核桃壳提取液及其在卷烟中的应用.pdf

本发明公开了一种核桃壳提取液及其在卷烟中的应用，涉及一种烟用香料的提取和应用。核桃壳提取液为浅粽色液体，pH值为6.5～7；其提取液依以下次序的步骤进行提取：(1)将核桃壳研磨成30～50目小颗；(2)酵母菌浓度2～5％的发酵液，水温35±2℃；(3)核桃壳颗粒∶发酵液＝3∶5，将其密封之；(4)每12小时摇动一次；(5)发酵时间为8-12天；(6)发酵后，加温煮沸2小时后，过滤，保留滤液；将核桃壳提取液用作料液，用量为烟叶总量的0.2％-0.5％。本发明方法简单，实施容易，将废弃物加以利用，并能对烟草产生积极的效果，成本低廉，使用方便，是利废为宝的积极措施。

权利要求书
1、  一种核桃壳提取液，其特征在于：核桃壳提取液为浅粽色液体，PH值为6.5～7；其提取液依以下次序的步骤进行提取：
(1)、将核桃壳研磨成30～50目小颗；
(2)、用自来水将酵母菌调配为浓度2～5％的发酵液，水温控制在35±2℃；
(3)、将核桃壳颗粒浸泡在发酵液中，核桃壳颗粒：发酵液＝3：5，将其密封之；
(4)、每12小时摇动一次，使上下均匀；
(5)、发酵时间为8—12天；
(6)、发酵完成后，将浸泡液连同核桃壳一起，加温煮沸2小时后，过滤，保留滤液即为核桃壳提取液，冷却，静置。

