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CN112674345A - 一种环糊精添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种环糊精添加剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN112674345A
CN112674345A CN201910989982.4A CN201910989982A CN112674345A CN 112674345 A CN112674345 A CN 112674345A CN 201910989982 A CN201910989982 A CN 201910989982A CN 112674345 A CN112674345 A CN 112674345A
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China
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acid
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CN201910989982.4A
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施雄伟
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Ningbo Hekang Biomedical Technology Co ltd
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Ningbo Hekang Biomedical Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种同时具有滤除致癌物功能、抗氧化功能和缓释功能的环糊精添加剂,包括以下重量份的原料:环糊精类化合物、抗氧化组分、生物活性组分和溶剂;环糊精溶于溶剂后拥有吸附滤除致癌有害物功能;抗氧化组分被环糊精类化合物络包或吸附后,保持协同抗氧化功能;被环糊精类化合物络包的生物活性物质达到缓慢释放目的。与现有技术相比,本发明的环糊精添加剂不仅能够显著降低主流烟气有害致癌物(80‑90%)及食品储藏和吸食过程中的有害成分,预防和减轻食用过程中对消费者口腔,呼吸道和肺造成的损伤,而且可以保持特有原有活性物质不受过滤系统影响或/和缓慢释放新添加的活性物质,同时满足消费者减少健康危害和提高产品品质和功能的需求。

Description

一种环糊精添加剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及烟草和食品添加剂技术领域,尤其是涉及一种具有滤除致癌物功能、抗氧化功能和缓释功能的环糊精添加剂及其制备方法和应用。
背景技术
吸烟有害健康,全球有11亿的烟民,每年因吸烟导致的死亡人数高达600万,超过艾滋病、结核、疟疾导致的死亡人数之和。吸烟导致的相关疾病包括很难治愈的肺癌,口腔癌,喉癌,食道癌,心脏病,气管炎,肺气肿等,其中肺癌死亡中近70-80%是由吸烟引起的。据调查,我国吸烟人群近3.5亿,另有约7.4亿不吸烟人群遭受二手烟的危害;每年因吸烟相关疾病所致的死亡人数超过100万,如对吸烟流行状况不加以控制,至2050年,每年死亡人数将突破300万,成为人民群众生命健康与社会经济发展所不堪承受之重。
烟草燃烧时释放的烟雾中含有大约7000种己知的化学物质,还有近10000种化合物没有准确测定出来,其中包括含量近0.2%(大约60种)致癌物和可疑致癌物。被IRAC(国际癌症研究协会)列入黑名单的物质有7类包括多环芳烃,杂环芳烃,N-亚硝胺,芳香胺,醛,杂类有机物如丙烯腈和无机物。此外还有氰氢酸,一氧化碳,重金属等对人体健康造成各种危害的化合物。
卷烟烟气中除大量的致癌物和促癌物外,对人体健康危害很大的还有卷烟烟气中的自由基。每口卷烟的烟气中含有1016的自由基分子,卷烟焦油中也含有高浓度的自由基化合物,其中包括半衰期相对较长的固相自由基,醌类和半醌类、多环芳烃类自由基以及其诱导的活性氧化物如超氧阴离子(O2 -)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(·OH)、单线态氧(1O2)和脂质过氧化自由基(ROO·)等,此外还有半衰期相对较短的气相自由基,烷氧自由基(RO·)、烷基自由基(R·)、氮氧化物自由基等。
近年来,槟榔对健康的危害也受到广泛关注,印度,巴基斯坦,孟加拉国,印度尼西亚,马来西亚,菲律宾,中国台湾和中国南方许多省份的居民有长期咀嚼槟榔和/或咀嚼烟草的习俗。早在2003年,世界卫生组织下属的国际癌症研究中心就已经将槟榔认定为一级致癌物。咀嚼槟榔会令口腔癌的风险上升8.4-9.9倍,槟榔果中的槟榔素和槟榔碱具有潜在的致癌性,槟榔的花、藤都含有致癌物质,槟榔中的多种活性成分和代谢产物有细胞毒性、遗传毒性甚至直接致癌性,这些物质包括槟榔生物碱、槟榔鞣质、槟榔特异性亚硝胺和自由基及其诱导的活性氧等。这些具有细胞毒性的物质与口腔黏膜发生反应,会导致口腔黏膜纤维化和出现黏膜白斑病症状,临床表现为张口困难、麻木感、发生溃疡和白色斑点,这些症状都是口腔癌前期病变。除槟榔外,咀嚼烟草也会导致口腔黏膜纤维化和黏膜白斑病症状,最后演变成口腔癌和咽喉癌。印度70%的口腔咽喉癌患者都与咀嚼槟榔和烟草相关。此外同时嚼槟榔、咀嚼烟草,吸烟及饮酒者,患口腔癌危险大增。几乎没有文献报道咀嚼槟榔时如何清除槟榔和咀嚼烟草中的亚硝胺类化合物和自由基及其诱导的活性氧化物等致癌物质的研究工作。
烟草和槟榔制品对人体的危害组分主要包括二类,一种为烟气中的极性有害物质,例如总粒相物,焦油,烟草生物碱,胺类化合物,酚类化合物和亚硝胺类化合物等,另一类为能够诱导癌变的自由基,自由基是一种高度活泼的氧化剂,可以破坏DNA的双螺旋结构导致染色体突变致癌。因此,清除这两类有害物质能够降低烟草制品和槟榔制品对人体的危害。
烟气中对健康产生危害的致癌,促癌及其他有害物质和降低烟草品质的物质包括:
芳香胺类化合物:除氨气外,主流烟气中还发现芳香胺1-氨基萘,2-氨基萘, 3-氨基联苯,4-氨基联苯,邻甲氧基苯胺等。动物试验中发现,邻甲苯胺可以使器官致癌,苯胺可以使皮肤致癌。低分子量的挥发性胺类化合物贡献刺激性和杂味,对卷烟品质产生负面作用。
酚类化合物:主流烟气含有酚类化合物:苯酚,邻甲酚,间甲酚,对甲酚,邻苯二酚,间苯二酚,对苯二酚,甲基苯酚,二甲基苯酚,甲氧基苯酚,儿茶酚等十多种酚类化合物。它对皮肤及呼吸道粘膜有强烈刺激作用。烟气冷凝物中的儿茶酚有辅助促癌作用。某些酚类物质可能影响口感,引起涩味,辣味,余味不干净的一种因素。
