一種以水及親水性物質為芯材的煙用水囊及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種以水及親水性物質為芯材的水囊，以及所述水囊的制備方法。所述水囊由一定量的水囊壁材和芯材組成，其中水囊壁材為特定比例的長鏈酯質材料和食品級助凝劑的組合物，所述芯材為純水、水溶性物質和親水性物質的組合物。本發明的水囊不用于現有的只能包容油溶性風味物質的膠囊，其能夠包埋水及水性物質，同時壁材采用長鏈酯質材料和特定的助凝劑實現了單層包裹的水囊，本發明的水囊工藝相對簡單，無需多層包裹，容易實現工業化生產，且原料易得，操作簡單。
【專利說明】一種以水及親水性物質為芯材的煙用水囊及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及卷煙【技術領域】，特別是煙用膠囊領域，具體涉及一種以水及親水性物質為芯材的水囊，以及所述水囊的制備方法。
技術背景
[0002]卷煙煙氣中的水分含量對卷煙的感官品質具有重要影響，增加卷煙煙氣的水分可以提高卷煙的舒適度，降低干燥感和刺激感。目前，科技人員對如何通過優化生產工藝、夕卜加添加劑、控制原料和輔材來提高煙氣水分進行了研究。但是這些措施對煙氣水分的增加作用有限，不能達到令人滿意的效果。
[0003]近年來通過向卷煙煙絲、卷煙紙及濾嘴中添加膠囊/微膠囊來改善卷煙風味和降低危害性的技術引起了煙草行業的關注。其中向卷煙濾嘴中添加膠囊/微膠囊具有獨特的優勢，因為膠囊/微膠囊壁材沒有經過燃燒過程，避免了膠囊/微膠囊燃燒增加卷煙危害性的風險。添加于濾嘴中的膠囊/微膠囊需要在卷煙抽吸時由于壓力/剪切力、溫度或pH的變化而破裂釋放芯材。濾嘴的溫度、pH等參數在卷煙抽吸時變化很小，且難以調控，壓力敏感型的膠囊/微膠囊最適于添加于卷煙濾嘴中，具有較好的應用價值。這種壓力敏感型膠囊/微膠囊粒徑較大，通常為毫米級，以便于在壓力/剪切力下釋放。美國專利US4889144公布了一種添加于濾嘴中以海藻酸鈣等天然多糖為壁材包埋風味物質的壓力敏感型膠囊/微膠囊，但是這種以天然多糖為壁材的膠囊/微膠囊只能包埋油溶性風味物質，不能包埋水及水溶液。
[0004]在制備以水或水溶液為芯材的膠囊/微膠囊的技術中，需要提到多級乳化-溶劑脫除法(CN1323579A)、脂質體包埋法、界面/原位聚合法(CN97181638.7)、流化床法(CN102671591A)和銳孔-凝固浴法。前三種方法制備的微膠囊粒徑一般在幾十納米至幾十微米，不適合制備用于卷煙濾嘴中的毫米級膠囊/微膠囊。中國專利CN102671591A公開了一種用流化床使二氧化硅、普魯蘭多糖、山梨醇和木糖醇混合壁材包埋水滴形成膠囊/微膠囊的方法，該方法制備的包水膠囊/微膠囊性質穩定，包埋效果優越，但是含水量較低。中國專利CN103815542A公開了一種四層煙用水膠囊及其制備方法，膠囊內以水溶性香精為內層，水作為溶劑稀釋香精；中間層為海藻酸鈉絡合物，以包裹住水及香精；第三層為蠟質材料，以防止水在膠囊中可能的滲透；最外層仍以海藻酸鈉為原料，形成一層保護膜，減少蠟質層的破裂，提高膠囊在卷煙中的添加效率。該四層煙用水膠囊雖然能夠以水溶性香精為內層，但由于需與海藻酸鈉形成絡合物，因此對水溶性香精的選擇包括其PH值有一定的要求，且滴丸滴制蠟丸工藝及相應的多層包裹工藝復雜，條件苛刻，損耗嚴重，不適用于大規模的工業生產。
[0005]為克服現有煙用水膠囊所存在的上述缺陷，本發明提供一種以水及親水性物質為芯材的煙用水囊，所述煙用水囊不采用傳統的海藻酸鈉等天然多糖作為壁材，從而其并非只能包容油溶性風味物質，而能夠包埋水及水溶液。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種以水及親水性物質為芯材的水囊，其特征在于，所述水囊由20-50重量份的水囊壁材和50-80重量份的芯材組成；
