專利名稱：一種高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法
技術領域：
本發明屬于卷煙制造領域，涉及降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的技術，具體涉及一種利用β-胡蘿卜素/β-環糊精包合物作為卷煙濾嘴/濾棒添加劑，高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法。
背景技術：
煙草特有亞硝胺(TSNAs)是煙草中N-亞硝胺含量最豐富的一類亞硝胺物質，只存在于煙草、煙草制品和卷煙煙氣體中，TSNAs的含量對正確評價吸煙對健康的危害具有重要意義。國際癌癥研究署(IARC)對加拿大政府名單中有害成分的毒性評價結果表明，
4-(N-甲基-N—亞硝胺)-I- (3-吡啶基)-丁酮(NNK)和N-亞硝基去甲基煙堿(NNN)純化學成分為可疑的人體致癌成分。為了減少煙草特有亞硝胺對吸煙者和被動吸煙者健康可能帶來的傷害，控制他們在煙草制品中的釋放量，已成為一項重要的課題。目前研究較為深入的TSNAs是ΝΝΝ、ΝΝΚ、N-亞硝基新煙草堿(NAT)、N-亞硝基假木賊堿(NAB)。由于絕大部分卷煙煙氣中的N-亞硝胺是從煙絲中轉移而來的，因此，目前主要的研究重點是從農業的角度來降低煙草中的各種N-亞硝胺的含量。但是，采用適當工業技術也可以有效地降低卷煙煙氣中N-亞硝胺的釋放量。基于此，多年來，人們作了許多努力，主要采取吸附或催化的技術試圖降低卷煙煙氣中的TSNAs，但成功應用于卷煙生產的并不多。希臘黃金濾嘴公司(Golden Filter S A)最近研制開發了一種新型生物濾嘴，它是將血紅蛋白滲透在活性炭里，再將這種吸附有血紅蛋白的活性炭置于醋纖濾嘴的中部空腔內制成三元復合濾嘴，能有效地過濾煙氣中的TSNAs有害化學成分。蕪湖卷煙廠將合成的介孔納米材料應用于復合卷煙濾棒，可以有效降低卷煙煙氣中特有N-亞硝胺，生產出了都寶(醇和)、都寶(時尚銀)等卷煙。北京卷煙廠將合成的納米材料應用于制絲生產和復合卷煙濾棒生產，可以選擇性降低卷煙煙氣中煙草特有N-亞硝胺NNN、NAT、NAB和NNK的幅度分別為53. 9%,53. 0%、55· 6%和52. 9%，生產了中南海(納米3mg)、中南海(藍色風尚)等卷煙。但是，利用胡蘿卜素/β_環糊精包合物大幅度降低卷煙煙氣中煙草特有N-亞硝胺尚無報道。
發明內容
發明目的針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，將其用作卷煙濾嘴添加劑，其應用添加方便、用量少，使得應用后的卷煙濾嘴能夠選擇性高效降低卷煙煙氣中的主要煙草特有亞硝胺的釋放量。技術方案為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下
一種高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法在卷煙濾嘴中，制備卷煙濾嘴的均質濾棒中，或，制備二元、三元復合濾棒的基材濾棒中，添加胡蘿卜素/β_環糊精包合物，在吸煙過程中，通過胡蘿卜素/β_環糊精包合物對特有亞硝胺的選擇性結合，實現高效降害。
所述的β_胡蘿卜素/β_環糊精包合物由β_胡蘿卜素與β_環糊精組成，β_胡蘿卜素與β-環糊精的重量比為I :廣80。所述β -胡蘿卜素/ β -環糊精包合物,使用的包合工藝為飽和水溶液法，具體為稱取環糊精溶于蒸餾水中，得到環糊精飽和水溶液；稱取胡蘿卜素溶于丙酮，過濾除去不溶物，得胡蘿卜素丙酮溶液；將胡蘿卜素丙酮溶液滴入環糊精水溶液中，混合物通N2保護，密封避光，30 70°C下攪拌5h ;先冷卻至室溫，再冷藏24h，抽濾，并分別用蒸餾水和無水乙醇快速洗滌，在40 50°C下真空干燥6h，研碎得淺桔黃色粉末β-胡蘿卜素/β_環糊精包合物，過40目篩待用。其中，β -環糊精溶于蒸餾水中，加熱至30 70°C使之溶解，得到β -環糊精水溶液。
