本發(fā)明涉及卷煙增香，尤其涉及一種具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著普通醋酸纖維濾棒在卷煙中的普及和消費者需求的日益多樣化，煙草制造商們開始尋求更為獨特且綜合的濾嘴研發(fā)策略。他們逐漸摒棄了功能單一的過濾嘴設(shè)計，轉(zhuǎn)而采納了更為豐富多樣的濾嘴解決方案。然而，現(xiàn)有的卷煙濾棒在特色展現(xiàn)上往往局限于單一的味覺或視覺效果，未能實現(xiàn)多感官的同時體驗。

2、在視覺創(chuàng)新方面，變色卷煙濾嘴的出現(xiàn)為消費者帶來了全新的視覺享受。這些濾嘴內(nèi)部嵌入有溫敏變色顆粒，這些顆粒能夠在卷煙抽吸過程中隨著溫度的升高而發(fā)生顏色變化，為吸煙者帶來動態(tài)的視覺體驗。具體而言，當(dāng)吸煙者點燃卷煙并開始抽吸時，嘴棒中的煙氣溫度逐漸上升，進(jìn)而觸發(fā)了溫敏變色顆粒的反應(yīng)，使得濾嘴的部分區(qū)域呈現(xiàn)出顏色變換。

3、然而，盡管現(xiàn)有的變色卷煙濾嘴在視覺效果上有所突破，但其在抽吸風(fēng)味和香味緩釋方面仍存在以下不足：1、這些變色顆粒在單純追求變色效果的同時，往往忽視了抽吸風(fēng)味和香味的融合。因此，卷煙在抽吸過程中往往只能給消費者帶來單一的視覺體驗，而缺乏令人愉悅的風(fēng)味和香味。2、現(xiàn)有的變色卷煙顆粒還存在一些技術(shù)上的缺陷。由于香味物質(zhì)易揮發(fā)，存香時間短，這些顆粒在釋放香味時往往難以持久。3、由于香味物質(zhì)的吸附量有限，加工過程中香味物質(zhì)的損失也較大，導(dǎo)致香味傳遞效率低下。

4、此外，現(xiàn)有技術(shù)中變色顆粒在變色效果上也存在以下問題：1、目前變色顆粒是通過直接將變色材料和粉體基料或粘合劑混合以形成顆粒，也就是說，溫敏變色顆粒的變色材料是分散在整個顆粒中的，是有大部分變色材料存在于顆粒內(nèi)部的，而存在于內(nèi)部的變色材料，由于受到外部基體基料的影響，肉眼可見的變色效果是會有所減弱的，從而不能很好地發(fā)揮變色材料的作用。2、變色材料是通過直接使用有色變功能的變色材料，從而相關(guān)技術(shù)中的溫敏變色顆粒的變色全部依靠于變色材料自身電子轉(zhuǎn)移后的消色及顯色反應(yīng)，但是變色材料自身的色度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及合成色素鮮艷，并且變色材料所變色彩不具備金屬光澤，甚至存在特定顏色變色不明顯的情況，從而不能很好凸顯變色后顏色的光澤性。3、為了保證變色效果，現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)中，變色材料在變色顆粒上添加量大，普遍添加量為變色顆粒質(zhì)量的10wt％-30wt％。

5、以上問題不僅影響了卷煙的整體品質(zhì)，也限制了變色卷煙濾嘴的進(jìn)一步發(fā)展。因此，如何開發(fā)一種既能實現(xiàn)變色效果又能實現(xiàn)香味緩釋的卷煙濾嘴顆粒成為了當(dāng)前煙草行業(yè)亟需解決的技術(shù)難題。

6、為了解決以上問題，提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決以上卷煙濾棒中變色顆粒技術(shù)難題，本發(fā)明提供一種具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的目的是將吸煙過程中主流煙氣溫度變化可視化，同時也能從抽吸上感受到顆粒的香味特征，增加卷煙抽吸時多個感官上的趣味性。提供一種可同時實現(xiàn)變色和生物活性緩釋的顆粒，制備方法及應(yīng)用。

2、本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對目前變色卷煙顆粒存在香味物質(zhì)易揮發(fā)，存香時間短，香味物質(zhì)吸附量少，加工過程中香味物質(zhì)損失大，傳遞效率低等問題，本發(fā)明將變色生物活性發(fā)酵緩釋載香顆粒(具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒)應(yīng)用于透明空腔濾棒，能使消費者在抽吸卷煙時在視覺感官上明顯感受到顆粒顏色隨溫度的變化而發(fā)生可逆或不可逆的變色效果，形成一類獨具特色的卷煙特種濾棒，同時也能從抽吸上感受到顆粒的風(fēng)味特征，增加卷煙抽吸時多個感官上的趣味性。

