王鍇 王俊昭 方力

摘要：為分析煙支密度對(duì)卷煙主流煙氣品質(zhì)的影響，使用相同的煙用材料卷制成4種密度的煙支，分別為240、260、280、300 mg/cm3。通過對(duì)這4種密度下卷煙主流煙氣中各有害成分、中性香氣物質(zhì)釋放量及感官質(zhì)量評(píng)價(jià)的比較發(fā)現(xiàn)，煙支在260 mg/cm3密度下主流煙氣中的焦油、氨釋放量均為最低，中性致香物質(zhì)相對(duì)含量最高;280 mg/cm3密度下主流煙氣中煙堿釋放量最低;240 mg/cm3密度下主流煙氣中CO釋放量最低，刺激性最大，煙氣濃度最小。綜合觀察，260 mg/cm3密度下卷煙主流煙氣的品質(zhì)最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：煙支密度;主流煙氣;焦油;中性致香物質(zhì)

中圖分類號(hào)：S572? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）17-0081-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.17.021? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（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

卷煙的各項(xiàng)參數(shù)[1-6]是煙支質(zhì)量的最直觀體現(xiàn)，煙支密度是卷煙參數(shù)的重要部分，對(duì)煙支燃燒充分程度、吸阻等有較大的影響，勢(shì)必影響到煙氣中各種成分的釋放。隨著人們對(duì)煙氣中有害成分的日益關(guān)注，卷煙主流煙氣中所含有害成分釋放量備受消費(fèi)者關(guān)注[7]。在卷煙中淡化煙葉原料改變焦油轉(zhuǎn)移率，提高過濾效率，稀釋煙氣等調(diào)節(jié)煙氣中的物質(zhì)，但是往往沒有合適的選擇，使消費(fèi)者難以接受。煙葉原料是卷煙有害成分釋放量的決定因素。謝劍平等[8]經(jīng)過眾多試驗(yàn)篩選，選出氨等7種具有代表性的有害成分用于對(duì)卷煙安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。近年來，有關(guān)煙支密度的研究越來越受重視，其不僅會(huì)影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量，而且還可能影響焦油釋放量[9]。王漢龍[10]研究了煙支結(jié)構(gòu)等對(duì)煙支安全性的影響，周博等[11]研究了煙支密度對(duì)加香加料表達(dá)效果的影響，但是通過對(duì)比煙支密度分析煙氣成分對(duì)主流煙氣中有害成分釋放量影響的研究鮮見報(bào)道。為此，本試驗(yàn)分析煙支密度對(duì)主流煙氣品質(zhì)的影響，以期為煙支吸食品質(zhì)與安全性的提升提供理論指導(dǎo)。

1? 材料與方法

1.1? 供試材料

使用同一臺(tái)卷接機(jī)器、同種煙絲以及輔助材料，生產(chǎn)4種煙支規(guī)格相同但是煙支密度不同的卷煙樣品，卷煙密度分別為240（T1）、260（T2）、280（T3）、300 mg/cm3（T4），每種密度煙支各200支。

1.2? 方法

1.2.1? 煙支密度的測(cè)量? 運(yùn)用MW4220煙支密度分布測(cè)量?jī)x測(cè)量煙支密度和煙絲段密度分布（每1 mm 測(cè)量1次密度求平均密度）。

1.2.2? 卷煙樣品篩選? 按照GB/T 16447-2004平衡卷煙樣品，在相同的煙支物理指標(biāo)條件下，篩選4種不同密度的卷煙樣品各20支。

1.2.3? 主流煙氣中焦油的分析? 按照GB/T 16450-2004對(duì)吸煙機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整檢查，選取篩選后的4種不同密度卷煙各20支樣品進(jìn)行抽吸。抽吸結(jié)束后，按照GB/T 19609-2004、YC/T 157-2001以及YC/T 156-2001，分別對(duì)焦油、水分以及煙堿釋放量進(jìn)行分析。

