用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法
专利名称：：用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法
技术领域：
：本发明属于巻烟香精香料制备
技术领域：
，具体来说是一种用膜分离技术制备和生产地黄烟用香精香料的方法。
背景技术：
：地黄系玄参禾斗Scrophulariaceae植物地黄Rehmanniaeglutinosa(Gaertn.)Libosch.ex.Fisch.etMey的块根，根据炮制方法不同分为鲜地黄、干地黄和熟地黄。目前梓醇作为鲜地黄和干地黄的指标物质，5-HMF作为熟地黄的指标物质被广泛使用。生地黄具有滋阴清热作用，熟地黄具有补血滋阴、益精填髓的功效，是优良的滋阴补血药，被誉为"壮水之主，补血之君"，地黄含有多种化学成分，临床用途越来越广，是一个很有发展前途的多功能药物。响应国家局"十一五科技发展纲要"，开发中式低危害巻烟，地黄作为烟用香精香料已经用于工业化生产。目前的生产工艺是将地黄提取物用沉淀回溶法进行进一步的提取纯化，制备出适合烟用的地黄香精香料。然而，这种生产工艺较为复杂，且耗时长，生产周期长，人耗大，相应的生产成本较高，更重要的是单一的沉淀回溶法无法解决地黄香精香料对巻烟余味残留较大的负面影响。
发明内容针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法，縮短生产周期，同时解决地黄烟用香精香料对巻烟余味的负面影响。用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法按以下步骤进行(1)将地黄磨成粉末后，1份重量地黄，加6-10份重量的乙醇溶液，在100-135"C的温度下回流提取3-5小时后过滤，保留滤液，滤渣用于下一步骤；(2)将上一步骤的滤渣，加步骤(l)等量的乙醇溶液，在100-135"C的温度下回流提取3-5小时后过滤，合并两次滤液，所得滤液为地黄提取物A;(3)将地黄提取物A过孔径大小为100nm的陶瓷膜(一级膜)，当地黄提取物A体系中开始起泡时，加入地黄提取物A总重量10。％-20%的水，通过膜的溶液称为滤液B，未通过膜的溶液称为浓縮液B;当没有滤液B流出时，停止膜处理操作；(4)将滤液B过截留分子量为2.5万的有机巻式膜(二级膜)，当滤液B体系中开始起泡时，加入滤液B总重量的10%-20%的水，通过膜的溶液称为滤液C，未通过膜的溶液称为浓縮液C，当没有滤液C流出时，停止膜处理操作；所得滤液C即为地黄烟用香精香料。所述的乙醇溶液是体积百分含量为30%-60%的乙醇溶液。所述的过孔径大小为100nm的陶瓷膜，流速为50-70L/h，温度控制在45°C以下，进口压力为1.8-2.2MPa，出口压力为1.0-1.4MPa。所述的过截留分子量为2.5万的有机巻式膜，流速为15-25L/h，温度控制在45°C以下，进口压力为0.6-1.0MPa，出口压力为0.5-0.7MPa。所述的地黄的细度为80-100目。所述的地黄是指鲜地黄、或干地黄、或熟地黄、或它们之中的混合物。本发明的方法简单，实施容易，用膜分离技术替代原来的沉淀回溶法，具有以下优点①工艺简单。②生产周期短，成本低，具有显著的经济效益。(D自动化程度提高，生产工艺的可控性增强。④解决了巻烟的口腔余味和残留问题。具体实施例方式下面对本发明的有关的技术问题作进一步详细的描述。膜分离技术是利用膜对混合物各组分选择透过性能的差异，来实现分离、提纯、浓縮的新型分离技术。根据膜孔径的大小来分，常用的膜有微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜四种。用膜把直径为0.05-10to的粒子与其他溶液或其他低分子量组分分开的膜为微滤膜；用于将大分子或直径不大于O.lOtoi的微粒分开的膜为超滤膜；而用于分离分子量为几百至几千的混合物溶液的膜为纳滤膜。膜的孔径越小，被截留的物质越多，渗透过膜的物质越少，则所得到的滤液的纯度就越高。本发明通过选择不同种类和孔径/截留分子量大小的膜，控制滤液的所需纯度，从而制备出具有不同风味特征的地黄烟用香精香料。