據需要降低卷煙煙氣中的主要煙草特有亞硝胺類化合物的量進行調節，優選為6 IOmg/支卷煙。所述的均質濾棒包括醋酸纖維濾棒、聚丙烯纖維濾棒和紙質濾棒。所述的二元、三元復合濾棒的基材濾棒包括醋酸纖維濾棒、聚丙烯纖維濾棒和紙質濾棒。β -環糊精是由7個葡萄糖分子以α -1，4-糖苷鍵相連成環的大環化合物，主體構相是一個中間有空洞，兩端不封閉的圓筒，其結構式如下所示
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作為有序介質的一種，其顯著的特征是具有腔內疏水、腔外親水的“錐筒形”的特殊結構，特殊的非極性疏水空腔賦予了 β_環糊精能以范德華力、疏水作用和氫鍵等作用力，與一些極性、大小、形狀及性子相匹配的客體分子或某些客體分子的疏水性基團形成包合物的能力，并形成結構穩定的包合物，在分離、吸附含苯類物質方面顯示了獨特的優勢。β -胡蘿卜素分子中含有2個白芷酮環和I個C18聚異戊二烯長鏈，其不飽和鏈上9個碳碳雙鍵構成了一個共軛體系，其結構式如下所示
β -胡蘿卜素分子具有重要的生理作用，在抗氧化和抗癌等方面具有重要的作用，也是一種重要的天然食用色素。若將β-胡蘿卜素添加到卷煙濾嘴中，在卷煙抽吸時，當β-胡蘿卜素受到空氣中的氧及主流煙氣中的單線態的氧分子的攻擊將有可能發生裂解，進而起到增香的作用。然而，雙鍵的存在使得β-胡蘿卜素極不穩定，易氧化失去生理活性。為此，采用環糊精為主體分子，胡蘿卜素為客體分子，按照現行的文獻報道結果，通過超聲法或水溶液法，使得β_胡蘿卜素包合到β_環糊精空腔中，從而制得不同含量的穩定的β_胡蘿卜素/環糊精包合物。利用β -胡蘿卜素/β_環糊精包合物能與卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺物質有效的選擇性結合的特性，將其應用添加到卷煙濾嘴中，獲得了較好的降害效果，同時有利于提高卷煙煙氣的香吃味；并找到其添加的最合適用量，為其大規模生產應用打下堅實的基礎。β -胡蘿卜素/ β -環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濾棒中，特別適合添加到制備二元、三元復合濾棒的基材濾棒中；添加量小；能夠顯著地選擇性降低卷煙煙氣中主要酚類化合物的含量；該技術可操作性強，具有很好的推廣應用價值。應用胡蘿卜素/β_環糊精包合物于卷煙濾嘴后，對卷煙煙氣中ΝΝΝ、ΝΝΚ、ΝΑΤ、NAB等煙草特有亞硝胺分子具有優異的選擇性濾除作用。 有益效果與現有技術相比，本發明的高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，主要優點包括(I)能顯著降低卷煙煙氣中ΝΝΝ、ΝΝΚ、ΝΑΤ、ΝΑΒ等煙草特有亞硝胺物質的釋放量；(2) β -胡蘿卜素/ β -環糊精包合物添加量少，有利于卷煙的香吃味提高，實際生產應用可行性大；(3) β-胡蘿卜素/β-環糊精包合物添加方式簡單，可在濾棒生產過程中加入，操作方便，具有很好的實用性，能產生較好的經濟效益和社會效應。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明。實施例I
稱取526mgi3-環糊精加入于IOmL蒸餾水，加熱至50°C使之溶解，得到β -環糊精溶液。稱取IOmgii-胡蘿卜素溶解在IOmL丙酮溶液中，過濾除去不溶物，在不斷攪拌下滴加入β -環糊精水溶液中。混合物通N2保護，密封避光，于50°C下攪拌5h。混合物冷卻至室溫，置冰箱內冷藏24h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6h，研碎得淺桔黃色粉末胡蘿卜素/β_環糊精包合物，過40目篩，定量稱取，以6mg/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夕卜，其它如卷煙材輔料、尺寸規格、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型自動吸煙機在標準抽吸條件下抽吸，收集煙氣試驗，然后按照GB/T 23228-2008相關要求進行NNN、NNK, NAT、NAB等化合物的測定，具體檢測數據見下表I。從表I結果可知，β_胡蘿卜素/β_環糊精包合物具有較好地降低卷煙煙氣中的主要煙草特有亞硝胺的作用，與對照卷煙相比，對NNK的降低幅度為36. 75%，對其它幾種酚類化合物的降低幅度也都在30%以上，同時經專業卷煙感官評吸人員進行評吸后，認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I β -胡蘿卜素/ β -環糊精包合物降低特有亞硝胺的效果
