全烟气暴露下的卷烟烟气剂量测定

为表征全烟气暴露体外试验条件下的实际卷烟烟气剂量,利用石英微量天平(QCM)和气相色谱-质谱联用(GC/MS)技术建立了基于全烟气暴露的卷烟烟气剂量测定方法。利用QCM技术对全烟气暴露模块内沉积的烟气颗粒物的累积质量浓度进行了实时测定,利用GC/MS技术分析了QCM表面捕集的烟气颗粒物中烟碱的浓度。结果表明:(1)QCM技术可用于全烟气暴露下体外试验的卷烟烟气剂量测定;(2)烟碱浓度的测定结果与烟气颗粒物质量浓度具有较好的相关性(R20.85),烟碱可以作为一种准确表征卷烟烟气剂量的化学标志物。     

不同焦油释放量卷烟烟气的细胞毒性和基因毒性研究

采用体外细胞微核试验方法测定对照卷烟和2种不同焦油释放量卷烟的基因毒性.将3T3细胞暴露于ISO标准抽吸条件下产生的卷烟烟气环境中,首先测试烟气的细胞毒性来决定微核试验的烟气暴露浓度,再通过测定暴露于烟气的细胞微核的增加量来测试卷烟烟气的基因毒性.结果显示随着烟气暴露浓度的增大,3种卷烟烟气引起细胞微核的机率显著增大;加入S 9匀浆液不会增加细胞微核的产生机率,相反,+S 9组的3种卷烟烟气引起的细胞微核的增加比例较-S 9组显著降低.此外3种卷烟相比,1号测试卷烟烟气的基因毒性明显高于2号测试卷烟和K2R4F对照卷烟,2号卷烟烟气的基因毒性最低.     

不同焦油释放量卷烟烟气的细胞毒性和基因毒性研究

采用体外细胞微核试验方法测定对照卷烟和2种不同焦油释放量卷烟的基因毒性。将3T3细胞暴露于ISO标准抽吸条件下产生的卷烟烟气环境中,首先测试烟气的细胞毒性来决定微核试验的烟气暴露浓度,再通过测定暴露于烟气的细胞微核的增加量来测试卷烟烟气的基因毒性。结果显示随着烟气暴露浓度的增大,3种卷烟烟气引起细胞微核的机率显著增大;加入S 9匀浆液不会增加细胞微核的产生机率,相反,+S 9组的3种卷烟烟气引起的细胞微核的增加比例较-S 9组显著降低。此外3种卷烟相比,1号测试卷烟烟气的基因毒性明显高于2号测试卷烟和K2R4F对照卷烟,2号卷烟烟气的基因毒性最低。      

卷烟烟气总粒相物诱导A549细胞的氧化应激研究

为研究卷烟烟气总粒相物(TPM)对人肺腺癌细胞(A549)的氧化损伤,捕集3R4F参比卷烟主流烟气的TPM,对A549细胞进行染毒,采用中性红细胞毒性法测试TPM与A549细胞存活率的剂量-效应关系,检测了细胞内谷胱甘肽(GSH)和细胞外超氧化物歧化酶(EC-SOD)两种氧化应激指标。结果表明:①TPM与A549细胞存活率之间存在良好的剂量-效应关系。②细胞发生氧化应激时,细胞内还原态谷胱甘肽和氧化态谷胱甘肽比值(GSH/GSSG)相对于阴性对照组有显著降低,且不随染毒时间的增加而变化;EC-SOD在染毒4 h后没有显著增加,但24 h后有显著增加。      

