辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分释放量及其危害性指数的影响

为研究辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛)释放量及其危害性指数的影响,考察了卷烟纸助燃剂含量、卷烟纸助燃剂类型、卷烟纸亚麻配比、卷烟纸定量、卷烟纸透气度、滤棒吸阻和滤嘴(不同透气度接装纸和成型纸组合制备)通风率对这7种有害成分及其危害性指数的单因素影响规律,建立了基于卷烟纸定量、卷烟纸透气度、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻的有害成分释放量预测模型,并对预测模型分别进行了外部验证。结果表明:①随着卷烟纸助燃剂含量、卷烟纸透气度、卷烟纸定量、滤棒吸阻和滤棒通风率的增大,大多数有害成分释放量及危害性指数呈下降趋势;随着卷烟纸亚麻配比和助燃剂钠钾比的增大,有害成分释放量及其危害性指数呈上升趋势。②辅材模型具有良好的预测能力,10个验证样品的7种烟气有害成分释放量预测值与测定值相对偏差均低于15%。③增加卷烟纸定量、滤棒吸阻或降低接装纸透气度,可降低单位焦油中HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛的释放量。     

基于多因素辅材参数的短支卷烟烟气有害成分预测模型

为考察卷烟辅助材料参数对短支卷烟7种有害成分（CO、HCN、NNK、氨、B[a]P、苯酚和巴豆醛）释放量及H值（危害性指数）的影响,选取卷烟纸定量、卷烟纸透气度、卷烟纸助燃剂质量分数、卷烟纸助燃剂钾钠比、滤棒压降和接装纸透气度共6个因素,采用中心组合结合正交设计制备50个短支卷烟样品,使用样品的检测结果建立多元线性模型、二次多项式模型、多因子及互作项模型,并筛选出各指标的最优模型。通过调整卷烟辅材的参数和烟丝配方对预测模型进行了验证。结果表明：短支卷烟的7种有害成分及H值预测模型预测精度良好,8个模型的验证数据中97.5%的相对误差在±15%以内,平均绝对误差在3.4%～6.5%之间。该预测模型对短支卷烟具有良好的适用性。     

辅助材料参数对卷烟主流烟气中酸性香味成分释放量的影响

为研究辅助材料参数(卷烟纸定量、透气度,成型纸透气度,接装纸透气度和滤棒吸阻)对卷烟主流烟气中酸性香味成分释放量的影响,采用GC/MS法对不同辅材设计参数试验卷烟主流烟气中21种酸性香味成分进行了测定,并分别从单因素、多因素两方面考察了上述卷烟辅材设计参数对主流烟气酸性香味成分释放量的影响,建立了4种卷烟辅材设计参数(卷烟纸定量、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻)对主流烟气中十四酸、十六酸、亚油酸、亚麻酸、油酸和十八酸6种酸性香味成分及酸性香味成分总释放量的多因素预测模型。结果表明:①卷烟纸定量、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻4种辅材设计参数对卷烟主流烟气中酸性香味成分释放量有影响,卷烟纸透气度无影响。②随着卷烟纸定量、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻的增加,十四酸、十六酸、亚油酸、亚麻酸、油酸和十八酸6种酸性香味成分的释放量逐渐降低,丙酸、丁酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、乳酸、己酸、2-呋喃甲酸、庚酸、苯甲酸、辛酸、壬酸和癸酸15种成分的释放量基本无变化。③所建立的模型具有较好的预测能力。     

钛酸盐纳米管降低卷烟烟气有害成分

通过简单的水热反应法制备了一种可同时降低主流烟气中多种有害成分的钛酸盐纳米管。采用X射线粉末衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对合成纳米管的结构进行了表征。结果表明:①在卷烟滤嘴中添加钛酸盐纳米管后,主流烟气中的氨、氢氰酸、苯酚和巴豆醛等有害成分的释放量分别降低了67.53%,23.52%,60.81%和27.56%,其中,氨和苯酚释放量的选择性降低率大于35%。②钛酸盐纳米管对有害成分的吸附机理表现为物理吸附和化学吸附的共同作用。     

