脯氨酸对卷烟烟气成分的影响

为明确脯氨酸对卷烟主流烟气成分的贡献,分别以15N标记和非标记脯氨酸进行烟丝添加,采用GC/MS法检测卷烟主流烟气气相和粒相成分,研究了脯氨酸对卷烟烟气成分的定性关系和量效关系。结果表明:(1)烟丝中脯氨酸参与了烟气中吡咯、1-甲基吡咯、2-吡咯烷酮、2-乙酰基吡咯、吡嗪和(1-吡咯烷基)乙腈的生成。(2)烟丝中脯氨酸对烟气中(1-吡咯烷基)乙腈的贡献率达65%;对吡咯、2-乙酰基吡咯的贡献率分别为36%和12%;对1-甲基吡咯、吡嗪和2-吡咯烷酮的贡献率相对较小,均小于10%。     

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。      

卷烟烟气中8种羰基化合物对口腔的刺激作用

为了定性定量分析卷烟烟气对口腔的刺激作用,设计了一套模拟口腔装置,以卷烟烟气中8种羰基化合物(甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮和丁醛)为研究对象,通过改变卷烟烟支的平衡条件调控烟丝含水率,并结合卷烟的类型,分析了烟气中8种羰基化合物与模拟口腔舌部和上腭刺激的相关性。结果表明:①烟气中8种羰基化合物在模拟口腔上腭和舌部的分布相当;②随着烟丝含水率的降低,主流烟气中8种羰基化合物含量增加,对口腔的刺激性增强;③在标准条件下,乙醛、丙酮、丙醛、巴豆醛、2–丁酮和丁醛的检出量与口腔刺激性呈显著相关,相关系数均高于0.81。     

细支与常规卷烟主流烟气常规指标及中性致香成分对比分析

为了解细支卷烟主流烟气成分的释放特征,以叶组相同的细支和常规卷烟为研究对象,从单支卷烟和单位焦油的角度考察了两种规格卷烟常规烟气指标及粒相物中中性致香成分的差异。结果表明:(1)对于单支卷烟烟气成分释放量而言,细支卷烟TPM、烟碱、焦油、CO、水分、单口烟碱、单口焦油以及各中性致香成分的分析结果均低于常规卷烟。(2)以单位焦油计,细支卷烟大多数中性致香成分的释放量与常规卷烟基本一致。细支卷烟2(5H)-呋喃酮、3-甲基-2(5H)-呋喃酮、苯乙酮、愈创木酚、5-乙酰氧基甲基-2-糠醛、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚和亚油酸甲酯的单位焦油释放量显著高于常规卷烟。细支卷烟1-戊烯-3-酮、丙酮酸甲酯、2-甲基-2-环戊烯-1-酮、柠檬烯和2,3-二甲基-2-环戊烯-1-酮的单位焦油释放量显著低于常规卷烟。(3)细支与常规卷烟多种物理指标(烟支圆周、烟丝质量、滤嘴通风率、吸阻等)和热解反应的不同协同导致了卷烟常规烟气指标及中性致香成分分析结果的差异。     

滤嘴通风对卷烟主流烟气主要氮杂环类碱性香味成分释放量的影响

为明确滤嘴通风对卷烟主流烟气主要含氮杂环类碱性香味成分释放量的影响规律及合理调节烟气平衡,采用GC-MS法分析了不同滤嘴通风度卷烟烟气氮杂环类碱性香味成分(简称碱性香味成分)的释放量。结果表明:①卷烟烟气碱性香味成分主要为吡啶类和吲哚类,两者约占烟气总释放量的90%,其中吡啶类主要为2,3'-联吡啶、吡啶、3-乙烯基吡啶和3-甲基吡啶,吲哚类主要为2-甲基吲哚;②随卷烟滤嘴通风度的增加,烟气中16种主要碱性香味成分释放量及碱性香味成分释放总量呈逐渐降低的趋势,但降低程度差异较大;③随卷烟滤嘴通风度的增加,16种主要碱性香味成分的释放量对烟气碱性香味成分释放总量的贡献差异较大,2,3'-联吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶和2,6-二甲基吡嗪等成分占烟气碱性香味成分释放总量的比例呈升高趋势(正贡献),吡啶、3-乙烯基吡啶、2-甲基吡啶、喹啉和异喹啉等成分是负贡献,2-乙酰基吡咯、2-甲基吲哚和2,4-二甲基吡啶等组分几乎无变化。     