膜分离技术在中药制剂中的应用始于20世纪80年代末至90年代初，至今为止，相关的文献报道已不少。其中，膜技术的主要作用是从复杂的混合物中提取制备某一种单体化合物，其技术路线的目标产物是单一的化合物，而且是越纯越好。如从干草中提取干草酸、从金银花中提取绿原酸、从黄花蒿中提取青蒿素等等。然而，巻烟产品本身就是个复杂的体系，燃烧过程更加深了它的复杂性。烟草中的香精香料经过燃烧后所赋予巻烟的令人愉悦舒适的风味特征是多方面因素的综合、平衡以及协调的效果。因此有时将单一的纯品作为香精香料添加到巻烟中去反而效果不好，而几种或者多种具有某种风味特征的化合物的混合物加入到巻烟中反而具有良好的效果。因此，烟用香精香料所需要的目标产物并不是越纯越好。另一方面，如果香精香料中所含有的成分太多，那么巻烟燃烧过程中可能发生的化学反应增加，也可能会产生更多其它的对巻烟有负面影响的化合物，致使巻烟的余味、残留等有负面效应。因此，烟用香精香料太纯不好，所含物质太多也不好，它需要有一个"合适的纯度"。同时，众所周知，目标产物越纯，制备工艺越复杂，生产成本也越高。因此，膜分离技术在烟用香精香料中的应用，与已报道的中药制剂中的应用相比，无论是在出发点还是技术思路上，两者都截然不同。本发明的技术方案第(3)步中的一级膜选择100nm的陶瓷膜，主要是用于溶液中悬浮物的分离和无菌过滤，同时去掉一部分的蛋白质、果胶等大分子化合物。由于地黄提取物A中含有一定浓度的乙醇，因此选择陶瓷膜。而第(4)步中的二级膜选择截留分子量为2.5万子量为2.5万及以下的化合物，有机巻式膜有助于提高膜通量，且后续清洁方便、简单。为了便于对比分析，也说明本申请人对所述的"合适的纯度"的选择过程，本申请人进行了下列试验。用本发明的技术方案进行1、2、3步骤后，将过完一级膜后的滤液B再次过截留分子量为1.5万的有机巻式膜(其它参数与技术方案中截留分子量为2.5万的二级膜参数相同)，得到的滤液称为滤液D;将本发明步骤l、2得到的地黄提取物A用传统的沉淀法分离提纯，制备的地黄烟用香精香料称为提取液E。将本发明步骤l、2得到的地黄提取物A、用不同的膜分离制备的滤液B、C、D、及用传统的沉淀法分离提纯的提取液E，分别加入到未加香加料的中档空白烟丝中，并对样品巻烟进行评吸对比实验，评吸结果见表l。从评吸结果可以看出，未经过膜处理和沉淀法处理的地黄提取物A的评吸效果最差，主要表现在喉部剌激大，残留严重；而经过膜处理后的样品又较沉淀法处理的样品效果好，主要表现在前者的烟气质较好，且有甜感和生津感，吸味令人愉悦；而经过膜处理的样品之间也有差别，评吸结果的好坏是2.5万分子量的膜(滤液C)>1.5万分子量的膜(滤液D)>100腿的膜(滤液B)。三种膜的孔径大小是100nm的膜>2.5万分子量的膜>1.5万分子量的膜，膜的孔径越小，被截留的物质越多，渗透过来(即滤液)的物质越少，则滤液的纯度越高，反之亦然。因此，经过三种膜处理后的滤液的纯度是滤液D〉滤液O滤液B〉样品E〉地黄提取物A。从评吸结果可以看出，通过膜分离技术得到的滤液作为香精香料时，并不是越纯越好，所含有的物质越少越好；也不是所含有的物质越多越好。这也是膜分离技术在烟草香精香料行业应用的特殊性。表l、评吸结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>引起巻烟吸味，尤其是刺激感、余味残留的因素之一是添加剂中的大分子化合物燃烧引起的，而蛋白质和果胶就是这样的一类物质。本申请人对本发明步骤l、2得到的地黄提取物A、用膜分离技术制备的滤液B、C和D、以及用传统的沉淀法分离提纯的提取液E中的蛋白质含量进行了测定，每种样品中的蛋白质含量都与地黄提取物A中的相比对，用蛋白质含量的降低率来表明各个样品的特性(见表2)。表2蛋白质含量降低率样品蛋白质降低率地黄提取物A0%滤液B70%滤液c88%滤液D90%提取液E響o上表所示经过膜处理后的滤液中蛋白质的含量都比传统沉淀回溶法得到的提取液E中的含量大大降低，因此膜处理后的香精香料在巻烟的余味和口感方面要好得多(见表1)。而经过不同的膜处理过程，滤液中蛋白质的含量也有所不同滤液B〉滤液C〉滤液D的，但是滤液C却比滤液D更适合做烟用香精香料。