无害电子烟烟液的配制*

赵浩达，王梦萦，欧姝媚，廖凯旋，龚晓钟

（深圳大学 化学与化工学院，广东 深圳 518060）

我国是烟草的输出大国，有报告指出，2010年的一项调查数据显示我国吸烟的总人数约为3.56亿；报告还指出，共有7.38亿人成为吸食二手烟的“被吸烟者”[1]。近年来，有一种产品在市场上崭露头角，那就是电子烟。电子烟作为一种无害的产品，既可以帮助吸烟者以一种较为轻松地方式成功戒烟，又不产生二手烟来危害“被吸烟者”，是一种相对健康的香烟替代品。电子烟的好处越来越被人们熟知。在国外，电子烟的市场已经有一定的规模了，但是电子烟在我国的普及程度仍然比较小。

1 电子烟概述

1.1 电子烟的结构

电子烟的烟杆的外表于传统的香烟相似，烟杆的头部有一个塑料的灯罩，灯罩内有LED灯，在LED灯的后面有可充电的锂电池，然后是通过感应气流来连通或切断电源的气敏元件，气敏元件后面是加热器，加热器连通烟弹（即是烟嘴），烟弹内装有烟液。当吸烟者通过烟嘴吸气时，启动气敏元件，电源连通后LED发出红光模拟出火光，加热器加热使烟液气化。电子烟的结构见图1。

图1 电子烟结构图Fig.1 The structure of the electronic cigarette

1.2 电子烟的戒烟原理

电子烟的戒烟原理名为“尼古丁替代法”。吸烟者对香烟的依赖来源于对尼古丁的依赖，而尼古丁替代法就是使用香烟的替代品（可以是电子烟）来提供一定量的尼古丁又不含有焦油之类的有害物质。因为香烟替代品中已经含有尼古丁，所以吸烟者不会出现尼古丁戒断综合症。一段时间后，吸烟者就会逐渐习惯于从香烟替代品中获取尼古丁，接下来就可以通过逐渐减小电子烟液中的尼古丁含量来减少吸烟者对尼古丁的依赖，最后达到戒烟的目的。电子烟液的配制原则就是配制高、中、低、无4个不同浓度的尼古丁，吸烟者先使用高浓度（高浓度的尼古丁含量也远小于传统香烟的浓度）的尼古丁烟液，逐渐降低使用低浓度，最后使用不含尼古丁的烟液，即可以达到戒烟的目的[2]。

2 电子烟液的配制

2.1 雾化剂

雾化剂是由水、丙二醇以及食品级的物质配制而成的溶液。雾化剂的配制对吸食者的吸食感受是非常重要的。进行多次实验后，研究小组得到水和丙二醇的比例约为1∶9时发烟量较为理想。结果见表1。

表1 水和丙二醇的比例及实验效果Tab.1 The proportion between the water and propylene glycol and the result of the experiment

雾化剂应该有的效果：（1）加热后有大量的无毒的雾气产生；（2）吸食者过肺后仍然可以从鼻腔或口腔中呼出雾气；（3）有足够的黏度可以附着在烟弹内；（4）加热后不产生浓烈气味而影响香吃味。

在不添加其他发烟剂时，此雾化剂已经有一定量的烟雾，但为了提高烟雾量，研究小组使用了对人体无害的发烟剂，使雾化剂的烟雾可以更加浓厚持久且可使烟雾过肺后仍然有一定量的保留。为了使雾化剂可以达到上述的最后两项效果，研究小组加入了食品用的增稠剂，加热后无毒无异味，并可以使烟液在烟弹中不外流。

2.2 香精香味

电子烟烟液中的主要成分就是雾化剂、天然香精及烟碱。烟碱可以带来呛劲，也可以给吸烟的人带来快感[3]，但是烟碱的含量有比较严格的规定，相关资料已给出，在此不赘述。

研究小组通过大量文献资料及实验经验总结得到，对香吃味有非常重要影响的有巨豆三烯酮、β-大马酮、β-二氢大马酮、β-紫罗兰酮、茄酮、氧化异佛尔酮、咖啡酊7种香精的香气特征[4]归总见表2。

表2 香精香味特征Tab.2 The feature of the essences'odor

2.3 仪器及试剂

10mL容量瓶；5μL微量注射器；50mL烧杯；10mL量筒；2mL注射器；电子烟。

丙二醇、水、巨豆三烯酮、β-大马酮、β-二氢大马酮、β-紫罗兰酮、茄酮、氧化异佛尔酮、咖啡酊。

2.4 实验过程

首先在10mL的容量瓶中加入计算好的香精的量，然后倒入已配好的雾化剂定容，摇匀。配制好的溶液用针筒吸取约1mL入烟弹中，亲自吸食感受每种配方的香吃味，并记录好每个实验组组员的吸食感受。

通过大量的实验得知，巨豆三烯酮的浓度约为200×10-6的时候可以很好的提供香烟的基本味道，对于其他6种香精的配制比例，研究小组经过多次试验，得到了大致的配方。

研究小组的成员将配制好的电子烟烟液用2mL注射器抽取1mL，小心打入电子烟弹中，装好电子烟后亲自吸食，感受每种不同配方的香吃味以及目测发烟量是否足够。最后，经过多个配方的吸食测试，得到一个与传统的真实香烟相近的配方，称作配方A。

3 烟气的分析

3.1 检测仪器及实验条件

经过多次实验，研究小组得到的配方A是较为满意的一个配方，这个配方经过研究小组组员的吸食感受，认为与香烟的香吃味相近。因为所配制的烟液中含有水分，而检测是不可使用有水的样品，故研究小组选用4A的分子筛去除水分，除水效果良好。

检测仪器：日本岛津GCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪

实验条件，色谱柱规格：UA5-30M-0.25F，进样口温度：250℃；炉起始温度：41℃；程序升温设置：15℃·min-1，升到 300℃；柱流速：1.21mL·min-1；分流比：100；进样量：0.5μL。

通过气质联用色谱仪（岛津GCMS-QP2010）检测,得到结果，见图2。

图2 气质联用色谱仪检测结果Fig.2 Result of the GC chromatograph test

测得气化后的烟液主要含有如表3所示的物质。

表3 气化后的烟液的主要成分Tab.3 The major constitutions of the gasified E-liquid

在真实吸食电子香烟时，烟气中还会含有大量的水蒸汽。

3.2 结果及分析

从气质联用分析的结果来看，烟气中的有毒物质较少，且含量极低，可以说是对人体无害的一种产品。

4 研究方向

电子烟烟液的配方可以有很大的创新空间，可以添加不同的口味，如巧克力味、薄荷味等等，以满足不同人群的需求。在添加不同口味的同时，还可以添加对吸烟者身体有益处的中药成分，以达到清肺、去口臭等效果，让电子烟不仅是一个无害的产品，并使其成为一个可以有保健功能的产品。

［1］杨功焕,胡鞍钢.控烟与中国未来——中外专家中国烟草使用与烟草控制联合评估报告［R］.经济日报出版社,2011,109-116.

［2］冯宇.尼古丁替代法简介［OL］.http://tech.qq.com/a/20060610/00 0083.htm.

［3］National Institute on DrugAbuse.TobaccoAddiction［R］.NIDA,July 1998.

［4］谢剑平.烟草香原料［M］.北京:化学工业出版社,2009.199-212.