烟支密度对卷烟主流烟气品质的影响

2019-11-05王锴王俊昭方力

湖北农业科学 2019年17期

关键词：焦油

王锴王俊昭方力

摘要：为分析烟支密度对卷烟主流烟气品质的影响，使用相同的煙用材料卷制成4种密度的烟支，分别为240、260、280、300 mg/cm3。通过对这4种密度下卷烟主流烟气中各有害成分、中性香气物质释放量及感官质量评价的比较发现，烟支在260 mg/cm3密度下主流烟气中的焦油、氨释放量均为最低，中性致香物质相对含量最高;280 mg/cm3密度下主流烟气中烟碱释放量最低;240 mg/cm3密度下主流烟气中CO释放量最低，刺激性最大，烟气浓度最小。综合观察，260 mg/cm3密度下卷烟主流烟气的品质最优。

关键词：烟支密度;主流烟气;焦油;中性致香物质

中图分类号：S572 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）17-0081-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.17.021 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： In order to analyze the effect of cigarette density on the quality of cigarette mainstream smoke， four densities were made using the same tobacco material rolls， which were 240， 260， 280 and 300 mg/cm3. Through the comparison of the harmful components， the release of neutral aromatic substances and the sensory quality of the main flue gas at these four densities， it was found that the tar and ammonia emissions from the main flue gas under the density of 260 mg/cm3 were the lowest， and the relative content of neutral aromatic substances was the highest; The nicotine release in the mainstream flue gas at the density of 280 mg/cm3 was the lowest; The emission of CO in the mainstream flue gas at 240 mg/cm3 density was the lowest， the irritating was maximum， and the flue gas concentration was the smallest. Comprehensive observation showed that the mainstream smoke quality was optimal under 260 mg/cm3 density.

Key words： cigarette density; mainstream smoke; tar; neutral aromatic substances

卷烟的各项参数[1-6]是烟支质量的最直观体现，烟支密度是卷烟参数的重要部分，对烟支燃烧充分程度、吸阻等有较大的影响，势必影响到烟气中各种成分的释放。随着人们对烟气中有害成分的日益关注，卷烟主流烟气中所含有害成分释放量备受消费者关注[7]。在卷烟中淡化烟叶原料改变焦油转移率，提高过滤效率，稀释烟气等调节烟气中的物质，但是往往没有合适的选择，使消费者难以接受。烟叶原料是卷烟有害成分释放量的决定因素。谢剑平等[8]经过众多试验筛选，选出氨等7种具有代表性的有害成分用于对卷烟安全性进行评价。近年来，有关烟支密度的研究越来越受重视，其不仅会影响卷烟产品质量，而且还可能影响焦油释放量[9]。王汉龙[10]研究了烟支结构等对烟支安全性的影响，周博等[11]研究了烟支密度对加香加料表达效果的影响，但是通过对比烟支密度分析烟气成分对主流烟气中有害成分释放量影响的研究鲜见报道。为此，本试验分析烟支密度对主流烟气品质的影响，以期为烟支吸食品质与安全性的提升提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 供试材料

使用同一台卷接机器、同种烟丝以及辅助材料，生产4种烟支规格相同但是烟支密度不同的卷烟样品，卷烟密度分别为240（T1）、260（T2）、280（T3）、300 mg/cm3（T4），每种密度烟支各200支。

1.2 方法

1.2.1 烟支密度的测量运用MW4220烟支密度分布测量仪测量烟支密度和烟丝段密度分布（每1 mm 测量1次密度求平均密度）。

1.2.2 卷烟样品筛选按照GB/T 16447-2004平衡卷烟样品，在相同的烟支物理指标条件下，筛选4种不同密度的卷烟样品各20支。

1.2.3 主流烟气中焦油的分析按照GB/T 16450-2004对吸烟机参数进行调整检查，选取筛选后的4种不同密度卷烟各20支样品进行抽吸。抽吸结束后，按照GB/T 19609-2004、YC/T 157-2001以及YC/T 156-2001，分别对焦油、水分以及烟碱释放量进行分析。

1.2.4 主流烟气中氨释放量的分析按照YC/T 377-2010分析4种不同密度卷烟主流烟气中氨的含量。

1.2.5 主流烟气中CO释放量的分析按照GB/T 18204.23-2000分析4種不同密度卷烟主流烟气中CO的含量。

1.2.6 主流烟气中中性致香物质的分析将剑桥滤片装进烟气捕集器，按照GB/T 19609-2004规定的标准抽吸条件抽吸平衡好的烟支，用直径45 mm的剑桥滤片每个密度捕集5支卷烟主流烟气粒相物（TPM），烟支抽吸结束后，空吸5口，使主流烟气沉积30 s，然后立刻将捕集粒相物的剑桥滤片拿出来，折叠后，置入50 mL锥形瓶中，并将1/4的剑桥滤片擦拭捕集器也放入锥形瓶中，依次加入30 mL二氯甲烷萃取液和1 mL 200 mg/L乙酸苯乙酯（内标）的二氯甲烷溶液，室温下振荡后萃取30 min，再静置10 min。再将萃取液置于旋转蒸发瓶内，浓缩至1 mL后取上清液通过0.45 μm微孔有机滤膜过滤，最后进行GC/MS分析。

运用美国PerkinElmer气质联用仪对样品进行定量分析。GC/MS条件如下，色谱柱：DB-5MAS（50 m×0.25 mm×0.25 μm）毛细管柱;进样温度：280 ℃;载气：He;进样量：1 μL;分流比：50∶1;程序升温：40 ℃时保持5 min，以1 ℃/min速率升温至100 ℃;以2 ℃/min速率升温至210 ℃，以6 ℃/min速率升温至280 ℃，保持10 min;溶剂延迟：3.5 min;传输线温度：280 ℃;电离方式：EI;离子源温度：230 ℃;电离能量：70 eV;扫描范围：30～350 amu。采用NIST谱库检索定性，采用内标法定量分析。