2、  根据权利要求1所述的核桃壳提取液在卷烟中的应用，其特征在于：将上述核桃壳提取液用作卷烟料液添加，用量为烟叶总量的0.2％-0.5％。

说明书核桃壳提取液及其在卷烟中的应用
技术领域
本发明涉及一种烟用香料的提取和应用，具体是从废弃的核桃壳中用发酵的方法提取烟用香料并将其应用于卷烟中。
背景技术
核桃是一种营养丰富的果品，可以说核桃全身都是宝。核桃壳是核桃取仁以后的废弃物，大部分都作为农产燃料，利用价值低，且污染环境。废弃的核桃壳的应用领域近年来也被慢慢开拓。核桃壳坚硬，不容易破碎，这给它的利用带来一定的困难，但也因其坚硬带来了许多商机。美国将核桃壳制成超微细粉应用于金属清洗行业，核桃粉可用作金属清洗和抛光材料，比如飞机引擎，电路板以及轮船和汽车的齿轮装置都可以用核桃壳超细微粉清洗。核桃壳超细微粉具有一定弹性，恢复功能巨大的承受力，适合在气流冲洗操作中作为研磨剂。核桃壳还可以作为堵漏填充剂，用于高级涂料行业，使涂料有类似塑料的质感，性能优于普通涂料。核桃壳料用于炸药行业，可大大增加炸药的威力；还可以用于化装品、肥皂、牙膏等，效果也十分理想。另外还可在810℃下活化，150min，可制成优良的活性碳。核桃壳还可用来制作各种工艺品，亦可以用于干馏生产。但以上均是从物理的角度对核桃壳加以利用，至今，尚未有人将核桃壳内的化学物质进行利用，也尚无人对核桃壳内的化学物质进行提取，并将其应用于烟草之中。本申请人通过研究，认识到核桃壳提取液有清除化学体活性氧自由基的作用，核桃壳提取液有清除超氧阴离子作用，核桃壳提取液有清除过氧化氢的作用；将核桃壳提取液能用于卷烟中，可产生积极的效果，从而完成了本发明。
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之一是制备一种核桃壳提取液，本发明要解决的技术问题之二是使核桃壳提取液中含有的许多化学物质，应用于烟草之中产生积极的效果。
本发明的技术方案是用生物技术提取核桃壳，制备一种核桃壳提取液，核桃壳提取液为浅粽色液体，PH值为6.5～7；其提取液依以下次序的步骤进行提取：
(1)、将核桃壳研磨成30～50目小颗；对核桃壳产地没有具体要求；
(2)、用自来水将酵母菌调配为浓度2～5％的发酵液，水温控制在35±2℃(夏天可用冷水调节，冬天可用40±5℃的温水调节)；本发明的实施例中选购宜昌生产、安琪高活性酵母菌厂生产的酵母菌，其它品牌或厂家生产的酵母菌也完全能够应用；
(3)、将核桃壳颗粒浸泡在发酵液中，核桃壳颗粒：发酵液＝3：5，将其密封之；
(4)、每12小时摇动一次，使上下均匀；
(5)、发酵时间为8—12天；
(6)、发酵完成后，将浸泡液连同核桃壳一起，加温煮沸2小时后，过滤，保留滤液即为核桃壳提取液，冷却，静置；
本发明的技术方案之二是将上述的核桃壳提取液用作卷烟料液添加，用量为烟叶总量的0.2％-0.5％。
本发明方法简单，实施容易，将废弃物加以利用，并能对烟草产生积极的效果，成本低廉，使用方便，是一种利废为宝的积极措施。
具体实施方式
下面结合实施例对有关技术问题作进一步详细的描述。本申请人对核桃壳所含化学成分进行了分析研究，得知核桃壳中无机元素有表1所述的多种。本申请人对无机元素分析，采用美国生产的ICP-OEC等离子光镨仪，进行测定，首先将核桃壳样品在电热板上用浓硫酸进行消化处理，然后进行检测。仪器工作条件是：
积分时间s；低波度：15；高波度：5；泵转速/(r/min)：100；氩气压力/pa：1.93*104；辅助气流量/(l/min)：1；高频发生器功率/w:1500；冲洗时间/s:5；用标准溶剂制作工作曲线，结果见表1。
表1、核桃壳中的无机元素含量(μg/g)
 元素 含量元素 含量元素 含量元素 含量As   0.81Cd   0.34Co   0.10Cr   3.05      Hg   1.03A1   19.67 Mn   6.11  N：  0.36 B    6.09   Ca   339.96K    698.9  Mo   266.3 Mg   287.78Na   114.03Se   2.88  Sr   1.09  Fe   62.3  S    12390.61SI   12.04                             
本申请人还对核桃壳提取液中化学组分进行了分析，将经发酵提取的核桃壳提取液煮沸、澄清、过滤、浓缩后，按一般纸层析和薄层析进行检测，结果如表2。
表2、核桃壳提取液纸层析结果
 成分类别试剂现象氨基酸多糖  香豆素黄酮  皂苷  三酮溶液      碱性酒酸酮    莹光          三氯化铝醇溶液醋酸-浓硫酸   显粉红色      红橙色沉淀    黄缘色莹光    黄缘色莹光斑点黑面呈紫红色  
将以上提取液再次用薄层析方法进行分析，结果见表3。
表3、核桃壳提取液薄层层析法
 成分类别展开剂显色剂斑点个数斑点颜色    结果氨基酸正丁醇:乙酸:水(4:1:5)       茚三酮试液5粉色至少含有五种氨基酸  多糖正丁醇:乙酸:水(4:1:5)       苯胺-邻苯二甲酸试液   3无含有三种单糖        皂甙正丁醇:乙酸:水(4:1:5)       25％磷钼酸乙醇溶液  4蓝色含有四种皂甙            黄酮三氯甲烷:乙酸乙酯(10:1)       5％三氯化铝乙醇溶液    5绿色紫色荧光可能含有四种不同的黄酮                香豆素类正丁醇:乙酸:水(4:1:5)       4-氨基安替比林铁氰化钾试液     3红色荧光    含有三种香豆素甙    强心甙二氯甲烷-甲醇-     水(8:4:1:5:0.1)碱性3.5二硝基苯甲酸   1紫红一种强心甙
从以上纸层析和薄层析的结果，可得知核桃壳提取液含有氨基酸、多糖、皂苷、黄酮、挥发油、香豆素类、强心甙。
本发明是将核桃壳引用到一个新的领域，即用生物技术提取核桃壳液用于卷烟中。采用生物技术进行提取是由于生物技术提取能更好地获得核桃壳中的化学物质。本发明从核桃壳提取物成份中得到启示。例如，核桃壳中所含的没食子酸是卷烟中曾用于改善卷烟口味的物质，同时还可以降低卷烟焦油含量。所含的醌类物质是卷烟致香前驱物，另外P-葡萄糖甙也能改善卷烟吸味。综上所述，我们认为将核桃壳提取液用于卷烟口味的改善能会起到积极的作用。
申请人曾用水提取核桃壳中的有效成份，然后对提取液中的成份进行检测，检测结果表明：用水提取的核桃壳提取物中的化学物质对卷烟吸味有作用的物质种类不多。例如，香豆素、黄酮等含量很少。将提取液喷洒在烟丝上，卷支评吸的结果认为，该提取液对卷烟口感的改善不明显，但没有不良影响。
申请人还曾用90％乙醇来提取核桃壳中有效成分，同时也对其中的有效成分进行检测，检测结果表明，用90％乙醇提取核桃壳中的有效成分，提取的种类较水提取多。将该提取液喷洒在烟丝上，卷支评吸的结果认为，该提取液对卷烟口感稍有改善，但对口腔和舌尖刺激较大，而且成本较高。
最后，申请人选用生物发酵的方法提取核桃壳中的有效成分，提取液中的有效成分明显高于以上两种方法的提取液。而且含量均比用水和用90％乙醇提取的高。评吸时，用生物方法提取的提取液对卷烟口感明显改善，有一种独特的果香。这是其它两种提取方法所不能达到的效果。故此我们选用生物方法提取核桃壳中的有效成分作为烟用添加剂。不同方法提取核桃壳中有效成份的比较见表4。
表4、用不同方法提取核桃壳中有效成份的比较