權利要求
1.一種高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，其特征在干在卷煙濾嘴中，制備卷煙濾嘴的均質濾棒中，或，制備ニ元、三元復合濾棒的基材濾棒中，添加β-胡蘿卜素/β-環糊精包合物，在吸煙過程中，通過β-胡蘿卜素/β-環糊精包合物對特有亞硝胺的選擇性結合，實現高效降害。
2.根據權利要求I所述的高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，其特征在于，所述的胡蘿卜素/環糊精包合物由胡蘿卜素與環糊精組成，胡蘿卜素與β -環糊精的重量比為I :20 80。
3.根據權利要求I或2所述的高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，其特征在于，所述β -胡蘿卜素/ β -環糊精包合物由以下方法制備 稱取環糊精溶于蒸餾水中，得到環糊精水溶液；稱取胡蘿卜素溶于丙酮，過濾除去不溶物，得β-胡蘿卜素丙酮溶液；將胡蘿卜素丙酮溶液滴入環糊精水溶液中，混合物通N2保護，密封避光，30 70°C下攪拌5h ;先冷卻至室溫，再冷藏24h，抽濾，并分別用蒸餾水和無水こ醇快速洗滌，在40 50°C下真空干燥6h，研碎得淺桔黃色粉末β-胡蘿卜素/環糊精包合物，過40目篩待用。
4.根據權利要求3所述的高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，其特征在于，所述的環糊精溶于蒸餾水中，加熱至30 70°C使之溶解，得到β-環糊精水溶液。
5.根據權利要求I所述的高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，其特征在于，所述的β -胡蘿卜素/β -環糊精包合物的用量為5 20mg/支卷煙。
6.根據權利要求I或5所述的高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，其特征在于，所述的胡蘿卜素/環糊精包合物的用量為6 IOmg/支卷煙。
7.根據權利要求I所述的高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，其特征在于，所述的均質濾棒包括醋酸纖維濾棒、聚丙烯纖維濾棒和紙質濾棒。
8.根據權利要求I所述的高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，其特征在于，所述的ニ元、三元復合濾棒的基材濾棒包括醋酸纖維濾棒、聚丙烯纖維濾棒和紙質濾棒。
全文摘要
本發明公開了一種高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法在卷煙濾嘴中，制備卷煙濾嘴的均質濾棒中，或，制備二元、三元復合濾棒的基材濾棒中，添加β-胡蘿卜素/β-環糊精包合物，在吸煙過程中，通過β-胡蘿卜素/β-環糊精包合物對特有亞硝胺的選擇性結合，實現高效降害。本發明的高效降低卷煙煙氣中特有亞硝胺的方法，主要優點包括(1)能顯著降低卷煙煙氣中NNN、NNK、NAT、NAB等煙草特有亞硝胺物質的釋放量；(2)β-胡蘿卜素/β-環糊精包合物添加量少，有利于卷煙的香吃味提高，實際生產應用可行性大；(3)β-胡蘿卜素/β-環糊精包合物添加方式簡單，可在濾棒生產過程中加入，操作方便，具有很好的實用性。
文檔編號A24B15/30GK102813279SQ20121031449
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月30日 優先權日2012年8月30日
發明者廖惠云, 李朝建, 莊亞東, 朱瑩, 沈曉晨, 張映, 熊曉敏 申請人:江蘇中煙工業有限責任公司