微胶囊技术在卷烟中的应用.doc

微胶囊技术在卷烟中的应用飙烟簟科技-派力加香加料有婪征曼牧舢/2,/./1996年第5期(总筇120期j日圆目囡口国口圆口圆目圃/查正根肖厚荣金闻博-_.微胶囊技术?(Microencapsulation)是利用天然或合成的高分子材料(囊材)将固体,液体或气体(囊容物)经包囊所形成的一种具有半透膜或密封囊膜的微型胶囊技术,在卷烟加香加料,弥补低焦油卷烟香味的损失,薄荷卷烟,新混合型卷烟以及烟草代用品等方面颇具开发潜力.微胶囊在烟制品中,放置在滤嘴与烟支接头处,也可以集中放置在滤嘴中段成为复台滤嘴,在抽吸时发挥着不同的作用.1微胶囊的释放作用机理_,11活性囊容物通过囊壁膜的扩散释放囊容物通过囊壁膜上的微L,裂缝或半透膜进行扩散,从而释放出囊容物.扩散释放的机理可以表述为:最初微囊碰到水(溶媒,卷烟抽吸时烟气中的水分)逐渐吸胀,水由囊壁膜渗入,开始溶解囊容物,此时出现了囊壁内外的浓度差,水继续渗入,囊容物的溶解液透过半透膜扩散到溶媒中,扩散过程持续进行直到囊壁内外浓度达到平衡,或整个囊壁溶解为止.囊容物的扩散速度符合费克(Fick)定律:nQ=-A.(cL一)t式中Q囊容物在溶被巾每单垃表面积和单位时问内释放出堆的量;D:扩散网子,是囊容物在微胶囊壁膜中的扩散系翦;c:囊膜的厚度:A:尺寸匿于,即发生扩散怍Hj的膜的巷表面租:c.:囊瞳内发生溶解怍月址的话性纽分的浓度:c2:囊膜外祷出的活性垣分的限度;t:发生扩散的时间一般,囊容物的释放速度与囊壁厚度有密切关系,而囊壁的厚度叉与囊容物颗粒的大小及含量有关.对卷烟抽吸过程.为了得到长效的烟制品.可通过有效增加微囊的半径或适当的囊材来达到目的.查正根.肖厚荣.金闻博台肥经济技术学院230052台肥市徽州南路225号收稿日期:19960018责任编辑:刘惠情_.I对于经包覆的挥发性囊容物,如香精,香料以及添加剂,在室温下其气相释放动力学的理可以表达为:挥发性囊吝物的释放速度的控制步骤是通过壁厚度方向的扩散来控制的.开始时,由于膜上的挥发性囊容物的浓度恒定,释放速度保持恒定,当接近释放终点时,速度迅速下降.1.2用外压或内压使囊膜破裂而释放出活性物质在外部借助各种形式的外力(如嘴唇或手指)挤压使囊膜破裂释放出囊容物以及主流烟气使囊膜内外产生压力差使囊膜破裂而释放出囊容物;在内部靠囊容物的自身动力而释放出囊容物.囊壁破裂的方式:压J切变厚捧拽缩燕汽謦压在卷烟的抽吸过程中,通过手指或嘴唇的挤压使微胶囊破裂,或通过主流烟气产生微胶囊的内外压力差使之破裂,释放囊容物,也可以通过囊容物产生的蒸汽压或受烟气温度影响而使囊容物蒸汽压增大,迫使囊膜破裂13用水,溶剂等浸渍或加热等方法使囊膜降解而释放活性物质囊膜的降解类型:受热精斜而奔_I一西毛在微胶曩复合滤嘴制成的卷烟中,主要受到烟气的温度和腐蚀使囊膜降解破裂,释放囊容物.在以上3种释放囊容物机理中,挥发性的物质(液体或固体)受上述因素的响很容易释放出来,对半挥发性或非挥发性的物质.通过易挥发的载体将这些物质带逸出来,发挥其作用.2微胶囊在卷烟中的应用21加料加香】卷烟产品的加料与加香是卷烟配方设计的一个重要环节.使用不同性质和不同作用的料与加香物质,按不同比例调制成适合该叶组配方使用的添加剂,27作为囊容物制成微胶囊,可制成复合滤嘴.在卷烟的抽吸过程中,由于微胶囊没有参与燃烧,保持了添加剂原有的风味,能够有效地衬托卷烟产品香气,掩盖杂气,改善吸昧.卷烟产品在降低焦油的同时,烟的香昧也随之降低了,固此对卷烟加料加香的要求更高.国际上从烟叶,烟气和焦油中分析出许多与烟草香味密切相关成分,以分离或合成等手段制备出这些成分,用以增补浓度,矫正烟味,而又不增加焦油量.