[发明专利]提高造纸法烟草薄片抗张强度和柔软度的方法

说明书

技术领域

本发明属于卷烟烟草薄片技术领域，具体涉及烟草薄片生产中使用仿生物催化剂体系处理烟梗浆料，通过对植物原料细胞壁主要成分纤维素微晶结构次生壁的外层S₁表面的苯丙烷结构化合物和聚木糖类多糖的脱除，使其暴露出更多次生壁的中层S₂和次生壁的内层S₃，加快植物纤维的润胀，从而提高造纸法烟草薄片抗张强度和柔软度的方法。

背景技术

烟草薄片是利用卷烟过程中废弃的烟梗、烟末和烟碎等作为原料制成接近烟叶的薄片再用于卷烟生产。烟草薄片能最大限度地利用了烟草原料，减少烟草行业的原料消耗，降低成本，而质量稳定、焦油含量低且填充值高的烟草薄片能提高卷烟燃烧度，改善卷烟产品的内在质量，减少烟中的有害成分，降低烟焦油和尼古丁的含量有利于吸食者的健康，而造纸法薄片由于有密度小(0.5g/cm³左右，一般烟叶为0.98g/cm³)，填充值大于烟叶10％左右；成丝率高、造碎率低；机械加工性能好，优于天然烟叶；焦油含量仅为天然烟叶含量的50％左右，可最大限度地改善自身乃至卷烟的内在品质和质量，并可有效提高低档次烟叶的使用价值；运输和储存都比较方便的优势是其他薄片制造方法所无法比拟的，使得造纸法烟草薄片生产迅速发展。

目前，国内造纸法薄片在产品质量方面与国外产品存在一定差距。在物理性质方面，国内薄片较厚，厚薄不均，均不如进口薄片，柔软性较差；色泽不均匀，部分薄片颜色较深；其韧性不如进口薄片。

中国专利公开的CN1049275A《烟草处理方法》，中国专利CN1403036公开的《一种烟草薄片的制备方法》，中国专利公开的CN1438843A《烟草的处理》，中国专利公开的CN101637298A《一种烟草薄片的制备方法及其应用》都是采用萃取后涂布抄造的造纸法制备烟草薄片，只是萃取工艺及条件不同。这些制备技术与工艺存在共同的不足之处，就是没有对萃取后的烟草纤维进行处理。整个生产过程基本不涉及任何化学变化，烟草薄片中影响烟草品质的大分子化合物的含量与原料相比变化不大。

仿生物催化剂，就是从天然酶中挑选出起主导作用的一些因素，如：活性中心结构、疏水微环境、与底物的多种非共价键相互作用及其协同效应等，用以设计合成既能表现酶的优异功能又比酶简单稳定很多的非蛋白质分子或分子集合体。

卟啉(porphyrin)是由四个吡咯通过亚甲基相连而形成的共轭大环化合物。卟啉及其衍生物如血红素(铁卟啉)、血蓝素(铜卟啉)、维生素B12(钴卟啉)、叶绿素(镁卟啉)等广泛存在于生物体内与催化、氧的输运和能量转移等相关的重要细胞器中。运用卟啉单体、二聚体或多聚体砌块(building block)单元，通过分子间非共价键作用自组装而成的卟啉超分子具有优异的光、电、仿生等性能，在光学材料、化学催化、电致发光材料、分子靶向药物等不同领域均有潜在的应用前景。

仿生物催化剂的高效率、高选择性和高速度等生理功能与其对底物分子有特殊的识别能力有密切的关系。其中在仿生物催化剂系统中，卟啉配合物是许多酶的活性中心，它同肽链靠共价键和非共价键作用产生的三维结构是卟啉类酶实现其特殊分子识别的结构基础，卟啉具有特殊的结构：(1)π-电子共轭的平面结构，很适合作为设计立体结构分子的框架；(2)卟啉化合物具有较大的平面，对轴向配体周围的空间容积和相互作用方向的控制余地较大；在光谱上感应卟啉与环绕分子间相互作用的微小变化。基于以上优点，以卟啉类配合物为主体的仿生物催化剂体系研究，正引起人们日益浓厚的兴趣。其中，我们在研究中发现，铁卟啉体系(Fe(III)-血红素仿生物催化剂体系)对天然植物纤维(如烟草原料)纤维素微晶结构S₁层表面的苯丙烷结构化合物和聚木糖类多糖有明显的选择性脱除作用，使其暴露出更多的S₂/S₃层，加快纤维的润胀，以提高植物纤维的强度和柔软度的方法。因此，我们采用仿生物催化剂处理烟梗来提高烟草薄片的物理力学性能的效果。该仿生物催化剂通过对烟梗原料中纤维素微晶结构S₁层表面的苯丙烷结构化合物和聚木糖类多糖的脱除，可以暴露出更多的S₂/S₃层，从而加快纤维的润胀，以提高烟草薄片抗张强度和柔软度的方法。

发明内容