造紙法再造煙葉提取過程中關(guān)鍵化學(xué)成分的溶出規(guī)律
發(fā)布時(shí)間:2019-08-24 來源: 短文摘抄 點(diǎn)擊:
摘要:為研究造紙法再造煙葉提取過程中關(guān)鍵化學(xué)成分(水溶性總糖、鉀離子、還原糖、煙堿、氯離子和總氮)的溶出規(guī)律,采用連續(xù)流動(dòng)分析法對(duì)煙梗和煙片原料以及提取過程中固形物中各關(guān)鍵化學(xué)成分進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,在提取過程中,除總氮外,水溶性總糖、鉀離子、還原糖、煙堿和氯離子的溶出速率均呈現(xiàn)三個(gè)階段:0~15 min,急速下降區(qū);15~25 min,下降區(qū);25~40 min,平緩區(qū)。煙片中水溶性總糖、還原糖和煙堿的溶出速率大于其在煙梗中的溶出速率;煙片中鉀離子和氯離子的溶出速率小于其在煙梗的溶出速率。煙梗和煙片在提取過程中,總氮基本不溶出;提取進(jìn)行至40 min時(shí),煙梗和煙片固形物中仍有部分水溶性總糖、還原糖、鉀離子和氯離子等沒有溶出。僅采用水提法無法將原料中各關(guān)鍵化學(xué)成分有效地提取出來。
關(guān)鍵詞:造紙法再造煙葉;提;關(guān)鍵化學(xué)成分;溶出速率
中圖分類號(hào):S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2015)01-0114-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.01.030
造紙法再造煙葉是利用廢棄的煙梗、煙末、碎煙片等煙草物質(zhì)為原料,通過提取、制漿、濃縮、抄造和干燥等工藝,用紙機(jī)制成的片狀或絲狀的再生品。造紙法再造煙葉生產(chǎn)工藝中,提取工藝是造紙法再造煙葉生產(chǎn)中的重要工序之一。提取的主要目的是高效地完成煙草原料中水溶性物質(zhì)的提取,且為濃縮和制漿工藝分別提供合適的原料,即提取液和纖維等[1]。由此可見,提取工藝直接影響造紙法再造煙葉的品質(zhì)。
造紙法再造煙葉的提取工藝中,煙梗和煙片一般分開提取。煙梗提取過程中,用熱水均勻浸漬煙梗,煙梗內(nèi)的水溶性成分在熱水的作用下不同程度地溶出,同時(shí)煙梗纖維本身潤脹和軟化[2]。在煙片的提取過程中,煙片內(nèi)的水溶性煙草化合物等在熱水的作用下不同程度地溶出。煙梗和煙片提取液通過濃縮再涂布到再造煙葉上,從而使再造煙葉產(chǎn)品保持煙草的本香。
水溶性總糖、鉀離子、還原糖、煙堿、氯離子和總氮是表征造紙法再造煙葉關(guān)鍵化學(xué)成分的主要成分。為此,通過對(duì)造紙法再造煙葉的原料、提取過程中的固形物中各關(guān)鍵化學(xué)成分的含量進(jìn)行分析,旨在為造紙法再造煙葉的提取工藝改進(jìn)提供參考。
1 材料與方法
1.1 材料
再造煙葉的煙梗、煙片樣品由云南中煙再造煙葉有限責(zé)任公司提供。
恒溫水浴鍋(B-490,瑞士步琪有限公司);烘箱(德國賓德);高速萬能粉碎機(jī)(FW-200,北京中興偉業(yè)儀器有限公司);分析天平(AB204-S,瑞士梅特勒托利多公司);連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀(AA3,德國布朗盧比公司)。
乙酸、氫氧化鈉、氯化鈣、濃硝酸、氯化鈉、次氯酸鈉、水楊酸鈉、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、硫酸鉀(AR,西隴化工股份有限公司);羥基苯甲酸酰肼(純度≥98%,ACROS ORGANICS);鹽酸(AR,汕滇藥業(yè)有限公司);葡萄糖、硝酸鐵(AR,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司); Brij35溶液(德國布朗盧比公司)。
