卷烟烟气焦油量与某些代表性致癌物含量的分析

测定了不同牌号卷烟烟气焦油量与烟气中的 3,4-苯并 [a]芘、N -亚硝胺等致癌物含量。结果发现 ,市售不同牌号卷烟烟气焦油量与致癌物含量各不相同 ,而对于某一特定牌号卷烟来说 ,焦油量降低后 ,焦油中 3,4-苯并 [a]芘含量相应降低 ;滤嘴对这些致癌物有较高的截留效果。     

卷烟烟气中稠环芳烃的分析研究

本项研究建立了一种测定卷烟烟气中稠环芳烃的分析方法--气质联用法。优化了方法的前处理过程、仪器分析条件,对分析方法的重复性、回收率、检测限进行了研究。确定了环己烷萃取卷烟烟气总粒相物中的稠环芳烃,萃取液经硅胶固相萃取柱净化,用气相色谱-质谱联用仪定量检测苯并[a]芘、苯并[a]蒽和Chrysene 3种稠环芳烃含量的分析方法。该检测方法设计合理,稳定性和重复性好、准确性和精确性高,具有较好的可操作性和推广性。本项目应用该方法对国内外较有代表性的81种卷烟样品中苯并[a]芘、苯并[a]蒽和Chrysene进行了系统的分析测定,研究了国内外混合型与烤烟型卷烟中苯并[a]芘等稠环芳烃含量分布的规律,讨论了卷烟烟气中苯并[a]芘、苯并[a]蒽和Chrysene之间的含量关系及其与总粒相物、焦油的关系。      

荧光光度法测定卷烟烟气中3,4-苯并[α]芘

改进了荧光光度法测定卷烟烟气中3，4－苯并[α]芘（B[α]P）的方法。烟气焦油中稠环芳烃用石油醚－二氯甲烷（95＋5）混合液振荡提取，用咖啡因分离出稠环芳烃，纸层析分离3，4－苯并[α]芘，于激发波长383nm，发射波长405nm条件下，在发射波长400－410nm，测得400、405和410nm处苯并[α]芘的相对荧光强度。通过标准曲线计算出苯并[α]芘的含量。平均回收率为92．5％，RSD为7．20％。运用本法对几种不同透气度盘纸卷制的卷烟气中的苯并[α]芘含量进行测定，获得理想结果。     

高效液相色谱法测定卷烟主流烟气中的苯并[a]芘

为了测定卷烟主流烟气中苯并[a]芘,考察了萃取条件、弗罗里硅土净化条件和色谱分离条件,建立了测定卷烟主流烟气中苯并[a]芘的高效液相色谱-荧光检测法,并采用该方法和国标法测定了肯塔基参考卷烟3R4F和国内参比烤烟以及国内50个牌号卷烟样品烟气中的苯并[a]芘。结果表明:①用环己烷超声萃取40 min效果较好;②用Agilent ZORBAX Eclipse PAH作色谱柱,乙腈和水为流动相,梯度洗脱,流速2.0 mL/min,30 min内苯并[a]芘色谱峰可以和杂质峰有效分开;③该法的平均回收率在98.13%～101.36%之间,RSD在1.29%～4.32%之间;④该方法的测定结果与国标法较为一致,二者不存在显著性差异。该方法适合卷烟主流烟气中苯并[a]芘的检测。     

卷烟主流烟气中杂环烃类化合物的分析

以D7-喹啉为内标,采用碱性Al2O3固相萃取和GC/MS/SIM法同时测定了6种卷烟样品主流烟气粒相物中的苯并[b]呋喃、喹啉、咔唑、9-甲基咔唑、二苯并[a,j]吖啶、二苯并[a,h]吖啶和7H-二苯并[e,g]咔唑.结果表明:①方法的检测限在0.04～0.43 ng/支之间,回收率76.0%～119.2%,除9-甲基咔唑的RSD为8.21%外,其它成分的RSD均小于3%;②苯并呋喃、喹啉、咔唑和9-甲基咔唑等杂环烃类化合物的含量与文献报道基本一致;③未检出二苯并[a,j]吖啶、二苯并[a,h]吖啶和7H-二苯并[e,g]咔唑;④除9-甲基咔唑外,3种国产烤烟型卷烟样品烟气中的苯并[b]呋喃、喹啉和咔唑含量均明显高于2种参比卷烟和1种进口混合型卷烟.     

