目前市场上卷烟过滤嘴材料是醋酸纤维、聚丙烯纤维及其改性产品,其存在生产过程复杂、成本高、化学物质残留等缺点,而且抽吸后的废弃物难以生物降解,对环境造成污染。新开发的陶瓷嘴棒和蚕丝嘴棒也存在一些缺陷而难以大规模工业化应用。在人类环境保护意识和食品安全意识日益增强的今天,开发一种安全、环保、高降害、价格低廉的新型卷烟过滤嘴成为一种趋势。本文以魔芋葡甘聚糖(KGM)和马铃薯淀粉等几种植物多糖为原料,通过溶胶-凝胶及冷冻干燥法制备了满足卷烟工业化加工尺寸的植物多糖干凝胶。对其进行了表征,并对它在卷烟中应用进行了研究。(1)为达到烟用过滤嘴棒上机加工的尺寸(内径7mm、长度120mm),植物多糖干凝胶模具的尺寸需为内径8mm、长度140mm。为达到上机切割加工的力学性能(硬度)及抽吸所需的合适的吸阻(压降),通过单因素实验探讨了制胶温度、制胶时间、淀粉添加量、预冷冻温度对于凝胶硬度的影响；探讨了淀粉添加量、预冷冻温度、HPMC添加量、KGM添加量、果胶添加量对干凝胶吸阻的影响。最后用响应面曲面法对吸阻进行了优化,得到最佳制备条件：制胶温度90℃、制胶时间30min、KGM添加量0.3g、淀粉添加量5g、HPMC添加量1.4g、卡拉胶添加量0.3g、果胶添加量0.3g,甘油2g、预冷冻温度为-15℃。此时干凝胶的硬度为5.7N(满足上机切割加工),吸阻为1048Pa,此时的吸阻和醋酸纤维嘴棒相比抽吸口感差异不大、无明显障碍,属可接受范围。(2)本研究中制备的植物多糖干凝胶具有光滑的表面,无裂纹、皱缩；网络结构也没有坍塌、成型良好。植物多糖干凝胶具有较低的密度0.0923g/cm3,小于醋酸纤维的密度0.1112g/cm3。-10℃制备的样品网络结构存在缺陷,孔洞不均一且有局部破损现象;随着预冷冻温度的降低(-15℃、-20℃、-30℃、-40℃),孔道越来越小；预冷冻-15℃下制备的样品,孔洞较大且圆润、排布整齐规则,此时的吸阻最小。DSC和TG结果表明,干凝胶样品在110℃以内,没有出现分解,在此温度下材料热稳定性好。干凝胶的比表面积为51.84m2/g,孔径分布0-160nm,平均孔径为50nm左右,总的孔体积为0.18cm3/g。植物多糖干凝胶的比表面积远远高于醋酸纤维和改性醋酸纤维。干凝胶样品在RH=50%、60%、70%、80%的环境中均能吸湿,吸湿后硬度下降、弹性上升,但仍能维持原有的形态不变,没有皱褶和塌陷；环境湿度越大,样品平衡水含量越高。(3)新型卷烟过滤嘴的圆周、抽吸口数等物理指标与对照相比差异不明显,符合卷烟过滤嘴要求。新型卷烟过滤嘴的降焦减害测试表明,新型过滤嘴对于降低卷烟主流烟气中的总粒相物、焦油、烟碱、苯并芘、苯酚、巴豆醛具有良好的效果。其中总粒相物降低10.41%,烟碱降低8.08%,焦油降低9.56%,苯并芘降低11.5%,苯酚降低35.8%,巴豆醛降低5.9%。对气相物质CO的吸附效果一般,基本持平。土壤掩埋法生物降解性能表明,新型过滤嘴棒在28d内的降解率达到60.84%,与酸纤维过滤嘴棒样品在28d内的14.56%降解率相比,降解率提高了5倍,说明新型过滤嘴棒可被土壤中的微生物快速分解利用,其降解速度显著高于醋酸纤维过滤嘴棒。感官评定实验表明：添加了新型过滤嘴棒的黄鹤楼卷烟,其烟气协调、烟气细腻柔和、刺激降低、减少杂气、改善吸味。