角鲨烯与 β- 胡萝卜素的组合物及其在卷烟中的应用 技术领域 本发明属于化学技术领域， 涉及一种天然抗氧化剂组合物， 具体涉及角鲨烯与 β- 胡萝卜素两种天然抗氧化剂的增效组合物， 及所述组合物在降低卷烟焦油中固相自由 基和卷烟烟气中气相自由基方面的应用。
背景技术 世界烟草行业是在与反对吸烟浪潮的矛盾斗争中逐渐发展起来的， 20 世纪 50 年 代， 英、 美等医学界首先把吸烟与肺癌等疾病联系起来， 进一步引起人们的普遍重视。用行 政手段禁止吸烟已是行不通的， 大力宣传劝阻吸烟也达不到理想的效果， 目前最好的方式 是改进卷烟的卫生条件和寻求安全低害的卷烟来缓和吸烟与健康的矛盾， 既可满足吸烟者 的需要， 又能减少乃至消除吸烟对人们健康的影响， 才能做到真正对消费者负责。
但卷烟的燃烧除产生数千种化合物之外， 还产生高浓度的自由基， 包括寿命相对 较长的固相自由基， 醌类和半醌类、 多环芳烃类自由基以及它们与氧反应产生的活性氧自 由基如超氧阴离子 （O2 ） 、 过氧化氢 （H2O2） 、 羟自由基 （·OH） 、 单线态氧 （1O2） 和脂质过氧化自 由基 （ROO·） 等和存在时间相对较短的气相自由基， 烷氧自由基 （RO·） 、 烷基自由基 （R·） 、 氮氧化物自由基等。 而对身体作用最强最有害的是卷烟的气相自由基， 其可引起肺病、 心脏 病和癌症。这些自由基对吸烟者和被动吸 “二手” 烟的人群都会产生严重的伤害。
目前在对烟气中自由基清除研究方面并不多， 主要从外加天然抗氧化剂、 维生素、 氨基酸、 蛋白质等以及生物酶自由基清除剂和微量元素、 天然矿物质来降低烟气中自由基 的对人体的伤害。但这些自由基清除剂一般都为一种或多种的简单混合添加剂， 抗氧化剂 清除自由基的能力具有一定的选择性， 一般难以对长寿命的固相自由基和存在时间相对较 短的气相自由基同时起到清除作用。
角鲨烯是一种脂质不皂化物， 为一种多不饱和烯烃 （三十碳六烯） ， 最初是从鲨 鱼的肝油中发现的， 1914 年被命名为 Squalene， 其化学名称为 2,6,10,15,19,23- 六甲 基 -2,6,10,14,18,22- 二十四碳六烯， 属开链三萜， 又称鱼肝油萜， 参与人体胆固醇合成并 能促进新陈代谢， 具有提高体内超氧化物歧化酶 （SOD） 活性、 增强机体免疫能力、 抗衰老、 抗 疲劳、 抗肿瘤等多种生理功能， 是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质。 角 鲨烯在植物中分布很广， 但含量不高， 多低于植物油中不皂化物的 5%， 仅少数含量较多， 如 橄榄油含有角鲨烯 150 ～ 700mg/100g， 米糠油中其含量为 332mg/100g。
β- 胡萝卜素是一种广泛存在于绿色和黄色蔬菜， 水果中的天然抗氧化剂， 具有很 好的抗染色体畸变， 防癌作用以及较强的生理活性。并且 β- 胡萝卜素还是烟草中重要的 类 潜在致香成分， 其含量的高低对烟草品质有很大的影响。烟草中含有 18 种类胡萝卜素， 胡萝卜素是烟草中重要的香味物质的前体， 在醇化过程中经酶作用或空气氧化作用可降解 成 80 多种致香成分， 它们对卷烟的香、 味具有很大的影响。其中 β- 胡萝卜素是其中的主 要成分。也正因为如此， β- 胡萝卜素的含量的变化对卷烟的香、 味产生较大的影响。如何 确定烟草中 β- 胡萝卜素的适宜含量以及寻找适宜的增效复配方案， 达到改善烟草的品质
同时有效清除自由基以提高卷烟的安全性需要进一步的研究。
目前有关角鲨烯和 β- 胡萝卜素混配增效研究的还很少， 尤其是应用于卷烟生产 方面的研究尚未见任何技术报道。 发明内容
本发明的目的在于克服现有卷烟产品中自由基清除技术的不足， 提供一种角鲨烯 与 β- 胡萝卜素混配抗氧化剂增效组合物。通过对角鲨烯和 β- 胡萝卜素进行合理的混 配， 达到两者之间的协同增效作用， 实现优势互补的目的， 获得可以同时高效清除卷烟焦油 中的固相自由基和烟气中气相自由基的天然自由基清除剂组合物， 与此同时， 保证卷烟的 香味和吃味等品质。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现 ： 提供一种角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物， 按重量计， 包括 0.05 ～ 70% 的角鲨烯、 0.05 ～ 70% 的 β- 胡萝卜素和余量的溶剂。
优选的， 所述角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物， 按重量计， 包括 0.5 ～ 50% 的角鲨烯、 1 ～ 50% 的 β- 胡萝卜素和余量的溶剂。 优选的， 所述角鲨烯与 β- 胡萝卜素混配的重量比例为 1 ∶ 12 ～ 12 ∶ 1， 更为优 选的是角鲨烯与 β- 胡萝卜素混配的重量比例为 1 ∶ 6 ～ 6 ∶ 1。
所述溶剂可选用体积比浓度为 60% ～ 90% 乙醇水溶液， 优选 70%。
所述的角鲨烯可以是从植物、 动物或微生物中提取的抽提物或经纯化后的纯品， 可采用市购原料药产品。
所述的 β- 胡萝卜素可以是从植物中提取的 β- 胡萝卜素抽提物也可以是经纯化 后的纯品， 可采用市购产品， 例如市售的 β- 胡萝卜素粉。
本发明同时提供了所述角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的应用， 应用于卷烟生产。
主要的应用是将所述组合物直接添加到卷烟烟丝中， 用于降低卷烟燃烧时产生的 焦油中的固相自由基和卷烟烟气中的气相自由基。
优选的， 添加的比例为 0.3 ～ 3g 所述组合物 /100g 烟丝。
本发明的有益效果是 ： 1、 本发明选择角鲨烯与 β- 胡萝卜素进行合理混配得到的组合物的清除自由基的能 力大大提高， 获得明显的增效作用， 可明显减少使用量。