卷烟纸对卷烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响

为降低吸烟对人体健康的危害,考察了卷烟纸透气度、定量和助剂对主流烟气中CO等7种有害成分的影响。结果表明:①随着卷烟纸透气度的增加,卷烟主流烟气中CO,HCN,B[a]P,NH3,苯酚和卷烟危害性指数都呈降低趋势,而NNK和巴豆醛的变化不明显;②随着卷烟纸定量的增大,卷烟主流烟气中CO,HCN的释放量和卷烟危害性指数呈增大趋势,而巴豆醛,B[a]P,NNK,NH3和苯酚随卷烟纸定量的变化不显著;③不管是有机酸钾,还是有机酸钾与有机酸钠的混合物,随着其在卷烟纸中的用量增大,烟气CO,HCN,B[a]P,NH3,苯酚释放量和卷烟危害性指数也都呈降低趋势,但降低幅度都不大,NNK和巴豆醛的释放量变化不明显;④有机酸钾盐降低CO,HCN,B[a]P,NH3,苯酚释放量和卷烟危害性指数的效果优于有机酸钾钠盐混合物。适当增大卷烟纸透气度,降低卷烟纸定量,提高有机酸钾盐的用量可在一定程度上降低卷烟主流烟气中CO,HCN,B[a]P,NH3,苯酚释放量和卷烟危害性指数。     

烟叶原料对卷烟主流烟气7项有害成分释放量的影响研究

为了解烟叶原料对卷烟主流烟气中7种有害成分的影响,选取了产地、烤房、品种、土壤、烟叶部位作为因素对237个初烤烟叶样品中主流烟气7项有害成分指标进行了多因素方差分析,结果表明:对于本研究所选取的烟叶样品来说,对7种烟气有害成分释放量指标有显著性影响的重要因素是产地、烟叶部位、品种三个因素,其中产地为关键因素,它在7个指标上均表现显著差异,产地7个指标显著方差分量比例为64.00%;烟叶部位也为关键因素,它在6个指标上表现显著差异,烟叶部位6个指标显著方差分量比例为26.51%。品种为重要因素。而烤房、土壤对7个烟气释放量指标影响不显著。      

《降低卷烟烟气有害成分的技术研究》项目获得好评

由郑州烟草研究院牵头、10多家单位共同协作承担的国家经贸委技术创新项目、国家烟草专卖局重点科技项目———《降低卷烟烟气有害成分的技术研究》研讨会于 2 0 0 2年 7月 9～ 10日在北京召开。会议由国家烟草专卖局科技教育司和郑州烟草研究院共同主持。王彦亭司长就积极应对ＷＴＯ和ＷＨＯ双重挑战 ,开展降低卷烟烟气有害成分技术研究 ,开发高香气、低焦油、低危害卷烟产品 ,提高卷烟产品的科技含量 ,增强企业核心竞争力和抗御风险能力的必要性以及进一步加强“烟医合作”等方面发表了讲话。会议特邀了中国科学院、中国医学科学院、云南…     

辅助材料设计参数对卷烟主流烟气自由基释放量的影响

为了降低卷烟主流烟气中的自由基释放量,采用单因素试验设计方法制备了辅助材料设计参数不同如卷烟纸透气度、滤嘴通风度和滤棒吸阻的15种卷烟样品,并测定了这些卷烟主流烟气气相自由基和固相自由基释放量.结果表明:①当卷烟纸透气度从20 CU增加到80 CU时,烟气气相自由基释放量从6.87×1014自旋数/支增加到9.30×1014自旋数/支,增加率约为35.37％.固相自由基释放量从1.10×1014自旋数/支降低到0.75×1014自旋数/支,降低率约为31.82％;②当滤嘴通风度从0升高到50％时,主流烟气中的气相自由基释放量从6.52×1014自旋数/支减少到1.16×1014自旋数/支,降低率约为82.21％.固相自由基的释放量从1.09× 1014自旋数/支减少到0.48×1014自旋数/支,降低率约为55.96％;③当滤棒吸阻从3400 Pa上升到5000 Pa时,烟气中的气相自由基释放量从8.16×1014自旋数/支减少到5.21×1014自旋数/支,降低率约为36.15％.固相自由基的释放量从1.03×1014自旋数/支减少到0.73×1014自旋数/支,降低率约为27.72％.因此,通过增加卷烟纸透气度降低卷烟烟气自由基的释放量是不可行的,增加滤嘴通风度和滤棒吸阻均可较显著地降低卷烟烟气中固相自由基和气相自由基的释放量.     