核桃壳颗粒经生物处理后的提取液是一个混合物，无法将其中的有效成份一一分离，但核桃壳中所含的化学物质，如核桃醌，氢化胡桃，P-葡萄糖甙、鞣质、没食子酸、纤维素、钙、磷、铁、胡萝卜素、核黄素、维生素E等都进入了提取液中。这些物质添加在卷烟中均能协调卷烟烟气，使烟气纯和，口感大有改善。本发明的核桃壳提取液为浅粽色液体，PH值为6.5～7。
经本申请人的研究，核桃壳提取液具有抗氧化和清除活性氧自由基的作用，核桃壳提取液在卷烟中能清除卷烟中的有害物质，并且能协调卷烟烟气，赋予卷烟一种独特的吸味，同时还是天然的无任何公害的环保产品。
核桃壳提取液清除化学体活性氧自由基的作用，申请人分别通过化学发光和分光光度法进行了初步的研究，其中OH和H2O2用化学发光测定，清除O2用分光光度法进行测定，具体做法如下：
检测样品为研磨成30～50目的小颗核桃壳，经本发明的生物发酵处理的得到的核桃壳提取液。
硫酸铜、硼砂、双氧水、邻苯三酚、邻菲罗啉(国产分析纯)
抗坏血酸(生化级)Tris(三羟甲基氨基甲烷)(分析纯)
鲁米诺(SIGMA色谱级)
微弱化学发光仪(Ultra-Weak Luminescence Analyzer)、
lambda-40Bio型UV-Vis分光光度计。
1mmol/L硫酸铜溶液：直接用蒸馏水配制；
1mmol/L抗坏血酸溶液：溶于含有0.1mmol/L EDTA的蒸馏水中；
1mmol/L邻菲罗啉：用二次蒸馏水配制，50℃加热溶解；
0.15mmol/L H2O2：30％的H2O2稀释60倍；
0.05mol/L硼砂(pH9.24)：直接用蒸馏水配制；
45mmol/L邻苯三酚：用1mmol/L HCl溶解，其中含有0.1mmol/LEDTA；
1mol/LTris-HCl缓冲液：取2.42克Tris(三羟甲基氨基甲烷)溶于16mL二次蒸馏水中，加浓盐酸调pH值至8.2，稀释至20mL。
1mol/L鲁米诺：用pH＝9.5的碳酸缓冲液溶解0.15％ H2O2：30％的H2O2稀释而得.
核桃壳提取液清除羟自由基的作用的研究采用邻菲罗啉—抗坏血酸化学发光体系，其原理是Fenton反应产生的羟自由基，可以氧化邻菲罗啉，使其激发。当激发态的邻菲罗啉返回基态时就产生化学发光。
取核桃壳提取液50μl加入化学发光仪的测量杯中，然后加入1mmol/L硫酸铜溶液50μl，1mmol/L抗坏血酸溶液20μl，1mmol/L邻菲罗啉溶液50μl，0.15％的双氧水50μl，原位注入780μl0.05mol/L硼砂溶液(pH9.24)，反应总体积1ml，启动发光，延时10s，测定60s内发光强度(CL)。以水为空白，每个样品测5次，取平均值，按下式计算抑制率，其结果见表5。
抑制率＝(CL0-CL1)/CL0×100％
CL0—空白
CL1—添加中间体的体系的发光强度
核桃壳提取液清除超氧阴离子作用的研究用分光光度法，采用邻苯三酚自氧化体系测定中间体对O2·-的清除作用。
取9mLpH＝8.2的Tris-HCl缓冲液，25℃水浴放置20分钟，用微量注射器注入40μL125℃预热的邻苯三酚溶液(45mmol/L邻苯三酚于10mmol/l HCl中)，立即混匀倒入1cm比色皿中，在25℃下扫描200—500nm，得到最大吸收波长为327.2nm。然后按上述方法每隔30秒定点测一次A327.2nm，自氧化速率控制在0.06/min左右。邻苯三酚自氧化3分钟后，迅速滴加1滴抗坏血酸溶液，立即混匀，室温放置5min，测得327.2nm处的吸光度，即A0，可表示邻苯三酚自氧化速率。
在上述Tris-HCl缓冲液中预先加入一定浓度的核桃壳提取液，再按照上述方法测定邻苯三酚自氧化速率得到A1，每个样品测5次，取平均值，按下式计算抑制率，其结果见表5。
抑制率＝(A0-A1)/A0×100％
A0—空白
A1—添加中间体的体系的吸光度
核桃壳提取液清除过氧化氢的研究其原理是：对于过氧化氢这种活性氧自由基，如果存在发光剂—鲁米诺，则过氧化氢自由基会将能量转移给鲁米诺，使鲁米诺处于激发态，被激发的鲁米诺退激回基态转变成不活沷的氨基酞酸时会产生波长425mm的较强的化学发光，通过化学发光仪可以测出体系的发光强度，加入清除剂后体系的发光强度即会减弱。
取核桃壳提取液50μl加入化学发光仪的测量杯中，然后加入1％的H2O250μL，1mmol/l鲁米诺—碳酸缓冲液900μl，反应总体积1ml，启动发光，延时10秒，测定60秒内发光强度。以水为空白，每个样品测5次，取平均值，按下式计算抑制率，其结果见表5。
抑制率＝(CL0-CL1)/CL0×100％
CL0—空白
表5、核桃壳提取液抗氧化和清除活性氧自由基的作用结果


