烟草净油及其制备方法、发烟基质及烟草制品与流程

1.本发明涉及烟草技术领域，尤其涉及一种烟草净油及其制备方法、发烟基质及烟草制品。


背景技术：

2.烟草香精是卷烟发烟基质的重要构成部分。香精和香料的使用丰富了卷烟制品的味型，使卷烟的香味品质能符合不同消费者的口味。烟用香精香料技术研究的形成与发展同卷烟工业的发展密切相关,并对烟草行业的发展起着重要的推动作用。烟用香精香料技术作为烟草行业发展的关键技术得到卷烟企业的高度重视,成为卷烟品牌开发和扩张的重要核心技术。
3.从烟叶制备其提取物的常用方法包括溶剂提取法、水蒸汽蒸馏法、顶空共蒸馏法、同时蒸馏萃取法(sde)等。整体说来，水蒸汽蒸馏法和溶剂浸提法是传统的提取方法，同时蒸馏萃取法和顶空共蒸馏法则相对比较更加适用于仪器检测分析。近年来，随着提取技术的发展，超临界提取技术也被用来制备烟草提取物。
4.目前常见的提取工艺得到的产物含有原始物料中许多对烟草香味没有贡献的成分，例如树脂和腊质成分等，这些成分的存在，可能会影响香精中其他香味成分在卷烟燃吸过程中香味成分的传递，进而影响加香效果，使卷烟制品的出现香气不足，透发性差。
5.例如，cn101570717a公开了一种烟草提取物的制备方法，包括酶解、超声波提取、过滤、层析柱分离和减压浓缩的步骤。其制备方法中在层析柱分离步骤仅使用95％的乙醇进行洗脱，难以对烟草成分中的致香物质进行分离，会使提取物中难以避免地含有很多对香味没有贡献的成分和刺激性强的成分。并且在其判断是否收集洗脱液的过程中仅使用颜色和香气等主观性较强的判断方式作为收集依据，使提取物的成分很难进行有效控制、试验的重复性差。


