一种焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒、其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，其包括魔芋葡甘聚糖和焙制发酵植物颗粒，其中的焙制发酵植物颗粒的质量分数为66.7‑97.2，魔芋葡甘聚糖的质量分数为2.8‑33.3。本发明专利技术还公开了所述焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒制备方法和用于烟草滤棒中吸附除害和加香的用途。

【技术实现步骤摘要】
一种焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒、其制备方法和用途
本专利技术属于材料制备
，具体涉及一种发酵焙制植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒、其制备方法和用途。
技术介绍
随着吸烟与健康问题的日益凸显以及消费者对健康意识的提高，低危害卷烟也随之成为烟草行业必然的发展趋势。其中，在滤棒中添加吸附材料是一种比较有效的方法，近年来国内外烟草行业对滤棒添加的吸附材料进行了大量的研究。目前报道的滤棒用吸附材料有活性碳、海泡石、分子筛、沸石、硅胶等。上述的活性碳、海泡石、分子筛、沸石、硅胶等材料在降焦油减伤害方面具有较好的效果，但会带来烟香的衰减、引入不良气息等问题。为解决上述问题，直接在卷烟滤棒中添加焙制碳化后的香料植物颗粒，既能达到吸附降害，又能达到加香的效果。如专利CN109222230A首先对香料植物在120～200℃下柔拟碳化(在植物内部形成空隙，但不破坏植物本身的香味特性)，然后将其进行发酵后破碎成颗粒加入到卷烟滤棒中。上述专利虽然解决了吸附降害加香的问题，但仍然存在吸附阻力较大，香气挥发较快，储存稳定性较差的问题。魔芋葡甘聚糖(KGM)为有机生物质材料，是一种水溶性的天然多糖，其主链具有三级结构，一级结构是以葡萄糖和甘露糖为重复单元并且按照一定的摩尔比组合成的线性结构；二级结构是KGM分子链通过伸展而呈现出的两折的螺旋形结构；三级结构则是KGM分子在三维空间内进行旋转而呈现出的三维立体的结构；由于其独特的结构，KGM具有交联性好、成型简易、有一定强韧性等优点。另外其还具有以下的独特性能：a.增稠性，质量分数为1％的魔芋精粉溶胶的粘度可以达到几千mPa/s；b.胶凝性，KGM是一种非牛顿流体，较低的浓度下表现出较高的粘性，静置能够成胶；c.保水性，KGM含有大量的亲水基团，因此其保水量可高出自身重量的40倍，具有较好的保水润滑作用。KGM是天南星科的魔芋的根和块茎的提取物。魔芋在云南种属最多且种植量大，具有原料来源广泛、成本低、易提取等优势。本专利技术首次将发酵焙制后的植物香料用KGM胶凝进行包裹，然后用于烟草滤棒中进行加香，取得了较好的效果。
技术实现思路
本专利技术首次利用魔芋葡甘聚糖制备出添加焙制发酵植物颗粒的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，该复合多孔颗是一种具有良好孔隙结构、孔径尺寸和孔隙率的复合多孔材料。将该焙制发酵植物复合多孔颗粒用于烟草中，吸附阻力小，香气挥发稳定均匀，卷烟储存稳定性好，香味保持长久。本专利技术的技术方案如下：本专利技术第一方面公开了一种焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，其特征在于，其包括魔芋葡甘聚糖和焙制发酵植物颗粒，其中的焙制发酵植物颗粒的质量分数为66.7-97.2，魔芋葡甘聚糖的质量分数为2.8-33.3。优选地，所述焙制发酵植物颗粒制备步骤如下：①将干燥的植物在120～200℃下密闭并保持2～8h进行焙制处理；②将步骤①焙制处理后的产物喷施枯草芽孢杆菌Van3，然后在22℃，相对湿度为60％的条件下发酵24～72h；③将步骤②发酵后的产物粉碎成粒径为100～180目的粉末，然后用粘合剂粘合成粒径为20～60目的颗粒，即为所述焙制发酵植物颗粒。优选地，所述植物为含香植物，所述含香植物为乌梅、白雪茶、香格雪苷、普洱茶、刺梨、旱烟、红雪茶、高粱、玉米、咖啡、烟叶、莳萝籽、核桃壳、灵芝、葛根、麦冬、粳米、糯米、红米、大枣、茴香、草珊瑚、稻谷、野坝子、褚橙皮、板蓝根、酒糟等中的一个或它们的组合。优选地，所述焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒为多孔结构；所述焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒是以所述魔芋葡甘聚糖形成的三维网络为框架，以所述焙制发酵植物颗粒为填充料、且所述焙制发酵植物颗粒包裹在所述魔芋葡甘聚糖内。优选地，所述焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒的直径为0.45mm-2mm，其孔隙率为10％-85％，孔径为0.05μm-225μm；其比表面积为0.1523m2/g-7.5482m2/g。本专利技术第二方面公开了一种焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒的制备方法，包括如下步骤：(1)配置焙制发酵植物颗粒的悬浮液；(2)向步骤(1)的悬浮液中加入交联剂，混合均匀得到混合液；(3)向步骤(2)的混合液中加入魔芋葡甘聚糖，混合使其变成凝胶状混合物；(4)将步骤(3)的凝胶状混合物在50℃-120℃下反应2h-8h；(5)将步骤(4)的反应产物冷冻干燥，直至脱水完全形成干凝胶；(6)将步骤(5)的干凝胶进行破碎、逐级分筛后得到颗粒尺寸为0.45mm-2mm的颗粒状，即得到所述的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒。优选地，所述焙制发酵植物颗粒选用的植物为含香植物，所述含香植物为乌梅、白雪茶、香格雪苷、普洱茶、刺梨、旱烟、红雪茶、高粱、玉米、咖啡、烟叶、莳萝籽、核桃壳、灵芝、葛根、麦冬、粳米、糯米、红米、大枣、茴香、草珊瑚、稻谷、野坝子、褚橙皮、板蓝根、酒糟等中的一个或它们的组合；所述焙制发酵植物颗粒的制备方法包括以下步骤：①将干燥的植物在120～200℃下密闭并保持2～8h进行焙制处理；②将步骤①焙制处理后的产物喷施枯草芽孢杆菌Van3，然后在22℃，相对湿度为60％的条件下发酵24～72h；③将步骤②发酵后的产物粉碎成粒径为100～180目的粉末，然后用粘合剂粘合成粒径为20～60目的颗粒，即为所述焙制发酵植物颗粒。优选地，步骤(2)中所述交联剂为氨水、氢氧化钠、碳酸氢钠中的一种或它们的组合，所述交联剂的用量为步骤(1)中水量的0.5-5.0wt％；步骤(3)魔芋葡甘聚糖的加入量为步骤(1)中水量的1/50-1/10，且其在所述焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒中的质量分数不低于2.8％。优选地，步骤(4)的冷冻干燥温度为-20℃～-50℃。本专利技术第三方面公开了所述的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒用于烟草滤棒中吸附除害和加香的用途。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，其结构上是以KGM形成的三维网络结构为基本框架，焙制发酵植物颗粒为填充料，KGM的交联作用能将焙制发酵植物颗粒包裹于KGM内部，形成孔隙率较高的复合多孔颗粒。2、本专利技术的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，制备方法通过选择焙制发酵植物颗粒，并且调整焙制发酵植物颗粒和魔芋葡甘聚糖的质量比、去离子水用量、碱交联剂种类及用量、交联反应的时间、温度以及焙制发酵植物颗粒产物的尺寸等，使制成的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒表现出较好的孔隙率和较大的孔隙尺寸。3、本专利技术的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒具有多孔结构，其多孔结构中具有一定的贯通孔形貌特征；在0.45mm-2mm的颗粒直径尺寸范围内，复合多孔颗粒的比表面积为0.1523m2/g-7.5482m2/g，孔隙率为10％-85％，孔径尺寸为0.05μm-225μm。因此本专利技术的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，其特征在于，其包括魔芋葡甘聚糖和焙制发酵植物颗粒，其中的焙制发酵植物颗粒的质量分数为66.7-97.2，魔芋葡甘聚糖的质量分数为2.8-33.3。/n

