一种有效降低卷烟烟气气相自由基的复合卷烟滤嘴及其制备方法

摘要

本发明涉及一种有效降低卷烟烟气气相自由基的复合卷烟滤嘴及其制备方法，该卷烟滤嘴含有阿魏酸、次亚磷酸钠和活性炭。本发明制造方法为将活性炭完全浸渍在阿魏酸和次亚磷酸钠的溶液中，使它们在活性炭上分散均匀，干燥后得复合活性炭在滤棒成型机上均匀地添加在开松的醋酸纤维丝束上，制成加料滤棒，将制得加料滤棒与普通醋酸纤维滤棒在嘴棒复合机上加工制得二元复合卷烟滤嘴。使用本发明的二元复合卷烟滤嘴能有效降低卷烟烟气中气相自由基含量20.6％～29.4％。

说明书

技术领域：

本发明专利涉及烟草制品，特别是一种有效降低卷烟烟气气相自由基的复合卷烟滤嘴及其制造方法。

背景技术：

自由基常为带有不成对电子的原子、分子或离子，具有顺磁性，大多数自由基的性质极为活泼，具有很高的反应活性，参与大量的化学反应。卷烟燃烧后可产生数以千计的化合物，其中包含大量活性很高的自由基。近年来对吸烟和健康问题研究发现，卷烟烟气中的自由基是引起各种疾病的重要原因。卷烟烟气焦油中含有醌/半醌自由基和多环芳烃自由基等稳定的自由基，可消耗体内氧储备，生成的活性更高的氧自由基攻击体内多种物质，导致一系列毒理效应和多种病变。随着降焦技术的不断改进，目前卷烟的焦油含量已大幅度降低，焦油中固相自由基也随之降低。卷烟烟气中含有的另一类自由基为气相自由基，有氮氧自由基、氧自由基、烷基自由基(R·)和烷氧基自由基(RO·)等，其中主要是烷基自由基(R·)和烷氧基自由基(RO·)，这些自由基寿命短，性质异常活泼，能进攻细胞膜引起膜脂质过氧化，可直接损伤细胞和酶等物质，导致肺癌等各种疾病的发生。由于烟气气相自由基毒性更大，并且在烟气中的含量并不随焦油量的减少而减少，降焦油并不能直接降低卷烟烟气气相自由基，而普通的滤嘴又不能有效清除它，因此开发高效的卷烟烟气气相自由基清除剂，降低卷烟烟气中的气相自由基，将大大提高吸烟的安全性，具有十分重要的社会效益。

为了降低卷烟烟气气相自由基，国内外一些研究机构和卷烟生产厂商进行了一些研究，如北京卷烟厂申请的中国专利CN1145206A，将茶多酚和维生素C混合使用制成滤嘴，对卷烟烟气气相自由基清除率为26.8％；又如上海烟草(集团)公司申请的中国专利CN1356072A，以茶多酚、碧罗芷和活性炭为添加剂制成的复合滤嘴，可使气相自由基降低14.8％～23.4％；这些方法均使用茶多酚、碧罗芷等有机物质来清除烟气气相自由基，但由于添加在滤嘴中的抗氧化剂是以固态形式与气相自由基之间产生作用，使得在溶液中抗氧化效果很强的这些有机物质清除卷烟烟气气相自由基的效果不十分理想，而且其清除卷烟烟气气相自由基的稳定性也不能得到很好的保证。

发明内容：

本发明的目的是提供一种有效降低卷烟烟气气相自由基的复合卷烟滤嘴及其制备方法。

发明人在多次实验的基础上经过不断地筛选，多种物质组合试验后发现，当采用有机抗氧化剂阿魏酸和强无机还原剂次亚磷酸钠协同作用可有效地清除卷烟烟气气相自由基。次亚磷酸钠是一种很强的无机抗氧化剂，阿魏酸是主要来源为伞形科植物阿魏和川芎等植物。本发明中的阿魏酸与次亚磷酸钠协同起来，可有效地清除自由基，可抑制过氧化反应和自由基反应，且阿魏酸可与生物膜磷脂结合，保护膜脂质等拮抗自由基对组织的损害。发明人将这两种物质与活性炭结合起来应用于卷烟行业中清除卷烟烟气气相自由基。且本发明这方面的研究均未见有报道。经实验证明，通过运用本发明上述组分可使卷烟烟气气相自由基清除效果非常有效和十分稳定。

