一种卷烟、降温增香微胶囊及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种卷烟、降温增香微胶囊及其制备方法和应用 (Cigarette, cooling and aroma-enhancing microcapsule and preparation method and application thereof ) 是由 韩路 田海英 楚文娟 万纪强 高明奇 赵志伟 胡少东 付瑜锋 于 2021-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种卷烟、降温增香微胶囊及其制备方法和应用,降温增香微胶囊包括壁材和内容物,壁材包括聚碳酸亚丙酯和聚碳酸丁酯,且聚碳酸丁酯的质量为聚碳酸亚丙酯的质量的30％-50％,内容物为烟碱、烟用香精料和天然提取物中的至少一种,且内容物与壁材的质量比为1:(2-4)。降温增香微胶囊通过施加于滤棒中制备复合滤棒,取代现有技术中的聚乳酸薄膜降温单元而用于加热不燃烧卷烟中,使得加工工艺更为简便化、高效化。(The invention discloses a cigarette, a cooling and aroma-improving microcapsule and a preparation method and application thereof, wherein the cooling and aroma-improving microcapsule comprises a wall material and contents, the wall material comprises polypropylene carbonate and polybutylene carbonate, the mass of the polybutylene carbonate is 30-50% of that of the polypropylene carbonate, the contents are at least one of nicotine, tobacco essence and natural extracts, and the mass ratio of the contents to the wall material is 1 (2-4). The temperature-reducing and aroma-enhancing microcapsule is applied to the filter stick to prepare the composite filter stick, and is used for heating non-combustible cigarettes instead of a polylactic acid film temperature-reducing unit in the prior art, so that the processing technology is simpler and more efficient.)
技术领域
本发明涉及卷烟制造领域，更具体地，涉及一种卷烟、降温增香微胶囊及其制备方法和应用。
背景技术
现有的加热不燃烧卷烟普遍存在烟气温度较高的问题。而且，受加热温度限制，烟草物质裂解不充分的影响，加热不燃烧卷烟的释放物仅为传统烟草的5％左右，故加热不燃烧卷烟还存在烟雾量不足、香气量低等问题。
近年来，缓释降温材料的开发成为新型加热不燃烧卷烟领域的研究热点。市售的加热不燃烧卷烟产品大多采用了多段式的烟支设计，以对烟芯段产生的烟气进行处理。多段式烟支的降温单元由经压纹处理的聚乳酸膜聚拢而成，当高温烟气流经降温段时聚乳酸吸热发生相变，从而降低烟气温度。但是，聚乳酸膜的降温幅度有限，且不易实现增香补香功能。
在加热不燃烧卷烟中添加具有特殊香气的颗粒材料，同时实现烟气降温增香功能是目前备受关注的一种技术手段。现有的颗粒材料中，较多的采用无机多孔材料，或以明胶、壳聚糖、海藻酸钠等为壁材得到香料微胶囊，需配合使用聚乳酸等相变材料来实现降温增香功能。
