通风率对卷烟滤棒中香精转移率的影响

肖维毅，李 晓，熊姗姗，何雪峰，黄海群

（1.郑州轻工业大学食品与生物工程学院，郑州 450002；2.云南瑞升烟草技术（集团）有限公司，昆明 650106）

随着公众健康意识的提高，社会逐渐对吸烟与健康的问题日益关注，从事烟草行业的研发人员在卷烟滤棒参数设计、卷烟滤嘴设计及加香等领域开展了大量降焦减害的研究［1-6］。其中，提高滤嘴通风率是减少卷烟主流烟气中有害成分和降低卷烟焦油的有效可行的方法［7-11］。

然而，高通风率必然会导致卷烟烟气中致香成分的损失。为了弥补卷烟香味，改善卷烟吸食口感，赋予卷烟特征香味，突出卷烟的个性化风格，滤嘴加香技术逐渐成为一种非常重要的加香方式［12-20］。因此，考察滤嘴通风率对卷烟滤棒中香精转移率的影响具有重要意义。

在烟草化学成分的分析研究中发现有大量的醇类化合物，烟气中有157种，其中包括脂肪醇、脂环醇、芳香醇、甾醇等。烟草中醇类化合物的含量为0.77%～1.25%。芳香醇主要有苯甲醇和β-苯乙醇。除此之外，烟草中的羰基化合物也被认为是影响烟草香味的重要成分，大部分为烟叶成熟、调制、陈化过程中的降解产物，其中包括醛类和酮类。醛类化合物的香韵各不相同，如苯乙醛是清甜的水果香味，而乙基香兰素与烟草香味非常协调，烟气丰满柔和。本研究选取苯乙醇和乙基香兰素为目标物，考察滤嘴通风率对卷烟滤棒中香精转移率的影响。

1 材料与方法

1.1 样品、试剂和仪器

供试样品为一种市售品牌卷烟，烟支长度84 mm，烟支吸阻（1 050±50）Pa，负载苯乙醇和乙基香兰素香精的醇体系香线滤棒2种、负载苯乙醇和乙基香兰素香精的水体系香线滤棒2种。滤棒主要参数：内置香线一根，长度（120.0±0.5）mm，圆周（24.1±0.2）mm，硬度90%，吸阻（3 300±200）Pa。

试验用试剂乙基香兰素（食品级）、苯乙醇（食品级），均购自德信行香精香料有限公司；邻苯二甲酸氢钾、浓盐酸、无水硫酸钠、醋酸、高氯酸均为分析纯，购自广东汕头西陇化工厂。

SM450直线型吸烟机，美国Filtrona公司；旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；针筒式微孔过滤器，上海书培实验设备有限公司；0.22μm有机滤膜，上海书培实验设备有限公司；超声振荡仪，上海比郎仪器有限公司；Agilent 6890/5973N气质联用仪，Agilent公司；Agilent 7683自动进样器，Agilent公司；AB204-S型电子天平，瑞士Mettlertoledo公司；7890A/5975C气质联用仪，Agilent美国；色谱柱：HP-5MS弹性石英毛细管柱（30 mm×0.25 mm×0.25μm），Agilent美国；D-7700 Singen/Htw超声波发生器，德国Elma公司；剑桥滤片（ф92 mm），美国。

1.2 方法

1.2.1 卷烟样品制备方法 参照标准YC/T 28.5—1996《卷烟物理性能的测定》进行烟支质量和吸阻筛选。取市售品牌卷烟80支，每20支为一组，编号分别为A、B、C、D。将每组卷烟中的滤棒用镊子取出，并用负载香精的滤棒进行替换。将替换完的卷烟置于相对湿度（60±2）%，温度（22±1）℃的环境中平衡48 h以上。其中，A组为负载苯乙醇香精的水体系香线卷烟，B组为负载苯乙醇香精的醇体系香线卷烟，C组为负载乙基香兰素香精的水体系香线卷烟；D组为负载乙基香兰素香精的醇体系香线卷烟。

1.2.2 卷烟抽吸方法 所制备的样品用SM450直线型吸烟机在ISO抽吸模式下进行卷烟抽吸，每组卷烟抽吸20支，用剑桥滤片收集卷烟主流烟气中的粒相物。

1.2.3 苯乙醇成分测定方法 取出抽吸完全的滤片并置于100 mL锥形瓶中，加入50 mL无水乙醇，超声1 h，取25 mL无水乙醇浓缩至1 mL，加入苯甲酸苄酯内标50μL后，进行GC-MS分析。收集抽吸完全后剩余的滤嘴并置于100 mL锥形瓶中，加入50 mL无水乙醇，超声1 h，取1 mL乙醇溶液，加入苯甲酸苄酯内标50μL后，进行GC-MS分析。色谱柱：HP-5MS（30 mm×0.25 mm×0.25μm）；进样口温度260℃；载气：He，1.0 mL/min；程序升温：50℃下保温1 min，以5℃/min的速率升至160℃，保持5 min，以10℃/min的速率升至280℃，保持2 min；进样量：1.0μL，分流比20∶1，恒流模式；接口温度280℃；离子源温度230℃；电离能：70 eV，质量扫描范围35～350 amu。

