技术领域
本发明属于烟草技术领域，特别涉及一种降低烟草烟气中有害成分的添加剂。
背景技术
随着对卷烟消费者健康的日益关注，传统的卷烟抽吸过程中烟草燃烧、裂解和蒸馏而产生的烟气中含有危害人体的物质，非吸烟人群的被动吸烟也主要是由卷烟燃烧产生的侧流烟气造成的，吸烟越来越受到社会各界的限制。但是，由于烟草的独特魅力，全世界吸烟人群的总数仍有上升趋势。因而，在认识吸烟有害健康的同时，研究开发既能满足烟草消费人群的需要，又能减少吸烟对公众危害的更为安全的无烟气烟草制品显得尤为必要。
目前研究较多的是一种低焦油卷烟制品，但是由于低焦油卷烟中焦油和烟碱的含量较低，导致卷烟香味变淡薄，刺激性增大，烟气变粗糙。香味补偿问题已显得较为突出，尤其是对于我国烤烟型卷烟占95％以上的烟草行业来说更是如此。研制可降低卷烟主气的有害成分的同时不影响卷烟香气的烟草添加剂，通过在烟丝、卷烟纸、造纸法烟草薄片或其它辅助材料中加入该烟草添加剂，可以有效地补偿低焦油卷烟的香味损失，进而提高卷烟的抽吸质量。对此类卷烟添加剂要求较高，既要无异味，又要能够起到掩盖木质气、增浓烟香、协调烟气酸碱平衡的作用。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种降低烟草烟气中有害成分的添加剂，包括月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液，所述复合植物提取液为虎尾草和橘皮的混合提取液。
进一步地，所述复合植物提取液的制备方法为：
1) 将新鲜虎尾草和橘皮切碎并混合，然后将混合物捣烂；
2) 将捣烂后的混合物以及捣烂过程中植物流出的汁液一并转入密封容器中，向密封容器中加入乙醇和乙酸乙酯混合提取液，然后将密封容器密封并对容器内抽真空，使得容器内真空度≤0.3个标准大气压；
3) 将密封容器水浴恒温处理，恒温温度为50～70℃，水浴处理时间≥1h，水浴处理过程的前20～30min对容器内提取液进行超声波震荡；
4) 水浴恒温处理完成后，将容器内的提取混合液取出并过滤获得滤液，再将滤液减压浓缩至原体积的一半，最后向滤液中加入山梨酸钾即获得所述复合植物提取液。
进一步地，捣烂过程中残留在捣烂设备上的植物汁液用少量的乙醇和乙酸乙酯混合提取液冲洗，冲洗液转入所述密封容器内。
进一步地，所述乙醇和乙酸乙酯混合提取液中，乙醇和乙酸乙酯的体积比为65%～75%:25%～35%，乙醇和乙酸乙酯的总体积之和为100%。
进一步地，所述混合提取液的质量为捣烂后的混合物质量的4～5倍。
进一步地，所述超声波震荡的频率为12～30KHz。
进一步地，所述山梨酸钾的添加量为滤液质量的0.2%～0.4%。
进一步地，所述添加剂中，月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液的质量比为：
月桂醇硫酸钠:氯化铝:柠檬酸钠:复合植物提取液=10～15:5～10:5～10:100。
本发明还公开了所述添加剂的使用方法。所述添加剂通过卷烟加料的方式添加到卷烟烟丝中，所述添加剂的添加量为烟丝重量的0.05%~0.2%。
本发明的有益效果是：
1. 本发明提供了一种烟用添加剂，所述添加剂加入卷烟烟丝后，燃烧形成的主烟气中的焦油显著降低，巴豆醛含量基本得以去除，减少了烟气对吸烟者的危害；同时通过评吸测试证明，加入添加剂后对卷烟的烟味影响不大，卷烟的吸食品质良好。
2. 一般认为，提取液的种类、加入量、提取时间对植物提取液的提取效果影响较大，不同的植物、不同的所需提取成分对提取液的要求不一。本发明通过大量的尝试，选取虎尾草和橘皮作为提取底物，并对提取工艺和提取液的种类、加入量和时间等参数进行了研究，提出了提取工艺最佳的工艺参数。
具体实施方式
实施例1
一种降低烟草烟气中有害成分的添加剂，包括月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液，所述复合植物提取液为虎尾草和橘皮的混合提取液。添加剂中，月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液的质量比为：