1.2 樣品制備方法
煙片的提取條件:水溫60 ℃,料液比1∶8(m∶V),提取時(shí)間40 min,提取過程中,每隔5 min取一次煙片固形物,直至提取完成;煙梗的提取條件:水溫75 ℃,料液比1∶7.5(m∶V);提取時(shí)間40 min,提取過程中,每隔5 min取一次煙梗固形物,直至提取完成。
1.3 樣品處理和分析
將煙片、煙梗原料和提取過程中的煙片固形物和煙梗固形物烘干、粉碎后過40目篩,篩下粉末進(jìn)行各關(guān)鍵化學(xué)成分的測定。水溶性總糖、還原糖、鉀離子、煙堿、氯離子和總氮含量的測定按煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 159-2002[3]、YC/T 160-2002[4]、YC/T 161-2002[5]、YC/T 162-2011[6]和YC/T 217-2007[7]進(jìn)行。
1.4 試驗(yàn)方法
1)含水率的測定。采用烘箱法,測定原料配方和固形物的含水率。
2)關(guān)鍵化學(xué)成分溶出速率的計(jì)算。溶出速率的計(jì)算公式為:
Si=■
式中,i為水溶性總糖、鉀離子、還原糖、煙堿、氯離子、總氮;t=5、10、15、20、25、30、35、40 min。
Si為各關(guān)鍵化學(xué)成分的溶出速率;a為原料中各關(guān)鍵化學(xué)成分的含量(%);t為時(shí)間(min);bti為提取t時(shí)間的固形物中各關(guān)鍵化學(xué)成分的含量(%)。
2 結(jié)果與分析
2.1 煙梗和煙片原料中各關(guān)鍵化學(xué)成分的含量
對(duì)煙梗和煙片原料配方組,進(jìn)行了水溶性總糖、鉀離子、還原糖、煙堿、氯離子和總氮的測定,其結(jié)果見表1。由表1可知,煙梗和煙片中各關(guān)鍵化學(xué)成分的含量差異比較明顯。煙梗中水溶性總糖、鉀離子、還原糖和氯離子的含量均大于煙片中的,煙梗中煙堿和總氮的含量小于煙片中的;煙梗中氯離子的含量為煙片中氯離子含量的3.4倍左右,煙片中煙堿的含量是煙梗含量的2.6倍左右。這是因?yàn)橐环矫嬖僭鞜熑~所用的煙片原料為烤煙廠廢棄的煙片,所以煙片中糖的含量較低;另一方面煙梗具有運(yùn)輸水分和養(yǎng)料的作用,煙梗將水分和礦物質(zhì)運(yùn)輸?shù)綗熤甑母鱾(gè)部分,因此,煙梗中鉀離子和氯離子的含量較高。
2.2 煙梗中各關(guān)鍵化學(xué)成分的溶出規(guī)律
采用上述試驗(yàn)方法,對(duì)煙梗原料及其固形物中的各關(guān)鍵化學(xué)成分進(jìn)行了分析對(duì)比,結(jié)果見圖1。由圖1a可知,除總氮外,提取5 min內(nèi),水溶性總糖、鉀離子、還原糖、煙堿和氯離子的溶出量較大;隨著提取時(shí)間的延長,各關(guān)鍵化學(xué)成分溶出量的變化較平緩。由此可得知,僅采用水提的方法無法將煙梗原料中的關(guān)鍵化學(xué)成分完全提取出來。
由圖1b可知,除總氮外,其余各成分的溶出速率可以分為3個(gè)階段:0~15 min,急速下降區(qū);15~25 min,下降區(qū);25~40 min,變化平緩區(qū)。這是由于提取初期,由于濃度的差異,煙梗中的水溶性成分較快速地由煙梗轉(zhuǎn)移到水中;隨著提取時(shí)間的延長,其溶出速率減小,這與各關(guān)鍵化學(xué)成分在煙梗中的存在形式有關(guān),以鉀離子和氯離子為例,鉀和氯在煙草內(nèi)大部分以無機(jī)離子形態(tài)溶解于細(xì)胞液中[8,9],因此,其溶解較快,溶出速率較大。
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