造紙法再造煙葉提取過(guò)程中關(guān)鍵化學(xué)成分的溶出規(guī)律

　　摘要：為研究造紙法再造煙葉提取過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(méi)有溶出。僅采用水提法無(wú)法將原料中各關(guān)鍵化學(xué)成分有效地提取出來(lái)。
　　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(lèi)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(guò)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(jiàn)，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(kāi)提取。煙梗提取過(guò)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(rùn)脹和軟化[2]。在煙片的提取過(guò)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(guò)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(guò)對(duì)造紙法再造煙葉的原料、提取過(guò)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(guó)賓德）；高速萬(wàn)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(guó)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(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）； Brij35溶液（德國(guó)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(guò)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(guò)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(guò)程中的煙片固形物和煙梗固形物烘干、粉碎后過(guò)40目篩，篩下粉末進(jìn)行各關(guān)鍵化學(xué)成分的測(cè)定。水溶性總糖、還原糖、鉀離子、煙堿、氯離子和總氮含量的測(cè)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(cè)定。采用烘箱法，測(cè)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(cè)定，其結(jié)果見(jiàn)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(jiàn)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(zhǎng)，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(wú)法將煙梗原料中的關(guān)鍵化學(xué)成分完全提取出來(lái)。
　　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(zhǎng)，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(wú)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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