烟草特有亚硝胺类化合物(TSNAs):亚硝胺(R2N-NO)是强致癌物,是最重要的化学致癌物之一,存在于食物,化妆品,啤酒和香烟中。调查表明人类某些癌症,如胃癌,食道癌,肝癌,结肠癌,膀胱癌等可能与亚硝胺有关。烟草特有的亚硝胺[TSNAs]包括烟气中的二甲基亚硝胺【NDMA】,N-亚硝基吡咯【NPYR】, N-亚硝基降烟碱【NNN】,N-亚硝基新烟碱【NAT】,4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3- 吡啶基)-1-丁酮(简称亚硝胺酮)【NNK】等13中亚硝胺。在所有试验的动物中,没有一种能耐受亚硝胺不致癌的,不但长期小剂量可以使动物或人致癌,而且只要一次高剂量的“冲击”就可以引起癌症发生。大量的动物试验表明,亚硝胺能通过胎盘和乳汁引发动物后代肿瘤。目前普遍认为TSNAs会使人得肺癌,特别是NNK 和NNN。用初齿科动物研究表明,无论是喂食还是注射,NNK均会导致肺部肿瘤和肺癌。新陈代谢过程中,NNK可使人体组织中DNA甲基化生成O6-甲基鸟嘌呤,对细胞遗传密码是一种化学伤害,有可能致癌。NNN也是一个会导致多种致癌危险成分。NNAL在老鼠试验中是强烈的胰腺致癌物,但在齿科动物也会导致肺腺癌。每天抽一盒烟的烟民对TSANs的接触量是17毫克。NNK是已知TSNAs中最强致癌物,是卷烟致癌的主要标志。
多环芳烃包括苯并芘【BaP】:主流烟气中已经鉴定出了多环芳烃616种,烷基取代448种,非烷基取代和杂环为168种。其中苯并芘(又称3,4-苯并芘)是其典型代表。3,4-苯并芘是一种高活性类化合物,存在于主流烟气和测流烟气中:BaP 被认为是高活性致癌剂,但并非直接致癌物,必须经细胞μL粒体中的混合功能氧化酶击活才具有致癌性。许多国家的动物试验证明,BaP具有致癌,致畸,致突变性。
目前对如何清除烟气中自由基及其诱导的活性氧化物的研究并不多,对槟榔和嚼烟等咀嚼制品的致癌物和自由基及其诱导的活性氧化物的报道文献更少。先前报道烟气中自由基清除主要外加天然抗氧化剂如胡萝卜素、虾青素,氨基酸、蛋白质等以及生物酶自由基清除剂和微量元素、天然矿物质到过滤材料(醋酸纤维等),烟原料(烟叶,烟丝等),烟草制品和来降低烟气中自由基对人体的伤害。但是由于添加方式为简单机械与烟草制品或/槟榔制品混合,组分存在容易挥发,不易稳定存在的问题,导致对自由基特别是燃烧吸食过程中产生的自由基的去除效果不佳。
另外,在滤除有害物质的同时,我们发现烟民所需要的风味物质及其它活性物质(例如尼古丁)也随之被滤除,影响烟草拥有的香味和风味。大部分的香气/风味化合物都具有相对低的沸点,因此都具有强挥发性,在吸烟过程中,烟草制品的香味/风味无法保持持久恒定释放,这是因为这些风味物质容易在抽吸开始时爆释,而后快速消失,严重影响消费者吸烟口味。对于槟榔制品也存在同样的除去有害物质和保留风味的平衡问题。
综上所述,目前市场上还没有一种可以除去烟草制品或/和槟榔制品中大多数有害成分,并且保持烟草制品或/和槟榔制品的风味和香味的添加剂。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够同时拥有吸附滤除致癌物功能,协同抗氧化功能和缓释生物活性物质功能的环糊精添加剂及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种同时具有滤除致癌物、抗氧化、缓释功能的环糊精添加剂,包括以下重量份的原料:
环糊精类化合物0~100份、抗氧化组分0~100份、生物活性组分0~100份和溶剂0~100份;但环糊精类组分不为0.
其中,所述环糊精类化合物溶解于所述溶剂中,所述抗氧化组分和生物活性组分均被环糊精类化合物络包或吸附。
优选地,环糊精类化合物100份、抗氧化组分1-20份、生物活性组分1-20份和溶剂50-200份。
本发明采用环糊精类化合物为载体,其分子立体结构为:
Figure BDA0002237933370000041
环糊精类化合物是直链淀粉在环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称,通常含有6-12个D-吡喃葡萄糖单元。其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子,分别称为α-,β-,γ-环糊精。由于连接葡萄糖单元的糖苷键不能自由旋转,环糊精不是圆筒状分子而是略呈锥形的中空圆筒立体环状结构。在其空洞结构中,外侧上端(较大开口端)由C2和 C3的仲羟基构成,下端(较小开口端)由C6的伯羟基构成,具有极强亲水性。根据相似相溶原理,环糊精的多羟基亲水特性可以同过氢键,极性和范德华力用于吸附极性目标化合物,如烟气中的极性致癌化合物和极性促癌化合物及对香味和吃味会产生负面影响的极性化合物。
同时环糊精类化合物的疏水性空洞内可嵌入各种有机化合物,形成包接复合物,并改变被包络物的物理和化学性质。依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等与许多有机和无机分子形成包合物及分子组装体系,这种选择性的包络作用即通常所说的分子识别,其结果是形成主客体包络物。环糊精可以提高协同抗氧化系统中的相关化合物和其它生物活性物质的溶解度,也可以保持各种风味物质和其它生物活性物质的缓慢释放,通过环糊精包络作用达到多种目的。因此,将抗氧化组分和生物活性组分被络包或被吸附于环糊精类化合物的疏水性空洞中,减少组分挥发,实现缓慢释放,使得抗氧化组分能够稳定存在,缓慢释放与自由基和活性氧化物等致癌物质反应,并且提高了抗氧化组分的溶解性,有利于抗氧化组分发挥持久作用;并且,在吸烟整个过程中,尼古丁以及各种风味物质也会缓慢释放,一方面弥补了由于添加环糊精类化合物吸附剂造成主流烟气的尼古丁等物质下降,另一方面通过环糊精络包的尼古丁等活性物质缓慢释放,也使得吸食整个过程,风味保持相对恒定平衡。
优选地,所述环糊精类化合物包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精或上述环糊精的衍生物中的一种或几种的组合。
更优选地,所述环糊精类化合物包括α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精中的一种或几种。
所述环糊精类化合物在所述溶剂中的浓度为0-60%,但不为0,优选为5-50%,进一步优选为10-40%。
其中,所述抗氧化组分包括还原剂和还原辅助剂;所述还原剂包括还原型谷胱甘肽、半胱氨酸类化合物和硒代半胱氨酸,所述半胱氨酸类化合物包括L-半胱氨酸或乙酰半胱氨酸中的一种或二者的混合物。
所述还原剂与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g,但不为0。
优选地,所述还原辅助剂包括超氧化物歧化酶(SOD)或还原辅酶Ⅱ(NADPH) 中的一种或二者的混合物。
所述还原辅助剂与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g,但不为0。
其中,所述还原辅助剂包括维生素A、维生素C、葡萄糖酸锌盐、葡萄糖酸铁盐或葡萄糖酸锰盐中的一种或几种的组合。
所述抗氧化组分还包括自由基淬灭剂。