这种成分作为囊容物制成微胶囊卷烟,不仅可防止抽吸前香昧的挥发,而且防止了这些成分直接燃烧而使香味改变,保证了原有的香昧.同时,对于易劣变或敏感性的香料,经包囊后免受外界不良因素的干扰,提高了贮藏稳定性,还可避免不同组分香料的相互影响.作为囊容物的增香剂有枣子酊,可可粉,甘草或甘草浸膏,枫槭浸膏,灵香浸膏,酸角浸膏,香兰素,巧克力等,根据需要也可加入糖类物质来调昧囊容物中加入保润剂,可减少所加香料或香精的挥发对于微囊化低酸类杀菌防腐剂,可利用微胶囊缓慢释放乙醇,这样一定量的乙醇在烟包中形成一定蒸气压,以达到杀菌防霉效果,并且能长期垃挥作用.2.2烟草薄片采用微胶囊技术设计的烟草代用品,既可姒包含燃烧过程,也可以不含燃烧过程.将含有烟草烟气的微胶囊放入一个模拟卷烟的装置中,微胶囊破裂后,香气进入吸烟者的ISI腔里.这种合成烟气为吸烟者提供了他以前习惯于从燃吸卷烟中所得到的满意香气和昧道.对于仅仅喜欢卷烟气味和香气的人来说,将其微胶囊沉积在薄片或其它代用材料的表面,卷成与传统卷烟相同长度和直径的圆筒状烟草代用品使用这种代用品,无需燃烧任何材料而可得到满意的模拟烟气.将这种代用品放在手中搓捏一下,空气就能通过装置,带动香气进入口腔里,使吸烟者产生一段长时间的享受.对于那些要求产生燃烧,看着烟气冉冉上升的吸烟者,这种代用品首先应该有与传统卷烟滤嘴差不多长的微胶囊结构,附着一支能拉长的棒条,棒条中填满烟草或其它的燃烧材料,主要是些优质的植物纤维材料,棒条的末端可用通常的方式燃.预先放置在微胶囊和拉长棒条之间的阻塞物,固为不渗透,阻止燃烧烟气吸八微胶囊滤嘴中,在装置燃烧端,燃烧是连续,独立地进行着,而吸入吸烟者口腔的烟气是模拟燃烧卷烟香气和吸昧的人造烟气,它的强度由吸烟者挤压微胶囊结构次数来控制.每次重复的挤压,都会使部分微细胞胶囊破裂而释放出烟的香气和吃昧,进入使28用者的口腔和鼻腔,使他们连续地获得满意的吸烟感受.为了达到补充类似于传统的卷烟烟气的热度,在微胶囊中,可含有一种无毒的生热物质,这种物质从破裂的微细胞中释放出来,被空气氧化后产生热量,连续的挤压和频频地吸入,结果会引起该物质的连续释放和氧化,使用者将感到每口吸八的烟气与传统的烟气有类似的温度.23新混合型卷烟【,3新混合型卷烟既可以加工成复合型滤嘴卷烟,也可以制成烟草代用品.在复合型滤嘴卷烟中,将药物制成微胶囊后加工成复合滤嘴.抽吸时,通过挤压,烟气中水分及主流烟气使囊膜破裂,释放出药物,进入ISI腔,避免药物燃烧而降低药效.在制成药物型烟草代用品中,可以按22中方法制成燃烧或非燃烧型的,在微胶囊中加药物,根据情况,囊容物的合成烟气物质和药物可混合制成微胶囊,也可分别制成微胶囊,然后加工成燃烧型或非燃烧型烟草代用品.24薄荷卷烟【-?】薄荷醇沸点低,挥发性强,薄荷卷烟的生产,储存困难.燃吸时,薄荷昧随抽吸ISI数的增加迅速减弱,蛆致最后几ISI的薄荷昧很淡.在卷烟滤嘴的微胶囊中,额外加入薄荷醇或薄荷的气昧,在抽吸时不经过燃烧,保证了-薄荷原有的风昧和薄荷昧持久地释放.早在7O年代,CF.0Neil.Jr把微胶囊技术应用于烟草代用品中.在我国,微胶囊技术应用于卷烟工业的研究还未见报道,它在卷烟工业中有着广泛的应用前景l3一,值得人们研究与开发.参考文献l金闻博.查正撤等编着_朋草薄片北京:中:q轻:业出版社.19962马小明食品工业中的微脏囊技术北京:学苑出版社.199l3金闻障.查正根微肢囊技术在卷蝈工业中应甩北京:中国轻工业出版牡4金闻博等卷烟产品设计的厚论与技术北京中国轻工业出版社.19955刘屯全.邵国泉薄荷卷烟生产技术进展烟草科技.1993;(5):586CFONei