月桂醇硫酸钠:氯化铝:柠檬酸钠:复合植物提取液=10:5:5:100。
其中，上述复合植物提取液的制备方法为：
1) 按质量比1:1将新鲜虎尾草和橘皮切碎并混合，然后将混合物捣烂；
2) 将捣烂后的混合物以及捣烂过程中植物流出的汁液一并转入密封容器中，捣烂过程中残留在捣烂设备上的植物汁液用少量的乙醇和乙酸乙酯混合提取液冲洗，冲洗液转入所述密封容器内。向密封容器中加入乙醇和乙酸乙酯混合提取液，混合提取液的加入量为捣烂后的混合物质量的4倍。所述乙醇和乙酸乙酯混合提取液中，乙醇和乙酸乙酯的体积比为65%:35%。然后将密封容器密封并对容器内抽真空，使得容器内真空度为0.3个标准大气压；
3) 将密封容器水浴恒温处理，恒温温度为60℃，水浴处理时间1h，水浴处理过程的前20对容器内提取液进行超声波震荡；
4) 水浴恒温处理完成后，将容器内的提取混合液取出并过滤获得滤液，再将滤液减压浓缩至原体积的一半，最后向滤液中加入山梨酸钾即获得所述复合植物提取液，山梨酸钾的添加量为滤液质量的0.2%。
所述添加剂通过卷烟加料的方式添加到卷烟烟丝中，所述添加剂的添加量为烟丝重量的0.05%。
将通过上述步骤制得的烟丝制成香烟，按GB/T5606和GB/T19609标准在FiltronaCOA200抽烟机上抽吸，并按国家烟草行业关于卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)的测定连续流动法（YC/T253-2008）操作，用1mol/LNaOH溶液收集主流烟气中的氰化氢(HCN)释放量，用异烟酸-巴比妥酸法检测收集液的氰化氢（HCN）含量，并与未使用添加剂的国家标准对照卷烟（红双喜）进行对照，计算相对于国家标准对照卷烟的氰化氢（HCN）含量降低的百分比。按照国家标准YCT254-2008《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》测定烟气中的巴豆醛的含量。同时测定烟气中的焦油含量。另外将香烟进行感官评吸试验，评吸参照中华人民共和国国家标准(GB5606.4-2005)《卷烟第4部分：感官技术要求》进行评吸，结果如表1所示。
实施例2
一种降低烟草烟气中有害成分的添加剂，包括月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液，所述复合植物提取液为虎尾草和橘皮的混合提取液。添加剂中，月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液的质量比为：
月桂醇硫酸钠:氯化铝:柠檬酸钠:复合植物提取液=12:8:8:100。
其中，上述复合植物提取液的制备方法为：
1) 按质量比1:1将新鲜虎尾草和橘皮切碎并混合，然后将混合物捣烂；
2) 将捣烂后的混合物以及捣烂过程中植物流出的汁液一并转入密封容器中，捣烂过程中残留在捣烂设备上的植物汁液用少量的乙醇和乙酸乙酯混合提取液冲洗，冲洗液转入所述密封容器内。向密封容器中加入乙醇和乙酸乙酯混合提取液，混合提取液的加入量为捣烂后的混合物质量的5倍。所述乙醇和乙酸乙酯混合提取液中，乙醇和乙酸乙酯的体积比为70%:30%。然后将密封容器密封并对容器内抽真空，使得容器内真空度为0.3个标准大气压；
3) 将密封容器水浴恒温处理，恒温温度为60℃，水浴处理时间为1h，水浴处理过程的前30min对容器内提取液进行超声波震荡；
4) 水浴恒温处理完成后，将容器内的提取混合液取出并过滤获得滤液，再将滤液减压浓缩至原体积的一半，最后向滤液中加入山梨酸钾即获得所述复合植物提取液，山梨酸钾的添加量为滤液质量的0.3%。
所述添加剂通过卷烟加料的方式添加到卷烟烟丝中，所述添加剂的添加量为烟丝重量的0.1%。