2、 本发明采用适当的混配方案， 将角鲨烯与 β- 胡萝卜素进行合理混配后， 使角 鲨烯与 β- 胡萝卜素发挥较好的协同增效作用， 达到同时高效清除卷烟焦油中固相自由基 和烟气中气相自由基的目的并可明显减少抗氧化剂的使用量， 为解决吸烟与健康的问题提 供有力的技术支持。
3、 本发明通过角鲨烯与 β- 胡萝卜素合理的混配后， 添加到卷烟烟丝中， 通过燃 烧可以增加卷烟的香味和吃味， 具有烟草产品具有普遍的适应性。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。 下述实施例中所使用的试验方法如 无特殊说明， 均为常规方法 ； 所使用的材料、 试剂等， 如无特殊说明， 为可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例 1 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 60% 乙醇 水溶液中， 即得 ： 0.05% 角鲨烯 +1%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
本实施例角鲨烯采用上海信然生物技术有限公司出品的产品， 角鲨烯含量大于 96.0%， 或者其他厂家出品的同类产品 ； β- 胡萝卜素采用 β- 胡萝卜素粉， 由郑州荔诺生物 科技有限公司， β- 胡萝卜素含量大于 96.0%， 或者其他厂家出品的同类产品 ； 下述例同。
实施例 2 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 60% 乙醇水溶 液中， 即得。
0.05% 角鲨烯 +0.6%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 3 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 60% 乙醇水溶 液中， 即得。
0.1% 角鲨烯 +0.6%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 4 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 60% 乙醇水溶 液中， 即得。
1% 角鲨烯 +1%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 5 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 60% 乙醇水溶 液中， 即得。
1% 角鲨烯 +0.05%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 6 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 60% 乙醇水溶 液中， 即得。
1.2% 角鲨烯 +0.1%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 7 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 60% 乙醇水溶 液中， 即得。
0.6% 角鲨烯 +0.1%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 8 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 70% 乙醇水溶 液中， 即得。
5% 角鲨烯 +60%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 9 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 70% 乙醇水溶 液中， 即得。5% 角鲨烯 +30%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 10 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 70% 乙醇水溶 液中， 即得。
5% 角鲨烯 +5%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 11 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 80% 乙醇水溶 液中， 即得。
30% 角鲨烯 +5%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 12 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 80% 乙醇水溶 液中， 即得。
60% 角鲨烯 +5%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 13 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 80% 乙醇水溶 液中， 即得。 35% 角鲨烯 +70%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 14 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 80% 乙醇水溶 液中， 即得。
30% 角鲨烯 +45%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 15 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 80% 乙醇水溶 液中， 即得。