1.2.7 感官质量评价卷烟感官评吸鉴定聘请江苏中烟工业有限责任公司的10名评吸专家，按照香气质、香气量、浓度、劲头、刺激性、杂气、余味、灰色及燃烧性打分，每项满分9分，总分81分，各评委分别打分后取平均值。

2 结果与分析

2.1 不同烟支密度对卷烟主流烟气中有害成分释放量的影响

2.1.1 不同烟支密度对主流烟气中焦油释放量的影响烟焦油是卷烟丝中的糖分因燃烧不完全而生成的，是许多烃类以及烃的氧化物、氮化物及硫化物的极其复杂的混合物，其中包括苯并芘、镉、砷、胺、镉、砷、亚硝胺以及一些放射性同位素等众多致癌物质，虽然它们十分微量，但是具备经常性、反复性、长期性的累积效果[12]。其既是吸烟者致癌之祸根，又是一氧化碳、三苯丙砒、烟碱以及各种芳烃类化合物等的载体[13]。由图1可知，随着烟支密度的增大，卷烟主流烟气中焦油释放量呈先降低后升高的趋势，且在T2处理下焦油释放量最低，T4处理下焦油释放量最高，总体表现为T4>T3>T1>T2。

2.1.2 不同烟支密度对主流烟气中烟碱释放量的影响烟气烟碱量指主流烟气总粒相物中的烟碱量，决定了烟支传递给吸食者的生理满足程度，俗称尼古丁，是吸烟成瘾的主要原因[14]。由图2可知，随着烟支密度的增大，卷烟主流烟气中烟碱释放量呈先降低后升高的趋势，且在T3处理下烟碱释放量最低，T1处理下烟碱释放量最高，总体表现为T1>T4>T2>T3。

2.1.3 不同烟支密度对主流烟气中氨释放量的影响氨具有强烈刺激性气味，会降低感官评价[15]。氨的吸入对人体有一定危害，且由于嗅觉疲劳，长期吸入低浓度氨不易察觉[16]。由图3可知，氨释放量随着烟支密度的增大先降低后升高，表现为T4>T3>T1>T2。

2.1.4 不同烟支密度对主流烟气中水分含量的影响烟气中的水分可以溶解烟气中的多种物质，具有柔和烟气，增加潮润感，降低刺激性的作用;适宜的烟气水分可以明显减少喉部干刺，改善卷烟的感官质量。由图4可知，随着烟支密度的增大，主流烟气中的水分含量不断降低，表现为T1>T2>T3>T4。

2.1.5 不同烟支密度对主流烟气中CO释放量的影响纯CO是一种无色、无臭味、不刺激的气体，是含碳物质不充分燃烧的产物，十分容易和血红蛋白相结合，成为碳氧血红蛋白，造成血红蛋白丧失携带氧气的能力与作用，最终导致组织窒息[17，18]。由图5可知，随着烟支密度的增大，主流烟气中CO释放量逐渐升高，表现为T4>T3>T2>T1。

2.2 不同烟支密度对卷烟主流烟气中中性致香物质含量的影响

主流烟气中中性致香物质的含量直接影响到烟丝燃烧产生香气的浓度，致香物质含量越高香气就越充足，吃味就越醇和[19]。烟支品质的优劣常取决于主流烟气中的香气组成及含量，香气决定了烟叶的风格和品质特征[20]。由图6可知，烟支的中性致香物质总含量表现为T2>T3>T1>T4，其中T2处理的各中性致香物质总含量最高。

2.3 不同烟支密度卷烟的感官品质鉴定

将不同烟支密度卷烟进行感官评吸，结果见表1。总分表现为T2>T3>T1>T4，其中T2处理下卷烟的香气量、香气质、浓度、余味、灰色和燃烧性的得分都较高，表现为香气量多，香气质纯净，浓度大，余味较干净，灰色白灰及燃烧性好;T1、T4处理下，刺激性、劲头较大，香气质、香气量不足。表明T2处理下的卷烟密度较有利于烟叶感官质量的提升。

3 小结

烟支密度是影响烟支吸食品质的重要因素。烟支密度小时烟支燃烧充分，产生的有害物质较少;烟支密度大时燃烧充分程度下降，焦油、CO等有害物质生成量增加，但烟支密度大时，烟丝本身的过滤效果会有所提高[21]。不同烟支密度下烟支燃烧的温度也不尽相同，故而存在某个烟支密度下主流烟气的中性致香物质含量最高。试验通过4种不同烟支密度对卷烟主流烟气中焦油、烟碱、氨、CO、中性致香物质等多种物质以及感官质量进行分析比较，可以看出烟支在不同密度下主流烟气中各种物质释放量不同，大多呈先降低后升高的趋势，中性致香物质呈先升高后下降的趋势，而主流烟气中CO释放量呈单峰变化，主要是因为烟支密度增大后，含碳化合物不完全燃烧产生CO的量逐渐增大，且CO是气相，不易被烟丝过滤。结果显示，260 mg/cm3密度下卷烟主流烟气中的焦油、氨释放量均为最低;280 mg/cm3密度下卷烟主流烟气中烟碱释放量最低;240 mg/cm3密度下卷烟主流烟气中CO释放量最低，水分含量最高;260 mg/cm3密度下卷烟主流烟气中的中性致香物质含量、感官质量评价最高。综合观察，260 mg/cm3密度下卷烟主流烟气的品质最高。

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