[0007]所述水囊壁材為重量比為6-9:1-4的長鏈酯質材料和食品級助凝劑的組合物；所述長鏈酯質材料為一種或多種選自下組的化合物:固體石蠟、微晶蠟、川蠟、地蠟、蜂蠟、棕櫚蠟或蟲膠；所述食品級助凝劑為一種或多種選自下組的化合物:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或乙烯-辛烯共聚物；
[0008]所述芯材為純水、水溶性物質和親水性物質的組合物，所述純水、水溶性物質和親水性物質重量比為98-20:10-50:10-80 ;所述水溶性物質為一種或多種選自下組的化合物:水溶性香精香料、食品風味物質、抗氧化劑、潤濕劑或水性乳液香精；所述親水性物質為一種或多種選自下組的化合物:丙二醇、丙三醇、水溶性多糖、氯化鈉、氯化鉀、檸檬酸鈉或檸檬酸鉀。
[0009]優選地，所述芯材的密度大于1.1克/毫升。
[0010]所述水囊為球形、橢圓形或水滴形。
[0011 ] 優選地，所述純水、水溶性物質和親水性物質重量比為70-35:10-25:20-45,最優選為 50:15:35。
[0012]進一步地，本發明涉及上述水囊的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟:
[0013](1)制備壁材:按照上述重量比，稱取長鏈酯質材料和食品級助凝劑，將兩者混合并加熱融化，待混合物完全融化混勻，使溫度恒定在90-150°C ；
[0014](2)制備芯材:按照上述重量比，稱取純水、水溶性物質和親水性物質一種或多種按重量比98-20:0-50:0-80混合，將芯材溫度保持在0_8°C之間；
[0015](3)包裹:通過銳孔裝置，芯材通過泵以600-1000微升/分鐘的流量將芯材滴入融化后的壁材液中，由于表面張力的作用，冷卻的芯材被熱融化的壁材包裹后形成水囊下沉，使壁材包裹芯材；
[0016](4)固化:將步驟⑶形成的水囊在凝固浴中固化，溫度為10_15°C ；
[0017](5)清洗、干燥:用10-100%濃度的乙醇水溶液清洗固化后的水囊表面殘留的凝固浴材料，在30-50°C鼓風干燥除去表面殘留液體，然后收集產品。
[0018]所述凝固浴選用水、硅油、甲基硅油或苯基硅油。
[0019]進一步地，本發明涉及將上述水囊在卷煙中的用途，其特征在于將所述水囊用于中間帶空腔的復合卷煙濾嘴中，其用量為每支卷煙1-20個水囊。
[0020]優選地，所述用量為每支卷煙1-5個水囊。
[0021]此外，就水囊的應用而言，其用途不限于卷煙濾嘴中，可以在任何需要在一定壓力/剪切力下釋放芯材的情況下使用該水囊。
[0022]本發明水囊的原理解釋:
[0023]1、就水囊產品本身而言，其壁材含有特定比例的長鏈酯質材料和助凝劑，二者組合使用，能使油溶性的壁材在融化成液體的狀態下由于表面張力的作用，能有效的包裹住通過銳孔裝置噴射的水性芯材，形成一個個壁材包裹芯材的水囊。水囊壁材在凝固浴中固化后成型，具有一定的機械強度，后期加工不易破碎。
[0024]2、就本發明水囊產品的制備方法而言，銳孔-凝固浴法通過銳孔裝置使壁材包埋芯材，適合制備毫米級的膠囊/微膠囊，且膠囊粒徑和厚度易于控制，非常適合制備添加于濾嘴中的毫米級膠囊/微膠囊。本發明使用長鏈的脂質材料和高分子助凝材料為壁材，制備以含有水的芯材的水囊，該水囊的壁材具有合適的硬度，將其添加于卷煙的濾嘴中，當受到適當的力擠壓時，水囊發生破裂，從而使內部的水、風味物質等得以釋放出來。
[0025]本發明的優點在于:
[0026]1、本發明的以水以及親水性物質為芯材、以長鏈酯質材料和助凝劑為壁材的水囊，其不同于現有的只能包容油溶性風味物質的膠囊，其能夠包埋水及水性物質。
[0027]2、壁材采用長鏈酯質材料，通過適當添加一定比例的高分子助凝劑來實現單層包裹的水囊。
[0028]3、本發明的水囊工藝相對簡單，無需多層包裹，容易實現工業化生產，且原料易得，操作簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0029]圖1:本發明水囊的銳孔-凝固浴法制備圖。