本发明是由普通的纤维滤棒和加料滤棒组成的二元复合滤嘴，加料滤棒中含有的活性炭负载了阿魏酸和次亚磷酸钠。

由阿魏酸、次亚磷酸钠、活性炭所制成的复合活性炭占加料滤棒重量百分比为29.7％～41.4％。

所述的加料滤棒和普通醋酸纤维滤棒的长度比为1∶1～2∶1。

经研究试验，阿魏酸和次亚磷酸钠占至下述重量比时，可以达到较好清除卷烟烟气所相自由基的效果。

阿魏酸和次亚磷酸钠的含量按重量比计分别为该复合卷烟滤嘴重量的0.06％～1％和0.9％～3.3％。

而在阿魏酸和次亚磷酸钠占至下述重量比时，卷烟烟气气相自由基清除率可以达到29.4％。

所述复合滤嘴中阿魏酸和次亚磷酸钠的含量按重量比计分别为该复合卷烟滤嘴重量的0.3％～0.5％和1.5％～1.8％。

本发明的制备方法为：

将活性炭完全浸泡在阿魏酸和次亚磷酸钠溶液中，使之分散均匀，干燥后得到复合活性炭；将此复合活性炭在滤棒成型机上均匀地添加在开松的醋酸纤维丝束上并卷制成型制成加料滤棒，将制得加料滤棒与普通醋酸纤维滤棒复合制得二元复合滤嘴，即成一种有效降低卷烟烟气气相自由基的复合卷烟滤嘴。

本发明是一种可有效降低卷烟烟气气相自由基的复合卷烟滤嘴。它将自由基清除剂均匀分散在活性炭上，可使清除剂与烟气充分接触反应，有利与发挥抗氧化作用。阿魏酸是一种优良的天然抗氧化剂，其苯环上的酚羟基可清除自由基，抑制过氧化反应和自由基反应，而次亚磷酸钠是一种很强的无机还原剂，非常容易与烟气气相中氧化性很强的不稳定自由基反应，使其失去活性。阿魏酸和次亚磷酸钠这两种物质的相互协调作用，能稳定有效地清除卷烟烟气气相自由基，使烟气自由基失去损伤细胞等生物物质的活性，降低抽吸卷烟对人体的危害。采用了本发明的复合滤嘴制得的卷烟，卷烟烟气气相自由基可降低20.6％～29.4％。另外，本发明在清除气相自由基效果能在较长一段时间内保持稳定，卷烟抽吸过程不产生异味，能较好地符合卷烟产品要求吸味好，产品流通过程有一定时间的特殊性，采用本发明的二元复合滤嘴，其生产成本低，完全适用于卷烟产品工业化生产。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明做限制。

实施例1

由普通醋酸纤维滤棒和加料滤棒组成一种有效降低卷烟烟气气相自由基二元复合卷烟滤嘴。首先将活性炭完全浸泡在重量比浓度0.5％的阿魏酸和重量比浓度6.2％的次亚磷酸钠溶液中，使之分散均匀，干燥后得到复合活性炭。将此复合活性炭在滤棒成型机上均匀地添加在开松的醋酸纤维丝束上，制成加料滤棒，控制复合活性炭和加料滤棒的重量百分比为29.7％。将制得加料滤棒与普通醋酸纤维滤棒复合制得二元复合滤嘴，使得阿魏酸和次亚磷酸钠的含量按重量比计分别为该复合卷烟滤嘴重量的0.06％～0.08％和0.9％～1.1％，即为一种有效降低卷烟烟气气相自由基的复合卷烟滤嘴。采用精品白沙牌号辅料，将本发明所制造的复合卷烟滤嘴与精品白沙烟丝卷接制成样品烟，以普通醋酸纤维滤嘴与相同的烟丝卷接的卷烟作为对照样品。将试制烟支均匀地放在温度(22±1)℃，相对湿度(60±2)％的环境中平衡48小时。挑选在平均质量±0.05g和平均吸阻±50pa范围内的烟支为实验烟支。将收集器联入吸烟机流路，以抽吸容量为35.0ml，抽吸时间为2秒，抽吸间隔为58秒的标准抽吸速率抽吸卷烟，用PBN溶液捕集烟气气相自由基，用电子自旋共振(ESR)进行定量检测，根据峰高计算得每支卷烟气相自由基含量，卷烟烟气气相自由基清除率按以下公式计算：