30% 角鲨烯 +30%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 16 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 90% 乙醇水溶 液中， 即得。
45% 角鲨烯 +30%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 17 角鲨烯与 β- 胡萝卜素组合物的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯和 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 90% 乙醇水溶 液中， 即得。
70% 角鲨烯 +35%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 18 角鲨烯溶液的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯溶于体积比浓度为 60% 乙醇水溶液中， 即得。
1% 角鲨烯 + 余量的溶剂。
实施例 19 角鲨烯溶液的制备 按照下述重量比例将一定量的角鲨烯溶于体积比浓度为 90% 乙醇水溶液中， 即得。
70% 角鲨烯 + 余量的溶剂。
实施例 20β- 胡萝卜素溶液的制备 按照下述重量比例将一定量的 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 60% 乙醇水溶液中， 即得。 1%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 21β- 胡萝卜素溶液的制备 按照下述重量比例将一定量的 β- 胡萝卜素溶于体积比浓度为 60% 乙醇水溶液中， 即 得。
70%β- 胡萝卜素 + 余量的溶剂。
实施例 22 应用实验 在卷烟生产制丝工艺中， 按照加香加料的程序， 将上述实施例 1 ～ 21 中的混配组合物 和角鲨烯或 β- 胡萝卜素溶液连续均匀地喷到烟丝上， 将喷有组合物、 角鲨烯或 β- 胡萝卜 素溶液的烟丝于 10℃的冷风中干燥至烟丝中水份含量在 11% ～ 13% 之间后再以本领域常规 方法制成卷烟。每 100 克烟丝上喷有组合物分别为 0.3、 1 和 3 克， 以不含角鲨烯或 β- 胡 萝卜素的 70% 乙醇水溶液为对照。
卷烟烟气中自由基清除效果检测 ： 卷烟焦油中自由基采用电子自旋共振 （ESR） 技 术进行检测， 烟气气相自由基采用自旋捕集剂 PBN（2- 苯叔丁基硝酮） 捕集后检测， 焦油固 相自由基采用剑桥滤片捕集后检测。
采用常规的气相自由基检测方法 ： 采用玻璃器皿收集烟气自由基。加一定浓度 的自由基捕捉剂 PBN 的四氯化碳溶液到收集器中， 将收集器连到吸烟机上， 以抽吸容量为 35.0mL， 抽吸时间为 2s， 抽吸间隔为 60s 的标准抽吸速率抽吸卷烟。 吸烟后定容收集到烟气 自由基溶液， 而后放入液氮中冷冻。检测体积为 200μL。
固相自由基检测方法 ： 吸烟后将剑桥滤片取下， 裁下十分之一的滤片装入 3mm 直 径石英管中进行 ESR 检测。
通过检测添加不同含量和不同配比的天然抗氧化剂增效组合物卷烟产自由基的 含量， 与对照相比， 计算组合物对卷烟烟气中固相自由基和气相自由基的清除效果。 实验结 果如下 ： 表 1 每 100 克烟丝中加 0.3 克组合物对烟气中固相自由基和气相自由基清除效果
表 2 每 100 克烟丝中加 1 克组合物对烟气中固相自由基和气相自由基清除效果 表 3 每 100 克烟丝中加 3 克组合物对烟气中固相自由基和气相自由基清除效果实验结论 ： 从上述实施例对卷烟气相自由基和固相自由基清除效果可以看出， 当组合 物的添加量在 0.3 克 /100 克烟丝时， 其对固相自由基和气相自由同时具有一定的清除效 果， 特别是当角鲨烯与 β- 胡萝卜素的配比在 1 ∶ 12 ～ 12 ∶ 1 之间， 尤其在 1 ∶ 6 ～ 6 ∶ 1 之间时， 组合物对固相和气相自由基清除效果具有明显的增效作用。当组合物的添加量在 1 克 /100 克烟丝时， 其对卷烟固相和气相自由基同时具有明显的清除效果， 且当角鲨烯与 β- 胡萝卜素的重量配比在 1 ∶ 12 ～ 12 ∶ 1 之间， 尤其在 1 ∶ 6 ～ 6 ∶ 1 之间时， 组合 物对固相和气相自由基清除效果具有明显的增效作用， 相对于单剂而言， 清除效果提高了 8 ～ 11 倍。当组合物的添加量在 3 克 /100 克烟丝时， 相对于单剂而言， 组合物对卷烟固相 和气相自由基的清除能力也有明显的增效作用， 但相对于添加量为 1 克 /100 克烟丝而言， 两者之间差异性不显著。 根据生产实际， 本发明用于卷烟中的天然抗氧化剂组合物， 角鲨烯 和 β- 胡萝卜素的配比在 1 ∶ 12 ～ 12 ∶ 1 之间其对固相和气相自由基的清除能力增效作 用明显， 且每 100 克烟丝添加组合物量为 0.3 ～ 3 克之间合适。
评吸方法 ： 用 CMB120 卷烟机将烟叶组卷成同一规格的烟支。 用 CIJECTOR 香精 注射机将天然抗氧化剂组合物按每 100 克烟丝中加 1 克组合物注入卷制好的烟支中 , 放在 恒温恒湿箱 ( 温度 22±1℃ 、 湿度 60±2% ） 中平衡 48h 后， 由烟草评吸专家从香气的质和 量、 余味及有无杂气与烟香是否协调、 是否有刺激感等方面进行评吸、 评价。以分别注射相 同量 70% 乙醇水溶液的烟支为对照， 表 4 提供了部分实施例对添加组合物的香烟的评吸实 验结果 ： 表 4 每 100 克烟丝中加 1 克组合物评吸结果 本发明经过长期大量的实验以及对评吸结果创造性地分析总结可知， 添加到卷烟中 组合物角鲨烯和 β- 胡萝卜素的配比在 1 ∶ 12 ～ 12 ∶ 1 之间较为优选， 且每 100 克烟丝 添加组合物量为 0.5 ～ 3 克之间较为适宜。9