所述自由基淬灭剂与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g,但不为0。
其中,所述自由基淬灭剂包括维生素E、辅酶Q10、胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、虾青素、茶儿酚或葡萄籽提取物。
优选地,所述还原型谷胱甘肽、半胱氨酸类化合物、硒代半胱氨酸和还原辅助剂与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50mg/g但不为0。
为了提高抗氧化效果,本发明提供了一种协同抗氧化系统,现有技术中的“抗氧化”指的就是抗自由基及其诱导的活性氧化物,即消灭自由基及其诱导的活性氧化物。其中,本发明中还原剂中谷胱甘肽、半胱氨酸和硒代半胱氨酸三个协同发挥作用,相互配合:在烟气,焦油和其他咀嚼食品中自由基及其诱导的活性氧化物与还原型谷胱甘肽(G-SH),半胱氨酸类化合物中的SH基团发生反应,而被消灭,同时自由基以及活性氧化物把SH基团氧化成氧化型的谷胱甘肽,半胱氨酸类化合物(S-S双硫键),在辅助因子硒代半胱氨酸作用下,氧化型的谷胱甘肽,半胱氨酸类化合物被还原辅助剂(例如维生素C)还原回还原型的谷胱甘肽,半胱氨酸类化合物,这个协同抗氧化系统会反复循环清除自由基及其诱导的活性氧化物直到还原剂辅助剂维生素C消耗完毕,组分之间协同发挥作用。环糊精络包的还原剂和还原辅助剂是保持该协同抗氧化系统持久高效运转的选择。
进一步地,由于焦油和其自由基是水溶性的,自由基以及其诱导的活性氧化物将H2O分子的氧还原成超氧化物继而被SOD(超氧化物歧化酶)歧化成H2O2,并进一步被还原型谷胱甘肽等还原剂还原成H2O,进一步有利于焦油和其自由基的消除。
在细胞内部,整个还原循环过程由谷胱甘肽还原酶消耗NADPH作为还原等价物的来源来维持,因此,加入还原型辅酶Ⅱ(NADPH)可以起到递氢体的作用,提高还原效果。
所述生物活性组分包括尼古丁、尼古丁盐、槟榔碱、槟榔碱盐、咖啡因、咖啡因盐、可可碱、可可碱盐、大麻二酚、茶氨酸、牛磺酸、丹参素或黄酮类化合物中的一种或几种的组合;上述生物活性组分与所述环糊精类化合物的比例为 0.0-5.0mg/g,但不为0。
优选地,与所述尼古丁、槟榔碱、咖啡因和可可碱成盐的酸为可食用无机酸或可食用有机酸;其中,所述酸优选为焦磷酸、苯甲酸、水杨酸、乳酸、乙酰丙酸、山梨酸、果糖酸、酒石酸、柠檬酸或苹果酸。
优选地,所述生物活性组分还包括香精香料成分,所述香精香料成分优选为薄荷醇、薄荷精油、凉味剂WS-3、凉味剂WS-5、凉味剂WS-23、香兰素及其衍生物、香豆素及其衍生物或麦芽酚及其衍生物中的一种或几种的组合;其中,所述香精香料成分与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g。
更优选地,所述溶剂选自H2O、乙醇、丙酮、丙醇、丙二醇、甘油,聚乙二醇 200-600或丁二醇中的一种或几种组合。
更优选地,所述溶剂选自水、丙二醇或甘油中的一种或几种。
优选地,所述环糊精添加剂的储存形态为液体溶液、电子烟烟油、悬浮液、凝胶、固体粉末、脂质体、纳米微球、固体微胶囊、液体胶囊、咀嚼剂或超吸收剂混合物;优选为液体溶液、悬浮液或固体粉末。
根据最终产品形态不同,本发明的环糊精添加剂有三种制备方法:
方法一:环糊精添加剂产品为液态,制备方法包括以下步骤:
称取环糊精类化合物,溶于溶剂中,得到环糊精溶液;
称取抗氧化组分,溶于溶剂中,得到抗氧化剂溶液;
称取生物活性组分,溶于溶剂中,得到活性物质溶液;
将上述环糊精溶液、抗氧化剂溶液和活性物质溶液混合,在N2保护、密封避光条件下,40-50℃下搅拌,冷却至室温,得到环糊精添加剂液体;其中,所述溶剂为水、丙二醇、甘油或丁二醇。
方法二:环糊精添加剂产品为固体粉末,制备方法包括以下步骤:
称取环糊精类化合物,溶于乙醇或丙酮中,得到环糊精溶液;
称取抗氧化组分,溶于乙醇或丙酮中,得到抗氧化剂溶液;
称取生物活性组分,溶于乙醇或丙酮中,得到活性物质溶液;
将上述环糊精溶液、抗氧化剂溶液和活性物质溶液混合,在N2保护、密封避光条件下,依次进行超声震荡处理、回流、除去溶剂,将得到的固体冷却至室温,烘干,破碎成粉得到环糊精添加剂固体粉末;
其中,所述溶剂为乙醇或丙酮或二者的混合物。
方法三:环糊精添加剂产品为环糊精添加剂悬浮液,所述抗氧化组分包括还原剂、还原辅助剂和自由基淬灭剂;
该制备方法包括以下步骤:
称取环糊精类化合物,溶于水中,加入自由基淬灭剂,超声震荡,20-30℃下搅拌,得到环糊精悬浮液;
称取抗氧化组分,溶于上述环糊精悬浮液中,超声震荡,20-30℃下搅拌,得到含自由基淬灭剂的抗氧化剂溶液;
称取生物活性组分,加入上述抗氧化剂溶液中,在N2保护、密封避光条件下,经过超声震荡处理、搅拌处理;将得到的混合液体冷却至室温,得到环糊精添加剂悬浮液。
本发明还提供了该具有滤除致癌物功能、抗氧化功能、缓释功能的环糊精添加剂的应用,所述环糊精添加剂用于烟气过滤器、烟原料、烟草制品、电子烟烟油或槟榔制品中;其中,所述环糊精添加剂的用量与其应用的材料质量比为1-100%,优选为2.5-80%,进一步优选为5-50%。
具体应用方法为:
液体状态的环糊精添加剂通过涂渍、喷洒或浸泡等方法添加到烟气过滤器的滤芯过滤材料、烟原料、烟草制品、电子烟烟油或槟榔制品上;
悬浮液或者固体状态的环糊精添加剂通过喷洒、分撒、混合或伴随等方法添加到所述滤芯过滤材料、烟原料、烟草制品、或槟榔制品中。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)本发明的组分中环糊精类化合物本身具有亲水和疏水的二重化学立体结构,其多个极性亲水羟基官能团能显著吸附滤除卷烟主流烟气中的总粒相物,焦油,烟草生物碱,芳香胺类化合物,酚类化合物,多环芳烃类化合物和烟草特有亚硝胺类化合物等有害极性致癌物质;大大降低了主流烟气中有害物质的含量;
(2)被环糊精疏水空洞络包或吸附的协同抗氧化剂能显著地降低卷烟主流烟气和咀嚼食品过程中存在的自由基浓度及由其诱导生成的活性氧化物等致癌物质;并且由于协同抗氧化剂被包络与环糊精的疏水性空洞中,实现缓慢释放,持久恒定地消除自由基和活性氧化物,提高了对活性氧化物的还原效果;
(3)利用还原型谷胱甘肽、半胱氨酸、硒代半胱氨酸等还原剂以及还原辅助剂的协同作用,提高了对自由基以及活性氧化物的还原效果,有利于活性氧化物等致癌物质的进一步消除;
(4)被环糊精络包的活性物质能够在吸食过程中缓慢释放出来,弥补由于环糊精类化合物的滤除致癌有害物时而丧失的尼古丁等活性成分,并且还可以增加吸食时的外加活性成分,保持烟草制品或槟榔制品在使用过程中的口感和风味成分恒定平衡;
(5)本发明的添加剂同时具有吸附致癌物功能,协同抗氧化功能和缓释活性物质功能,三重功效,不仅能够显著降低主流烟气有害致癌物(80-90%)及食品储藏和吸食过程中的有害成分,预防和减轻食用过程中对消费者口腔,呼吸道和肺造成的损伤,而且可以保持原有活性物质不受过滤系统影响或/和缓慢释放新添加的活性物质,同时满足消费者减少健康危害和提高产品品质和功能的需求。本发明的环糊精添加剂不仅能够显著降低主流烟气有害致癌物(80-90%)及食品储藏和吸食过程中的有害成分,预防和减轻食用过程中对消费者口腔,呼吸道和肺造成的损伤,而且可以保持特有原有活性物质不受过滤系统影响或/和缓慢释放新添加的活性物质,同时满足消费者减少健康危害和提高产品品质和功能的需求