这主要是因为蛋白质也只是影响巻烟口感的因素之一，而滤液C和D中蛋白质含量差别不大，所以在烟用香精香料中也不是蛋白质含量越低越好，物质纯度越高越好。这也是本发明所述的提取物要有合适纯度的一个实例。由于膜分离技术是用于工业化生产的，因此该技术的生产周期是必须要考虑的问题。本申请人比对了膜技术方法与传统沉淀法两种方法生产地黄烟用香精香料的生产周期。实验发现，用膜技术方法的生产周期比传统沉淀法的要短，且制备的地黄烟用香精香料的量越多，两种方法的生产周期差别越大，具体情况见表3。表3、两种方法生产周期比对样品量生产周期膜技术沉淀法100公斤3小时l天500公斤14小时9天<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>从人耗方面来看，传统的沉淀法每天需要操作人员5名，且平均工作时间至少是8小时，而改进后的膜分离方法每天仅需要操作人员2名，且平均工作时间仅6小时，员工还有一定的休息时间。因此改进后的工艺较传统工艺，具有明显的经济效益。下面是几个实施例。实施例1:(1)将熟地黄磨成粉末后，取l倍重量的地黄，加入6倍重量的40%(体积百分含量)的乙醇溶液，在12(TC的温度下回流提取3-5小时，过滤。(2)将步骤(l)过滤后剩下的滤渣中加入原药材重量6倍的40%(体积百分含量)的乙醇溶液，在12(TC的温度下继续回流提取4小时，过滤并合并两次滤液，得到地黄提取物A。(3)将地黄提取物A首先过一个孔径大小为lOOrnn的陶瓷膜(一级膜)，流速为65L/h，温度控制在45。C以下，进口压力为2.0MPa，出口压力为1.2MPa。当地黄提取物A体系中开始起泡时，加入地黄提取物总重量的10%的水，用于提高目标产物的得率。将通过膜的溶液记为滤液B，未通过膜的溶液记为浓縮液B。当没有滤液B流出时，停止膜处理操作。(4)将滤液B再次过一个截留分子量为2.5万的有机巻式膜(二级膜)，流速为20L/h，温度控制在45。C以下，进口压力为0.8MPa，出口压力为0.6MPa。当滤液B体系中开始起泡时，加入滤液B总重量的10%的水，用于提高目标产物的得率。将通过膜的溶液记为滤液C，未通过膜的溶液记为浓縮液C。当没有滤液C流出时，停止膜处理操作。滤液c即为烟用香精香料，储存备用。(1)将干地黄磨成粉末后，取1倍重量的地黄，加入8倍重量的50%(体积百分含量)的乙醇溶液，在120。C的温度下回流提取4小时，过滤。(2)将步骤(l)过滤后剩下的滤渣中加入原药材重量8倍的50。％(体积百分含量)的乙醇溶液，在12(TC的温度下继续回流提取4小时，过滤并合并两次滤液，得到地黄提取物A。(3)将地黄提取物A首先过一个孔径大小为100nm的陶瓷膜(一级膜)，流速为65L/h，温度控制在45。C以下，进口压力为2.0MPa，出口压力为1.2MPa。当地黄提取物A体系中开始起泡时，加入地黄提取物总重量的15%的水，用于提高目标产物的得率。将通过膜的溶液记为滤液B，未通过膜的溶液记为浓縮液B。当没有滤液B流出时，停止膜处理操作。(4)将滤液B再次过一个截留分子量为2.5万的有机巻式膜(二级膜)，流速为20L/h，温度控制在45。C以下，进口压力为0.8MPa，出口压力为0.6MPa。当滤液B体系中开始起泡时，加入滤液B总重量的15%的水，用于提高目标产物的得率。将通过膜的溶液记为滤液C，未通过膜的溶液记为浓縮液C。当没有滤液C流出时，停止膜处理操作。滤液C即为烟用香精香料，储存备用。实施例3:(1)将熟地黄和鲜地黄的混合物磨成粉末后，取1倍重量的地黄，加入10倍重量的60%(体积百分含量)的乙醇溶液，在120。C的温度下回流提取4小时，过滤。(2)将步骤(l)过滤后剩下的滤渣中加入原药材重量10倍的60%(体积百分含量)的乙醇溶液，在120。C的温度下继续回流提取4小时，过滤并合并两次滤液，得到地黄提取物A。(3)将地黄提取物A首先过一个孔径大小为100nm的陶瓷膜(一级膜)，流速为65L/h，温度控制在45。C以下，进口压力为2.0MPa，出口压力为1.2MPa。当地黄提取物A体系中开始起泡时，加入地黄提取物总重量的20%的水，用于提高目标产物的得率。将通过膜的溶液记为滤液B，未通过膜的溶液记为浓縮液B。当没有滤液B流出时，停止膜处理操作。