3、其中，具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒的制備方法包括加香生物活性緩釋體、加香緩釋凝膠溶融液、生物-高分子復(fù)合香味緩釋濕基材、生物-高分子復(fù)合緩釋風(fēng)味丸芯、溫敏色粉混合料、具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒幾部分的制備。制得的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒具有核殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為生物-高分子復(fù)合緩釋風(fēng)味丸芯，殼層為溫敏變色層。本發(fā)明的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒內(nèi)核主要是起到抽吸過程中緩釋加香的作用，為消費者提供味覺體驗，而殼層主要是在抽吸過程中產(chǎn)生顏色的改變，為消費者提供視覺體驗，從而同時滿足視覺變色體驗及評吸豐富風(fēng)味的多感官體驗，達(dá)到增加體驗的作用。

4、本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

5、第一方面，提供一種具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒的制備方法，包括以下步驟：

6、步驟(1)：將生物發(fā)酵載體、生物活性劑、水混合均勻，形成糊狀混合體；

7、步驟(2)：將步驟(1)所得糊狀混合體放置于發(fā)酵環(huán)境中發(fā)酵，形成生物發(fā)酵多孔香精載體；

8、步驟(3)：將步驟(2)所得生物發(fā)酵多孔香精載體攪拌后，使用紫外線燈照射，得到滅活生物多孔香精載體；

9、步驟(4)：將風(fēng)味香精添加至步驟(3)所得滅活生物多孔香精載體中，得到加香生物活性緩釋體；

10、步驟(5)：將高分子香精載體、水與色素在加熱條件下加熱融化并且攪拌均勻，得到凝膠溶液；

11、步驟(6)：待步驟(5)所得凝膠溶液冷卻后，向所述凝膠溶液中添加香精，得到加香緩釋凝膠溶融液；

12、步驟(7)：將步驟(4)所得加香生物活性緩釋體與步驟(6)所得加香緩釋凝膠溶融液充分混合，攪拌均勻，得到生物-高分子復(fù)合香味緩釋濕基材；

13、步驟(8)：將步驟(7)所得生物-高分子復(fù)合香味緩釋濕基材通過造粒形成顆粒結(jié)構(gòu)，取出后干燥，得到生物-高分子復(fù)合緩釋風(fēng)味丸芯；

14、步驟(9)：將生物-高分子復(fù)合緩釋風(fēng)味丸芯進(jìn)行篩分處理，得到所需粒徑丸芯；

15、步驟(10)：將步驟(9)所得所需粒徑丸芯投入旋轉(zhuǎn)包衣鍋中旋轉(zhuǎn)滾圓，后噴灑潤濕劑，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，制得旋轉(zhuǎn)包衣鍋中的丸芯；

16、步驟(11)：將溫敏色粉、粉末粘合劑混合均勻，得到溫敏色粉混合料；

17、步驟(12)：把步驟(11)所得溫敏色粉混合料撒在步驟(10)中旋轉(zhuǎn)包衣鍋中的丸芯上，使所述溫敏色粉混合料均勻地黏附并包裹在旋轉(zhuǎn)包衣鍋中的丸芯上，形成溫敏變色層，得到混合料包裹的丸芯；

18、步驟(13)：讓步驟(12)所得混合料包裹的丸芯繼續(xù)在旋轉(zhuǎn)包衣鍋內(nèi)轉(zhuǎn)動，直至得到圓整度高的混合料包裹丸芯，取出后進(jìn)行干燥，得到所述具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒。

19、其中，步驟(1)中的糊狀混合體具有彈性；步驟(7)制得的生物-高分子復(fù)合香味緩釋濕基材具有顏色；步驟(8)制得的生物-高分子復(fù)合緩釋風(fēng)味丸芯具有顏色。

20、進(jìn)一步的，步驟(1)中，所述的生物發(fā)酵載體選自多孔淀粉、直鏈淀粉、玉米淀粉、紅薯淀粉、小麥面粉、微晶纖維素、瓊脂中的一種或多種；所述的生物活性劑選自保加利亞乳桿菌、出芽酵母、醋化醋桿菌、漢遜德巴利酵母、雙歧桿菌、乳糖中的一種或多種；所述的生物發(fā)酵載體、生物活性劑、水的重量比為(30-95)：(0.5-15)：(10-50)。