1.2.4? 主流煙氣中氨釋放量的分析? 按照YC/T 377-2010分析4種不同密度卷煙主流煙氣中氨的含量。

1.2.5? 主流煙氣中CO釋放量的分析? 按照GB/T 18204.23-2000分析4種不同密度卷煙主流煙氣中CO的含量。

1.2.6? 主流煙氣中中性致香物質(zhì)的分析? 將劍橋?yàn)V片裝進(jìn)煙氣捕集器，按照GB/T 19609-2004規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件抽吸平衡好的煙支，用直徑45 mm的劍橋?yàn)V片每個(gè)密度捕集5支卷煙主流煙氣粒相物（TPM），煙支抽吸結(jié)束后，空吸5口，使主流煙氣沉積30 s，然后立刻將捕集粒相物的劍橋?yàn)V片拿出來，折疊后，置入50 mL錐形瓶中，并將1/4的劍橋?yàn)V片擦拭捕集器也放入錐形瓶中，依次加入30 mL二氯甲烷萃取液和1 mL 200 mg/L乙酸苯乙酯（內(nèi)標(biāo)）的二氯甲烷溶液，室溫下振蕩后萃取30 min，再靜置10 min。再將萃取液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶?jī)?nèi)，濃縮至1 mL后取上清液通過0.45 μm微孔有機(jī)濾膜過濾，最后進(jìn)行GC/MS分析。

運(yùn)用美國(guó)PerkinElmer氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)樣品進(jìn)行定量分析。GC/MS條件如下，色譜柱：DB-5MAS（50 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細(xì)管柱;進(jìn)樣溫度：280 ℃;載氣：He;進(jìn)樣量：1 μL;分流比：50∶1;程序升溫：40 ℃時(shí)保持5 min，以1 ℃/min速率升溫至100 ℃;以2 ℃/min速率升溫至210 ℃，以6 ℃/min速率升溫至280 ℃，保持10 min;溶劑延遲：3.5 min;傳輸線溫度：280 ℃;電離方式：EI;離子源溫度：230 ℃;電離能量：70 eV;掃描范圍：30～350 amu。采用NIST譜庫(kù)檢索定性，采用內(nèi)標(biāo)法定量分析。

1.2.7? 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)? 卷煙感官評(píng)吸鑒定聘請(qǐng)江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司的10名評(píng)吸專家，按照香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、刺激性、雜氣、余味、灰色及燃燒性打分，每項(xiàng)滿分9分，總分81分，各評(píng)委分別打分后取平均值 。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同煙支密度對(duì)卷煙主流煙氣中有害成分釋放量的影響

2.1.1? 不同煙支密度對(duì)主流煙氣中焦油釋放量的影響? 煙焦油是卷煙絲中的糖分因燃燒不完全而生成的，是許多烴類以及烴的氧化物、氮化物及硫化物的極其復(fù)雜的混合物，其中包括苯并芘、鎘、砷、胺、鎘、砷、亞硝胺以及一些放射性同位素等眾多致癌物質(zhì)，雖然它們十分微量，但是具備經(jīng)常性、反復(fù)性、長(zhǎng)期性的累積效果[12]。其既是吸煙者致癌之禍根，又是一氧化碳、三苯丙砒、煙堿以及各種芳烴類化合物等的載體[13]。由圖1可知，隨著煙支密度的增大，卷煙主流煙氣中焦油釋放量呈先降低后升高的趨勢(shì)，且在T2處理下焦油釋放量最低，T4處理下焦油釋放量最高，總體表現(xiàn)為T4>T3>T1>T2。

2.1.2? 不同煙支密度對(duì)主流煙氣中煙堿釋放量的影響? 煙氣煙堿量指主流煙氣總粒相物中的煙堿量，決定了煙支傳遞給吸食者的生理滿足程度，俗稱尼古丁，是吸煙成癮的主要原因[14]。由圖2可知，隨著煙支密度的增大，卷煙主流煙氣中煙堿釋放量呈先降低后升高的趨勢(shì)，且在T3處理下煙堿釋放量最低，T1處理下煙堿釋放量最高，總體表現(xiàn)為T1>T4>T2>T3。

2.1.3? 不同煙支密度對(duì)主流煙氣中氨釋放量的影響? 氨具有強(qiáng)烈刺激性氣味，會(huì)降低感官評(píng)價(jià)[15]。氨的吸入對(duì)人體有一定危害，且由于嗅覺疲勞，長(zhǎng)期吸入低濃度氨不易察覺[16]。由圖3可知，氨釋放量隨著煙支密度的增大先降低后升高，表現(xiàn)為T4>T3>T1>T2。