核桃壳提取液在卷烟中的使用方法：
核桃壳提取液主要用作卷烟料液添加，用量为烟叶总重的0.2％-0.5％，添加于烟叶中，然后按卷烟生产工艺生产即可，再对所生产烟支组织评吸专家进行内质评价。
将核桃壳提取液按0.2％、0.4％、0.5％的比例(对烟丝的重量比)分别加入到50克的空白烟丝中，另一组以水为添加物添加于50克的空白烟丝中，将处理好的烟丝用密封塑料袋密封，放置烘箱中在60℃下烘30分钟，取出后将烟丝卷制成烟支，放入恒温恒湿箱平衡48小时，同等条件下处理空白烟丝以作对比评吸，结果如下：。
表6、核桃壳提取卷烟评吸结果

实施例1：
(1)、取30目核桃壳小颗粒30克，置于250毫升的磨口瓶中。
(2)、选购宜昌生产的安琪牌高活性酵母菌，调配制浓度为2％的发酵液，配制发酵液的水选用一般自来水，水温控制在35±2℃。
(3)、将核桃壳颗粒浸泡在盛有发酵液的玻璃瓶中，且发酵液的液面应高于核桃壳面三公分，并将其密封发酵。
(4)、发酵温度在35±2℃，夏天发酵瓶中的温度高于35±2℃时可用凉水淋洗发酵瓶的外壁以调节瓶内的温度，同时边上下摇动，然后每12小时摇动一次，使瓶内温度上下均匀。冬天可用40±5℃的温水调节，同时边上下摇动，然后每12小时摇动一次
(5)、发酵时间为10天左右。
(6)、发酵到时间后，将浸泡液连同核桃壳一起，加温煮沸2小时后，过滤，留下滤液，冷却，静置。
实施例2：
(1)、取30目核桃壳小颗粒40克，置于250毫升的磨口瓶中。
(2)、选购宜昌生产的安琪牌高活性酵母菌，调配制浓度为3％的发酵液，配制发酵液的水选用一般自来水，水温控制在35℃±2℃。
(3)、将核桃壳颗粒浸泡在盛有发酵液的玻璃瓶中，且发酵液的液面应高于核桃壳面三公分，并将其密封发酵.
(4)、发酵温度在35±2℃，夏天发酵瓶中的温度高于35±2℃时可用凉水淋洗发酵瓶的外壁以调节瓶内的温度，同时边上下摇动，然后每12小时摇动一次，使瓶内温度上下均匀。冬天可用40±5℃的温水调节，同时边上下摇动，然后每12小时摇动一次
(5)、发酵时间为10天左右。
(6)、发酵到时间后，将浸泡液连同核桃壳一起，加温煮沸4小时后，过滤，留下滤液，冷却，静置。
实施例3：
(1)、取30目核桃壳小颗粒50克，置于250毫升的磨口瓶中。
(2)、选购宜昌生产的安琪牌高活性酵母菌，调配制浓度为5％的发酵液，配制发酵液的水选用一般自来水，水温控制在35℃±2℃。
(3)、将核桃壳颗粒浸泡在盛有发酵液的玻璃瓶中，且发酵液的液面应高于核桃壳面三公分，并将其密封发酵。
(4)、发酵温度在35±2℃，夏天发酵瓶中的温度高于35±2℃时可用凉水淋洗发酵瓶的外壁以调节瓶内的温度，同时边上下摇动，然后每12小时摇动一次，使瓶内温度上下均匀。冬天可用40±5℃的温水调节，同时边上下摇动，然后每12小时摇动一次
(5)发酵时间为10天左右。
(6)、发酵到时间后，将浸泡液连同核桃壳一起，加温煮沸6小时后，过滤，留下滤液，冷却，静置。