国内外不同品牌卷烟样品危害性指数比较

为开发低危害卷烟,测定了国内外30个不同品牌卷烟样品卷烟纸和接装纸的透气度、滤嘴长度、烟丝结构、烟气焦油及7种烟气有害成分,即CO,HCN,NH3,NNK,苯并[a]芘(BaP),苯酚,巴豆醛的释放量,计算其危害性指数,比较了不同类型卷烟烟气危害性指数的差异。结果表明:国产卷烟样品的危害性指数低于进口卷烟样品;混合型卷烟样品的危害性指数高于烤烟型卷烟样品;国产混合型卷烟样品的危害性指数略低于进口烤烟型卷烟样品;再造烟叶、晾晒烟叶的使用比例对卷烟危害性指数有较大影响。     

卷烟主流烟气中苯并[a]芘分离纯化条件的研究

在JDumont方法的基础上,将其正相NH2Sep-Pak柱替换成商品化的固相萃取小柱,优化了超声提取时间,系统讨论了卷烟总粒相物提取液的酸碱洗涤,固相萃取洗脱流速,以及乙腈反萃取等操作对卷烟主流烟气中苯并[a]芘的分离纯化效果的影响。并利用改进的实验条件,测定了卷烟主流烟气中苯并[a]芘的含量。实验结果表明,苯并[a]芘的分离效果明显改善,测定值与国内报道一致。     

两种抽吸模式下卷烟主流烟气成分释放量的差异

为应对烟草制品成分管制新的要求,以典型的不同焦油量(1.0~13.3 mg/支)的9种烤烟型和11种混合型卷烟样品为研究对象,从单支卷烟、单位烟碱和单位焦油的角度分析考察了ISO和加拿大深度抽吸(HCI)两种模式下卷烟主流烟气成分(TPM、焦油、烟碱、CO、TSNAs、B[a]P、羰基化合物、苯酚、HCN、氨和VOCs)释放量的差异。结果表明:1对于单支卷烟烟气成分释放量而言,HCI抽吸模式显著高于ISO抽吸模式,与中高焦油量(6.0 mg/支)卷烟样品相比,低焦油(≤6.0 mg/支)卷烟样品的烟气成分释放量在两种抽吸模式下的差异更大。2以单位烟碱计,NNN、NNK、B[a]P和1,3-丁二烯在两种抽吸模式下的释放量基本一致。低焦油样品在HCI抽吸模式下CO、甲醛、巴豆醛和HCN的单位烟碱释放量显著高于ISO抽吸模式,而对于中高焦油量卷烟样品,两种抽吸模式下4种成分的单位烟碱释放量相当。3以单位焦油计,对于NNN、NNK、B[a]P和苯酚,HCI抽吸模式下各成分的单位焦油释放量略低于ISO抽吸模式。对于CO、甲醛、巴豆醛和HCN,低焦油样品在HCI抽吸模式下单位焦油释放量高于ISO抽吸模式。     

两种抽吸模式下吸烟机型对卷烟主流烟气总粒相物及7种化学成分检测结果的影响

为研究不同抽吸模式下吸烟机型对卷烟主流烟气总粒相物(TPM)和7种化学成分释放量检测结果的影响,以典型的不同焦油量(1.0~13.3 mg/支)的9种烤烟型和11种混合型卷烟样品为研究对象,考察了ISO和加拿大深度抽吸(HCI)模式下直线型(L)和转盘型(R)吸烟机对卷烟主流烟气总粒相物(TPM)和一氧化碳(CO)、4-(N-甲基-N-亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯并[a]芘(B[a]P)、巴豆醛、苯酚、氰化氢(HCN)、氨(NH₃)释放量测试结果的影响。结果表明:①HCI抽吸模式下两种吸烟机型测试结果的一致性弱于ISO抽吸模式; TPM、巴豆醛和HCN在HCI抽吸模式下两种吸烟机型测试结果的差异明显。②两种抽吸模式下卷烟主流烟气NNK、B[a]P和苯酚重复检测结果标准偏差(SD,n=5)与检测水平均值(m)的相关性总体上较CO、巴豆醛、HCN和NH₃高,但HCI抽吸模式下检测结果SD与检测水平m的相关性弱于ISO抽吸模式。③在两种抽吸模式下,卷烟主流烟气相关指标不同吸烟机型测试结果总体精密度差异基本一致,即R型吸烟机对于20个不同烟气释放量水平样品重复测试结果的平均变异系数(CV)大多低于L型。      