将通过上述步骤制得的烟丝制成香烟，按GB/T5606和GB/T19609标准在FiltronaCOA200抽烟机上抽吸，并按国家烟草行业关于卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)的测定连续流动法（YC/T253-2008）操作，用1mol/LNaOH溶液收集主流烟气中的氰化氢(HCN)释放量，用异烟酸-巴比妥酸法检测收集液的氰化氢（HCN）含量，并与未使用添加剂的国家标准对照卷烟（红双喜）进行对照，计算相对于国家标准对照卷烟的氰化氢（HCN）含量降低的百分比。按照国家标准YCT254-2008《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》测定烟气中的巴豆醛的含量。同时测定烟气中的焦油含量。另外将香烟进行感官评吸试验，评吸参照中华人民共和国国家标准(GB5606.4-2005)《卷烟第4部分：感官技术要求》进行评吸，结果如表1所示。
实施例3
一种降低烟草烟气中有害成分的添加剂，包括月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液，所述复合植物提取液为虎尾草和橘皮的混合提取液。添加剂中，月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液的质量比为：
月桂醇硫酸钠:氯化铝:柠檬酸钠:复合植物提取液=12:10:8:100。
其中，上述复合植物提取液的制备方法为：
1) 按质量比1:3将新鲜虎尾草和橘皮切碎并混合，然后将混合物捣烂；
2) 将捣烂后的混合物以及捣烂过程中植物流出的汁液一并转入密封容器中，捣烂过程中残留在捣烂设备上的植物汁液用少量的乙醇和乙酸乙酯混合提取液冲洗，冲洗液转入所述密封容器内。向密封容器中加入乙醇和乙酸乙酯混合提取液，混合提取液的加入量为捣烂后的混合物质量的5倍。所述乙醇和乙酸乙酯混合提取液中，乙醇和乙酸乙酯的体积比为75%:25%。然后将密封容器密封并对容器内抽真空，使得容器内真空度为0.3个标准大气压；
3) 将密封容器水浴恒温处理，恒温温度为60℃，水浴处理时间为1h，水浴处理过程的前20min对容器内提取液进行超声波震荡；
4) 水浴恒温处理完成后，将容器内的提取混合液取出并过滤获得滤液，再将滤液减压浓缩至原体积的一半，最后向滤液中加入山梨酸钾即获得所述复合植物提取液，山梨酸钾的添加量为滤液质量的0.4%。
所述添加剂通过卷烟加料的方式添加到卷烟烟丝中，所述添加剂的添加量为烟丝重量的0.1%。
将通过上述步骤制得的烟丝制成香烟，按GB/T5606和GB/T19609标准在FiltronaCOA200抽烟机上抽吸，并按国家烟草行业关于卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)的测定连续流动法（YC/T253-2008）操作，用1mol/LNaOH溶液收集主流烟气中的氰化氢(HCN)释放量，用异烟酸-巴比妥酸法检测收集液的氰化氢（HCN）含量，并与未使用添加剂的国家标准对照卷烟（红双喜）进行对照，计算相对于国家标准对照卷烟的氰化氢（HCN）含量降低的百分比。按照国家标准YCT254-2008《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》测定烟气中的巴豆醛的含量。同时测定烟气中的焦油含量。另外将香烟进行感官评吸试验，评吸参照中华人民共和国国家标准(GB5606.4-2005)《卷烟第4部分：感官技术要求》进行评吸，结果如表1所示。
实施例4
一种降低烟草烟气中有害成分的添加剂，包括月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液，所述复合植物提取液为虎尾草和橘皮的混合提取液。添加剂中，月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液的质量比为：
月桂醇硫酸钠:氯化铝:柠檬酸钠:复合植物提取液=15:8:5:100。
其中，上述复合植物提取液的制备方法为：
1) 按质量比1:3将新鲜虎尾草和橘皮切碎并混合，然后将混合物捣烂；
