解液，加入4ml含有水杨酸乙酯的乙醇溶液内标(250ug/ml)，振荡10min后，取1.5ml过0.45um有机超滤膜，将滤液进行gc-ms分析。分析条件如下；色谱柱：db-5(60m×0.25mm×0.25um)，载气：he气，载气流量：1ml/min，进气口温度：250℃；进样量：4μl；分流比：15：1，升温程序：50℃保持2min，8℃/min升至280℃保持25min。离子源：电子轰击(ei)源；电子能量：70ev；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；传输线温度：280℃；扫描模式：选择离子监测模式(sim)，扫描范围：33-400。全扫描模式下，采用nist库检索，对样品进行定性分析确定未知物，采用面积归一化法进行半定量分析。

考虑到色谱进样口温度为250℃，且分析时样品状态为气相，因此本申请所提到的烟草裂解液中的挥发性物质是指gc-ms所能检测到的峰，根据总峰面积计算挥发性物质的总量，根据峰数量确定挥发性物质的总数量，使用nist数据库对挥发性物质进行定性。

对比例1

向装有10.0g烟末的圆底烧瓶中加入250g乙醇，加热至沸腾(78℃)，常压下回流2h后，过滤，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。gc-ms分析结果如图1所示，检测到的总峰数量为24个，相对总峰面积为1，定性结果表明，挥发性物质为烟碱、5-羟甲基糠醛。

实施例1

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入250g乙醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至220℃反应2h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。gc-ms分析结果如图1所示，检测到的总峰数量为150个，相对总峰面积为4.5，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂环类、醇类、酮类、酚类(具体为：2-羟基正丁酸乙酯、2-呋喃甲酸乙酯、乙酰丙酸乙酯、富马酸二乙酯、3-羟基丁二酸二乙酯、2-呋喃酸-4-氢-5-酮乙基酯、5-羰基脯氨酸乙酯、吡喃葡糖糖乙酯、对羟基肉桂酸乙酯、对羟基肉桂酸乙酯、十六烷酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、十八碳三烯酸乙酯；2-甲基哌啶、5-甲基糠醛、2-吡咯甲醛、2-乙酰基吡咯、3-羟基吡啶、5-羟甲基糠醛、烟碱、2,3'-联吡啶、9h-吡啶(3,4-b)吲哚、2-呋喃甲醇、日齐素、3-甲基-1,2环戊二酮、邻二酚等)。

实施例2

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入250g水和250g乙醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至280℃反应0.1h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为180个，相对总峰面积为6.7，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例3

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入50g水，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至400℃反应0.5h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇水溶液(30wt％)，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为163个，相对总峰面积为5.7，定性结果表明，挥发性物质主要为酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例4

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入333.3g水、333.3g乙醇和333.3g甲醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至270℃反应10h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇水溶液(30wt％)，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为170个，相对总峰面积为6.7，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例5

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入166.7g水、166.7g乙醇和166.7g丙三醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至290℃反应2h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇水溶液(30wt％)，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为223个，相对总峰面积为10.5，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例6

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入150g异戊醇和150g叔丁醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至150℃反应3h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为120个，相对总峰面积为3.2，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例7

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入250g1-戊醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至320℃反应8h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为190个，相对总峰面积为7.0，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例8

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入800g1-已醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至340℃反应5h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为187个，相对总峰面积为6.3，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例9

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入100g1-庚醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至180℃反应1h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为145个，相对总峰面积为4.8，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例10

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入100g1-辛醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至300℃反应1.5h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为192个，相对总峰面积为7.5，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例11

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入100g1-壬醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至250℃反应6h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为175个，相对总峰面积为6.3，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

实施例12

向装有10.0g烟末的高压反应釜中加入100g1-壬醇，密封反应釜后使用纯氮气交换三次，置换掉反应釜内的空气，在自生压力下加热至200℃反应7h后，迅速冷却降温，放气至常压后，过滤反应液，滤液在40℃、50mbar的条件下旋蒸至无溶剂，称重后加入一定量乙醇，配成10wt％的烟草裂解液，所得烟草裂解液使用gc-ms分析。检测到的总峰数量为165个，相对总峰面积为5.4，定性结果表明，挥发性物质主要为酯类、酸类、杂化类、醇类、酮类、酚类。

表1各实施例中的实验条件及收率汇总

注：相对总峰面积是指本实施例gc-ms谱图中的总峰面积与对比例1中的总峰面积的比值。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。