液相色谱串联质谱法测定卷烟主流烟气中的苯并[a]芘

为准确、快速地测定卷烟主流烟气中苯并[a]芘的含量,建立了液相色谱-大气压光电离-串联质谱测定卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法。方法对助剂流速、萃取溶剂、烟支数和色谱质谱测定的条件进行了优化,结果表明,当甲苯流速为80μL/min,环己烷作为萃取溶剂,Agilent PAH(100 mm×2.1 mm,3.5μm)作为色谱柱,95%的乙腈和5%的水为流动相,色谱柱温度为40℃,方法检出限为0.15 ng/m L,苯并[a]芘回收率100%~107%,相对标准偏差小于10%,分析时间为6 min,与现行的GC-MS测定卷烟主流烟气中苯并[a]芘的国家标准方法相比大大缩短了分析时间。该方法具有灵敏度高、分析时间短等优点,可以显著地提高分析的通量。     

卷烟烟气中苯并[a]芘测定方法研究

为准确测定卷烟烟气中的苯并[a]芘(BaP),建立了2种测定卷烟烟气中BaP的方法———高效液相色谱法和气质联用法。优化了2种方法的前处理过程、仪器分析条件,并测定了其重复性、回收率和检测限。通过2种分析方法的比较,确定了环己烷萃取、硅胶柱固相萃取纯化和气相色谱-质谱法定量检测BaP含量的标准分析方法。该法BaP的检测限为1.44ng/mL,回收率为99.45%～102.40%,CV为2.77%。采用该法测定了国内外81种卷烟烟气中的BaP含量,并对这些卷烟烟气中BaP含量分布进行了探讨。     

卷烟主流烟气酸香特征成分组群的分布特征及感官贡献

为阐明卷烟主流烟气中具有酸香特征且可用于卷烟调香的有机酸成分及其分布特征和感官贡献,以《The chemical components of tobacco and tobacco smoke》中所列出的烟草和烟气成分为数据来源,从烟气中是否存在、香气贡献可能性和烟草添加剂使用安全性等方面对其中的有机酸成分进行了系统筛查,对筛查出的有机酸进行香气特征评价,明确了21种卷烟主流烟气中具有酸香特征且可能作为烟用香料的有机酸成分;采用N,O-双(三甲基硅基)三氟乙酰胺衍生化法和GC-MS法测定了21种酸香成分在14个品牌卷烟主流烟气中的释放量及在烟气粒相物中的质量分数;利用三点选配法测定了21种酸香成分在乙醇中的嗅觉阈值,并结合其在卷烟烟气粒相物中的质量分数,计算了14个品牌卷烟烟气粒相物中各酸香成分的香气活性值,推测了21种酸香成分的贡献度。结果表明:①常规和低焦油烤烟型卷烟中释放量较大的酸香成分均为乙酸、丙酸和2-氧代丙酸,混合型卷烟释放量较大的酸香成分是乙酸、丙酸和3-甲基戊酸。②混合型卷烟主流烟气中21种酸香成分的释放总量及总质量分数明显高于烤烟型卷烟。③异戊酸和乙酸对烤烟型卷烟主流烟气酸香贡献最大,异戊酸、3-甲基戊酸和乙酸对混合型卷烟主流烟气酸香贡献最大。     