模拟分析不同热源温度下加热卷烟烟气TSNAs的释放特性

为分析热源温度对加热卷烟烟气烟草特有亚硝胺（TSNAs）释放量的影响,基于自主研制的加热装置,模拟研究了3种加热卷烟产品在不同热源温度下TSNAs的释放特性及各种TSNAs之间的相关性。结果表明：(1)随着模拟装置热源温度升高,3种加热卷烟烟气中总粒相物释放量逐渐增加,且与热源温度极显著线性相关。(2)随着模拟装置热源温度升高,3种加热卷烟烟气中NNN、NNK、NAB和NAT的释放量及TSNAs总量均呈显著二次曲线增加趋势,且低温阶段增加缓慢,高温阶段增加显著。(3)在不同热源温度下,烟气中NNN、NNK、NAB和NAT的释放量及TSNAs总量之间均存在显著相关性。(4)与传统卷烟不同,加热卷烟烟气中NNN、NAB和NAT的释放量及TSNAs总量与总粒相物之间存在显著相关性。     

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。     

烟丝分布对卷烟主流烟气中氨和焦油释放量的影响

为分析烟丝分布对卷烟主流烟气中氨和焦油释放量的影响,使用相同的烟用材料卷制成3种卷烟,其烟丝在烟支两端的分布分别为前端密后端疏(A)、前后端均匀分布(B)和前端疏后端密(C);比较3种卷烟主流烟气中氨和焦油释放量的差异;并应用逐口抽吸分析3种卷烟氨和焦油释放量变化的原因.结果表明:①烟丝分布改变以后,卷烟的逐口抽吸也发生了变化,从而对主流烟气焦油和氨的释放量产生影响;②与对照B相比,A和C两种卷烟焦油和氨的释放量均有所降低;烟丝分布前端疏后端密的卷烟(C)主流烟气中氨和焦油的释放量均小于烟丝前端密后端疏分布的卷烟(A).     

两种抽吸模式下卷烟主流烟气中主要酚类的释放量比较

为了解不同抽吸方式对卷烟主流烟气中主要酚类化合物释放量的影响,建立了一种利用超高效液相色谱(UPLC)快速分析卷烟主流烟气中邻-苯二酚、对-苯二酚、间-苯二酚、苯酚、邻-甲酚、间+对-甲酚的方法,并采用该方法测定了ISO模式和加拿大卫生部(Health Canada)深度抽吸模式下38个卷烟样品烟气中这7种主要酚类的释放量。结果表明:①方法检测限为16～43 ng/支,回收率94%～102%,RSD4%;②与ISO抽吸模式相比,在HC深度抽吸模式条件下卷烟主流烟气中主要酚类化合物释放量显著提高。     

深度抽吸模式下卷烟辅助材料设计参数对烟气CO,苯酚和NNK释放量的影响

为研究深度抽吸模式下卷烟辅助材料设计参数(卷烟纸柠檬酸钾添加量、卷烟纸透气度、接装纸透气度、成型纸透气度、滤棒压降和膨胀梗丝掺配量)对不同类型烟气组分释放量的影响,建立了卷烟辅助材料设计参数对烟气CO,苯酚和NNK释放量的预测模型,并对21种卷烟样品进行了分析.结果表明:①所建立的模型预测能力较好,CO,苯酚和NNK预测值与实测值相对偏差的平均值分别为3.47％,7.91％和4.40％;②深度抽吸模式下,各卷烟辅助材料设计参数对3种烟气成分释放量的影响与ISO模式下的情况有明显差异.该模型可用于深度抽吸模式下的低危害卷烟辅助材料设计参数优化.     

卷烟纸组分对常规和细支卷烟烟气释放量及感官质量的影响

为考察卷烟纸组分(亚麻配比、包灰剂质量分数、助燃剂质量分数和助燃剂中钾钠比)对常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的影响,采用偏最小二乘(PLS)回归法分别建立了常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的多因素预测模型。结果表明:(1)常规卷烟的焦油和大多数主流烟气成分的释放量均随卷烟纸包灰剂质量分数、助燃剂质量分数以及钾钠比的升高而呈下降趋势;细支卷烟的烟气TPM、烟碱、CO释放量以及单位焦油CO的释放量均随包灰剂质量分数和钾钠比的增大呈下降趋势。(2)单位焦油烟气组分受该4个因素的影响表现出较大的复杂性和差异性。(3)随亚麻配比的增大,包灰剂和助燃剂质量分数及钾钠比的降低,常规卷烟的感官质量得到改善;随亚麻配比和钾钠比的增大、包灰剂和助燃剂质量分数的降低,细支卷烟的感官质量得到改善。     