(4)将滤液B再次过一个截留分子量为2.5万的有机巻式膜(二级膜)，流速为20L/h，温度控制在45。C以下，进口压力为0.8MPa，出口压力为0.6MPa。当滤液B体系中开始起泡时，加入滤液B总重量的20%的水，用于提高目标产物的得率。将通过膜的溶液记为滤液C，未通过膜的溶液记为浓縮液C。当没有滤液C流出时，停止膜处理操作。滤液C即为烟用香精香料，储存备用。权利要求1、一种用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法，其特征在于所述的方法按以下步骤进行(1)将地黄磨成粉末后，1份重量地黄，加6-10份重量的乙醇溶液，在100-135℃的温度下回流提取3-5小时后过滤，保留滤液，滤渣用于下一步骤；(2)将上一步骤的滤渣，加步骤(1)等量的乙醇溶液，在100-135℃的温度下回流提取3-5小时后过滤，合并两次滤液，所得滤液为地黄提取物A；(3)将地黄提取物A过孔径大小为100nm的陶瓷膜(一级膜)，当地黄提取物A体系中开始起泡时，加入地黄提取物A总重量10％-20％的水，通过膜的溶液称为滤液B，未通过膜的溶液称为浓缩液B；当没有滤液B流出时，停止膜处理操作；(4)将滤液B过截留分子量为2.5万的有机卷式膜(二级膜)，当滤液B体系中开始起泡时，加入滤液B总重量的10％-20％的水，通过膜的溶液称为滤液C，未通过膜的溶液称为浓缩液C，当没有滤液C流出时，停止膜处理操作；所得滤液C即为地黄烟用香精香料。2、根据权利要求1所述的用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法，其特征在于所述的乙醇溶液是体积百分含量为30%-60%的乙醇溶液。3、根据权利要求1所述的用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法，其特征在于所述的过孔径大小为100nm的陶瓷膜，流速为50-70L/h，温度控制在45。C以下，进口压力为1.8-2.2MPa，出口压力为1.0-1.4MPa。4、根据权利要求1所述的用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法，其特征在于所述的过截留分子量为2.5万的有机巻式膜，流速为15-25L/h，温度控制在45。C以下，进口压力为0.6-1.0MPa，出口压力为0.5-0.7MPa。5、根据权利要求1所述的用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法，其特征在于所述的地黄的细度为80-100目。6、根据权利要求1所述的用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法，其特征在于所述的地黄是指鲜地黄、或干地黄、或熟地黄、或它们之中的混合物。全文摘要本发明公开了用膜分离技术制备地黄烟用香精香料的方法，卷烟香精香料制备
技术领域：
。方法按以下步骤进行回流提取两次，所得滤液为地黄提取物A；过孔径大小为100nm的陶瓷膜，通过膜的溶液称为滤液B；将滤液B过截留分子量为2.5万的有机卷式膜，所得滤液C即为地黄烟用香精香料。本发明的方法简单，实施容易，用膜分离技术替代原来的沉淀回溶法，具有以下优点①工艺简单。②生产周期短，成本低，具有显著的经济效益。③自动化程度提高，生产工艺的可控性增强。④解决了卷烟的口腔余味和残留问题。文档编号A24B15/00GK101586056SQ20081004774公开日2009年11月25日申请日期2008年5月19日优先权日2008年5月19日发明者炎夏,华张,琳李,娜王,娟王,冰蔡,琴郑,郭国宁申请人:湖北中烟工业有限责任公司
文档序号 :
【 622072 】
技术研发人员：王娟,王娜,夏炎,蔡冰,郑琴,郭国宁,张华,李琳
技术所有人：湖北中烟工业有限责任公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：王娟,王娜,夏炎,蔡冰,郑琴,郭国宁,张华,李琳
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