2) 将捣烂后的混合物以及捣烂过程中植物流出的汁液一并转入密封容器中，捣烂过程中残留在捣烂设备上的植物汁液用少量的乙醇和乙酸乙酯混合提取液冲洗，冲洗液转入所述密封容器内。向密封容器中加入乙醇和乙酸乙酯混合提取液，混合提取液的加入量为捣烂后的混合物质量的5倍。所述乙醇和乙酸乙酯混合提取液中，乙醇和乙酸乙酯的体积比为75%:25%。然后将密封容器密封并对容器内抽真空，使得容器内真空度为0.3个标准大气压；
3) 将密封容器水浴恒温处理，恒温温度为70℃，水浴处理时间为2h，水浴处理过程的前30min对容器内提取液进行超声波震荡；
4) 水浴恒温处理完成后，将容器内的提取混合液取出并过滤获得滤液，再将滤液减压浓缩至原体积的一半，最后向滤液中加入山梨酸钾即获得所述复合植物提取液，山梨酸钾的添加量为滤液质量的0.4%。
所述添加剂通过卷烟加料的方式添加到卷烟烟丝中，所述添加剂的添加量为烟丝重量的0.2%。
将通过上述步骤制得的烟丝制成香烟，按GB/T5606和GB/T19609标准在FiltronaCOA200抽烟机上抽吸，并按国家烟草行业关于卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)的测定连续流动法（YC/T253-2008）操作，用1mol/LNaOH溶液收集主流烟气中的氰化氢(HCN)释放量，用异烟酸-巴比妥酸法检测收集液的氰化氢（HCN）含量，并与未使用添加剂的国家标准对照卷烟（红双喜）进行对照，计算相对于国家标准对照卷烟的氰化氢（HCN）含量降低的百分比。按照国家标准YCT254-2008《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》测定烟气中的巴豆醛的含量。同时测定烟气中的焦油含量。另外将香烟进行感官评吸试验，评吸参照中华人民共和国国家标准(GB5606.4-2005)《卷烟第4部分：感官技术要求》进行评吸，结果如表1所示。
实施例5
一种降低烟草烟气中有害成分的添加剂，包括月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液，所述复合植物提取液为虎尾草和橘皮的混合提取液。添加剂中，月桂醇硫酸钠、氯化铝、柠檬酸钠和复合植物提取液的质量比为：
月桂醇硫酸钠:氯化铝:柠檬酸钠:复合植物提取液=11:10:10:100。
其中，上述复合植物提取液的制备方法为：
1) 按质量比1:3将新鲜虎尾草和橘皮切碎并混合，然后将混合物捣烂；
2) 将捣烂后的混合物以及捣烂过程中植物流出的汁液一并转入密封容器中，捣烂过程中残留在捣烂设备上的植物汁液用少量的乙醇和乙酸乙酯混合提取液冲洗，冲洗液转入所述密封容器内。向密封容器中加入乙醇和乙酸乙酯混合提取液，混合提取液的加入量为捣烂后的混合物质量的5倍。所述乙醇和乙酸乙酯混合提取液中，乙醇和乙酸乙酯的体积比为70%:30%。然后将密封容器密封并对容器内抽真空，使得容器内真空度为0.3个标准大气压；
3) 将密封容器水浴恒温处理，恒温温度为60℃，水浴处理时间为1h，水浴处理过程的前20min对容器内提取液进行超声波震荡；
4) 水浴恒温处理完成后，将容器内的提取混合液取出并过滤获得滤液，再将滤液减压浓缩至原体积的一半，最后向滤液中加入山梨酸钾即获得所述复合植物提取液，山梨酸钾的添加量为滤液质量的0.4%。
所述添加剂通过卷烟加料的方式添加到卷烟烟丝中，所述添加剂的添加量为烟丝重量的0.2%。
将通过上述步骤制得的烟丝制成香烟，按GB/T5606和GB/T19609标准在FiltronaCOA200抽烟机上抽吸，并按国家烟草行业关于卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)的测定连续流动法（YC/T253-2008）操作，用1mol/LNaOH溶液收集主流烟气中的氰化氢(HCN)释放量，用异烟酸-巴比妥酸法检测收集液的氰化氢（HCN）含量，并与未使用添加剂的国家标准对照卷烟（红双喜）进行对照，计算相对于国家标准对照卷烟的氰化氢（HCN）含量降低的百分比。按照国家标准YCT254-2008《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》测定烟气中的巴豆醛的含量。同时测定烟气中的焦油含量。另外将香烟进行感官评吸试验，评吸参照中华人民共和国国家标准(GB5606.4-2005)《卷烟第4部分：感官技术要求》进行评吸，结果如表1所示。