附图说明
图1为环糊精添加剂用量的增加对吸阻的影响;
图2为环糊精添加剂用量的增加对捕获总粒相物的影响;
图3为环糊精添加剂用量的增加对捕获焦油的影响;
图4为环糊精添加剂中包含额外尼古丁对捕获尼古丁的影响;
图5为环糊精添加剂用量的增加对捕获苯酚的影响;
图6为环糊精添加剂用量的增加对捕获亚硝胺(NNK)的影响;
图7为环糊精添加剂用量的增加对捕获氨的影响;
图8为环糊精添加剂用量的增加对捕获3,4-苯并芘的影响;
图9为环糊精添加剂用量的增加对捕获CO的影响;
图10为环糊精添加剂用量的增加对捕获水的影响;
图11为环糊精添加剂中不包含额外尼古丁对捕获尼古丁的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一种同时具有滤除致癌物功能、抗氧化功能、缓释功能的环糊精添加剂,包括以下重量份的原料:环糊精类化合物0~100份、抗氧化组分0~100份、生物活性组分0~100份和溶剂~100份,但环糊精类化合物不为0;其中,抗氧化组分和生物活性组分均被环糊精类化合物络包或吸附。优选地,环糊精类化合物100份、抗氧化组分1-20份、生物活性组分1-20份和溶剂50-200份。
以下为对各个组分分别介绍。
<环糊精类化合物>
环糊精类化合物包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精或上述环糊精的衍生物中的一种或几种的组合;作为优选:环糊精类化合物包括α-环糊精、β-环糊精或γ- 环糊精中的一种或几种。
<抗氧化组分>
抗氧化组分包括还原剂、还原辅助剂,自由基淬灭剂。
其中,还原剂包括还原型谷胱甘肽、半胱氨酸类化合物、硒代半胱氨酸,半胱氨酸类化合物主要为括L-半胱氨酸或乙酰半胱氨酸中的一种或二者的混合物;为了进一步提高效果还可以加入超氧化物歧化酶(SOD)、还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。
还原辅助剂包括维生素A、维生素C、、葡萄糖酸锌盐、葡萄糖酸铁盐或葡萄糖酸锰盐中的一种或几种的组合。
自由基淬灭剂包括维生素E、辅酶Q10、胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、虾青素、茶儿酚或葡萄籽提取物。
还原型谷胱甘肽、半胱氨酸类化合物、硒代半胱氨酸和还原辅助剂与环糊精类化合物的比例分别为0.0-50mg/g,但不为0。
<生物活性组分>
生物活性组分包括尼古丁、尼古丁盐、槟榔碱、槟榔碱盐、咖啡因、咖啡因盐、可可碱、可可碱盐、大麻二酚、茶氨酸、牛磺酸、丹参素或黄酮类化合物中的一种或几种的组合;上述生物活性组分与环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g,但不为0。其中,与尼古丁、槟榔碱、咖啡因和可可碱成盐的酸为可食用无机酸或可食用有机酸;其中,酸优选为苯甲酸、水杨酸、乳酸、乙酰丙酸、山梨酸、果糖酸、酒石酸、柠檬酸或苹果酸。
生物活性组分还可以包括香精香料成分,香精香料成分优选为薄荷单体、薄荷精油、凉味剂WS-3、凉味剂WS-5、凉味剂WS-23、香兰素及其衍生物、香豆素及其衍生物或麦芽酚及其衍生物中的一种或几种的组合;其中,香精香料成分与环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g。
<溶剂>
溶剂用于溶解环糊精类化合物以及其他组分,用量使有效组分溶解或半溶解即可。
溶剂选自H2O、乙醇、丙酮、丙醇、丙二醇、甘油,聚乙二醇200-600或丁二醇中的一种或几种组合。作为优选:溶剂选自水、丙二醇或甘油中的一种或几种。
本发明的环糊精添加剂的储存形态为液体溶液、悬浮液、凝胶、固体粉末、脂质体、纳米微球、固体微胶囊、液体胶囊、咀嚼剂或超吸收剂混合物;优选为液体溶液、悬浮液或固体粉末。
根据具体产品形态,环糊精添加剂的制备方法可以分为三种:
方法一:环糊精添加剂产品为液态,制备方法包括以下步骤:
称取一定量的α-环糊精,β-环糊精和γ-环糊精等络包载体,溶于蒸馏水中和其它溶剂,得到环糊精溶液;称取一定量的谷胱甘肽,半胱氨酸,硒代半胱氨酸,葡萄糖酸锌,SOD等抗氧化物溶于蒸馏水中得协同抗氧化剂水溶液;称取一定量的尼古丁,有机酸,香料等活性物质溶解于合适溶剂中得到溶液;混合上述溶液,通 N2保护、密封避光、50~70℃下搅拌5h,粘稠溶液冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味释放功能的液体添加剂。
方法二:环糊精添加剂产品为固体粉末,制备方法包括以下步骤:
称取一定量的α-环糊精,β-环糊精和γ-环糊精等络包载体,溶于乙醇(丙酮) 中,得到环糊精乙醇(丙酮)悬浮液;称取一定量的谷胱甘肽,半胱氨酸,硒代半胱氨酸,葡萄糖酸锌,SOD等抗氧化物溶于乙醇(丙酮)中,得协同抗氧化剂乙醇(丙酮)悬浮液;称取一定量的香料等生物活性物质溶于乙醇(丙酮)中,得到风味释放剂乙醇悬浮液。混合上述溶液,通N2保护、密封避光、超声振荡30min 后,回流2.5h,真空蒸馏除去乙醇(丙酮),冷却至室温,烘干,打成粉即得包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的固体添加剂。
方法三:环糊精添加剂产品为环糊精添加剂悬浮液,抗氧化组分包括还原剂、还原辅助剂和自由基淬灭剂;
该制备方法包括以下步骤:
称取一定量的α-环糊精,β-环糊精和γ-环糊精等络包载体,溶于水中,加入一定量的VC,VE,VA,辅酶Q10,胡萝卜素,叶黄素,番茄红素,虾青素等客体,超声振荡30min,20-30℃下搅拌2.5h后,得到环糊精悬浮液;称取一定量的谷胱甘肽,半胱氨酸,硒代半胱氨酸,葡萄糖酸锌,SOD等抗氧化物加入上述溶液中,得协同抗氧化剂溶液;称取一定量的香料等活性物质加入上述溶液中。通N2保护、密封避光、超声振荡30min,40-50℃下搅拌2.5h,冷却至室温,即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的悬浮液添加剂。
实施例制备的环糊精添加剂的应用用于烟气过滤器、烟原料、烟草制品、电子烟烟油或槟榔制品中,能够显著降低有害物质同时保持或增加食品的生物活性物质,降低对口腔,食道和/或呼吸道和肺造成的损伤;其中,环糊精添加剂的用量与其应用的材料质量比为1-100%,优选为2.5-80%,进一步优选为5-50%。烟气过滤器包括卷烟过滤嘴和卷烟外接过滤系统(器);烟原料包括烟叶,烟丝,烟草薄片,重组烟草,烟膏,电子烟烟油和烟弹;烟草制品包括卷烟,斗烟,雪茄烟,加热非燃烧卷烟,液态电子烟,固体电子烟,鼻烟,咀嚼烟,纸烟,阿拉伯水烟;槟榔等相关咀嚼产品包括青果槟榔和槟榔干果。
具体应用方式为:
