造纸法再造烟叶提取过程中关键化学成分的溶规律

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1、造纸法再造烟叶提取过程中关键化学成分的溶规律赵英良１，段孟２，３，史近文２，唐自文３，芦毅２，肖选虎２，卫青２，３，陶文梅２，３（１．云南中烟工业有限责任公司技术中心，昆明６５０２０２；２．云南瑞升烟草技术（集团）有限公司，昆明６５０１０６；３．云南中烟再造烟叶有限责任公司，昆明６５０１０６）摘要：为研究造纸法再造烟叶提取过程中关键化学成分（水溶性总糖、钾离子、还原糖、烟碱、氯离子和总氮）的溶出规律，采用连续流动分析法对烟梗和烟片原料以及提取过程中固形物中各关键化学成分进行了分析。结果表明，在提取过程中，除总氮外，水溶性总糖、钾离子、还原糖

2、、烟碱和氯离子的溶出速率均呈现三个阶段：０～１５ｍｉｎ，急速下降区；１５～２５ｍｉｎ，下降区；２５～４０ｍｉｎ，平缓区。烟片中水溶性总糖、还原糖和烟碱的溶出速率大于其在烟梗中的溶出速率；烟片中钾离子和氯离子的溶出速率小于其在烟梗的溶出速率。烟梗和烟片在提取过程中，总氮基本不溶出；提取进行至４０ｍｉｎ时，烟梗和烟片固形物中仍有部分水溶性总糖、还原糖、钾离子和氯离子等没有溶出。仅采用水提法无法将原料中各关键化学成分有效地提取出来。.jyqk∶V），提取时间４０ｍｉｎ，提取过程中，每隔５ｍｉｎ取一次烟片固形物，直至提取完成；烟梗的提取条件：水温７

3、５℃，料液比１∶７．５（m∶V）；提取时间４０ｍｉｎ，提取过程中，每隔５ｍｉｎ取一次烟梗固形物，直至提取完成。１．３样品处理和分析将烟片、烟梗原料和提取过程中的烟片固形物和烟梗固形物烘干、粉碎后过４０目筛，筛下粉末进行各关键化学成分的测定。水溶性总糖、还原糖、钾离子、烟碱、氯离子和总氮含量的测定按烟草行业标准ＹＣ／Ｔ１５９-2002［３］、ＹＣ／Ｔ１６０-2002［４］、ＹＣ／Ｔ１６１-2002［５］、ＹＣ／Ｔ１６２-2011［６］和ＹＣ／Ｔ２１７-2007［７］进行。１．４试验方法１）含水率的测定。采用烘箱法，测定原料配方和固形物的含水率

4、。２）关键化学成分溶出速率的计算。溶出速率的计算公式为：式中，ｉ为水溶性总糖、钾离子、还原糖、烟碱、氯离子、总氮；ｔ＝５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０ｍｉｎ。Ｓｉ为各关键化学成分的溶出速率；ａ为原料中各关键化学成分的含量（％）；ｔ为时间（ｍｉｎ）；ｂｔｉ为提取ｔ时间的固形物中各关键化学成分的含量（％）。２结果与分析２．１烟梗和烟片原料中各关键化学成分的含量对烟梗和烟片原料配方组，进行了水溶性总糖、钾离子、还原糖、烟碱、氯离子和总氮的测定，其结果见表１。由表１可知，烟梗和烟片中各关键化学成分的含量差异比较明显。烟梗中水溶性总糖、钾

5、离子、还原糖和氯离子的含量均大于烟片中的，烟梗中烟碱和总氮的含量小于烟片中的；烟梗中氯离子的含量为烟片中氯离子含量的３．4倍左右，烟片中烟碱的含量是烟梗含量的２．6倍左右。这是因为一方面再造烟叶所用的烟片原料为烤烟厂废弃的烟片，所以烟片中糖的含量较低；另一方面烟梗具有运输水分和养料的作用，烟梗将水分和矿物质运输到烟株的各个部分，因此，烟梗中钾离子和氯离子的含量较高。２．２烟梗中各关键化学成分的溶出规律采用上述试验方法，对烟梗原料及其固形物中的各关键化学成分进行了分析对比，结果见图１。由图１ａ可知，除总氮外，提取５ｍｉｎ内，水溶性总糖、钾离子

6、、还原糖、烟碱和氯离子的溶出量较大；随着提取时间的延长，各关键化学成分溶出量的变化较平缓。由此可得知，仅采用水提的方法无法将烟梗原料中的关键化学成分完全提取出来。由图１ｂ可知，除总氮外，其余各成分的溶出速率可以分为3个阶段：０～１５ｍｉｎ，急速下降区；１５～２５ｍｉｎ，下降区；２５～４０ｍｉｎ，变化平缓区。这是由于提取初期，由于浓度的差异，烟梗中的水溶性成分较快速地由烟梗转移到水中；随着提取时间的延长，其溶出速率减小，这与各关键化学成分在烟梗中的存在形式有关，以钾离子和氯离子为例，钾和氯在烟草内大部分以无机离子形态溶解于细胞液中［８，９］，

7、因此，其溶解较快，溶出速率较大。２．３烟片中各关键化学成分的溶出规律对烟片原料和提取过程中烟片固形物中的各关键化学成分进行了含量以及溶出速率的对比和分析，其结果见图２。由图２ａ可知，除总氮外，水溶性总糖、钾离子、还原糖、烟碱和氯离子均有一定的溶出；ＹＣ／Ｔ１６１－２００２测定的烟草中的总氮包括有机含氮、蛋白质及其近似物质中的氮（不包括硝基氮），其中蛋白质是一种大分子的水不溶性含氮化合物［１０］，其余含氮物质由于其在烟草中的存在形式，使得其在水提取过程中不易溶出。此外，固形物中各关键化学成分的含量还与挤压干度有关，挤压干度越大，即固形物中的含

8、水率越低，固形物中各关键化学成分的含量就越低。由图２ｂ可知，除总氮外，其余化学成分的溶出速率可以分为3个阶段：０～１５ｍｉｎ，急速下降区；１０～２５ｍｉｎ，下降区；２５～４０ｍｉ