[发明专利]一种高负载发烟剂和香料的凝胶

说明书

本发明属于超分子凝胶领域，具体涉及一种高负载发烟剂和香料的凝胶。所述凝胶包含肉桂酸尼古丁盐胶凝剂和分散在所述肉桂酸尼古丁盐胶凝剂中的香味物质和溶剂。超分子凝胶固有的对溶剂(发烟剂)及溶解其中的致香物质的高负载率，可以弥补加热卷烟香气量和发烟量不足的问题，实现对香气量和发烟量的有效补充；尤其是将半挥发性香味物质固定在高温段释放尼古丁的尼古丁盐凝胶中，可减少在预热阶段或低温加热阶段香气的挥发性损失并在抽吸中后段补充衰减的香气。

技术领域

本发明属于超分子凝胶领域，具体涉及一种高负载发烟剂和香料的凝胶。

背景技术

碱性尼古丁可以与有机酸的羧基反应生成尼古丁羧酸盐。尼古丁包含吡啶环和吡咯环，其中，吡咯环氮的碱性更强，倾向于与羧酸的羧基反应生成尼古丁盐，而吡啶环氮的碱性较弱，基本不能发生离子化作用，仅能通过氢键等非共价作用与羧酸结合。烟叶中天然含有各种羧酸尼古丁盐，按照形成尼古丁盐的酸碱比可将尼古丁盐分为1:1酸碱比、2:1酸碱比、3:1酸碱比尼古丁盐。其中，常见的尼古丁羧酸盐包括酒石酸尼古丁盐、肉桂酸尼古丁盐、苹果酸尼古丁盐、草酸尼古丁盐、苯甲酸尼古丁盐等。

研究表明，尼古丁盐释放尼古丁时发生两种复杂的化学反应：第一种反应包括解离和/或脱水以及羧酸阴离子的分解；第二种反应包括不同尼古丁形态间的质子转移，单质子化盐发生歧化反应转变为双质子盐和游离尼古丁的混合物，而游离尼古丁蒸发实现歧化反应平衡。实验证实，大多数尼古丁盐可在两个不同的温度范围(110-125℃和160-210℃)释放出尼古丁，其中，低温段的尼古丁来自尼古丁盐歧化反应形成的非质子化尼古丁，高温段的尼古丁来自上述歧化产物中的双质子化尼古丁进一步分解/解离得到的非质子化尼古丁。具体而言，各种尼古丁盐受热释放尼古丁的温度有3个区间：115℃左右(非质子化尼古丁(游离尼古丁)蒸发/挥发)、165℃左右(单质子化尼古丁盐的歧化)、200℃左右(双质子化尼古丁盐分解/解离)。

在电子烟或加热卷烟中均可直接添加合成的尼古丁盐以达到补充尼古丁量、获得与抽吸燃吸型卷烟相近生理感受的效果。如果烟叶加热温度超过250℃，烟气中的尼古丁含量就与燃吸型卷烟烟气中的相近。同时，烟叶加热温度不超过350℃时，产生和吸入的“有害和潜在有害成分(HPHCs)”相比燃吸型卷烟显著降低。重要的是，在250-300℃范围，尼古丁从非质子化(游离)尼古丁和羧酸尼古丁盐转移至气相的转移率是相当的。加热卷烟避免了烟草燃烧的高温，它们递送的尼古丁含量与燃吸型卷烟相近，但有害成分的平均含量更低。

加热卷烟目前的主要问题和缺陷：

加热卷烟不同于燃吸型卷烟的特点是：加热卷烟预热至工作温度(如300℃)所需时间较长，使得烟草段暴露在从125-250℃范围的时间较长，而尼古丁盐完全可以在此温度范围转移尼古丁至气相中，一方面，挥发性香味成分在预热阶段随着尼古丁的转移而大量蒸发进入气相而逸出烟支外，使得抽吸中后段香气衰减严重；另一方面，烟草本身含有大量多元羧酸尼古丁盐(如苹果酸和肉桂酸尼古丁盐)，在尼古丁盐释放尼古丁的同时，因多元羧酸本身的热稳定性较差，会因脱水或脱羧发生消除反应形成弱酸性产物如一元羧酸(如乙酸)，该过程中由于水分及酸度的缓慢累积而带来抽吸前段烟雾量小、烟气烫嘴、酸感明显等问题。

再造烟叶在保持自然烟叶有效成分的同时，具有可塑性较强、均质化及可调控水平较高的特点，因此是目前加热卷烟的主要烟草段材料之一。主流加热卷烟的烟草段多采用造纸法和稠浆法工艺制造。造纸法工艺由于受制于涂布率的影响，其发烟量和香气量稍低，并且高含量(12％-20％)发烟剂主要涂布在再造烟叶表面而易浸出和吸潮。为了提高再造烟叶的香气量，通常采用烟叶溶剂萃取和分子蒸馏等精细化加工来制备高香气量和高尼古丁量的烟草提取液并添加至涂布液中，工艺繁琐复杂，制造成本偏高；为了满足片基负载功能，需要开发较为复杂的专用片基；再造烟叶表面黏度高、弹性差，增加了后续切丝工艺的难度。稠浆法再造烟叶在成型时的浆料水分(80％左右)较高，干燥时需要脱除较高的水分，易造成香气成分及发烟剂的流失。综上，造纸法和稠浆法加热卷烟用再造烟叶目前主要存在香气量和发烟量低、高发烟剂带来的从烟草段浸出和吸湿等问题，这直接影响到产品品质和抽吸感官质量。