烟气中氰化氢主要前体成分研究

为确定烟气中氰化氢的主要来源,采用卷烟模拟燃吸装置研究了卷烟烟气中氰化氢的前体成分,明确了前体成分与氰化氢释放量的量效关系。结果表明:烟气中氰化氢的主要前体成分为蛋白质、脯氨酸和天冬酰胺,它们对烟气中氰化氢的贡献率分别为85.13%、3.55%和1.59%;烟气中氰化氢与前体成分具有线性关系,且氰化氢释放量随着前体成分含量的增加而增加。      

离子分子反应质谱法研究滤嘴中活性炭添加量对卷烟主流烟气有害成分的影响

为考察卷烟滤嘴中活性炭添加量对主流烟气中有害成分释放量的影响,按照0、1、2、3、4 mg/mm用量将活性炭添加于卷烟样品的滤嘴中,并通过离子分子反应质谱与RM20H转盘型吸烟机的联用,对主流烟气气相物中氮氧化合物、烯烃、苯系物和醛酮类等有害成分的释放量进行了在线、逐口检测。结果表明:1卷烟滤嘴中活性炭添加量为3或4 mg/mm时,主流烟气中4类有害成分的总释放量可降低8%~62%;2异戊二烯、1,3-丁二烯、苯等化合物具有点火效应,随着抽吸口序的增加其释放量总体上先降低后缓慢升高;3非打孔滤嘴卷烟样品在活性炭添加量为3 mg/mm时效果较好,4类有害成分的总释放量降低了21%~61%;打孔滤嘴卷烟样品在活性炭添加量为4 mg/mm时,烟气中目标物的逐口释放量较低,其中甲苯和醛酮类化合物的总释放量降低了约34%~62%。     

应用后合成法制备的胺基功能化材料降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物研究

采用后合成方法将胺基嫁接到载体上制备降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物的材料,通过考察载体、胺基试剂和胺基试剂的用量对降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物性能的影响,确定了后合成材料的较佳条件,即以三氧化二铝为载体,以3-胺基丙基三乙氧基硅烷(APTES)为胺基化试剂,两者的比例是:1 g三氧化二铝:5 mmol APTES.卷烟应用试验结果表明,应用该材料制备的二元复合滤棒卷制试验卷烟,与对照卷烟相比,试验卷烟的炯碱和焦油释放量基本不变,甲醛释放最降低55.2%、乙醛释放量降低25.0%、丙醛释放量降低20.7%、巴豆醛释放量降低17.8%.评吸结果表明,两种卷烟总体风格特点和感官质量基本一致.     

卷烟主流烟气烟熏香成分的感官导向分析

以感官导向分析方法研究了卷烟主流烟气总粒相物中的烟熏香成分。利用凝胶渗透色谱(GPC)分离卷烟主流烟气粒相物,评价了各分离流份的香气特征,并定位烟熏香特征流份;通过GC/MS法定性分析结合标准物质香气特征评价,鉴定出26种烟熏香成分;建立了主流烟气粒相物中26种烟熏香成分的GC/MS定量分析方法,测定了其在9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(3-AFC)测定了26种烟熏香成分在乙醇和三乙酸甘油酯中的嗅觉阈值,结合其在卷烟烟气粒相物中的质量分数,计算了9个品牌卷烟烟气粒相物中各烟熏香成分的香气活性值(OAV),推测了26种烟熏香成分的贡献度。结果表明:1在所考察卷烟的主流烟气中,释放量较大的烟熏香成分均为苯酚、对甲酚、4-乙烯基愈创木酚、邻甲酚、2,4-二甲基苯酚和2-(4-羟基苯基)乙醇。2愈创木酚、对甲酚和5-甲基愈创木酚对卷烟烟熏香韵的贡献最大。     

利用顶空-GC/MS法对比新型卷烟和传统卷烟的挥发性成分

利用顶空-气相色谱/质谱法分析了不同温度下典型电加热新型卷烟烟草材料和传统卷烟烟丝的挥发性成分。结果表明:1新型卷烟烟草材料和传统卷烟在不同温度段检测到的挥发性成分的数量不同;在200℃检测到的烟气挥发性成分最多,分别为67和82种。2检测到的挥发性成分主要为甲酸、乙酸、羟基丙酮、丙二醇、吡啶、糠醛、3-甲基戊酸、2,5-二甲基吡嗪、2(5H)-呋喃酮、甘油、烟碱等。其中新型卷烟烟气中甘油、丙二醇的释放量远远高于传统卷烟,传统卷烟烟气中挥发性吡嗪和呋喃酮类的释放量相对较高。3新型卷烟烟草材料典型挥发性成分的释放量随温度的升高先增大后减小,部分成分的释放量在120℃达到最大,部分成分在150℃达到最大。      