烟丝pH值的变化对卷烟烟气烟碱和感官质量的影响

为了解烟丝pH值对卷烟烟气烟碱和感官质量的影响,用0.2 mol/L盐酸和0.5 mol/L NaOH水溶液分别处理两个牌号卷烟的烟丝,而后测定烟丝的pH值、烟丝烟碱、烟气烟碱和烟气游离烟碱量,并进行了感官评吸.结果表明:①烟丝pH值对其总烟碱和烟气烟碱量没有明显影响;②同一牌号卷烟,烟气游离烟碱量与烟丝pH值极显著正相关;③烟气劲头随着烟丝pH值的增大而增大,而其它感官评吸指标则变化不大.因此,通过调节烟丝pH值可在一定范围内改变其烟气的游离烟碱量和劲头.     

两种抽吸模式下卷烟烟气有害成分释放量与滤嘴通风率的关系

为了解不同抽吸模式下卷烟烟气有害成分释放量与滤嘴通风率的关系,考察了ISO和加拿大卫生部深度(HCI)两种抽吸模式下主流烟气中烟碱及乙醛、丙烯醛、苯、苯并[a]芘、1,3-丁二烯、一氧化碳(CO)、甲醛、N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(N-甲基-N-亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯酚、巴豆醛、氢氰酸(HCN)和氨等13种有害成分的释放量与滤嘴通风率的相关关系,并进一步探讨了单位烟碱有害成分释放量与滤嘴通风率的相关性。结果表明:①在ISO抽吸模式下,除NNN、NNK外,其他有害成分的释放量与滤嘴通风率负相关;甲醛和巴豆醛的单位烟碱释放量与滤嘴通风率负相关,乙醛、CO、苯并[a]芘和氨的单位烟碱释放量与滤嘴通风正相关。②在HCI抽吸模式下,甲醛、巴豆醛、苯并[a]芘、苯酚和烟碱的释放量与滤嘴通风率负相关,HCN释放量与滤嘴通风率正相关,其余有害成分的释放量与滤嘴通风无显著相关性;乙醛、丙烯醛、巴豆醛、CO、HCN和氨的单位烟碱释放量与滤嘴通风率正相关。      

卷烟主流烟气中氨测定方法的改进及不同抽吸模式下的氨释放量比较

为了提高卷烟主流烟气中氨(NH3)的测定效率,对现行标准YC/T 377—2010的离子色谱(IC)测定方法进行了改进,并考察了ISO和加拿大深度抽吸(HC)模式下卷烟主流烟气中NH3释放量变化。结果表明:①采用Ion Pac CS16分析柱、等度洗脱、0.60 mL/min流速和50 mmol/L甲烷磺酸(MSA)淋洗液,15 min内即可完成单个卷烟样品中NH3的测定;②NH3的加标回收率为97.53%～99.13%,相对平均标准偏差(RSD)<5%;③HC模式下主流烟气中NH3含量明显高于ISO抽吸模式下的含量。     