(1)环糊精添加剂被应用到烟气过滤嘴器时,其特征为溶液状态添加剂组合物,通过涂渍,喷洒,浸泡等方法把液体添加到烟气过滤器的滤芯过滤材料上,降低吸食过程中主流烟气中的总粒相物,焦油,烟草生物碱,芳香胺类化合物,酚类化合物,多环芳烃类化合物(3,4-苯并萞),烟草特有亚硝胺类化合物,同时也显著降低了自由基及由其诱导的活性氧化物等有害物质。
(2)添加剂组合物被应用到烟原料,烟草制品和槟榔等咀嚼相关产品时,其特征可以液体,悬浮液或固体状态,用涂渍,喷洒,浸泡,溶解,分撒,混合,伴随等方法把添加剂组合物添加到原料和/或产品上,降低加工,储藏或/和食用过程中形成的致癌物,自由基及由其诱导的活性氧化物等对健康产生危害。
(3)无论上述何种应用情况,其特征组合物都可以让生物活性物质缓慢释放,达到预期的目的。
经过实验,发现应用本实施例的环糊精添加剂,可以保持原有劲头,香味和吃味,明显降低了有害物质对口腔,喉咙,鼻腔的刺激性,改善了口感醇度,舒适度和感官保润性。经过一段时间使用后,明显改善或消除了口干,口苦,痰多和咽喉不适的现象。应用烟草和槟榔相关的咀嚼食品时,其特征为降低了刺激性和改善对口腔的舒适度,显著降低患口腔疾病包括白斑病和,食道癌,喉癌,口腔癌的可能性。
以下为本发明的具体实施过程,实施例所用原料、设备,若无特别说明,均为本领域的常用原料、设备;本发明中所用方法,若无特别说明,均为本领域的常规方法。
实施例1~5采用方法一,使用的包合工艺为溶液法,制备得到液体添加剂。
实施例1
在室温下用3x10ml的三角烧瓶和天平分别称取:(1)称取α-环糊精2.0g和γ- 环糊精2.0g,溶于1.5g蒸馏水和2.5g甘油的混合溶剂中,加热搅拌得到环糊精水溶液;(2)称取谷胱甘肽0.01g,L-半胱氨酸0.01g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.1g,SOD(超氧化歧化酶)0.01g(200I.U.)溶于0.5g蒸馏水中得协同抗氧化剂溶液;(2)称取尼古丁0.0mg,柠檬酸100.0mg,薄荷醇0.05g溶于0.5g甘油得到活性物质溶液;混合上述二个溶液,通N2保护、密封避光、40-50℃下搅拌2.5h,冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的液体添加剂。
实施例2
在室温下用3x10ml的三角烧瓶和天平分别称取:(1)α-环糊精2.0g和γ-环糊精2.0g,溶于1.5g蒸馏水和2.5g甘油混合溶剂中,加热搅拌得到环糊精水溶液; (2)称取谷胱甘肽0.01g,L-半胱氨酸0.01g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌 0.01g,SOD(超氧化歧化酶)0.01g(200I.U.)溶于0.5g蒸馏水中得协同抗氧化剂溶液;(3)称取尼古丁200.0mg,柠檬酸0.0mg,薄荷醇0.05g溶于0.5g甘油得到活性物质溶液;混合上述三个溶液,通N2保护、密封避光、40~50℃下搅拌2.5h,冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的液体添加剂,环糊精添加剂中尼古丁的浓度为2.1%。
实施例3
在室温下用3x10ml的三角烧瓶和天平分别称取:(1)α-环糊精2.0g和γ-环糊精2.0g,溶于1.5g蒸馏水和2.5g甘油混合溶剂中,加热搅拌得到环糊精水溶液; (2)称取谷胱甘肽0.05g,L-半胱氨酸0.01g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌 0.01g,SOD超氧化歧化酶0.01g(200I.U.)溶于0.5g蒸馏水中得协同抗氧化剂水溶液;(3)称取香兰素0.05g溶于甘油0.5g得到风味活性物质溶液;混合上述三个溶液,通N2保护、密封避光、40~50℃下搅拌2.5h,冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的液体添加剂。
实施例4
在室温下用3x10ml的三角烧瓶和天平分别称取:(1)α-环糊精1.0g和γ-环糊精3.0g,溶于1.5g蒸馏水和2.5g甘油混合溶剂中,加热搅拌得到环糊精水溶液; (2)称取谷胱甘肽0.05g,L-半胱氨酸0.01g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌 0.01g,SOD超氧化歧化酶0.01g(200I.U.)溶于0.5g蒸馏水中得协同抗氧化剂水溶液;(3)称取槟榔碱50.0mg,薄荷醇0.05g溶于0.5g丙二醇中得到风味溶液;混合上述三个溶液,通N2保护、密封避光、40~50℃下搅拌2.5h,冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的液体添加剂。
实施例5
在室温下用3x10ml的三角烧瓶和天平分别称取:(1)α-环糊精3.0g和γ-环糊精1.0g,溶于1.5g蒸馏水和2.5g甘油中,加热搅拌得到环糊精水溶液;(2)称取谷胱甘肽0.05g,L-半胱氨酸0.01g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.01g,SOD 超氧化歧化酶0.01g(200I.U.)溶于0.5g蒸馏水中得协同抗氧化剂水溶液;(3)称取大麻二酚100.0mg,四氢大麻酚10mg,香兰素0.05g溶于0.5g丙二醇中得到风味溶液;混合上述三个溶液,通N2保护、密封避光、40~50℃下搅拌2.5h,冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的液体添加剂。
实施例6~9采用方法一,使用的包合工艺为固相法,制备得到固体粉末状添加剂。
实施例6
在室温下用3x10ml的三角烧瓶和天平分别称取:(1)α-环糊精1.0g,β-环糊精2.0g和γ-环糊精1.0g,溶于20.0g丙酮中,搅拌得到环糊精悬浮液;(2)称取谷胱甘肽0.1g,L-半胱氨酸0.1g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.1g,SOD超氧化歧化酶10mg(200I.U.)溶于5.0g丙酮中得协同抗氧化剂悬浮液;(3)称取一定量的尼古丁100.0mg,柠檬酸1.0mg,WS-23,50mg溶于3.0g丙酮得到风味悬浮液;混合上述三个溶液,通N2保护、密封避光、超声振荡30min后,回流2.5h,真空蒸馏除去丙酮,冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的固体添加剂。
实施例7
在室温下用3x10ml的三角烧瓶和天平分别称取:(1)β-环糊精3.0g和γ-环糊精1.0g,溶于20.0g丙酮中,搅拌得到环糊精悬浮液;(2)称取谷胱甘肽0.1g,L- 半胱氨酸0.1g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.01g,SOD超氧化歧化酶10mg (200I.U.)溶于5.0g丙酮中得协同抗氧化剂悬浮液;(3)称取一定量的槟榔碱 100.0mg溶于3.0g丙酮得到活性物质溶液;混合上述三个溶液,通N2保护、密封避光、超声振荡30min后,回流0.5h,真空蒸馏除去溶剂,冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,它活性物质释放功能的固体添加剂。
