本发明涉及腐植酸的新用途，特别是在制备降低尼古丁、焦油和一氧化碳含量的烟用胶囊中的应用，产品有助于减轻吸烟的危害，属于保健领域。

背景技术：

随着时代的变迁，人们对于香烟口感要求增多，随之烟用胶囊，即香烟爆珠应时而生；而且采用烟用胶囊生产爆珠香烟的技术日益成熟，爆珠香烟产量和销量日增。

目前，烟用胶囊的作用主要表现在两个方面，一是增加香味或不同口味，二是水溶性芯材胶囊增加润湿度，减轻刺激。因此，烟用胶囊所用的主要功能材料为油性或水性香精香料及润湿剂等。

现有烟用胶囊无论是油性或水性芯材，胶囊挤破时，虽然可以调节香烟的香味或润湿度，但不能减少尼古丁、焦油和一氧化碳的吸食量，不能减轻吸烟危害性，不具备保健功能。

众所周知，吸烟危害健康，特别是香烟中的尼古丁成分及焦油对人体危害程度更高，香烟生产时已经严格控制尼古丁、焦油和一氧化碳含量；尽管如此，香烟中存在的尼古丁、焦油和一氧化碳等有害物质仍然会随着烟气进入吸烟者体内，造成人体伤害。

近来，添加烟用胶囊的爆珠香烟日益受到广大烟民喜爱，但这些香烟只有加香或增加润湿度的作用，不能降低尼古丁、焦油和一氧化碳带来的健康危害。

腐植酸是广泛存在于动植物、水、土壤和煤炭中的一类大分子有机酸，现代工业技术提取的腐植酸类产品广泛应用于农业肥料、动物饲料、医药中间体、化妆品原料等领域，特别在医药、保健领域的应用历史悠久，《本草纲目》中就有关于“城东腐木”(乌金石)、“乌金散”的记载。现代腐植酸医药广泛用于各种临床和科研。但对于腐植酸应用于烟用胶囊降低香烟中尼古丁、焦油和一氧化碳对吸烟者的危害方面的实验和应用尚无文献和专利报道。

黄腐酸属于腐植酸类物质中分子量最小、溶解度最高、生物活性最好的部分，极易被人体吸收利用。现代医学研究表明从风化煤中提取的黄腐酸具有抗炎、镇痛、去腐生肌、止痒、抗病毒和解毒的作用。

从风化煤中提取医用级高纯度黄腐酸的工艺技术也已经成熟，产品质量可靠，口服治疗胃炎、肺结核等疾病，效果明显，作用时间短，且对人体无副作用，安全性高。同时，其强大络合、吸附重金属等物理特性，已经得到广泛应用。

小分子黄腐酸属于水溶性物质，随着水溶性芯材烟用胶囊生产工艺的日渐成熟，批量生产黄腐酸烟用胶囊成为可能。

本发明目的在于提供一种腐植酸的新用途，即腐植酸在制备降低尼古丁、焦油和一氧化碳烟用胶囊中的应用；其作为降低尼古丁、焦油和一氧化碳烟用胶囊的主要活性成分，与其他材料配合使用制备成腐植酸烟用胶囊。实现减少吸烟者的尼古丁、焦油和一氧化碳吸入量，降低吸烟危害，保护口腔和鼻腔黏膜，防治肺部疾病感染等保健作用。

发明专利内容

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

以腐植酸水溶液为主要成分，添加水溶性辅料制备烟用胶囊芯材，以疏水性材料为包裹层，采用同心滴丸法等成型工艺，包裹成型为一定直径范围的球形烟用胶囊。

所述的烟用胶囊用于复合在香烟滤嘴中，每支香烟1-2个胶囊；吸烟时在手指挤压力下爆破而释放芯材。

本发明所述的腐植酸，主要指符合安全卫生标准、批量生产的食品级及医用级腐植酸和腐植酸盐，特别是小分子黄腐酸；优选地，为利用优质风化煤或褐煤以先进生物技术所制取的医药级黄腐酸或黄腐酸盐及其水溶液(例如，河北向日葵生物科技有限公司制取的太神石乌金液)。

本发明所述应用中可加入一种或多种可接受的水溶性辅料，所述辅料包括烟用胶囊领域常用的水溶性香精、增稠剂、润滑剂、乳化稳定剂、防腐剂等。

本发明所述成型工艺主要指锐孔装置滴丸法、同心圆滴丸法、压制法及预成型塑料膜热封法等常用烟用胶囊成型方法。

本发明所述球形烟用胶囊，指球形、椭圆形、水滴形或短圆柱形等外形的烟用胶囊。

本发明所述一定直径范围主要指直径为2.6mm～6mm的烟用胶囊。

本发明以香烟为研究对象，腐植酸作为烟用胶囊芯材主要成分，当烟用胶囊破裂后，腐植酸溶液散布在香烟过滤嘴中，当烟气通过时，腐植酸阻隔了尼古丁、焦油和一氧化碳的吸出。通过模拟吸烟过程，收集烟气并溶入纯净水中，对比检测无腐植酸烟用胶囊收集的烟气中尼古丁、焦油和一氧化碳的含量；经华东理工大学资源与环境工程学院测试中心高效液相色谱仪检测，当每个烟用胶囊中含有约0.7mg黄腐酸时，香烟的烟气中尼古丁含量减少了98.66％，焦油含量减少了接近100％，一氧化碳含量减少了47.2％。(见附图1、附图2)