21、其中，步驟(2)中的發(fā)酵環(huán)境為發(fā)酵環(huán)境為少氧、低濕的環(huán)境。

22、優(yōu)選的，步驟(2)中，發(fā)酵環(huán)境為氧氣含量為5-18％(體積百分比)，濕度為30-45％(體積百分比)，發(fā)酵的時間為4-48h。

23、優(yōu)選的，步驟(3)中，攪拌的時間為5-10min，紫外線燈照射的時間為30-120min。

24、進(jìn)一步的，步驟(4)中，所述的風(fēng)味香精選自果味香精、茶味香精、花香香精、薄荷涼味香精、咖啡香精中的一種或多種；風(fēng)味香精的添加量為滅活生物多孔香精載體質(zhì)量的2-20wt％。

25、進(jìn)一步的，步驟(5)中，所述的高分子香精載體選自天然果膠、阿拉伯膠、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、硬脂酸中的一種或多種；所述的色素選自檸檬黃、日落紅、果綠、亮藍(lán)中的一種或多種；高分子香精載體、水與色素的重量比(40-90)：(5-20)：(0.01-4)。

26、優(yōu)選的，步驟(5)中，加熱條件的加熱溫度為80-100℃。

27、進(jìn)一步的，步驟(6)中，香精的添加量為凝膠溶液質(zhì)量的2-16％，所述的香精選自果味香精、茶味香精、花香香精、薄荷涼味香精、咖啡香精中的一種或多種；步驟(7)中，加香生物活性緩釋體和加香緩釋凝膠溶融液的質(zhì)量比為(3-7)：(5-7)。

28、優(yōu)選的，步驟(6)中，待凝膠溶液冷卻至40-60℃時添加香精。

29、優(yōu)選的，步驟(8)中，通過側(cè)擠出成型造粒機進(jìn)行造粒，干燥的溫度為70-90℃，干燥的時間為20-60min。

30、優(yōu)選的，步驟(9)中，所需粒徑丸芯的粒徑為0.5-3mm。

31、進(jìn)一步的，步驟(10)中，所述的潤濕劑選自乙醇、丙二醇、丙三醇、水中的一種或多種；潤濕劑的質(zhì)量為所需粒徑丸芯質(zhì)量的2-13％。

32、優(yōu)選的，步驟(10)中，旋轉(zhuǎn)包衣鍋的轉(zhuǎn)速為5-25r/s，旋轉(zhuǎn)滾圓的時間為1-3min，噴灑潤濕劑后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)2min。

33、其中，步驟(10)的目的在于，噴灑潤濕劑，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，確保其均勻地覆蓋在顆粒表面，此時所需粒徑丸芯的顆粒表面均勻保留了水膜層，易于后續(xù)粉體的附著。

34、進(jìn)一步的，步驟(11)中，所述的粉末粘合劑選自羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素、乙基纖維素、聚丙烯酸樹脂、海藻酸鈉中一種或多種；所述的溫敏色粉選自黑色變白色的變色粉、紅變白色的變色粉、綠變白色的變色粉、棕變白色的變色粉、紫變白色的變色粉中一種或多種；溫敏色粉和粉末粘合劑的重量比為(2-10)：(1-3)；步驟(12)中，溫敏色粉混合料質(zhì)量為旋轉(zhuǎn)包衣鍋中的丸芯質(zhì)量的2-6％。

35、優(yōu)選的，步驟(11)中，混合均勻的時間為5-10min。

36、其中，本發(fā)明使用的溫敏色粉是一種在特定溫度下因電子轉(zhuǎn)移使有機物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而顏色發(fā)生變化的有機化合物，本發(fā)明使用的溫敏色粉的變色溫度范圍是30-75℃。

37、進(jìn)一步的，步驟(13)中，圓整度高的混合料包裹丸芯是指最長直徑和最短直徑差的百分比在3-8％。

38、優(yōu)選的，步驟(13)中，在旋轉(zhuǎn)包衣鍋內(nèi)轉(zhuǎn)動的時間為5-15min，干燥為鼓風(fēng)干燥，干燥的溫度為25-50℃，干燥的時間為1-3h，直至圓整度高的混合料包裹丸芯內(nèi)的丸芯水分重量烘干至7-13％。

39、第二方面，提供一種具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒，由第一方面所述的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒的制備方法制得。

40、優(yōu)選的，所述的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒，具有核殼結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)核及所述內(nèi)核表面包覆的殼層，所述的內(nèi)核為生物-高分子復(fù)合緩釋風(fēng)味丸芯，殼層為溫敏變色層。

41、優(yōu)選的，所述的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒中，內(nèi)核的粒徑為0.5-3mm，殼層的厚度為10-15μm。

