再造烟叶原料烟草可溶物成分高效提取技术研究
2020-11-30武士杰潘志新林瑜熊佳梁
武士杰 潘志新 林瑜 熊佳梁
摘 要 再造烟叶烟草原料中可溶物成分的溶出率是原料提取工艺设计的重要依据。通过对比分析烟草可溶物成分在不同固液比、提取温度及提取时间条件下的溶出规律,研究大固液比高效提取技术的最佳提取条件。结果表明:烟叶的最佳提取条件为固液比1∶21,提取温度65 ℃,提取时间25 min;烟梗的最佳提取条件为固液比1∶21,提取温度70 ℃,提取时间25 min。
关键词 再造烟叶;高效提取;可溶物成分
中图分类号:TS42 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.26.075
再造烟叶烟草原料提取的主要目的是完成烟草原料中可溶性物质的高效提取,在提取工艺设计时,可溶物成分的溶出率是工艺设计的重要依据。增加提取级数、提高提取温度并延长提取时间可增加可溶物成分的溶出,但会增加提取设备投资和操作费用[1-2]。另外,对于热敏性烟草原料可溶物性物质而言,会使烟草原料在提取过程中的物料损失加大。基于此,比较烟草可溶物成分在不同固液比条件下的溶出规律,研究大固液比高效提取技术的不同提取条件,实现烟草可溶物成分的有效溶出,达到高效提取烟草原料中水溶性物质的目的。
1 材料与方法
1.1 试验材料
再造烟叶产品的梗、叶组原料(梗组原料包含长梗、短梗,叶组原料包含烟叶、碎片烟叶、烟末、烟丝)各
5 kg,并按再造烟叶安排配方进行混配。
1.2 试验仪器与设备
BAO-150A型烘箱,施都凯仪器设备(上海)有限公司;GCM221咖啡机,吉诺咖啡机械有限公司;ML-T电子天平,梅特勒-托利多集团。
1.3 烟梗原料提取
1.3.1 试验设计
如表1所示,采用正交试验进行烟梗提取试验,同时按照固液比1∶7、提取温度70 ℃、提取时间30 min进行对照试验。
1.3.2 提取步骤
对照试验:称取100 g样品于烧杯中,按比例加700 g、
70 ℃的蒸馏水,在相应温度下恒温搅拌提取30 min后,取出趁热过滤,用100目(孔径150 μm)袋子压滤,过滤后的渣称重(重量误差在±5%),冷藏保存备用。
2 结果与分析
2.1 热水可溶物结果
从表5可以看出,100 g烟梗原料干重为89.63 g,热水可溶物绝对含量为47.59 g,对照试验组固体物料中热水可溶物绝对量剩余15.32 g,溶出率为67.80%;正交试验中,试验3剩余热水可溶物绝对量含量最低,溶出率为75.16%,与对照样相比,热水可溶物溶出率从67.80%增加到了75.16%。100 g煙叶原料干重为91.96 g,热水可溶物绝对含量为49.61g,对照组固体物料中热水可溶物绝对量剩余13.51 g,溶出率为72.77%;正交试验中,剩余热水可溶物绝对量均低于对照样,其中试验6含量最低,溶出率为88.45%,与对照样相比,热水可溶物溶出率从72.77%增加到了88.45%。
2.2 提取工艺优化
从表6可以看出,对于烟梗,热水可溶物溶出效果较好的条件为A3B3C3,即固液比1∶21,提取温度70 ℃,提取时间25 min,影响因素大小顺序为提取时间>提取温度>固液比。在A3B3C3条件下,对最优条件进行验证,结果见表7。结果表明,A3B3C3条件下6次重复测定的溶出率均大于其他试验条件下的溶出率,平均溶出率为76.08%,稳定性RSD为0.52%,该条件通过验证。
从表8可看出,对于烟叶,热水可溶物溶出效果较好的条件为A3B3C3,即提取固液比1∶21,提取温度65 ℃,提取时间25 min。影响因素大小顺序为提取温度>固液比>提取时间。在A3B3C3条件下,对最优条件进行验证,结果见表9。结果表明,A3B3C3条件下6次重复测定的溶出率均大于其他试验条件下的溶出率,平均溶出率为88.96%,稳定性RSD为0.63%,该条件通过验证。
3 结论
通过放大再造烟叶原料提取过程的固液比,缩短相应提取时间并降低提取温度,可在不增加提取级数及提取设备的前提下,提升再造烟叶原料的溶出率。对于烟叶,最佳的提取条件为固液比1∶21、提取温度65 ℃、提取时间25 min,平均溶出率可达88.96%;对于烟梗,最佳的提取条件为固液比1∶21、提取温度70 ℃、提取时间25 min,平均溶出率可达76.08%。通过提高再造烟叶原料的提取效率,可以实现再造烟叶原料可溶物成分的高效提取。
参考文献:
[1] 杨彦明,唐自文,付宇,等.造纸法再造烟叶浸取工艺研究[J].应用化工,2009(3):35-37.
[2] 黄思敏,马林.造纸法再造烟叶提取新工艺的研究应用[J].黑龙江造纸,2015(1):78-80.
(责任编辑:刘 昀)