2.1.4? 不同煙支密度對(duì)主流煙氣中水分含量的影響? 煙氣中的水分可以溶解煙氣中的多種物質(zhì)，具有柔和煙氣，增加潮潤(rùn)感， 降低刺激性的作用;適宜的煙氣水分可以明顯減少喉部干刺， 改善卷煙的感官質(zhì)量。由圖4可知，隨著煙支密度的增大，主流煙氣中的水分含量不斷降低，表現(xiàn)為T1>T2>T3>T4。

2.1.5? 不同煙支密度對(duì)主流煙氣中CO釋放量的影響? 純CO是一種無色、無臭味、不刺激的氣體，是含碳物質(zhì)不充分燃燒的產(chǎn)物，十分容易和血紅蛋白相結(jié)合，成為碳氧血紅蛋白，造成血紅蛋白喪失攜帶氧氣的能力與作用，最終導(dǎo)致組織窒息[17，18]。由圖5可知，隨著煙支密度的增大，主流煙氣中CO釋放量逐漸升高，表現(xiàn)為T4>T3>T2>T1。

2.2? 不同煙支密度對(duì)卷煙主流煙氣中中性致香物質(zhì)含量的影響

主流煙氣中中性致香物質(zhì)的含量直接影響到煙絲燃燒產(chǎn)生香氣的濃度，致香物質(zhì)含量越高香氣就越充足，吃味就越醇和[19]。煙支品質(zhì)的優(yōu)劣常取決于主流煙氣中的香氣組成及含量，香氣決定了煙葉的風(fēng)格和品質(zhì)特征[20]。由圖6可知，煙支的中性致香物質(zhì)總含量表現(xiàn)為T2>T3>T1>T4，其中T2處理的各中性致香物質(zhì)總含量最高。

2.3? 不同煙支密度卷煙的感官品質(zhì)鑒定

將不同煙支密度卷煙進(jìn)行感官評(píng)吸，結(jié)果見表1?？偡直憩F(xiàn)為T2>T3>T1>T4，其中T2處理下卷煙的香氣量、香氣質(zhì)、濃度、余味、灰色和燃燒性的得分都較高，表現(xiàn)為香氣量多，香氣質(zhì)純凈，濃度大，余味較干凈，灰色白灰及燃燒性好;T1、T4處理下，刺激性、勁頭較大，香氣質(zhì)、香氣量不足。表明T2處理下的卷煙密度較有利于煙葉感官質(zhì)量的提升。

3? 小結(jié)

煙支密度是影響煙支吸食品質(zhì)的重要因素。煙支密度小時(shí)煙支燃燒充分，產(chǎn)生的有害物質(zhì)較少;煙支密度大時(shí)燃燒充分程度下降，焦油、CO等有害物質(zhì)生成量增加，但煙支密度大時(shí)，煙絲本身的過濾效果會(huì)有所提高[21]。不同煙支密度下煙支燃燒的溫度也不盡相同，故而存在某個(gè)煙支密度下主流煙氣的中性致香物質(zhì)含量最高。試驗(yàn)通過4種不同煙支密度對(duì)卷煙主流煙氣中焦油、煙堿、氨、CO、中性致香物質(zhì)等多種物質(zhì)以及感官質(zhì)量進(jìn)行分析比較，可以看出煙支在不同密度下主流煙氣中各種物質(zhì)釋放量不同，大多呈先降低后升高的趨勢(shì)，中性致香物質(zhì)呈先升高后下降的趨勢(shì)，而主流煙氣中CO釋放量呈單峰變化，主要是因?yàn)闊熤芏仍龃蠛螅蓟衔锊煌耆紵a(chǎn)生CO的量逐漸增大，且CO是氣相，不易被煙絲過濾。結(jié)果顯示，260 mg/cm3密度下卷煙主流煙氣中的焦油、氨釋放量均為最低;280 mg/cm3密度下卷煙主流煙氣中煙堿釋放量最低;240 mg/cm3密度下卷煙主流煙氣中CO釋放量最低，水分含量最高;260 mg/cm3密度下卷煙主流煙氣中的中性致香物質(zhì)含量、感官質(zhì)量評(píng)價(jià)最高。綜合觀察，260 mg/cm3密度下卷煙主流煙氣的品質(zhì)最高。

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