42、其中，由于溫敏變色層的厚度為10-15μm，非常的薄，所以只要其變成白色就可以把生物-高分子復(fù)合緩釋風(fēng)味丸芯本身的亮色系透出來。

43、第三方面，提供如第二方面所述的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒在卷煙濾棒中的應(yīng)用，所述的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒的質(zhì)量為卷煙濾棒的10-30％。

44、其中，通常為了顏色的顯示，這種卷煙濾棒的管壁為透明的。

45、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

46、1、本發(fā)明制備的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒為核殼結(jié)構(gòu)，其內(nèi)核為生物-高分子復(fù)合緩釋風(fēng)味丸芯，其殼層為溫敏變色層，其內(nèi)核主要是起到抽吸過程中緩釋加香的作用，為消費者提供味覺體驗，而殼層主要是在抽吸過程中產(chǎn)生顏色的改變，為消費者提供視覺體驗，從而同時滿足視覺變色體驗及評吸豐富風(fēng)味的多感官體驗，達(dá)到增加體驗的作用。而現(xiàn)有技術(shù)中，主要單一從嗅覺上或單一從視覺上凸顯卷煙的特色，從而現(xiàn)有技術(shù)中的卷煙用濾棒顆粒欠缺豐富性和吸引性。

47、2、本發(fā)明制備的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒的內(nèi)核為生物-高分子復(fù)合緩釋風(fēng)味丸芯，該丸芯由加香生物活性緩釋體和加香緩釋凝膠溶融液形成的生物-高分子復(fù)合香味緩釋濕基材經(jīng)造粒得到，以生物活性發(fā)酵緩釋為載體，可提高風(fēng)味香精的活性，微觀多孔的結(jié)構(gòu)有效釋放香精的香氣。而高分子凝聚緩釋的載香不易揮發(fā)，保持香味時間長，并且在抽吸達(dá)到一定溫度后，凝膠發(fā)生形變能有效的對香味物質(zhì)產(chǎn)生均勻分散，減少揮發(fā)和有效釋放香氣味，能提高加香的穩(wěn)定性和均勻性。

48、3、本發(fā)明制備的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒是直接以變色材料(溫敏色粉)形成溫敏變色層包覆在丸芯表面，也就是說，變色材料是分布于顆粒(丸芯)的外層，因此本發(fā)明的溫敏變色顆粒(溫敏變色層)的著色力是更強的，肉眼可見的變色色彩是會更加明顯的。

49、4、本發(fā)明制備的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒是先將緩釋風(fēng)味丸芯進(jìn)行均勻的目標(biāo)顏色著色，再直接以變色材料形成溫敏變色層包覆在帶有目標(biāo)顏色的緩釋風(fēng)味丸芯表面，現(xiàn)有技術(shù)中，變色材料自身的色度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及合成色素鮮艷，并且變色材料所變色彩不具備金屬光澤，甚至存在特定顏色變色不明顯的情況，從而不能很好凸顯變色后顏色的光澤性。而本發(fā)明先為丸芯附著變色目標(biāo)顏色，后在將有色變白色的變色材料包裹在丸芯外層，從而使得本發(fā)明的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒前后變色對比鮮明，變色后具備金屬光澤性。

50、5、本發(fā)明制備的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒較同一體積的溫敏變色顆粒，使用的變色材料更少，現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)中，變色材料普遍添加量為10wt％-30wt％，而本發(fā)明僅使用6wt％以內(nèi)的變色材料(即溫敏色粉混合料質(zhì)量為旋轉(zhuǎn)包衣鍋中的丸芯質(zhì)量的2-6％)，本發(fā)明中溫敏變色層雖然添加量比較少，但是由于其變色之前均是深色系的(紅色、綠色、棕色或紫色)，所以其可以蓋住丸芯相對淺色系的顏色，而外層變成白色后，由恰恰因為其較薄，便可以將內(nèi)部的顏色顯現(xiàn)出來。本發(fā)明的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒較其他溫敏變色顆粒變色效果更佳。

51、6、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明制備的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒的制備原料來源廣泛，制作方法簡單，質(zhì)量易把控，生產(chǎn)成本低。可以規(guī)?；a(chǎn)不同粒徑規(guī)格的圓度規(guī)整的顆粒，變色效果及風(fēng)味緩釋效果較現(xiàn)有技術(shù)顆粒有大幅提升。

52、7、本發(fā)明制備的具備變色功能的復(fù)合緩釋顆粒是添加在空腔濾棒中的一種新型形態(tài)的加香緩釋顆粒，為生物活性發(fā)酵緩釋-高分子凝聚緩釋復(fù)合的香味緩釋技術(shù)。