烟叶类型和外加成分对卷烟烟气粒相物pH值的影响

捕集在剑桥滤片上的卷烟主流烟气粒相物用去CO2 的蒸馏水提取 ,用精密 pH值计测量水提取液的 pH值。对于不同的单料烟卷烟 (包括烤烟、白肋烟、香料烟 )和不同类型的卷烟 (包括中式烤烟型、英式烤烟型、美式混合型 )的烟气pH值进行了测定 ,结果分别呈下列顺序 :白肋烟 >香料烟 >烤烟 ,混合型 >英式烤烟型 >中式烤烟型。分别将各种糖类、有机酸类、无机酸类、氨基酸类、生物碱类、盐类、酚类成分加入对照卷烟 ,探讨了这些化学成分对烟气 pH值的影响规律 ,结果表明 ,乳酸、蔗糖等可显著降低烟气pH值 ,烟碱可显著增加烟气pH值。提供了国内外一些卷烟牌号的烟气pH值测定数据。     

国内外主要品牌卷烟主流烟气中烟草特有N-亚硝胺的对比分析

本文采用气相色谱-热能分析仪(GC-TEA)对卷烟主流烟气中主要4种烟草特有N-亚硝胺(TSNAs)进行了分析;优化了前处理过程及仪器分析条件;建立了使用经抗坏血酸处理的玻璃纤维滤片收集卷烟主流烟气,用二氯甲烷萃取卷烟主流烟气中的TSNAs,萃取液经碱性氧化铝层析柱纯化,TSNAs通过GC-TEA定量检测的分析方法;并对国内外较有代表性的98种卷烟样品中的TSNAs进行了系统的分析测定。结果表明,混合型卷烟主流烟气中TSNAs的含量显著高于烤烟型卷烟;国外混合型卷烟中NNK的含量高于国内混合型卷烟。这些研究结果为制定我国卷烟烟气中TSNAs含量限量标准、建立技术壁垒提供了可靠的技术基础。      

国内外卷烟样品主流烟气中氢氰酸释放量的差异

采用连续流动法测定了国内外较有代表性的157种卷烟样品主流烟气中HCN的释放量,并对检测结果进行了统计分析.结果表明:①国内卷烟样品主流烟气中HCN释放量明显高于国外卷烟;②国内烤烟型卷烟和混合型卷烟样品主流烟气中HCN释放量明显高于国外混合型卷烟,国内烤烟型、混合型卷烟与国外烤烟型之间,以及国外烤烟型与国外混合型之间无显著性差异;③从不同价位国内烤烟型卷烟样品主流烟气中HCN释放量来看,一类卷烟明显低于四、五类卷烟,一、二、三类卷烟之间没有显著性差异,二、三、四类卷烟之间差异不明显,五类卷烟明显高于一、二、三、四类卷烟.     

国内外混合型卷烟主流烟气中酚类物质的分析

对 10种国内外混合型卷烟主流烟气中酚类物质进行了分离鉴定。方法包括酚类物质的萃取分离、硅醚化和毛细管气相色谱分析。测定了 17种酚类物质的含量 ,结果表明 :①国内外卷烟烟气中的主要酚类如苯酚、对苯二酚和邻苯二酚相同 ;②在焦油量接近的情况下 ,国外混合型卷烟主要酚类含量明显低于国内混合型卷烟 ,其次为甲基酚、二甲基酚、甲氧基酚和间苯二酚。     