以上结果表明，腐植酸有利于降低香烟烟气中尼古丁、焦油和一氧化碳的含量，减轻吸烟危害，可作为降低尼古丁、焦油和一氧化碳含量的烟用胶囊的主要成分。

本发明的技术结果包括

本发明相对于现有技术的有益效果为：

(1)本发明通过模拟吸烟实验，收集烟气，分别检测对比吸烟时尼古丁、焦油和一氧化碳的吸入量，验证了腐植酸用于烟用胶囊的开发，其减害效果明显；

(2)本发明所述的腐植酸烟用胶囊，通过小分子黄腐酸的摄入，可提高吸烟者口腔、鼻腔、肺部抗炎抗病毒能力；

经华东理工大学资源与环境工程学院测试中心高效液相色谱仪测试，结果显示：烟气通过爆破的黄腐酸胶囊后，大部分黄腐酸随烟气吸出(进入吸烟者体内)。

(3)本发明可提高吸烟润湿度，减少烟气刺激性(因为水性芯材中含有大量水分，烟用胶囊破裂后，水分可随烟气吸出)；

(4)本发明是以腐植酸作为烟用胶囊芯材主要成分应用于降低尼古丁、焦油和一氧化碳的烟用胶囊中，这类烟用胶囊尚无报道。而且相比于目前单一的香精香料芯材成分，本发明成分功效更多、更具保健意义和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例和技术方案描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

1、附图1所示波形图，为高效液相色谱仪检测所得，以保留时间(min)为横坐标，分别标示出尼古丁、焦油和一氧化碳在不同保留时间区域对应的波峰和峰高，并分别计算得到对应区域的峰面积。

2、附图2中，以香烟为研究对象，腐植酸作为烟用胶囊芯材主要成分，当烟用胶囊破裂后，腐植酸溶液散布在香烟过滤嘴中，当烟气通过时，腐植酸阻隔了尼古丁、焦油和一氧化碳的吸出。通过模拟吸烟过程，收集烟气并溶入纯净水中，对比检测有/无腐植酸烟用胶囊时收集的烟气中尼古丁、焦油和一氧化碳的含量；其中，附图1为无腐植酸烟用胶囊时(空白组)收集的烟气中尼古丁、焦油和一氧化碳的波形图；附图2为有腐植酸烟用胶囊时(腐植酸组)收集的烟气中尼古丁、焦油和一氧化碳的波形图。

3、经华东理工大学资源与环境工程学院测试中心高效液相色谱仪(型号：agilent1260sl)检测，当每个烟用胶囊中含有约0.7mg小分子黄腐酸时，香烟的烟气中尼古丁含量减少了98.66％，焦油含量减少了接近100％，一氧化碳含量减少了47.2％。

具体实施方式

下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：腐植酸降低尼古丁含量

本腐植酸烟用胶囊芯材由以下原料制备得到：2％小分子黄腐酸水溶液95份、水溶性薄荷香精4份、山梨酸钾1份。

具体实施步骤如下：

(1)、制备壁材：按照8：2重量比，称取蜂蜡和聚乙烯，将两者混合并加热融化，待混合物完全融化混匀，使温度恒定在110℃；

(2)、制备芯材：按照95：4：1上述重量比，称取黄腐酸溶液、水溶性薄荷香精、山梨酸钾，将其置于2℃下；

(3)、包裹：通过锐孔装置，使壁材与芯材按40重量份和60重量份，芯材通过泵以600～1000微升/分钟的流量将芯材液滴入融化后的壁材液中，由于表面张力的作用，冷却的芯材被热融化的壁材包裹后形成水囊下沉，使壁材包裹芯材；

(4)、固化：将所形成的水囊在硅油凝固浴中固化，温度为12℃；

(5)、清洗干燥：用体积比为90％的乙醇水溶液清洗固化后的水囊表面残留的凝固浴材料，在30-50℃鼓风干燥机中除去表面残留液体，然后收集腐植酸烟用胶囊产品；

(6)、将本腐植酸烟用胶囊复合到香烟滤嘴中。

实验方法：取上述香烟各5支，分为空白组和腐植酸组；空白组不装烟用胶囊或装有烟用胶囊而不捏破；腐植酸组装有腐植酸烟用胶囊并在实验时捏破烟用胶囊。依次点燃香烟，使用辅助烟袋和吸烟用气囊，分别抽取烟气，并将烟气(尽量多的)溶入50ml纯净水中，分别制得两瓶烟气收集溶液。送指定专业测试中心(华东理工大学资源与环境工程学院)检测其中的尼古丁含量。统计结果见表1.