卷烟主流烟气中挥发性醛酮的LC-MS/MS分析

采用2,4-二硝基苯肼衍生-LC-MS/MS法测定了32种卷烟样品主流烟气中的甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、丙醛、巴豆醛、甲基丙烯醛、2-丁酮、丁醛、苯甲醛、戊醛、己醛.结果表明:①方法的检测限为0.1～0.5 ng/mL,回收率在91.6%～100.3%之间,相对标准偏差为3.28%～7.86%;②卷烟样品主流烟气的挥发性醛酮成分中主要为乙醛和丙酮,苯甲醛、已醛含量较小;③与进口烟相比,国产烤烟型卷烟主流烟气中的挥发性醛酮含量相对较高,混合型卷烟的相对较低;④不管是烤烟型还是混合型,焦油量高的卷烟主流烟气中的挥发性醛酮含量均相对较高.     

HS-SPME-GC/MS法测定主流烟气中8种香味成分的逐口释放量

建立了测定卷烟主流烟气粒相物中香味成分的顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱(HS-SPME-GC/MS)方法,并采用该方法定量测定了卷烟主流烟气中8种香味成分(吡啶、吡咯、糠醛、5-甲基糠醛、3-甲基吡啶、D-柠檬烯、2,3,5,6-四甲基吡嗪和β-大马酮)的逐口释放量。结果表明:1选用85μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(CAR/PDMS)的固相微萃取头、萃取温度及时间为60℃和60 min、解吸温度及时间为250℃和8 min时,固相微萃取的效率最高;2在优化条件下,8种香味成分标样的工作曲线线性相关系数、相对标准偏差及加标回收率分别为0.969 8~0.999 5、3.8%~9.0%和78%~105%;3在卷烟燃吸过程中香味成分与烟碱的主流烟气递送规律存在明显的区别。随着抽吸口序的增加,主流烟气中总粒相物和烟碱释放量呈上升趋势,而8种香味成分的逐口主流烟气释放量比较平稳。     

应用后合成法制备的胺基功能化材料降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物研究

采用后合成方法将胺基嫁接到载体上制备降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物的材料,通过考察载体、胺基试剂和胺基试剂的用量对降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物性能的影响,确定了后合成材料的较佳条件,即以三氧化二铝为载体,以3-胺基丙基三乙氧基硅烷（APTES）为胺基化试剂,两者的比例是:1 g三氧化二铝:5 mmol APTES。卷烟应用试验结果表明,应用该材料制备的二元复合滤棒卷制试验卷烟,与对照卷烟相比,试验卷烟的烟碱和焦油释放量基本不变,甲醛释放量降低55.2％、乙醛释放量降低25.0％、丙醛释放量降低20.7％、巴豆醛释放量降低17.8％,评吸结果表明,两种卷烟总体风格特点和感官质量基本一致。      

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。     

卷烟烟气内源性酸香成分的加香贡献度

研究了15种卷烟烟气内源性酸香成分的主流烟气粒相转移率和嗅觉阈值,进而定义各成分转移率与嗅觉阈值的比值为"加香贡献度",以表征各成分加香后对卷烟烟气感官特征的贡献差异。结果表明:①乙酸的转移率(36.61%)最高,其他14种成分的转移率介于9.67%～17.15%之间;②异戊酸的加香贡献度最高(169.76),3-甲基戊酸、戊酸、丁酸的加香贡献度在14.25～52.13之间,乙酸、2-甲基丁酸、2-甲基戊酸、己酸、3-苯基丙酸的加香贡献度在1.59～4.55之间,其余酸香成分的加香贡献度1.00。③加香贡献度兼顾主流烟气转移率和嗅觉阈值,能够更加全面和真实地反映不同加香成分对卷烟烟气感官特征影响能力的差异,对卷烟调香具有参考价值。     

