一种复合多孔热释持香烟用香料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种复合多孔热释持香烟用香料及其制备方法 (Composite porous heat-release perfume for cigarettes and preparation method thereof ) 是由 魏敏 叶明樵 董爱君 杨俊鹏 肜霖 李俊升 于 2021-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于烟用添加剂领域,具体涉及一种复合多孔热释持香烟用香料及其制备方法。本发明采用烟末废料高压加热,然后加入苹果酸高温煅烧,制备烟草多孔材料,再加热浸渍负载相变材料肉豆蔻酸,增强对香料的吸附均匀稳定性,大幅改善对香料快速稳定热释性能,接着浸泡均匀吸附莳萝醛、丁香醛等香料制成复合多孔热释持香烟用香料,使特征辛香香气常温稳定储存,受热快速稳定热释放。将复合多孔香烟用香料的超微粉末加入到三醋酸甘油酯中,在线应用于卷烟工业生产,提供自然、强烈的辛香特征香气,常温稳定性好,燃吸或加热时热释辛香特征明显、持久均匀,协调、丰富烟香,提高卷烟抽吸感官质量。(The invention belongs to the field of tobacco additives, and particularly relates to a composite porous heat-release perfume for cigarettes and a preparation method thereof. According to the invention, tobacco powder waste is heated under high pressure, then malic acid is added for high-temperature calcination to prepare a tobacco porous material, then the tobacco porous material is heated and impregnated with the phase-change material myristic acid, so that the uniform adsorption stability of the spice is enhanced, the rapid and stable heat release performance of the spice is greatly improved, and then the dill aldehyde, syringaldehyde and other spices are uniformly adsorbed by soaking to prepare the spice for the composite porous heat release cigarette, so that the characteristic spicy fragrance is stably stored at normal temperature and is rapidly and stably released by heating. The ultramicro powder of the compound porous perfume for cigarettes is added into glycerol triacetate, is applied to the industrial production of cigarettes on line, provides natural and strong spicy characteristic fragrance, has good stability at normal temperature, has obvious, lasting and uniform heat release spicy characteristic when being burnt or heated, coordinates and enriches the cigarette fragrance, and improves the smoking sensory quality of the cigarettes.)
技术领域
本发明属于烟用添加剂领域，具体涉及一种复合多孔热释持香烟用香料及其制备方法。
背景技术
传统和新型烟草均有香味补偿、增香丰香持香的需求。香味物质作为烟草添加剂，具有调香、增加甜润度、改善吸味、减轻刺激，提高烟草品质的作用。目前，烟用香味物质大多具有沸点低，易挥发的特点，受外界因素或燃烧受热的影响，其香味逐渐变淡，品质降低，使其应用范围受到一定限制，稳定缓释技术可有效地稳定和延缓烟草香味物质的释放速率，使香味持久稳定。目前，包合物稳定缓释技术在烟用香料缓释中应用较多。常见包合物为包合络合物和微胶囊，能保持包合对象的稳定性，加热时能缓慢释放包合的对象。一些吸附香料的缓释材料中，如多孔材料活性炭等，吸附和保留香精的能力都很强，但是当烟气通过时，仅有少量的香精进入主流烟气中，因此在卷烟燃吸和加热时活性炭缓释香料的释放能力弱，特征香气难以释放出来；微胶囊加香技术，温度、压力对微胶囊影响较大，香气释放不均匀；离子交换树脂加香技术，性质稳定，持香性好，具备较好的缓释性能，但适用香料范围窄，成本高。