技术实现要素：

6.基于现有技术中，从烟草中提取致香物质时会使致香物质中包含许多对烟草香味没有贡献的成分的问题，本发明提供了一种烟草净油的制备方法，能够有效去除烟草净油中对烟草香味没有贡献的成分以及刺激性强的成分，可以获得一种刺激性小且具有浓郁烟草本香的烟草净油。
7.具体地，本发明第一方面提供一种烟草净油的制备方法，包括以下步骤：
8.原料提取：使用极性为3～7的有机溶剂对烟草粉末进行溶剂提取获得提取液，将提取液进行减压浓缩，获得第一浓缩液；
9.柱层析分离：将第一浓缩液进行柱层析，其中固定相为硅胶填料，依次用一种以上极性为0～3的有机溶剂和一种以上极性为3～7的有机溶剂按照极性由小到大的顺序进行梯度洗脱，分别收集每一种洗脱集份；
10.集份筛选：通过感官评吸测定筛选洗脱集份，将其合并；
11.产物提纯：将合并后的洗脱集份减压浓缩至无液体蒸出，得到烟草净油。
12.采用本发明的制备方法，首先，使用极性为3～7的有机溶剂对烟草粉末进行溶剂提取。通过申请人的试验发现，利用极性为3～7的有机溶剂获得的提取液，经过感官评吸后初步具有期望的烟草本香。
13.然后对提取液进行浓缩获得第一浓缩液，对第一浓缩液进行柱层析分离。本发明在柱层析的过程中将使用的有机溶剂分为两类，一类是极性为0～3的极性较小的有机溶剂，另一类是极性为3～7的极性较大的有机溶剂。采用极性较小的有机溶剂获得的洗脱液中主要成分是烷烃等，不是致香成分，通常在柱层析分离之后不会使用其作为制备目标烟草净油的原料。通过使用这类溶剂对第一浓缩液进行进一步成分筛选，能够有效将提取液中对香味没有贡献的烷烃从第一浓缩液中分离出来。
14.使用极性为3～7的极性较大的有机溶剂获得的洗脱液通常含有较多的具有烟草香气的致香物质。为了对其成分进行进一步的筛选，本发明利用感官评吸的结果作为试验依据，筛选出具有浓郁烟草本香的洗脱集份。在这一步骤中不仅缺乏浓郁烟草香气的集份需要被去除，那些使抽吸时具有刺激性的集份也需要被去除。
15.通过以上三次筛选，可以有效去除烟草中对香味没有贡献的成分以及刺激性大的成分，最后只需将具有较浓郁烟草本香的洗脱集份合并后减压浓缩至无液体蒸出，然后提纯即可获得期望的烟草净油，这种烟草净油烟草本香比较浓郁，且抽吸时不会增加刺激感。
16.值得一提的是，在本技术的技术方案中，需要选择沸点相对较低的溶剂，以确保溶剂能迅速蒸出，缩短减压浓缩所需的时间，并使目标产物烟草净油在减压蒸发的过程中尽可能不损失。优选地，在本技术的原料提取和柱层析分离步骤中，选用的有机溶剂的沸点在70℃以下。
17.在一些实施方案中，感官评吸测定的步骤包括：在每一种洗脱集份中取一部分分别进行减压浓缩后得到第二浓缩液，将多种第二浓缩液稀释后分别加入空白卷烟中进行感官评吸。第二浓缩液在添加到空白卷烟之前，需要经过食用乙醇或丙二醇等烟用加香溶剂的稀释。
18.在集份筛选步骤中，参照gb 5606.4—2005，当香气打分的满分是10分时，筛选出香气打分在6分以上的洗脱集份。当然，在实践中，可以根据需求进一步筛选出烟草的风格特征更加明显的洗脱集份，例如选出香气打分在7分以上或者8分以上的洗脱集份，将其合并。表1中列出了按照上述标准进行香气打分时，各分数段对应的感官评吸结果描述。
19.感官评吸参照《gb 5606.4—2005卷烟第4部分：感官技术要求》进行，由贵州中烟有限责任公司组织评吸专家完成。
20.表1.
[0021][0022]
使用感官评吸的结果作为柱层析洗脱液集份筛选的依据，相比于现有技术中采用颜色和气味等特征作为筛选依据更加准确，使烟草净油中对烟草本香没有贡献的成分和对抽吸造成刺激的成分能被有效去除。
[0023]
在一些实施方案中，在柱层析分离步骤中使用的溶剂包括正己烷、乙醚和甲醇。更具体地，包括分别由正己烷、乙醚和甲醇形成的有机溶剂，以及由正己烷、乙醚和甲醇中的两种混合获得的多种极性的有机溶剂
[0024]
正己烷、乙醚和甲醇极性差异明显，且成本低、易获得、易处理，是实验室和工业生产中获得烟草提取物常用的溶剂体系。正己烷是一种非极性的溶剂，乙醚和甲醇的极性在3～7之间。当然，在其他可能的实施例中，可以采用如石油醚等作为非极性的溶剂，或者采用二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇、丙酮、乙二醇等作为极性溶剂使用。在本发明中优选无毒且沸点低易去除的溶剂及其混合溶剂作为柱层析时的洗脱溶剂使用。
[0025]
在一些实施方案中，在柱层析分离步骤中使用的溶剂依次为正己烷，体积比为9:1 的正己烷-乙醚混合溶剂，体积比为7:3的正己烷-乙醚混合溶剂，乙醚，体积比为98:2 的乙醚-甲醇混合溶剂，体积比为9:1的乙醚-甲醇混合溶剂，以及甲醇。
[0026]
在本发明的一个实施例中，采用的洗脱溶剂体系即为上述的7种溶剂。其中提到的正己烷、乙醚和甲醇是纯溶剂，剩余的是混合溶剂。当然，本发明对混合溶剂中使用的有机溶剂的体积比不做限定，在其他的实施例中，也可采用不同体积比的混合溶剂进行洗脱。
[0027]
在一些实施方案中，如果采用上述的溶剂体系，则收集使用体积比为98:2的乙醚
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甲醇混合溶剂，体积比为9:1的乙醚-甲醇混合溶剂以及甲醇作为溶剂的洗脱集份，将这三种洗脱集份合并后减压蒸馏至无液体蒸出，即得烟草净油。
[0028]
在一些实施方案中，上述制备方法满足下述工艺条件中的至少一项：
[0029]
在原料提取时使用水浴控温，水浴的温度为40～60℃；
[0030]