高效液相色谱法测定卷烟燃烧生成的羰基化合物的分布

选择2,4-二硝基苯肼作为衍生化试剂,采用高效液相色谱(HPLC)法研究了7个卷烟燃烧后生成的8种羰基化合物的含量及在主流烟气、侧流烟气气相物、侧流烟气粒相物和滤嘴中的分布情况。结果表明:18种羰基化合物的总量为3 971.6~5 375.4μg/支,含量分布规律为侧流气相主流烟气侧流粒相滤嘴,主流烟气中羰基化合物以乙醛含量最高,丙酮次之;2随着焦油量的变化,主流烟气中羰基化合物的含量差别较大,而羰基化合物总量的差异不明显;一定程度上,主流烟气和滤嘴中的羰基化合物含量分别与焦油量成正比;3通过测定滤嘴中羰基化合物的含量,表明对于巴豆醛和甲醛的截留率相对较高,对于乙醛、丙酮和丙醛的截留率相对较低;滤嘴对于卷烟中的低级羰基类化合物的过滤效果并不明显。     

主流烟气中氨与部分羰基化合物的偏相关分析及应用

为提高离子色谱(IC)法测定卷烟主流烟气中氨的待测液的稳定性,分析了57种卷烟主流烟气中氨与部分挥发性羰基化合物(甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛和2-丁酮)的偏相关性;根据偏相关分析结果,以甲醛-HCl混合溶液(甲醛质量分数为15%,HCl物质的量浓度为100 mmol/L)作为萃取液对现行的检测方法(YC/T 377—2010)进行了改进,并考察了5种卷烟样品氨待测液的稳定性。结果表明:1主流烟气中的氨与甲醛呈极显著负相关,且二者在氨的待测溶液中会协同升高;2改进现有IC方法的萃取液后,5种卷烟样品的氨待测液经过24 h仍然比较稳定;3方法改进后,检出限为0.30μg/支,加标回收率为97.05%~102.40%,日间相对标准偏差(RSD)为1.28%。该方法较好地解决了待测液氨检测结果随时间不断升高的问题,适用于分析卷烟主流烟气中氨的释放量。     

苹果酸钾选择性降低卷烟有害成分含量的研究

为研究苹果酸钾对卷烟烟气中CO及其它有害成分的降低作用,采用湿法添加0．1-0．5％苹果酸钾到烟丝中,并卷制成烟,研究了苹果酸钾不同添加量对卷烟主流烟气有害成分及感官质量的影响。结果显示：卷烟中添加合适量的苹果酸钾,烟气中CO和苯酚含量可明显下降,而主流烟气中焦油和烟碱含量变化不大;添加量为0．1-002％时可以提升卷烟感官质量,添加量达到0．5％时会影响卷烟感官质量。     

琥珀酸对卷烟压香影响的研究

采用裂解—气相色谱/质谱技术,研究不同比例的琥珀酸对卷烟裂解形成的挥发性化合物的影响规律,以揭示琥珀酸对卷烟压香的影响机理。研究表明:1随着琥珀酸含量的提高,裂解所形成的游离的尼古丁含量逐渐减少,而单质子化和双质子化尼古丁含量越来越高;2在卷烟中添加1%,2%,3%琥珀酸,卷烟烟粉裂解所形成的挥发性化合物总量下降了约23%,小分子醛类、酮类以及呋喃类物质的释放量下降26%~30%,烯烃类物质的释放量下降23%~26%;3碳水化合物裂解或美拉德反应所形成的主要挥发性化合物总量减少30%左右,尤其对DDMP和5-羟甲基糠醛的释放量影响非常显著,当琥珀酸添加量为3%时,DDMP和5-羟甲基糠醛分别减少了84.1%和75.6%;4在卷烟中添加1%,2%,3%琥珀酸,卷烟裂解所形成的总酚物质下降量分别为29.5%,37.0%,37.3%,而裂解所形成的关键致香物质的量下降了31.4%,36.8%,36.8%。根据琥珀酸对卷烟裂解所形成化合物的影响规律,对琥珀酸对卷烟压香机理进行了推测。     

烟丝含水率对主流烟气CO等7种有害成分释放量的影响

为考察烟丝含水率对主流烟气CO等7种有害成分释放量的影响,采用3种饱和盐溶液制备了不同烟丝含水率的卷烟,分别收集3组卷烟的烟气总粒相物、测定主流烟气中CO等7种有害成分的释放量,并对卷烟的物理参数和固相燃烧温度进行了检测。结果表明:①烟丝含水率对7种有害成分的释放量影响不尽相同,随着烟丝含水率的升高,卷烟主流烟气中氨(NH3)、4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯酚的释放量呈降低趋势,CO,苯并[a]芘(B[a]P)释放量呈升高趋势,氢氰酸(HCN)及巴豆醛的变化不明显;②烟丝含水率对卷烟的固相燃烧温度没有显著影响,但影响卷烟的燃烧速率(燃烧过程),进而影响了烟气成分的形成、转移和释放。