因此，如何提供一种可实现生物降解，同时实现烟气降温及增补烟香，提升加热不燃烧卷烟产品的感官品质的微胶囊成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可实现生物降解，同时实现烟气降温及增补烟香，提升加热不燃烧卷烟产品的感官品质的降温增香微胶囊的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种降温增香微胶囊。
该降温增香微胶囊包括壁材和内容物，所述壁材包括聚碳酸亚丙酯和聚碳酸丁酯，且聚碳酸丁酯的质量为聚碳酸亚丙酯的质量的30％-50％，所述内容物为烟碱、烟用香精料和天然提取物中的至少一种，且所述内容物与所述壁材的质量比为1:(2-4)。
根据本发明的第二方面，提供了一种降温增香微胶囊的制备方法。
该降温增香微胶囊的制备方法包括如下步骤：
步骤(1)：将壁材原料溶解于二氯甲烷中，得到前驱溶液，其中，壁材原料包括聚碳酸亚丙酯和聚碳酸丁酯，且聚碳酸丁酯的质量为聚碳酸亚丙酯的质量的30％-50％，壁材原料和二氧甲烷的质量比为1:(20-30)；
步骤(2)：将内容物投入前驱溶液中，搅拌均匀得到第一溶液，其中，内容物与壁材原料的质量比为1:(2-4)，内容物为烟碱、烟用香精料和天然提取物中的至少一种；
步骤(3)：将聚乙烯醇、Span 80和水混合，得到第二溶液，其中，第二溶液中的聚乙烯醇的质量浓度为1.5％-3％，Span 80的质量浓度为0.2％-0.6％；
步骤(4)：根据第一溶液和第二溶液的体积比为1:(10-15)，将第一溶液加入高速搅拌的第二溶液中，得到混合溶液；
步骤(5)：在抽真空条件下继续搅拌混合溶液，将产物离心、水洗、干燥，即得到降温增香微胶囊。
可选的，所述步骤(1)中的壁材原料和二氧甲烷的质量比为1:25。
可选的，所述步骤(3)中的第二溶液中的聚乙烯醇的质量浓度为2％。
可选的，所述步骤(3)中的第二溶液中的Span 80的质量浓度为0.5％。
可选的，所述步骤(4)中第一溶液和第二溶液的体积比为1:10。
可选的，所述步骤(4)和步骤(5)中采用索式反应器。
可选的，所述步骤(5)中的时间为3-5h。
根据本发明的第三方面，提供了一种本公开的降温增香微胶囊在加热不燃烧卷烟中的应用，其中，所述降温增香微胶囊以50-80mg/支的添加量添加在加热不燃烧卷烟的滤棒中。
根据本发明的第四方面，提供了一种加热不燃烧卷烟。
该加热不燃烧卷烟包括顺次排布的滤嘴段、降温段、空管段和烟草段，所述降温段内设有本公开的降温增香微胶囊。
本公开的降温增香微胶囊具有以下优点：
(1)降温增香微胶囊采用生物可降解的高分子材料聚碳酸亚丙酯/聚碳酸丁酯复合高分子作为壁材，可有效包封烟用香精香料、天然提取物等功能性添加剂。同时，聚碳酸酯是一类拥有生物相容性的无毒害的高分子材料，因分子链中酯基的存在，可完全生物降解，环保无污染。
(2)聚碳酸亚丙酯/聚碳酸丁酯共混物是不相容体系，当聚碳酸丁酯在温度高于60℃开始吸热熔化时，微胶囊的囊壁局部破裂塌陷，从而释放胶囊内容物以丰富卷烟香气，并降低烟气温度。
(3)降温增香微胶囊通过施加于滤棒中制备复合滤棒，取代现有技术中的聚乳酸薄膜降温单元而用于加热不燃烧卷烟中，使得加工工艺更为简便化、高效化。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本公开的降温增香微胶囊的扫描电镜照片。
图2为本公开的降温增香微胶囊的粒径分布图。
图3为本公开的加热不燃烧卷烟实施例的结构示意图。
图中标示如下：
滤嘴段-1，降温段-2，空管段-3，烟草段-4。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
本公开提供的降温增香微胶囊包括壁材和内容物，壁材包括聚碳酸亚丙酯(PPC)和聚碳酸丁酯(PBC)，且聚碳酸丁酯的质量为聚碳酸亚丙酯的质量的30％-50％，内容物为烟碱、烟用香精料和天然提取物中的至少一种，且内容物与壁材的质量比为1:(2-4)。
本公开提供的降温增香微胶囊的制备方法包括如下步骤：