实施例8
在室温下用3x10ml的三角烧瓶和天平分别称取:(1)β-环糊精4.0g,溶于20.0g 乙醇中,搅拌得到环糊精悬浮液;(2)称取谷胱甘肽0.01g,L-半胱氨酸0.01g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.01g,SOD超氧化歧化酶10mg(200I.U.)溶于 5.0g乙醇中得协同抗氧化剂溶液;(3)称取一定量的咖啡因50.0mg溶于3.0g乙醇得到活性物质溶液;混合上述三个溶液,通N2保护、密封避光、超声振荡30min 后,回流2.5h,真空蒸馏除去溶剂,冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能和活性物质释放功能的固体添加剂。
实施例9
在室温下用3x10ml的三角烧瓶和天平分别称取:(1)α-环糊精2.0g,β-环糊精0.0g和γ-环糊精2.0g,溶于20.0g乙醇中,搅拌得到环糊精悬浮液;(2)称取谷胱甘肽0.1g,L-半胱氨酸0.1g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.1g,SOD 10mg (200I.U.)溶于5.0g乙醇中得协同抗氧化剂悬浮液;(3)称取一定量的大麻二酚 50.0mg,薄荷醇50mg溶于3.0g乙醇得到活性物质溶液;混合上述三个溶液,通 N2保护、密封避光、超声振荡30min后,回流2.5h,真空蒸馏除去乙醇,冷却至室温即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能和其它活性物质释放功能的固体添加剂。
实施例10~14采用方法三,使用的包合工艺为悬浮法,制备得到悬浮液添加剂。
实施例10
称取α-环糊精1.0g,β-环糊精0.1g和γ-环糊精1.0g等络包载体,溶于2.0g水中,加入VC 0.03g,VE 0.03g,VA0.0g,辅酶Q10 0.0g,胡萝卜素0.0g,叶黄素 0.0g,番茄红素0.0g,虾青素0.0g等客体于上述环糊精溶液中,超声振荡30min, 20-30℃下搅拌0.5h后,得到环糊精悬浮液;称取谷胱甘肽0.1g,半胱氨酸0.1g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.01g,SOD超氧化歧化酶0.0g加入上述悬浮液中;称取可可碱0.1g加入上述溶液中。通N2保护、密封避光、超声振荡30min, 40-50℃下搅拌2.5h,冷却至室温,即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的悬浮液添加剂。
实施例11
称取α-环糊精1.0g,β-环糊精0.1g和γ-环糊精1.0g络包载体,溶于2.0g水中,加入VC 0.01g,VE 0.02g,VA0.01g,辅酶Q10 0.01g,胡萝卜素0.0g,叶黄素0.0g,番茄红素0.0g,虾青素0.0g等客体于上述溶液中,超声振荡30min,20-30℃下搅拌0.5h后,得到环糊精悬浮液;称取谷胱甘肽0.1g,半胱氨酸0.1g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.01g,SOD超氧化歧化酶0.1g加入上述悬浮液中;称取咖啡因0.1g加入上述溶液中。通N2保护、密封避光、超声振荡30min,40-50℃下搅拌2.5h,冷却至室温,即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的悬浮液添加剂。
实施例12
称取α-环糊精0.5g,β-环糊精1.0g和γ-环糊精0.5g等络包载体,溶于2.0g水中,加入VC 0.03g,VE 0.03g,VA0.03g,辅酶Q10 0.0g,胡萝卜素0.01g,叶黄素 0.0g,番茄红素0.0g,虾青素0.1g等客体于上述溶液中,超声振荡30min,20-30℃下搅拌0.5h后,得到环糊精悬浮液;称取谷胱甘肽0.1g,半胱氨酸0.1g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.015g,SOD超氧化歧化酶0.0g加入上述悬浮液中;称取槟榔碱0.05g加入上述溶液中。通N2保护、密封避光、超声振荡30min,40~ 50℃下搅拌2.5h,冷却至室温,即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的悬浮液添加剂。
实施例13
称取α-环糊精0.5g,β-环糊精3.0g和γ-环糊精0.5g等络包载体,溶于3.0g水中,加入VC 0.3g,VE 0.0g,VA0.01g,辅酶Q10.0g,胡萝卜素0.0g,叶黄素0.0g,番茄红素0.0g,虾青素0.01g等客体于上述溶液中,超声振荡30min,20-30℃下搅拌5h后,得到环糊精悬浮液;称取谷胱甘肽0.01g,半胱氨酸0.01g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.015g,SOD超氧化歧化酶0.0g加入上述悬浮液中;称取牛磺酸0.02g加入上述溶液中。通N2保护、密封避光、超声振荡30min,40~50℃下搅拌2.5h,冷却至室温,即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的悬浮液添加剂。
实施例14
称取α-环糊精1.0g,β-环糊精1.0g和γ-环糊精1.0g等络包载体,溶于3.0g水中,加入VC 0.03g,VE 0.02g,VA0.01g,辅酶Q10 0.01g,胡萝卜素0.0g,叶黄素 0.0g,番茄红素0.0g,虾青素0.01g等客体于上述溶液中,超声振荡30min,20-30℃下搅拌0.5h后,得到环糊精悬浮液;称取谷胱甘肽0.1g,半胱氨酸0.1g,硒代半胱氨酸0.001g,葡萄糖酸锌0.015g,SOD超氧化歧化酶0.0g加入上述悬浮液中;称取薄荷醇0.05g加入上述溶液中。通N2保护、密封避光、超声振荡30min,40-50℃下搅拌2.5h,冷却至室温,即得同时包括致癌物吸附功能,协同抗氧化功能,风味和其它活性物质释放功能的悬浮液添加剂。
实施例15
本实施例为对部分实施例进行测试,具体测试方法为将试验用外接过滤器的滤芯按相关标准规定平衡48小时,将实施例所获得的溶液,固体,悬浮液以75毫克 /支的剂量均匀滴加涂渍到卷烟过滤嘴端面或添加到外接过滤器的滤芯中,放入过滤嘴内后静置120分钟,然后选用市场上最便宜的和香味和吃味最差的卷烟分别对杂气,刺激性,余味,劲头,香气和品质相当价格6个指标进行评吸测试。所有测试均参照现行的行标开展,结果如表1所示。