张欣等提出一种光控缓释的棒状二氧化硅纳米香料的制备方法（发明专利，受理号CN201810358478 .X），采用纳米介孔二氧化硅对香料进行包载并制备了光响应缓控释纳米香料用于墙纸增香，具有常温持香缓释效果，但热重实验显示热释性能不强。目前的包合物缓释材料存在材料成分和工艺复杂、原料和加工成本较高、热释香效果特征性不明显和稳定持久不够等缺陷和问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种复合多孔热释持香烟用香料及其制备方法，本发明的复合多孔热释持香烟用香料特征辛香香气常温稳定储存，受热快速稳定热释放，应用于卷烟中可提供自然、强烈的辛香特征香气，常温稳定性好，燃吸或加热时热释辛香特征明显、持久均匀，提高卷烟抽吸感官质量。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种复合多孔热释持香烟用香料，其特征在于，所述香烟用香料由负载相变材料的多孔材料吸附香料而制得；
其中，所述相变材料的官能团为羟基、羧基、氨基、酮中的一种或二种以上；所述香料含醛基。
本发明较优的技术方案：所述相变材料的官能团含羧基。
本发明较优的技术方案：所述相变材料为脂肪酸。
本发明较优的技术方案：所述脂肪酸为肉豆蔻酸。
本发明较优的技术方案：所述香料含莳萝醛和/或丁香醛。
本发明还提供一种复合多孔热释持香烟用香料的制备方法，包括以下步骤：
S1. 制备多孔材料；
S2. 将S1所述多孔材料与相变材料加热浸渍制得多孔-相变复合材料；
S3. 将权利要求5所述香料的乙醇溶液加入到S2所述的多孔-相变复合材料中，经超声浸泡后得到复合多孔热释持香烟用香料；
S4. 将S3所述复合多孔热释持香烟用香料进行低温高速剪切、摩擦、粉碎得到复合多孔热释持香烟用香料超微粉末。
本发明较优的技术方案：步骤S1中，首先将废弃烟料经加压加热制得烟草样品，随后加入苹果酸高温煅烧得到所述多孔材料。
本发明较优的技术方案：所述步骤S1中，加压加热系统为200-500 MPa，180~225℃，加热2~5 h；所述高温煅烧条件为800~1000℃，1~2 h。
本发明较优的技术方案：进行步骤S2前，首先将所述相变材料加热熔融。
本发明较优的技术方案：步骤S2中，所述加热温度为80~95℃；所述浸渍时间为0.5~1.5 h。
本发明的有益效果在于：
本发明采用烟杆、烟梗、烟叶等碎末高压加热，然后加入苹果酸高温煅烧，制备烟草多孔材料，再加热浸渍负载相变材料肉豆蔻酸，增强对香料的吸附均匀稳定性，大幅改善对香料快速稳定热释性能，接着浸泡均匀吸附莳萝醛、丁香醛等香料制成复合多孔热释持香烟用香料，使特征辛香香气常温稳定储存，受热快速稳定热释放。
本发明采用肉豆蔻酸在多孔材料表面引入羧基，增加了多孔材料表面的活性位点，进而与香料中的醛基结合，增强对香料的吸附性和常温稳定性，同时由于肉豆蔻酸具有吸热后固体熔融为液体的特性，因此可增加其吸附表面积，促进与香料的结合速率，从而增加香料的负载量，除了提供辛香特征气息，还能大幅改善提高对吸附香料的快速稳定热释放性。
本发明将复合多孔香烟用香料的超微粉末加入到三醋酸甘油酯中，在线应用于卷烟工业生产，提供自然、强烈的辛香特征香气，常温稳定性好，燃吸或加热时热释辛香特征明显、持久均匀，协调、丰富烟香，提高卷烟抽吸感官质量。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1复合多孔热释持香烟用香料的制备
（1）多孔材料的制备：将烟草工业废弃的烟杆、烟梗切碎，与废弃的烟叶碎末混合，放入加压加热系统（300 MPa，200 ℃加热3.5 h），再取出70份样品、3份苹果酸加入90 ℃的27份水中，混合均匀，保温浸泡6 h，抽滤，除去滤液，固体不溶物经-20℃冷冻6 h后，真空干燥脱水，然后采用马弗炉加热至900 ℃1.5 h，得到烟草多孔碳材料。水热法石墨化及有机酸碳化使多孔碳中更多的无序的碳转化为有序的石墨化碳，增加了材料的比表面积和吸附能力。
（2）多孔-相变复合材料的制备：首先取16份黄蓍树胶、18份肉豆蔻酸、1份氯化钠加热至90℃熔融，然后将（1）中的烟草多孔碳材料45份放入容器中，加热及电动匀速搅拌（150 rpm转速）1 h，；
（3）复合多孔热释持香烟用香料的制备：将20份辛香香料（包括莳萝醛、肉豆蔻油、丁香罗勒油、丁香醛），分散在50份无水乙醇中，边加热搅拌边慢慢加入到（2）所制备的多孔-相变复合材料中，超声10 min、功率30 KW，挥发乙醇，然后自然降温到室温，凝固为复合多孔热释持香烟用香料；
（4）复合多孔热释持香烟用香料超微粉末的制备：采用低温胶体磨机，将上述（3）中的复合多孔热释持香烟用香料进行低温高速剪切、摩擦、粉碎得到复合多孔热释持香烟用香料超微粉末。
其中，步骤（3）中莳萝醛、肉豆蔻油、丁香罗勒油、丁香醛为食品级烟用香料，质量比为1:1:1:1。