卷烟纸参数对细支卷烟主流烟气常规化学成分和香味成分释放量的影响

为研究卷烟纸参数对细支卷烟主流烟气化学成分释放量的影响,通过单因素实验考察了卷烟纸透气度、定量,及麻浆和碳酸钙质量分数对细支卷烟主流烟气常规成分和香味成分释放量的影响。结果表明:(1)当透气度从50 CU增加至70 CU时,水分、CO和各种香味成分的释放量,香味成分的释放总量及其单位焦油释放量均降低。(2)当定量从27 g/m~2增加至37 g/m~2时,抽吸口数减少,TPM和水分的释放量均降低,CO的释放量增加;各种香味成分释放量及香味成分释放总量均降低,香味成分的单位焦油释放量降低。(3)当麻浆质量分数从0增加到40%时,TPM、水分、焦油及CO释放量均降低;各种香味成分的释放量及香味成分释放总量均小幅降低,香味成分的单位焦油释放量无明显变化。(4)当碳酸钙质量分数从27%增加到33%时,TPM、水分及焦油释放量降低,CO释放量小幅降低,各种香味成分的释放量及香味成分释放总量均小幅降低,香味成分的单位焦油释放量增加。     

辅助材料设计参数对烤烟型卷烟烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响

为探索辅助材料与卷烟烟气化学成分之间的关系,研究了卷烟纸定量、卷烟纸透气度、成形纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻对卷烟主流烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响,并通过辅材设计参数的组合设计,建立了辅材设计参数预测焦油、烟碱和CO释放量的数学模型.结果表明:①卷烟纸定量增加CO释放量增加;②卷烟纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低;③滤棒吸阻增加,焦油和烟碱释放量降低;④接装纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量显著降低;⑤成形纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低,降低程度与配合使用的接装纸透气度有关;⑥焦油、烟碱和CO释放量预测模型的预测值与实测值基本吻合.     

辅助材料设计参数对细支卷烟感官质量和主流烟气常规化学成分释放量的影响

为考察辅助材料设计参数对细支卷烟感官质量和主流烟气常规成分释放量的影响,制备了不同卷烟纸透气度、卷烟纸定量、丝束规格和接装纸透气度细支卷烟,对其感官质量进行评价,并测定了主流烟气常规化学成分的释放量。结果表明:(1)卷烟纸透气度对细支卷烟感官质量的影响较小,随着卷烟纸透气度的增加,主流烟气常规成分的释放量均呈降低趋势;(2)随着卷烟纸定量的增加,细支卷烟感官质量呈下降趋势,烟气焦油和烟气烟碱释放量呈降低趋势,烟气CO释放量基本无差异;(3)与6.0/17 000规格丝束相比,8.0/15 000规格丝束细支卷烟的感官质量有所提升,焦油、CO、烟碱释放量均为8.0/15 0006.0/17 000;(4)随着接装纸透气度的增加,细支卷烟感官质量先升高后略有下降,感官质量总分排序为500 CU600 CU400 CU,烟气常规成分释放量均呈降低趋势。通过优化设计相应的辅助材料设计参数,有助于提升细支卷烟的感官质量,降低焦油和CO释放量。     

烟叶产地与部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响

为考察国内烟叶产地及烟叶部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响,选取国内代表性烟叶产区不同部位烟叶样品467个,卷制成单料烟并测试烟气焦油、7种代表性有害成分和烟碱释放量,研究了烟叶产地和部位对卷烟主流烟气焦油、卷烟危害性评价指数(H)、7种代表性有害成分及烟碱释放量的影响。结果表明:(1)烟叶产地对NNK的单位燃烧烟丝质量释放量影响最大,其次为氨、HCN和苯酚等3种成分,对焦油、烟碱、H、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(2)烟叶产地对氨和NNK的单位烟碱释放量影响最大,其次为HCN、巴豆醛、B[a]P、苯酚和CO等5种成分,对焦油和H影响较小。(3)烟叶部位对氨、烟碱、苯酚、NNK等4种成分的单位燃烧烟丝质量释放量影响显著,对焦油、H、HCN、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(4)烟叶部位对巴豆醛、CO、NNK、B[a]P和HCN等5种成分的单位烟碱释放量影响显著,对焦油、H、氨和苯酚等指标影响较小。通过调控卷烟配方中烟叶的产地和部位,有助于降低烟气中焦油、7种有害成分的单位燃烧烟丝质量释放量或单位烟碱释放量。     