对比例1
试验发现，提取液单独采用乙醇难以达到良好的效果，虎尾草和橘皮中的大量有益物质不能被乙醇单独提取出来，水浴处理后进入过滤渣中，得不到有效利用。为证实上述结论，本对比例采用和实施例3相同的工艺方法制得添加剂，并采用相同的方式将所述添加剂添加到卷烟烟丝中，其区别仅在于采用单独的纯乙醇作为提取液，纯乙醇提取液的质量与实施例3中所述的混合提取液质量相同。其他的方法步骤、参数值与检测方法与实施例3完全相同。
同样地，将对比例1中制得的烟丝制成香烟，按GB/T5606和GB/T19609标准在FiltronaCOA200抽烟机上抽吸，并按国家烟草行业关于卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)的测定连续流动法（YC/T253-2008）操作，用1mol/LNaOH溶液收集主流烟气中的氰化氢(HCN)释放量，用异烟酸-巴比妥酸法检测收集液的氰化氢（HCN）含量，并与未使用添加剂的国家标准对照卷烟（红双喜）进行对照，计算相对于国家标准对照卷烟的氰化氢（HCN）含量降低的百分比。按照国家标准YCT254-2008《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》测定烟气中的巴豆醛的含量。同时测定烟气中的焦油含量。另外将香烟进行感官评吸试验，评吸参照中华人民共和国国家标准(GB5606.4-2005)《卷烟第4部分：感官技术要求》进行评吸，结果如表1所示。
表1. 各实验组所制香烟测试结果一览表
由表1可知，对比实施例1～5和对照卷烟可知，本发明所述添加剂能够有效地去除卷烟烟气中的氰化氢含量，最高时，可去除烟气中38.22%的氰化氢，效果十分显著；同时测试发现，添加剂加入卷烟烟丝后，燃烧形成的主烟气中的焦油显著降低，下降率最大时为57.56%；巴豆醛含量下降率最大时为77.96%，基本得以去除，减少了烟气对吸烟者的危害；同时通过评吸测试证明，加入添加剂后对卷烟的烟味影响不大且略有改善，卷烟的吸食品质良好。
对比例2～7
提取过程中的负压环境对复合植物提取液中有效成分含量影响显著，进而影响氰化氢(HCN)含量和巴豆醛含量的下降百分比。本发明通过设计对比例2～7，其中对比例2～7中添加剂的提取方法和工艺参数与实施例3完全相同，其区别仅在于提取过程中的真空度不同，其区别如表2所示，其他的方法步骤、参数值与检测方法与实施例3完全相同。
表2. 各对比例所述复合植物提取液提取方法中的负压真空度值
同样地，将对比例2～7中制得的烟丝制成香烟，按GB/T5606和GB/T19609标准在FiltronaCOA200抽烟机上抽吸，并按国家烟草行业关于卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)的测定连续流动法（YC/T253-2008）操作，用1mol/LNaOH溶液收集主流烟气中的氰化氢(HCN)释放量，用异烟酸-巴比妥酸法检测收集液的氰化氢（HCN）含量，并与未使用添加剂的国家标准对照卷烟（红双喜）进行对照，计算相对于国家标准对照卷烟的氰化氢（HCN）含量降低的百分比。按照国家标准YCT254-2008《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》测定烟气中的巴豆醛的含量。结果如图1所示。
如图1所示，随着复合植物提取液提取方法中的负压压力的下降，烟气中氰化氢含量的下降率和巴豆醛含量的下降率均呈上升趋势，说明随着提取过程中负压真空度的提高，含所得添加剂的卷烟烟气中氰化氢含量和巴豆醛含量均逐渐减少，这应该是和提取过程中有效成分提取率有直接的关系，宏观上表现为烟气氰化氢和巴豆醛减少。