表1:吸附剂对卷烟品质的影响
Figure BDA0002237933370000171
Figure BDA0002237933370000181
从表1中可以看出,添加实施例中的环糊精添加剂后,烟气的杂气减轻、刺激性大大降低、余味舒适、香烟劲头适中,卷烟的品质得到了提高,并且由于添加了一些香料,具有舒适的香味。
实施例16
本实施例为对液体状态的添加剂(实施例2)进行测试。测试方法为:通过注射器称量均匀涂渍到所选的卷烟过滤嘴端面,乐扣盆内放置2小时后测试。每一组在卷烟过滤嘴的添加量分别为0.0mg/支(空白),50mg/支,100mg/支,150mg/支, 200mg/支。所以测试均参照现行国标行标展开,所报告的结果为3次测试的平均值,结果如图1~10所示。
对比例
本实施例的添加剂原料组分和制备方法与实施例2基本相同,不同之处在于没有添加额外尼古丁(200mg),实验测试该对比例的添加剂的添加量对尼古丁除去作用的影响。如图1所示,考察添加剂的增加对吸阻的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,显著增加了吸阻,当添加量到达150mg时,吸阻已经超出一般烟民接受的范围。
如图2所示,考察添加剂量的增加对捕获总粒相物效果的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,显著降低了总粒相物,当添加量到达150mg后,再增加吸附剂的量,总粒相物降低不再明显。
如图3所示,考察添加剂量的增加对捕获焦油效果的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,显著降低了焦油的含量,当添加量到达150mg后,再增加吸附剂的量,焦油降低不再明显。
如图4所示,考察添加剂量的增加对捕获尼古丁效果的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,可以降低了尼古丁的含量。当环糊精添加剂中添加额外的尼古丁(200mg) 后,该环糊精添加剂的添加量为50mg时,尼古丁的下降并不很多。添加到100mg 到150mg时,尼古丁的下降也并不很多,这主要是环糊精包络的尼古丁缓慢释放弥补了环糊精滤除的尼古丁所致。而如果仅仅采用不包络尼古丁的环糊精添加剂 (图11),试验数据为添加量为0mg时,烟气中尼古丁的含量为1.09mg,当添加量为50mg时,尼古丁的下降并不很多,烟气中尼古丁含量为0.95mg,当添加量为100mg和150mg时,尼古丁含量下降至0.33mg和0.19mg。尼古丁含量大幅度下降,无法满足烟民对尼古丁的需求。对比例中的环糊精添加剂降低主流烟气中尼古丁效果显著,对烟民喜欢的劲头产生不利影响,因此必须在添加剂配方中补加额外的尼古丁以满足烟民对劲头的需求。
如图5所示,考察添加剂量的增加对捕获苯酚效果的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,显著降低了苯酚的含量,当添加量到达100mg后,再增加吸附剂的量,苯酚的含量降低不再明显了,主流烟气中的其它酚类有害物的下降结果应该与苯酚相似。
如图6所示,考察添加剂量的增加对捕获亚硝胺效果的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,显著降低了亚硝胺中致癌性最强的NNK的含量,当添加量到达150mg 后,再增加吸附剂的量,NNK的含量降低不再明显了。主流烟气中的其它烟草特有的亚硝胺有害物的测定结果应该与NNK结果相似。
如图7所示,考察添加剂量的增加对捕获氨效果的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,显著降低主流烟气气体氨的含量,结果与非极性气体CO不同,跟水相似,当添加量到达150mg后,降低氨的结果不再明显。
如图8所示,考察添加剂量的增加对捕获3,4-苯并芘效果的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,显著降低了3,4-苯并芘的含量,当添加量到达100mg后,再增加吸附剂的量,3,4-苯并芘的含量降低非常明显。主流烟气中的其它多环芳香烃类有害物的下降结果应该与3,4-苯并芘相似。
如图9所示,考察添加剂量的增加对捕获CO效果的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,降低气体CO的含量效果有限,当添加量从50mg到达200mg后,CO的含量的降低几乎没有太大的变化,与空白对照样品相比,略有下降,说明本吸附剂对降低CO气体效果有限,因为CO不是极性的气体化合物。
如图10所示,考察添加剂量的增加对捕获水分效果的影响,在过滤嘴中添加吸附剂,显著降低了水的含量,当添加量到达100mg后,再增加吸附剂的量,水的含量降低不再明显。水对健康没有害处,可以不用关注。采用液体状态的添加剂,效果显著的原因是因为液态的添加剂在滤嘴的丝束表面形成了极性分子薄膜,在操作使用时必须以液体的状态出现在过滤嘴(器)的端面(滤棒丝束切面)和其滤棒内部丝束表面,与主流烟气中的有害物质以气-液吸附原理进行物理和化学作用,截留有害物质于过滤嘴(器)的液体分子薄膜组合物中。添加剂形成的极性分子薄膜,颠覆了传统卷烟过滤嘴(器)滤除主流烟气中有害物质所依赖的气-固吸附原理,即由气-固吸附改为气-液吸附,显著提高了过滤主流烟气中有害物质的效率。一般情况下,气-液吸附分子间作用力强,吸附量多,吸附时间久,因此吸附效率高。本发明中的添加剂有足够的粘度,能够在过滤嘴丝束表面使之变成极性分子薄膜,不但提高了有害物质的过滤效率,而且不容易由于吸力导致被吸烟者吸入口中,影响吸烟体验感。
将实施例2所获得的添加剂对烟气中各种有害物质的捕获效果进行汇总,如表 2所示,表明该添加剂可以有效去除极性有害物质。
表2添加剂对烟气中各种有害物质的捕获效果数据
Figure BDA0002237933370000201
从表2和图4中,可以看出,本实施例获得的添加剂可以显著滤除主流烟气中的大部分有害致癌物质,同时保持尼古丁等生物活性组分含量不会大幅度下降。例如添加量为100mg/支,下降幅度11.0%;150mg/支,下降幅度16.2%;添加量为 200mg/支,下降幅度42.2%。为满足烟民对尼古丁的需求,环糊精添加剂的添加量不宜太多,100-150mg/支比较合适。
实施例17
本实施例为烟民的感官评吸测试情况,感官评吸由5个成员组成。首先对市售的槟榔品质进行测试,作为空白对照组,然后在槟榔产品中加入添加剂,进行测试,试验数据如表3所示。
表3吸附剂对槟榔品质的影响
Figure BDA0002237933370000202
Figure BDA0002237933370000211
从表3可以看出,对于市售的槟榔产品(槟榔品牌售价15-20元/包),使用本实施例中的添加剂后,吃味有甜味,刺激性有所降低,余味舒适,劲头适中,并且有薄荷香气,气味好闻。并且槟榔中含有的致癌物质包括自由基和活性氧化物应该与本添加剂反应而显著除去。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