点燃和加热条件下不同滤嘴通风率卷烟的气溶胶释放特征

为研究滤嘴通风率对不同类型卷烟烟气气溶胶释放的影响,制备了不同滤嘴通风率的两用型烟支（可燃吸、配套加热烟具加热后抽吸）,采用气相色谱仪（GC）和DMS500快速粒径谱仪,研究了点燃和加热条件下烟气气溶胶中的主要化学成分和粒径分布。结果表明：(1)在点燃和加热条件下,烟气出口温度均随滤嘴通风率的增加逐渐降低。(2)随着滤嘴通风率从0增加至64.08%,在点燃条件下,总粒相物及粒相物中烟碱、丙二醇、丙三醇和水分的释放量减少;在加热条件下,总粒相物、粒相物中烟碱和丙三醇的释放量先增加后略微减少,粒相物中丙二醇的释放量增加,粒相物和气相物中水分的释放量减少。(3)随着滤嘴通风率的增加,在点燃条件下,烟气气溶胶粒径均分布在60～2 000 nm范围内,粒数浓度减小,粒数中值粒径（CMD）增大;在加热条件下,滤嘴通风率为0时,烟气气溶胶粒径主要分布在40～500 nm;滤嘴通风率为47.86%和64.08%时,粒径主要分布在40～1 000 nm,粒数浓度与粒子体积浓度先增加后减小,CMD和体积中值粒径（VMD）增大。该研究结果可为卷烟通风打孔工艺参数的选择优化提供科学依据。     

接装纸透气度和滤棒吸阻对卷烟烟气细胞毒性的影响

采用中性红细胞毒性试验测试了不同透气度接装纸卷烟和不同吸阻滤棒卷烟烟气冷凝物的细胞毒性,并初步分析了卷烟烟气的细胞毒性指标与CO,NNK,NH3,HCN,B[a]P,巴豆醛和苯酚释放量之间的相关性.结果表明:①随着接装纸透气度的增大,卷烟烟气冷凝物的细胞毒性呈降低趋势;细胞毒性指标与CO,NNK,NH3,HCN,B[a]P,巴豆醛和苯酚的释放量之间具有一定的相关性;②随着滤棒吸阻的增大,卷烟烟气冷凝物的细胞毒性呈降低趋势;细胞毒性指标与NH3,HCN,B[a]P和苯酚的释放量之间具有一定的相关性.     

细支和常规卷烟主流烟气常规成分和5种关键烤甜香味成分逐口释放量的差异分析

建立了测定5种烤甜香味成分逐口释放量的分析方法,采用相同烟丝配方卷制细支和常规卷烟,考察细支和常规卷烟主流烟气常规与5种关键烤甜香味成分逐口释放量差异。结果表明:①分析方法重复性、灵敏度和准确度较好,适合于卷烟逐口烟气中5种烤甜香味成分的定量分析;②细支卷烟常规成分逐口释放量均低于常规卷烟,总粒相物（TPM）、焦油、水分的逐口释放变化幅度大于常规卷烟,烟碱变化幅度小于常规卷烟;③细支卷烟糠醇、5-甲基糠醛和3-甲基-2-环戊烯-1-酮的逐口释放量高于常规卷烟（除第1口外）,4-羟基-2,5-二甲基-3（2H）呋喃酮（呋喃酮）和麦芽酚的逐口释放量略低于常规卷烟;抽吸中段细支卷烟糠醇和5-甲基糠醛的逐口释放稳定性优于常规卷烟,3-甲基-2-环戊烯-1-酮劣于常规卷烟,呋喃酮和麦芽酚差异不大;细支卷烟5种香味成分总量中糠醇和5-甲基糠醛所占比例高于常规卷烟,3-甲基-2-环戊烯-1-酮、呋喃酮和麦芽酚低于常规卷烟。