【技术特征摘要】
1.一种焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，其特征在于，其包括魔芋葡甘聚糖和焙制发酵植物颗粒，其中的焙制发酵植物颗粒的质量分数为66.7-97.2，魔芋葡甘聚糖的质量分数为2.8-33.3。


2.根据权利要求1所述的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，其特征在于，所述焙制发酵植物颗粒制备步骤如下：
①将干燥的植物在120～200℃下密闭并保持2～8h进行焙制处理；
②将步骤①焙制处理后的产物喷施枯草芽孢杆菌Van3，然后在22℃，相对湿度为60％的条件下发酵24～72h；
③将步骤②发酵后的产物粉碎成粒径为100～180目的粉末，然后用粘合剂粘合成粒径为20～60目的颗粒，即为所述焙制发酵植物颗粒。


3.根据权利要求2所述的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，其特征在于，所述植物为含香植物，所述含香植物为乌梅、白雪茶、香格雪苷、普洱茶、刺梨、旱烟、红雪茶、高粱、玉米、咖啡、烟叶、莳萝籽、核桃壳、灵芝、葛根、麦冬、粳米、糯米、红米、大枣、茴香、草珊瑚、稻谷、野坝子、褚橙皮、板蓝根、酒糟等中的一个或它们的组合。


4.根据权利要求1所述的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，其特征在于，所述焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒为多孔结构；所述焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒是以所述魔芋葡甘聚糖形成的三维网络为框架，以所述焙制发酵植物颗粒为填充料、且所述焙制发酵植物颗粒包裹在所述魔芋葡甘聚糖内。


5.根据权利要求1所述的焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒，其特征在于，所述焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒的直径为0.45mm-2mm，其孔隙率为10％-85％，孔径为0.05μm-225μm；其比表面积为0.1523m2/g-7.5482m2/g。


6.一种焙制发酵植物魔芋葡甘聚糖复合多孔颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配置焙制发酵植物颗粒的悬浮液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，段焰青，韦克毅，汤丹瑜，孔维玲，刘晓敏，陈兴，裴梓烨，者为，赵英良，陈庆华，刘金坤，
申请(专利权)人：云南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南;53