Claims (16)

1.一种环糊精添加剂,其特征在于,包括以下重量份的原料:
环糊精类化合物0~100份、抗氧化组分0~100份、生物活性组分0~100份和溶剂0~100份;但环糊精类化合物不能为0;
其中,所述环糊精溶解于所述溶剂中,所述抗氧化组分和生物活性组分均被环糊精类化合物络包或吸附。
2.根据权利要求1所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述环糊精添加剂同时具有滤除致癌物功能、抗氧化功能和缓释功能。
3.根据权利要求1所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述环糊精类化合物包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精或上述的环糊精的衍生物中的一种或几种的组合;优选地,所述环糊精类化合物包括α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述环糊精类化合物在所述溶剂中的浓度为0-60%,但不为0,优选为5-50%,进一步优选为10-40%。
5.根据权利要求1所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述抗氧化组分包括还原剂和还原辅助剂;所述还原剂包括还原型谷胱甘肽、半胱氨酸类化合物和硒代半胱氨酸,所述半胱氨酸类化合物包括L-半胱氨酸或乙酰半胱氨酸中的一种或二者的混合物;所述还原剂与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g,但不为0。
6.根据权利要求5所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述还原辅助剂包括超氧化物歧化酶或还原型辅酶Ⅱ中的一种或二者的混合物;所述还原辅助剂与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g,但不为0;
优选地,所述还原辅助剂还包括维生素A、维生素C、葡萄糖酸锌盐、葡萄糖酸铁盐或葡萄糖酸锰盐中的一种或几种的组合;
所述还原辅助剂与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g,但不为0。
7.根据权利要求5所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述抗氧化组分还包括自由基淬灭剂,包括维生素E、辅酶Q10、胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、虾青素、茶儿酚或葡萄籽提取物中的一种或几种;所述自由基淬灭剂与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g,但不为0。
8.根据权利要求1所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述生物活性组分包括尼古丁、尼古丁盐、槟榔碱、槟榔碱盐、咖啡因、咖啡因盐、可可碱、可可碱盐、大麻二酚、四氢大麻酚,茶氨酸、牛磺酸、丹参素或黄酮类化合物中的一种或几种的组合;所述生物活性组分与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g,但不为0。
9.根据权利要求8所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,与所述尼古丁、槟榔碱、咖啡因和可可碱成盐的酸为可食用无机酸或可食用有机酸;其中,所述酸优选为焦磷酸,苯甲酸、水杨酸、乳酸、乙酰丙酸、山梨酸、果糖酸、酒石酸、柠檬酸或苹果酸。
10.根据权利要求9所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述生物活性组分还包括香精香料成分,所述香精香料成分优选为薄荷单体、薄荷精油、凉味剂WS-3、凉味剂WS-5、凉味剂WS-23、香兰素及其衍生物、香豆素及其衍生物或麦芽酚及其衍生物中的一种或几种的组合;其中,所述香精香料成分与所述环糊精类化合物的比例为0.0-50.0mg/g。
11.根据权利要求1所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述溶剂选自H2O、乙醇、丙酮、丙醇、丙二醇、甘油、丁二醇或聚乙二醇200-600中的一种或几种组合;
优选地,所述溶剂选自水、丙二醇或甘油中的一种或几种。
12.根据权利要求1所述的一种环糊精添加剂,其特征在于,所述环糊精添加剂的储存形态为液体溶液、悬浮液、凝胶、固体粉末、脂质体、纳米微球、固体微胶囊、液体胶囊、咀嚼剂或超吸收剂混合物;优选为液体溶液、悬浮液或固体粉末。
13.一种如权利要求1所述的环糊精添加剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
称取环糊精类化合物,溶于溶剂中,得到环糊精溶液;
称取抗氧化组分,溶于溶剂中,得到抗氧化剂溶液;
称取生物活性组分,溶于溶剂中,得到活性物质溶液;
将上述环糊精溶液、抗氧化剂溶液和活性物质溶液混合,在N2保护、密封避光条件下,40-50℃下搅拌,冷却至室温,得到环糊精添加剂液体;其中,所述溶剂为水、丙二醇、甘油或丁二醇。
14.一种如权利要求1所述的环糊精添加剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
称取环糊精类化合物,溶于乙醇或丙酮中,得到环糊精溶液;
称取抗氧化组分,溶于乙醇或丙酮中,得到抗氧化剂溶液;
称取生物活性组分,溶于乙醇或丙酮中,得到活性物质溶液;
将上述环糊精溶液、抗氧化剂溶液和活性物质溶液混合,在N2保护、密封避光条件下,依次进行超声震荡处理、回流、除去溶剂,将得到的固体冷却至室温,烘干,破碎成粉得到环糊精添加剂固体粉末。
15.一种如权利要求1所述的环糊精添加剂的制备方法,其特征在于,所述抗氧化组分包括还原剂、还原辅助剂和自由基淬灭剂;
该制备方法包括以下步骤:
称取环糊精类化合物,溶于水中,加入自由基淬灭剂,超声震荡,20-30℃下搅拌,得到环糊精悬浮液;
称取抗氧化组分,加入上述环糊精悬浮液中,超声震荡,20-30℃下搅拌,得到含自由基淬灭剂的抗氧化剂溶液;
称取生物活性组分,加入上述抗氧化剂溶液中,在N2保护、密封避光条件下,经过超声震荡处理、搅拌处理;将得到的混合液体冷却至室温,得到环糊精添加剂悬浮液。
16.一种如权利要求1所述的环糊精添加剂的应用,其特征在于,所述环糊精添加剂用于烟气过滤器、烟原料、烟草制品、电子烟烟油或槟榔制品中;其中,所述环糊精添加剂的用量与其应用的材料质量比为1-100%,优选为2.5-80%,进一步优选为5-50%。
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