[0030]裝置1為通過泵精確控制流量的銳孔滴頭，將芯材逐滴滴入經加熱融化的壁材2中形成水囊，水囊下沉通過凝固液3冷卻后固化成型，最后通過管路流到裝置4中收集并進一步進行清洗。
【具體實施方式】
[0031]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，本發明用以下具體實例進行說明，但本發明不局限于這些具體實施例。
[0032]制備實施例
[0033]實施例1:按照8:2重量比，稱取蜂蠟和聚乙烯，將兩者混合并加熱融化，待混合物完全融化混勻，使溫度恒定在110°c;制備芯材:按照50:15:35上述重量比，稱取純水、人參香精和丙二醇，將其置于2°C下；通過銳孔裝置，壁材與芯材的重量份分別是50重量份和50重量份，芯材通過泵以600-1000微升/分鐘的流量將芯材液滴滴入融化后的壁材液中，由于表面張力的作用，冷卻的芯材被熱融化的壁材包裹后形成水囊下沉，使壁材包裹芯材；將所形成的水囊在硅油凝固浴中固化，溫度為12°C ;清洗、干燥:用體積比90%的乙醇水溶液清洗固化后的水囊表面殘留的凝固浴材料，在30-50°C鼓風干燥除去表面殘留液體，然后收集產品。
[0034]配置的壁材粘度適中，滴制成型率較高，圓度大小均勻，且表面較為光滑，強度在5.6-6.0kpa范圍內，在卷煙內的添加率達到86 %。
[0035]實施例2:按照9:1重量比，稱取川蠟和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，將兩者混合并加熱融化，待混合物完全融化混勻，使溫度恒定在1200°C;制備芯材:按照60:15:25上述重量比，稱取純水、人參香精和甘油，將其置于2°C下；通過銳孔裝置，壁材與芯材的重量份分別是40重量份和60重量份，芯材通過泵以600-1000微升/分鐘的流量將芯材液滴滴入融化后的壁材液中，由于表面張力的作用，冷卻的芯材被熱融化的壁材包裹后形成水囊下沉，使壁材包裹芯材；將所形成的水囊在硅油凝固浴中固化，溫度為12°C ;清洗、干燥:用體積比90%濃度的乙醇水溶液清洗固化后的水囊表面殘留的凝固浴材料，在30-50°C鼓風干燥除去表面殘留液體，然后收集產品。
[0036]配置的壁材粘度略大，滴制成型率較高，圓度大小略有不均勻，表面較為光滑，強度在3.6-4.0kpa范圍內，在卷煙內的添加率為73 %。
[0037]實施例3:按照8:2重量比，稱取微晶蠟和聚乙烯，將兩者混合并加熱融化，待混合物完全融化混勻，使溫度恒定在130°C;制備芯材:按照68:12:30上述重量比，稱取純水、藍莓香精和檸檬酸鈉，將其置于2°C下；通過銳孔裝置，壁材與芯材的重量份分別是30重量份和70重量份，芯材通過泵以600-1000微升/分鐘的流量將芯材液滴滴入融化后的壁材液中，由于表面張力的作用，冷卻的芯材被熱融化的壁材包裹后形成水囊下沉，使壁材包裹芯材；將所形成的水囊在硅油凝固浴中固化，溫度為12°C ;清洗、干燥:用90%濃度的乙醇水溶液清洗固化后的水囊表面殘留的凝固浴材料，在30-50°C鼓風干燥除去表面殘留液體，然后收集廣品。
[0038]配置的壁材粘度略大，滴制成型率較高，圓度大小略有不均勻，表面較為光滑，強度在3.6-4.0kpa范圍內，在卷煙內的添加率為73 %。
[0039]對比例1:除壁材僅采用蜂蠟外，其余同實施例1。
[0040]結果表明，配置的壁材粘度過大，導致滴制成型率低，圓度大小也不均勻，且表面較為粗糙，強度在3.0kpa以下，在卷煙內的添加率僅為62%。
[0041]對比例2:除壁材采用蜂蠟和聚乙烯的重量比為5:5外，其余同實施例1。
[0042]結果表明:配置的壁材粘度略大，滴制成型率低，圓度大小略有不均勻，表面較為光滑，強度為3.lkpa，在卷煙內的添加率為68%。
[0043]對比例3:除芯材采用純水外，其余同實施例1。