控制水浴温度在较低的范围，且配合减压操作，能缩短去除有机溶剂所需的时间，并且不破坏致香物质的结构。
[0031]
在原料提取步骤中，烟草粉末的质量与有机溶剂的体积比为1:(5～20)，其中当烟草粉末的质量单位为克时，有机溶剂的体积单位为毫升；
[0032]
在原料提取步骤中，还包括干燥和除去提取液中不溶物的步骤。
[0033]
本发明第二方面提供一种烟草净油，采用上述任一种制备方法制得。
[0034]
上述烟草净油在使用时需要在其中加入烟用加香溶剂对其进行稀释，使用的烟用加香溶剂的体积与原料提取步骤中使用的烟草粉末的质量比为(0.5～2):1，其中当烟草粉末的质量单位为克时，烟用加香溶剂的体积单位为毫升。本发明中使用的常见的烟用加香
溶剂可以是食用乙醇、丙二醇、甘油或这些溶剂的混合溶剂。
[0035]
本发明中的烟草净油可以用在烟支的发烟段，即烟支产生气溶胶的部分，也可用在烟支的过滤段，丰富抽吸的口感。
[0036]
本发明的第三方面提供一种发烟基质，包括烟草原料和经过上述使用方法稀释后的烟草净油，其中稀释后的烟草净油与烟草原料的质量比为0.05％～0.5％。
[0037]
发烟基质可以用于传统卷烟或加热卷烟，适于在明火点燃(800℃)或者加热不燃烧(200～500℃)的状态下使用。
[0038]
本发明的第四方面提供一种烟草制品，含有上述的烟草净油或上述的发烟基质。
[0039]
本发明的烟草净油的制备方法，通过多次的筛选和提纯的步骤，能有效地将烟草提取物中对烟草本香没有贡献的成分以及抽吸时会产生刺激性的成分去除，获得具有浓郁烟草本香的烟草净油。
具体实施方式
[0040]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0041]
本发明的一个具体实施例，包括依次按下述步骤进行的工艺：
[0042]
(1)原料提取：取20g烟草粉末和200ml二氯甲烷混合，在50℃水浴下回流提取4h后过滤，滤液中加入无水硫酸钠进行干燥。干燥后的滤液于40℃水浴中减压浓缩至原滤液体积的1/40左右，获得第一浓缩液，在本实施例中，第一浓缩液的体积约为5ml。
[0043]
(2)柱层析分离：取一根内径为2cm，长90cm的玻璃层析柱，填充100-300目的硅胶至接近层析柱的顶部，使用正己烷湿法装柱，干法上样对第一浓缩液进行柱层析分离。
[0044]
具体地，按极性由小到大，依次使用
①
正己烷、
②
正己烷：乙醚(体积比9：1)、
③
正己烷：乙醚(体积比7：3)、
④
乙醚、
⑤
乙醚：甲醇(体积比98：2)、
⑥
乙醚：甲醇(体积比9：1)、
⑦
甲醇，进行洗脱。这七种洗脱溶剂的体积均为200ml，分别收集上述七种溶剂的洗脱液，得到七个洗脱集份。
[0045]
(3)集份筛选：在七个洗脱集份中选取适量溶液分别进行减压浓缩后得到第二浓缩液，将获得的多个第二浓缩液使用食用级乙醇或丙二醇等烟用加香溶剂稀释后分别加入到空白卷烟中进行感官评吸。感官评吸按照上述的方法和标准进行。在本实施例中，使用
⑤‑⑦
的洗脱溶剂获得的洗脱集份的感官评价打分均在6分以上，具有浓郁的烟草本香且无强烈的抽吸刺激感。使用
①‑④
的洗脱溶剂获得的洗脱液的感官评价打分在6分以下，需要舍弃，在后续步骤中将
⑤‑⑦
的洗脱溶剂获得的洗脱集份合并。
[0046]
进一步地，在本实施例中，还使用了gc/ms对洗脱集份进行了定性和定量分析。 gc/ms的面积归一化定量结果如表2-表8所示，可以对洗脱液的成分及其含量做大致判断。表2-表8分别记载了使用上述编号为
①‑⑦
的洗脱溶剂获得的洗脱液的分析结果。在进行
gc/ms时使用的是经过蒸发浓缩的洗脱液。
[0047]
从表2-表8的分析结果可以看出，使用洗脱溶剂
①‑③
获得的主要烟草成分是烷烃等，不是致香成分；用洗脱溶剂
④
获得的是苯系物含量较高的烟草成分，可能引起卷烟烟气刺激感增加等不适反应。采用洗脱溶剂
⑤‑⑦
获得的洗脱集份中含有常见的重要的烟草香味成分苯甲醇、苯乙醇、茄酮、降茄二酮、巨豆三烯酮、香叶基丙酮、金合欢基丙酮、法尼基丙酮等。gc/ms的分析结果可以佐证感官评吸的准确性。
[0048]
(4)产物提纯：将合并后的洗脱集份减压浓缩至无液体蒸出，得到烟草净油。进一步地，可以将上述烟草净油使用烟用加香溶剂稀释后按烟草原料质量的 0.05％～0.5％，在卷烟生产加料或者加香的过程中均匀地添加至叶组配方中。其中稀释时使用的烟用加香溶剂为乙醇，使用量是20ml。
[0049]
本实施例获得的烟草净油中有效去除了烟草中对香味没有贡献的烷烃等成分，以及抽吸时会带来刺激感的苯系物等，使含有这种烟草净油的卷烟在抽吸时能挥发出具有浓郁的烟草本香，且不会增加刺激感。
[0050]
表2
[0051][0052][0053]
表3
[0054][0055]
表4
[0056][0057]
表5
[0058]
[0059][0060]
表6
[0061]
[0062][0063]
表7
[0064]
[0065][0066]
表8
[0067][0068]
在柱层析分离以及集份筛选的过程中，使用本实施例公开的溶剂体系时，在实验室探索的过程时，需要先对每一种流出集份进行感官评吸以确定哪些集份中含有符合要求的致香物质。在后续的扩大化的工业生产中，若使用相同的溶剂体系对烟草粉末或其他形式的烟草原料进行提取时，可以直接收集溶剂为
⑤‑⑦
的集份将其合并，即省略感官评吸的步骤，将合并后的液体浓缩回收溶剂后，即得目标烟草净油。
[0069]
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。