叶组配方卷烟烟气预测模型的建立

利用多元回归分析方法建立了叶组配方焦油量、烟气烟碱量、一氧化碳量和抽吸口数的预测模型,并筛选出了与这4项指标关系密切的化学成分,包括总糖、还原糖、总氮、烟碱、挥发碱、钾、氯、硫酸根等。利用所建模型对4种卷烟产品叶组配方的烟气指标进行了预测,结果表明,其焦油量、烟气烟碱量、一氧化碳量和抽吸口数的预测误差范围分别为0.04～1.13mg/支、0.13～0.50mg/支、0.11～2.95mg/支和0.37～1.15口/支。     

卷烟主流烟气有害成分遗传分析

为深入解析卷烟主流烟气中有害成分的遗传机制,以烤烟Y3和K326为亲本构建的重组自交系群体（RIL）为材料,采用植物数量性状的主基因+多基因混合遗传模型对该群体连续3个世代（F6:7、F7:8和F8:9）的一氧化碳（CO）、氢氰酸（HCN）、4-甲基亚硝胺基-1-3-吡啶基-1-丁酮（NNK）、氨（NH3）、苯并芘{B[a]P}、苯酚（PHE）、巴豆醛（CRO）和焦油（TAR）等8个主流烟气有害成分性状进行遗传分析。结果表明：（1）8个主流烟气有害成分性状在连续3个世代中均呈单峰或多峰的正态或偏正态分布,属典型的数量性状。（2）在连续3个世代中,8个性状的最优遗传模型均为4对部分等加性主基因模型,其中,CO、HCN、NNK、NH3、B[a]P和CRO的最优遗传模型为4MG-EEA;PHE和TAR的最优遗传模型为4MG-EEEA。（3）上述性状在连续3个世代中均受主基因遗传模型控制,主基因遗传率极高（均值为89.01%）且远大于环境（非遗传）因素影响。综上,这些性状主要由遗传基础决定的,可为选育烟草低危害良种提供理论依据。     

辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分释放量的影响

为考察辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分释放量的影响,采用单因素影响设计法制备了40种试验卷烟,考察了卷烟纸透气度、卷烟纸定量、滤棒吸阻、接装纸透气度、成型纸透气度和滤嘴通风度对这些卷烟主流烟气CO、氢氰酸、NNK、氨、苯并[a]芘、苯酚、巴豆醛释放量的影响。结果表明:①卷烟纸定量对苯酚和CO的释放量有显著的影响,随着卷烟纸定量的增加,苯酚释放量下降,CO量增加;②卷烟纸透气度与HCN,NH3,BaP,CO和苯酚释放量有显著的负相关关系,影响大小依次为HCN>NH3>BaP≈CO>苯酚;③滤棒吸阻与NNK,NH3,HCN,苯酚,BaP和CO释放量有显著的负相关关系,影响大小依次为苯酚>NH3>NNK>HCN>BaP>CO;④滤棒成型纸透气度和接装纸透气度对CO,NNK,NH3,HCN,巴豆醛,苯酚和BaP释放量均有一定的影响,但成型纸透气度的影响较小,接装纸透气度的影响较明显。随着接装纸透气度的增大,成型纸透气度对有害成分释放量的影响程度增大;⑤滤嘴通风度与CO,NH3,HCN,巴豆醛,苯酚和BaP有显著的负相关关系,其影响大小依次为HCN>CO>巴豆醛>NH3>苯酚>BaP。辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分有一定的影响。     

卷烟烟气有害成分联合作用的细胞毒性

为评价卷烟烟气有害成分的细胞毒性及其联合作用,以人支气管上皮细胞(BEASe-2B细胞)为靶细胞,分别用卷烟烟气中5种有害成分4-甲基亚硝基-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、氨、苯并[a]芘、苯酚和巴豆醛单独及两两联合染毒,用MTT法测定染毒24 h后的细胞存活率,计算细胞的平均半数致死剂量(LC50),用效应图解法对联合作用进行评价.结果显示:①NNK、氨、苯并[a]芘、苯酚和巴豆醛的LC50分别为87.2、395.5、5.4、61.9和6.9 mg/L;②NNK与氨、NNK与苯并[a]芘、NNK与苯酚、NNK与巴豆醛、氨与苯并[a]芘、氨与苯酚、氨与巴豆醛、苯并[a]芘与苯酚、苯并[a]芘与巴豆醛、苯酚与巴豆醛的LC50分别为46.2、10.9、14.1、30.4、76.4、86.1、39.0、6.1、1.1和22.1 mg/L;③(NNK与氨、NNK与苯并[a]芘、NNK与苯酚、苯并[a]芘与苯酚、苯并[a]芘与巴豆醛、氨与巴豆醛存在明显的协同作用,而NNK与巴豆醛、苯并[a]芘与氨、苯酚与氨、苯酚与巴豆醛之间无协同作用.因此,卷烟烟气有害成分的细胞毒性存在明显差异,其联合作用的细胞毒性效应各不相同.     