步骤(1)：将壁材原料溶解于二氯甲烷中，得到前驱溶液，其中，壁材原料包括壁材包括聚碳酸亚丙酯和聚碳酸丁酯，且聚碳酸丁酯的质量为聚碳酸亚丙酯的质量的30％-50％，壁材原料和二氧甲烷的质量比为1:(20-30)。
步骤(1)中的壁材原料和二氧甲烷的质量比可为1:25。
步骤(2)：将内容物投入前驱溶液中，搅拌均匀得到第一溶液，其中，内容物与壁材原料的质量比为1:(2-4)，内容物为烟碱、烟用香精料和天然提取物中的至少一种。
步骤(3)：将聚乙烯醇、Span 80和水混合，得到第二溶液，其中，第二溶液中的聚乙烯醇的质量浓度为1.5％-3％，Span 80的质量浓度为0.2％-0.6％。
步骤(3)中的第二溶液中的聚乙烯醇的质量浓度可为2％。
步骤(3)中的第二溶液中的Span 80的质量浓度可为0.5％。
步骤(4)：根据第一溶液和第二溶液的体积比为1:(10-15)，将第一溶液加入高速搅拌的第二溶液中，得到混合溶液。高速搅拌的速率可例如为600-1000rpm。
步骤(4)中第一溶液和第二溶液的体积比为1:10。
步骤(5)：在抽真空条件下继续搅拌混合溶液，将产物离心、水洗、干燥，即得到降温增香微胶囊。
步骤(4)和步骤(5)中可采用索式反应器。
步骤(5)中的时间可为3-5h。
本公开提供的降温增香微胶囊在加热不燃烧卷烟中的应用具体为：降温增香微胶囊以50-80mg/支的添加量添加在加热不燃烧卷烟的滤棒中。
如图3所示，本公开提供的加热不燃烧卷烟包括顺次排布的滤嘴段1、降温段2、空管段3和烟草段4。降温段2内设有本公开的降温增香微胶囊。
具体实施时，降温段2内的降温增香微胶囊的含量为50-80mg。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。
实施例1
将2g PPC和0.6g PBC溶解于50mL二氯甲烷中，随后加入1g甜橙油，搅拌均匀，得到第一溶液。将2wt％聚乙烯醇和0.5wt％Span 80的水溶液(500mL)加入索氏反应器中，随后加入上述第一溶液，于800rpm转速、20kPa真空度下搅拌反应3h。反应结束后，将固体产物离心收集，水洗，干燥，即得到甜橙油微胶囊。
将甜橙油微胶囊添加至滤棒中，随后复合卷制得到四段式(图3所示)烟支成品，其中烟支滤棒中添加60mg甜橙油微胶囊。
实施例2
将2g PPC和0.8g PBC溶解于50mL二氯甲烷中，随后加入0.8g苹果香精，搅拌均匀，得到第一溶液。将2wt％聚乙烯醇和0.5wt％Span 80的水溶液(500mL)加入索氏反应器中，随后加入上述第一溶液，于800rpm转速、20kPa真空度下搅拌反应3h。反应结束后，将固体产物离心收集，水洗，干燥，即得到苹果香精微胶囊。
将苹果香精微胶囊添加至滤棒中，随后复合卷制得到四段式(图3所示)烟支成品，其中烟支滤棒中添加60mg苹果香精微胶囊。
实施例3
将2g PPC和0.8g PBC溶解于50mL二氯甲烷中，随后加入0.8g草莓香精，搅拌均匀，得到第一溶液。将2wt％聚乙烯醇和0.5wt％Span 80的水溶液(500mL)加入索氏反应器中，随后加入上述第一溶液，于800rpm转速、20kPa真空度下搅拌反应3h。反应结束后，将固体产物离心收集，水洗，干燥，即得到草莓香精微胶囊。
将草莓香精微胶囊添加至滤棒中，随后复合卷制得到四段式(图3所示)烟支成品，其中烟支滤棒中添加60mg草莓香精微胶囊。
在标准抽吸模式下，使用加热卷烟吸烟机自带的热电偶测温装置测试实施例1-3制备的烟支滤嘴出口端的烟气温度，结果见表1。同时，参照YC/T 138感官评价方法对实施例1-3制备的烟支的香气、协调、杂气、刺激性、余味和烟雾量进行评价，结果见表2。对照样品为现有技术烟支。
表1 烟气温度测试结果
表2 感官评价结果
由表1和表2可见，滤棒中添加本公开的降温增香微胶囊，可以有效降低烟气温度，提升香气量，改善卷烟吸食品质。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
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