表1：

实验结果表明，腐植酸组香烟中的尼古丁含量较空白组香烟中的尼古丁含量减少了[(2731.46-36.58)/2731.46*100％＝]98.66％。

实施例2：腐植酸降低焦油含量

本腐植酸烟用胶囊芯材由以下原料制备得到：1.8％小分子黄腐酸水溶液96份、大茴香醇4份。

具体实施步骤如下：

(1)、制备壁材：将24重量份双酚a环氧丙烯酸树脂、10重量份蒎烯树脂与1.0重量份2-羟基-2-甲基-1-苯基-酮化合物混合均匀，然后在温度50℃下加热，搅拌充分溶解，避光保存，再静置2h以上，冷却并除去气泡；

(2)、制备芯材：按照96：4上述重量比，称取黄腐酸溶液、大茴香醇，充分混合均匀，芯液密度保持在1.1g/cm3左右；

(3)、制备保护液：将水与纯酒精按照重量比为1：1混合，测定保护液密度为1.0g/cm3，粘度是100cps；

(4)、滴制：参照专利cn106047485a附图1所示的滴丸装置，按照18重量份胶囊壁材与74重量份水性芯材，由定量泵将步骤(1)配制的胶囊壁材与步骤(2)配制的黄腐酸芯材通过同心圆滴头滴加到温度为10℃、在步骤(3)中配制的保护液里，未固化成型胶囊因所述内聚力作用自然形成球形而在保护液中缓慢下落，在其下落过程中施加灯功率200w、光程80cm白炽灯光源照射，胶囊壁材液逐渐固化成型，包裹密封水性芯材液，然后使用落料槽中筛网将水胶囊与保护液分离；

(5)、清洗干燥：将收集的水胶囊使用浓度为以体积计90％乙醇溶液洗涤，风干，得到所述的腐植酸烟用胶囊；

(6)、将本腐植酸烟用胶囊复合到香烟滤嘴中。

实验方法：取上述香烟各5支，分为空白组和腐植酸组；空白组不装烟用胶囊或装有烟用胶囊而不捏破；腐植酸组装有腐植酸烟用胶囊并在实验时捏破烟用胶囊。依次点燃香烟，使用辅助烟袋和吸烟用气囊，分别抽取烟气，并将烟气(尽量多的)溶入50ml纯净水中，分别制得两瓶烟气收集溶液。送指定专业测试中心(华东理工大学资源与环境工程学院)检测其中的焦油含量。统计结果见表2.

表2：

实验结果表明，腐植酸组香烟中的焦油含量较空白组香烟中的焦油含量减少了近100％(空白组峰面积合计占比5.03％；而腐植酸组在保留时间5～6min处没有明显波峰，峰面积为0)。

实施例3：腐植酸降低一氧化碳含量

本腐植酸烟用胶囊芯材由以下原料制备得到：浓度为2％的黄腐酸溶液95份、海藻酸钠1份、羧甲基纤维素钠1份、甘油1份、水溶性薄荷醇2份。

具体制备步骤如下：

(1)、制备水溶性芯材：按上述重量份分别称取黄腐酸溶液、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甘油和薄荷醇，充分混合均匀；

(2)、制备水凝胶珠：将步骤(1)中制备的水性芯材通过锐孔设备逐滴滴入至含有ca2+或cu2+或fe3+的水溶液构成的凝固浴中，水性芯材液在滴制过程中形成球形液滴，球形液滴进入凝固浴后，与凝固浴中的ca2+或cu2+或fe3+金属离子发生交联反应，形成不溶性的水凝胶层，交联一定时间后，即得到水凝胶珠；

所述的凝固浴中ca2+或cu2+或fe3+的浓度为0.5-6wt％，交联时间不低于3分钟；

(3)、包衣：将固体石蜡、微晶蜡、硬脂酸、聚己内脂混合加热，并混合均匀，得到包衣液，温度保持在70-120℃之间；将步骤(2)所得水凝胶珠冷却到-10～-18℃；通过滚涂包衣设备在水凝胶珠表面包衣，形成疏水包衣层；低温的水凝胶珠与熔融的包衣液接触，包衣液在水凝胶珠表面冷却形成疏水包裹层；

所述的疏水包裹层厚度为0.1～1.0mm，固体石蜡、微晶蜡和硬脂酸重量比为1：1：1；其混合物与聚己内脂重量比为70：30。

(4)、清洗干燥：将收集胶囊使用浓度为以体积计90％乙醇溶液洗涤，风干，得到所述的腐植酸烟用胶囊。

(5)、将本腐植酸烟用胶囊复合到香烟滤嘴中。

实验方法：取上述香烟各5支，分为空白组和腐植酸组；空白组不装烟用胶囊或装有烟用胶囊而不捏破；腐植酸组装有腐植酸烟用胶囊并在实验时捏破烟用胶囊。依次点燃香烟，使用辅助烟袋和吸烟用气囊，分别抽取烟气，并将烟气(尽量多的)溶入50ml纯净水中，分别制得两瓶烟气收集溶液。送指定专业测试中心(华东理工大学资源与环境工程学院)检测其中的焦油含量。统计结果见表3.

表3：

实验结果表明，腐植酸组香烟中的一氧化碳含量较空白组香烟中的一氧化碳含量减少了{[(193.51+308.26)-(210.95+53.96)]/(193.51+308.26)*100％＝}47.2％。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。