步骤（4）采用低温胶体磨机，将复合多孔烟用香料进行低温高速剪切、摩擦、粉碎为超微粉末，最大程度保留特征香气成分、抗菌活性成分等活性物质，储存、运输方便，常温稳定性好，对环境、操作工友好，锁住特征香气，不散发强烈刺激性气息，也使得添加到卷烟中的工艺更易于实现，方便添加。
实施例2复合多孔热释持香烟用香料的制备
（1）多孔材料的制备：将烟草工业废弃的烟杆、烟梗切碎，与废弃的烟叶碎末混合，放入加压加热系统（200 MPa，225℃加热2 h），再取出50份样品、1份苹果酸加入80℃的49份水中，混合均匀，保温浸泡12 h，抽滤，除去滤液，固体不溶物经-20℃冷冻8 h后，真空干燥脱水，然后采用马弗炉加热至1000℃1 h，得到多孔碳材料；
（2）多孔-相变复合材料的制备：首先取15份黄蓍树胶、14份肉豆蔻酸、1份氯化钠加热至80℃熔融，然后将（1）中的烟草生物多孔碳材料40份放入容器中，加热及电动匀速搅拌（100 rpm转速）1.5 h，保证液态黄蓍树胶、肉豆蔻酸充分覆盖多孔碳，并充分浸润碳骨架和孔隙中；
（3）复合多孔热释持香烟用香料的制备：将30份辛香香料（包括莳萝醛、肉豆蔻油、丁香罗勒油、丁香醛），分散在60份无水乙醇中，边加热搅拌边慢慢加入到（2）所制备的多孔-相变复合材料中，超声15 min、功率40 KW，挥发乙醇，然后自然降温到室温，凝固为复合多孔热释持香烟用香料；
（4）复合多孔热释持香烟用香料超微粉末的制备：采用低温胶体磨机，将上述（3）中的复合多孔热释持香烟用香料进行低温高速剪切、摩擦、粉碎得到复合多孔热释持香烟用香料超微粉末。
其中，步骤（3）中莳萝醛、肉豆蔻油、丁香罗勒油、丁香醛为食品级烟用香料，质量比为0.5:0.5:0.5:1。
实施例3复合多孔热释持香烟用香料的制备
（1）多孔材料的制备：将烟草工业废弃的烟杆、烟梗切碎，与废弃的烟叶碎末混合，放入加压加热系统（500 MPa，180℃加热5 h），再取出90份样品、5份苹果酸和95℃的5份水混合均匀，保温浸润8 h，抽滤，除去滤液，固体不溶物经-20℃冷冻4 h后，真空干燥脱水，然后采用马弗炉加热至800℃2 h，得到烟草多孔碳材料；
（2）多孔-相变复合材料的制备：首先取20份黄蓍树胶、25份肉豆蔻酸、1份氯化钠加热至95℃熔融，然后将（1）中的烟草生物多孔碳材料50份放入容器中，加热及电动匀速搅拌（300 rpm转速）0.5 h，保证液态黄蓍树胶、肉豆蔻酸充分覆盖多孔碳，并充分浸润碳骨架和孔隙中；
（3）复合多孔热释持香烟用香料的制备：将5份辛香香料（包括莳萝醛、肉豆蔻油、丁香罗勒油、丁香醛），分散在10份无水乙醇中，边加热搅拌边慢慢加入到（2）所制备的多孔-相变复合材料中，超声5 min、功率20 KW，挥发乙醇，然后自然降温到室温，凝固为复合多孔热释持香烟用香料；
（4）复合多孔热释持香烟用香料超微粉末的制备：采用低温胶体磨机，将上述（3）中的复合多孔热释持香烟用香料进行低温高速剪切、摩擦、粉碎得到复合多孔热释持香烟用香料超微粉末。
其中，步骤（3）中莳萝醛、肉豆蔻油、丁香罗勒油、丁香醛为食品级烟用香料，质量比为2:2:2:1。
比较例1
复合多孔热释持香烟用香料的制备中不添加多孔-相变复合材料，其他均同实施例3。
比较例2
复合多孔热释持香烟用香料的制备中使用多孔碳材料替代多孔-相变复合材料，其他均同实施例3。
比较例3
多孔-相变复合材料的制备中使用不含羧基官能团的相变材料石蜡替代肉豆蔻酸，其他均同实施例3
评价
1、评价过程
A、保留率
将所制备的香料加入烟用三醋酸甘油酯，混合均匀，模拟香料的储存条件，在恒温40℃的鼓风烘箱，敞开空气环境中放置15天后香料的保留量通过称重法得出，随后计算出保留率，保留率=保留量/添加量。
B、热释放量
将所制备的香料加入烟用三醋酸甘油酯，混合均匀后放置15天，经80 ℃加热10min后，实际热释放的质量按初始添加量减去保留量计算得到。
C、感官评价
将实施例3、比较例1、比较例2和比较例3所制备的香烟用香料的三甘酯按常规工艺参数卷制成卷烟，放置15天后，采用国标YCT 138-1998烟草及烟草制品感官评价方法以热释香气特征性、持久稳定性为指标进行感官评价。
2、评价结果
实施例与比较例的评价结果如表1-2所示。
如表1可以看出，比较例1的保留率、热释放量要明显低于实施例3，这说明加入多孔-相变复合材料所作的技术贡献；
比较例2的保留率、热释放量低于实施例3，这说明多孔材料负载相变材料是确保香烟用香料常温稳定性和热释性的关键；
比较例3的保留率和热释放量均低于实施例3，这说明复合多孔热释持香烟用香料所负载的含羧基的相变材料相对于负载不含羧基官能团的相变材料可进一步提高香料制品的常温稳定性和热释性。
如表2可以看出，将实施例3所制的卷烟，可提供自然、强烈的辛香特征香气，常温稳定性好，燃吸或加热时热释辛香特征明显，具有协调、丰富的烟香。
以上详细描述了本发明的具体实施例。
应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员以本发明构思在现有技术上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，都应在本权利要求书所确定的保护范围内。
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