[0044]結果表明:配置的壁材粘度適中，滴制成型較高，但圓度大小略有不均勻，表面較為光滑，強度為2.5kpa，在卷煙內的添加率為65%。
[0045]對比例4:除壁材的重量份為60、芯材的重量份為40外，其余同實施例1。
[0046]結果表明:配置的壁材粘度適中，滴制成型率較高，但圓度大小略有不均勻，表面較為光滑，強度在3.2kpa，在卷煙內的添加率為68%。
[0047]本發明的一種以水及親水性物質為芯材的煙用水囊及其制備方法已經通過具體的實例進行了描述，本領域技術人員可借鑒本
【發明內容】
，適當改變原料、工藝條件等環節來實現相應的其它目的，其相關改變都沒有脫離本發明的內容，所有類似的替換和改動對于本領域技術人員來說是顯而易見的，都被視為包括在本發明的范圍之內。
【權利要求】
1.一種以水及親水性物質為芯材的水囊，其特征在于，所述水囊由20-50重量份的水囊壁材和50-80重量份的芯材組成； 所述水囊壁材為重量比為6-9:1-4的長鏈酯質材料和食品級助凝劑的組合物；所述長鏈酯質材料為一種或多種選自下組的化合物:固體石蠟、微晶蠟、川蠟、地蠟、蜂蠟、棕櫚蠟或蟲膠；所述食品級助凝劑為一種或多種選自下組的化合物:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或乙烯-辛烯共聚物； 所述芯材為純水、水溶性物質和親水性物質的組合物,所述純水、水溶性物質和親水性物質重量比為98-20:10-50:10-80 ;所述水溶性物質為一種或多種選自下組的化合物:水溶性香精香料、食品風味物質、抗氧化劑、潤濕劑或水性乳液香精；所述親水性物質為一種或多種選自下組的化合物:丙二醇、丙三醇、水溶性多糖、氯化鈉、氯化鉀、檸檬酸鈉或檸檬酸鉀。
2.根據權利要求1所述的水囊，其特征在于，所述芯材的密度大于1.1克/毫升。
3.根據權利要求1所述的水囊，其特征在于，所述水囊為球形、橢圓形或水滴形。
4.根據權利要求1所述的水囊，其特征在于，所述純水、水溶性物質和親水性物質重量比為 70-35:10-25:20-45ο
5.根據權利要求4所述的水囊，其特征在于，所述純水、水溶性物質和親水性物質重量比為 50:15:35。
6.根據權利要求1至5任一所述的水囊的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟: (1)制備壁材:按照上述重量比，稱取長鏈酯質材料和食品級助凝劑，將兩者混合并加熱融化，待混合物完全融化混勻，使溫度恒定在90-150°C ； (2)制備芯材:按照上述重量比，稱取純水、水溶性物質和親水性物質一種或多種按重量比98-20:0-50:0-80混合，將芯材溫度保持在0_8°C之間； (3)包裹:通過銳孔裝置，芯材通過泵以600-1000微升/分鐘的流量將芯材滴入融化后的壁材液中，由于表面張力的作用，冷卻的芯材被熱融化的壁材包裹后形成水囊下沉，使壁材包裹芯材； (4)固化:將步驟(3)形成的水囊在凝固浴中固化，溫度為10-15°C； (5)清洗、干燥:用10-100%濃度的乙醇水溶液清洗固化后的水囊表面殘留的凝固浴材料，在30-50°C鼓風干燥除去表面殘留液體，然后收集產品。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述凝固浴選用水、硅油、甲基硅油或苯基娃油。
8.根據權利要求1至5任一所述的水囊在卷煙中的用途，其特征在于，將所述水囊用于中間帶空腔的復合卷煙濾嘴中，其用量為每支卷煙1-20個水囊。
9.根據權利要求1所述的用途，其特征在于，所述用量為每支卷煙1-5個水囊。
【文檔編號】A24D3/06GK104305521SQ201410428708
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】沈莉, 洪學暉, 柯曉歡, 王磊, 高國營, 李艷芝, 楊濤 申請人:上海華寶生物科技有限公司