气流烘丝参数对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响

研究了气流烘丝参数(不同物料入口含水率和蒸汽施加量)对卷烟主流烟气7种有害成分(巴豆醛、苯酚、氢氰酸、苯并[a]芘、CO、氨和NNK)释放量的影响,利用DPS和MATLAB软件计算7种有害成分最低释放量和最低烟气危害性指数值(H值)的烘丝工艺参数,并进行了工厂验证试验。结果表明:按照苯并芘释放量优化的参数(物料入口含水率22%,蒸汽施加量325 kg/h)和H值优化参数(物料入口含水率22%,蒸汽施加量186 kg/h)进行烘丝,烘丝后样品卷烟主流烟气中的氢氰酸、CO、氨和NNK释放量以及H值的降幅均超过10%。     

卷烟烟气的毒理学指标与其重要有害成分之间的相关性

对22个牌号卷烟烟气的5项毒理学指标(MR值、SCE率、微核率、细胞死亡率和被动吸烟小鼠死亡率)和5项化学指标(焦油、烟碱、CO、TSNA和BaP)进行了相关分析和多元线性回归分析。结果表明:卷烟烟气生物效应与烟气中重要有害化学成分之间存在一定的相关性,其中TSNA是影响MR值、SCE率和细胞死亡率最重要的因素(P<0.01),而微核率和被动吸烟小鼠急性死亡率与焦油、烟碱、CO、TSNA、BaP均无相关性(P>0.05)。因此,大幅度降低卷烟烟气中的TSNA将有可能大大减少吸烟对健康的危害。     

卷烟纸降低卷烟烟气有害成分的研究进展

论述卷烟纸在降低烟气有害成分方面的积极作用,并从巷烟纸透气度、填料、添加剂等方面介绍目前国内外的研究现状及技术进展。     

卷烟降焦减害技术研究进展

回顾了近年来国内外卷烟降焦减害技术的科研动态与科研新成果,重点介绍了生物材料、纳米材料、分子筛、低温催化剂以及低危害烟叶调制技术、低侧流烟气技术等在卷烟降焦减害方面的应用研究进展。介绍了新型特殊功能滤嘴、新型滤嘴材料和多种滤嘴及卷烟添加剂在卷烟降焦减害上的应用现状,同时,还简要介绍了近期开发出的可有效降焦减害的几种烟草加工工艺与烟草处理技术。     

卷烟纸特性对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响

为掌握卷烟纸特性对卷烟主流烟气7种有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,苯并[a]芘,苯酚,巴豆醛)释放量的影响,采用不同特性的卷烟纸卷制卷烟,通过相关的标准方法测定其主流烟气中7种有害成分的含量.结果发现:卷烟纸助燃剂含量变化对卷烟主流7种有害成分释放量的影响最大;卷烟纸透气度、定量和助燃剂类型的影响次之;亚麻配比对卷烟主流烟气7种有害成分释放量也有一定影响.     

接装纸对卷烟烟气焦油及7种有害成分的影响

为了降低吸烟的危害性,考察了三种不同接装纸(静电打孔、激光打孔和自然透气接装纸)对卷烟主流烟气中焦油、7种有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛)及危害性指数的影响。结果表明:①在相同焦油水平时,自然透气接装纸卷烟具有较低的滤嘴通风率;②在相同滤嘴通风率下,相对静电打孔、激光打孔接装纸卷烟,自然透气接装纸卷烟具有较低的焦油、CO、HCN、NNK、B[a]P和巴豆醛释放量,以及CO/焦油比值;③在相同滤嘴通风率下,三种接装纸卷烟烟气中苯酚和NH3的释放量差别不明显;④在相同滤嘴通风率下,自然透气接装纸卷烟的危害性指数较低。自然透气接装纸具有较好的降焦减害性能,可用于低危害卷烟的开发。