切丝宽度对中支卷烟烟丝结构、烟支理化指标及感官质量的影响

为了探究切丝宽度对中支卷烟烟丝结构、烟支物理指标、烟气指标、主流烟气粒相物致香成分含量及感官质量的影响,在切丝宽度分别为0.80、0.85、0.90、0.95、1.00 mm时,采用相同的烟丝加工和卷制条件卷制成烟支圆周为22 mm的中支卷烟,分析了烟丝结构和成品烟支物理指标、烟气指标、主流烟气粒相物致香成分含量和感官质量。结果表明:①切丝宽度由0.80 mm增加至1.00 mm,整丝率提高2.85百分点,碎丝率降低0.80百分点,烟支圆周呈现增加的趋势,烟支吸阻呈现逐渐降低的趋势,烟支吸阻降低164 Pa。切丝宽度为0.85 mm时,烟支单支质量标准偏差和吸阻标准偏差最小。②烟气CO量和切丝宽度之间呈现显著负相关;随着切丝宽度增加,烟气烟碱量增大,变化在0.04 mg/支范围内;烟气焦油量先增大后减小,在切丝宽度为0.95 mm时达到最大。③烟气粒相物致香成分中羰基类化合物、杂环类化合物、酚类化合物含量及致香成分总量,均呈现先增加后降低并趋于稳定的趋势,在切丝宽度为0.85 mm时达到最大。④烟支整体感官质量得分和单项指标得分随着切丝宽度的增加均呈现下降的趋势,切丝宽度为0.80~0.90 mm的样品感官质量明显好于切丝宽度为0.95 mm和1.00 mm的样品。     

卷烟中多酚类物质的分析

为考察卷烟中的多酚与其质量的关系,采用反相高效液相色谱法测定了17种烤烟型卷烟和6种混合型卷烟中6种多酚的含量。结果表明:①在所分析的国产烤烟型卷烟中,无论是多酚物质的总量还是主要多酚物质的含量均有随着卷烟档次和其内在质量的升高而增加的趋势;②烤烟型卷烟样品中的多酚含量高于混合型卷烟样品;③4种国产混合型卷烟的多酚含量高于2种进口混合型卷烟;④在分析的所有卷烟样品中,都是新绿原酸、绿原酸和芸香苷为主要多酚,其中绿原酸含量约占总多酚量的60%左右。结论是,多酚含量与烤烟型卷烟的内在质量、卷烟类型和国产与进口混合型卷烟可能有一定的关系,仅新绿原酸、绿原酸和芸香苷甚至仅一种绿原酸含量的变化就基本上可以反映出卷烟中多酚总量的变化趋势。     

低焦油、低自由基、富硒烤烟型卷烟的研制

为了提高卷烟的安全性,本文研制开发了一种低焦油、低自由基、硒含量较高的烤烟型卷烟。在研制过程中,利用一系列工艺技术,如选择能够促进有机化合物裂解、减少干馏物形成的催化剂添加到卷烟烟丝中来降低焦油释放量;选择能够提高燃烧锥温度和燃烧速率的助燃剂;添加高效能的自由基捕获剂来捕获卷烟燃烧过程中产生的自由基;在叶组配方中使用一定量的富硒烟叶等。同时,在产品的设计中采用了高透气度盘纸、烟丝膨胀技术和有添加剂的卷烟滤嘴等卷烟降焦技术。研究结果表明:研制的卷烟焦油量在12 mg/支以下,自由基总量降低了40%,微量元素硒成功地导入到主流烟气中,研制的卷烟主流烟气硒含量比普通卷烟的硒含量增加了140%。      

不同滤嘴稀释度对卷烟主流烟气中重要香味成分输送量的影响

本文对滤嘴稀释度(通风度)分别为0(不打孔)、10%、30%、50%、70%的卷烟烟气中20种香味成分和总粒相物、烟碱、CO等常规成分进行了分析研究。香味物质试验采用标样加入法进行。总粒相物的二氯甲烷浸提液经同时蒸馏萃取并用碱液和饱和氯化钠溶液处理后,把抽提液浓缩,用毛细管气相色谱法和气相色谱/质谱法做了定性与定量分析,并按国标测定了总粒相物、烟碱、CO等组分输送量的变化。结果表明:这20种香味成分的输送量都是随着稀释度的增加而减少的,烟气中常规成分也都是随着稀释度的增加而减少的。但各种物质减少的程度不同,常规成分中CO和焦油减少较多,烟碱减少较少;香味成分中分子量较小、沸点较低的物质减少较多,而分子量较大、沸点较高的物质减少较少。随着稀释度的增加,卷烟烟气组分不仅量减少了,而且质也有所变化;不仅烟味减弱,而且香气质也发生一定的变化。这是应用通风稀释技术制造低焦油卷烟时进行叶组配方与加香加料所必须考虑的。