E(％)＝(S对照-S样品)/S对照×100％其中E为清除率，S样品为复合滤嘴卷烟样品的自旋数，S对照为对照样品的自旋数。根据此方法测得本发明提供的二元复合卷烟滤嘴可降低抽吸卷烟时所产生的烟气气相自由基20.6％(表1)。

表1本发明复合滤嘴对卷烟烟气气相自由基的清除效果

气相自由基  对照组卷烟  本发明卷烟  清除率自旋数(10¹⁴/支)    9.62    7.64  20.6％

实施例2

一种由普通醋酸纤维滤棒和加料滤棒组成一种有效降低卷烟烟气气相自由基二元复合卷烟滤嘴，由普通醋酸纤维滤棒和加料滤棒组成一种有效降低卷烟烟气气相自由基二元复合卷烟滤嘴。首先将活性炭完全浸泡在的重量比浓度1.5％阿魏酸和重量比浓度7.6％的次亚磷酸钠溶液中，使之分散均匀，干燥后得到复合活性炭。将此复合活性炭在滤棒成型机上均匀地添加在开松的醋酸纤维丝束上，制成加料滤棒，控制复合活性炭和加料滤棒的重量百分比为41.1％。将制得加料滤棒与普通醋酸纤维滤棒复合制得二元复合滤嘴，使得阿魏酸和次亚磷酸钠的含量按重量比计分别为该复合卷烟滤嘴重量的0.3％～0.5％和1.5％～1.8％。即为一种有效降低卷烟烟气气相自由基的复合卷烟滤嘴。采用精品白沙牌号辅料，将精品白沙烟丝与该复合滤嘴对接，以普通醋酸纤维嘴棒制得的精品白沙卷烟为对照组卷烟样品进行检测，烟气气相自由基清除率为29.4％(表2样本1)。

将以上卷烟样品密封，在平常环境下保存4个月后，再次按照以上方法检测，二元复合嘴棒制得的卷烟相对其对照组卷烟，烟气气相自由基清除率为29.6％(表2样本2)，说明该复合嘴棒清除烟气气相自由基的效果在较长一段时间内不随时间而变化，其清除卷烟烟气气相自由基的效果十分稳定。

表2本发明复合滤嘴对卷烟烟气气相自由基的清除效果及稳定性

气相自由基对照组卷烟本发明卷烟  清除率自旋数(10¹⁴/支) 自旋数(10¹⁴/支)样本1    8.41    5.94    29.4％样本2    9.47    6.67    29.6％

实施例3

一种由普通醋酸纤维滤棒和加料滤棒组成一种有效降低卷烟烟气气相自由基二元复合卷烟滤嘴，由普通醋酸纤维滤棒和加料滤棒组成一种有效降低卷烟烟气气相自由基二元复合卷烟滤嘴。首先将活性炭完全浸泡在的重量比浓度4.1％阿魏酸和重量比浓度13.7％的次亚磷酸钠溶液中，使之分散均匀，干燥后得到复合活性炭。将此复合活性炭在滤棒成型机上均匀地添加在开松的醋酸纤维丝束上，制成加料滤棒，控制复合活性炭和加料滤棒的重量百分比为41.1％。将制得加料滤棒与普通醋酸纤维滤棒复合制得二元复合滤嘴，使得阿魏酸和次亚磷酸钠的含量按重量比计分别为该复合卷烟滤嘴重量的1％和3.3％，即为一种有效降低卷烟烟气气相自由基的复合卷烟滤嘴。