1.2.4 乙基香兰素成分测定方法 取出抽吸完全的滤片并置于100 mL锥形瓶中，加入50 mL无水乙醇，超声1 h，取25 mL无水乙醇浓缩至1 mL，加入苯甲酸苄酯内标50μL后，进行GC-MS分析。收集抽吸完全后剩余的滤嘴并置于100 mL锥形瓶中，加入50 mL无水乙醇，超声1 h，取1 mL乙醇溶液，加入苯甲酸苄酯内标50μL后，进行GC-MS分析。色谱柱：HP-5MS（30 mm×0.25 mm×0.25μm）；进样口温度260℃；载气：He，1.0 mL/min；程序升温：50℃下保温1 min，以5℃/min的速率升至160℃，保持5 min，以10℃/min的速率升至280℃，保持2 min；进样量：1.0μL，分流比20∶1，恒流模式；接口温度280℃；离子源温度230℃；电离能：70 eV，质量扫描范围35～350 amu。

1.2.5 香精转移率测定方法 测定20支未点燃抽吸的卷烟滤嘴中香精含量，即滤嘴中所添加香精的实际含量，用A实测值表示。然后测定20支点燃抽吸卷烟中滤嘴所剩余的香精含量，用A剩余值表示，则转移率的计算公式如下：

1.3 数据处理

采用Excel软件进行数据统计分析，并用SPSS软件对测定的数据进行线性回归分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 相同通风率条件下不同香精转移率的比较

选取苯乙醇和乙基香兰素为目标物，在通风率为12.00%的条件下，测定苯乙醇和乙基香兰素在滤嘴中的转移率，结果如表1所示。由表1可知，首先，对比不同体系的香线BD和AC，醇体系香线中香精的释放量及转移率略高于水体系。其次，对比不同的香精AB和CD可以看出，挥发性较强的苯乙醇滤嘴中剩余的香精较少，转移到烟气中的香精较多，转移率也相对较高。

表1 相同通风率条件下不同香精转移率的测定结果

2.2 相同通风率条件下香精添加量对转移率的影响

从上述结论可知，苯乙醇的转移率要高于乙基香兰素，因此本研究考察通风率为12.00%时，不同香精添加量的不同体系香线卷烟样品中苯乙醇的转移率，并对香精添加量和转移率的数据进行线性回归分析和相关性分析，结果如表2所示。在卷烟通风率一定的条件下，随着滤嘴中香精添加量的增加，苯乙醇的转移率呈上升趋势，且R2均大于0.990 0（P＜0.01），香精添加量与转移率呈显著正相关。

表2 相同通风率条件下香精添加量对转移率的影响

2.3 不同通风率条件下相同香精转移率的比较

考察5种不同滤嘴通风率条件下水体系和醇体系中苯乙醇的转移率，并对通风率和转移率数据进行线性回归分析和相关性分析，结果如表3所示。对水体系苯乙醇（A）滤嘴而言，当通风率从11.90%增至30.50%时，卷烟样品中苯乙醇的转移率呈现逐渐上升趋势。滤嘴中剩余的香精含量随着总通风率的增加而不断减少，而苯乙醇的转移率与总通风率呈显著正相关（P＜0.01），R2=0.992 8。对醇体系苯乙醇（B）滤嘴而言，当通风率从12.80%增至30.45%时，滤嘴中剩余的香精含量随着总通风率的增加而不断减少，而苯乙醇的转移率与总通风率呈显著正相关（P＜0.01），R2=0.991 3。此外，比较不同体系的苯乙醇的转移率，发现醇体系中的转移率要高于水体系。

表3 不同通风率条件下苯乙醇转移率的比较

3 小结

本研究分析了卷烟通风率对含有醇体系、水体系的香线滤棒卷烟中苯乙醇和乙基香兰素转移率的影响，并得到以下结论：①醇体系香线中香精的释放量及转移率略高于水体系；②随着滤嘴中苯乙醇添加量的增加，苯乙醇的转移率呈现上升趋势，香精添加量与转移率呈显著正相关；③随着通风率的增加，卷烟样品中苯乙醇的转移率呈现逐渐上升趋势，苯乙醇的转移率与总通风率呈显著正相关。该试验结论可用于涉及卷烟滤嘴加香技术的卷烟新品开发和旧品改造，对通风率和香精添加量的搭配设计方面具有一定的指导意义。但由于本次试验仅针对某特定品牌卷烟与2种香精进行了相关研究，试验结论还需对大量样品进行进一步研究考证。