亚临界萃取降低烟叶焦油及有害成分研究

为探索降焦减害的新途径,从源头上降低卷烟中焦油及有害成分,将亚临界萃取技术引入烟叶的处理过程,对萃取条件进行优化,对用处理后烟丝制成的卷烟中主流烟气的有害成分、焦油、烟碱等释放量进行分析,同时考查处理后烟丝化学成分、加工性能及感官质量的变化情况,结果表明:用二甲醚作萃取溶剂,微波破壁处理然后萃取2次,每次30 min为最优的萃取方式;主流烟气中焦油、烟碱有明显降低,降低比例分别为33.4%和62.2%;处理后烟丝的加工性能无明显变化;7种有害成分中苯酚,HCN,NH3,CO和B[a]P这5种成分的释放量降低明显,有害指数降低了3.87;感官评吸的柔细度、余味、刺激性均好于对照样,呈现柔、细、甜的特点.这表明,亚临界萃取技术在降低烟叶的焦油和有害成分释放量方面具有重要的应用价值.     

亚临界萃取技术在卷烟减害降焦中的应用研究

采用亚临界萃取技术处理卷烟烟丝,考察处理后烟丝加工性能、化学成分、挥发性有机物、农药残留、烟气常规指标及感官质量的变化情况。结果表明:亚临界萃取处理后的烟丝耐加工性略微变差,但不影响其可用性;萃取过程无溶剂残留;在对照样中检出的三种农残,二甲醚处理的样品中均未检出,丁烷处理样三种农残的去除率分别为50.0%、43.8% 和70.0%;二甲醚和丁烷处理样制成卷烟后主流烟气中焦油的释放量分别降低了12.7% 和8.5%,水分、CO 和烟气烟碱量也有不同程度降低;感官评吸显示柔细程度、余味、刺激性均好于对照;二甲醚处理样卷烟烟气中除NNK 和巴豆醛的释放量基本不变外,苯酚、HCN、氨、CO 及苯并[a] 芘的释放量分别下降了19.7%、18.8%、33.3%、19.5% 和 25.2%,卷烟危害指数由13.5 降至10.9。说明亚临界萃取技术适用于卷烟的减害降焦。      

采用蒸汽爆破处理技术降低卷烟主流烟气中氨释放量的研究

为降低卷烟主流烟气中氨释放量,采用蒸汽爆破技术对会理地区红大B2F等级烟丝进行处理。考察了在不同压力条件下,蒸汽爆破对烟丝常规化学成分以及主流烟气中氨释放量和感官品质影响。结果表明蒸汽爆破处理可使烟丝主流烟气中氨释放量明显降低,最大降幅为20.54%;当蒸汽爆破压力为0.4 MPa时,在降低烟丝主流烟气中氨释放量之外,卷烟感官品质也得到一定改善。     

胆碱-赖氨酸离子液体选择性降低卷烟烟气中的氰化氢和巴豆醛

为选择性降低卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)和巴豆醛的释放量,采用滤嘴减害添加剂模拟测试装置对20种天然氨基酸进行了筛选,优选赖氨酸制备了气相二氧化硅固载的胆碱-赖氨酸离子液体([Ch][Lys]/SiO_2)颗粒材料(0.30~0.20 mm,60~80目),对材料进行了结构表征和减害性能模拟评价,并通过二元复合滤棒形式进行了卷烟应用效果考察和感官质量评价。减害性能测试结果显示:赖氨酸对降低HCN和巴豆醛有显著效果(P0.01);[Ch][Lys]/SiO_2的作用效果优于赖氨酸,可使对照卷烟烟气中HCN和巴豆醛的释放量分别降低83%和29%,降幅与添加量(0~0.3 mmol/支)线性正相关。卷烟应用效果表明:二元复合滤棒中[Ch][Lys]/SiO_2的添加量为0.08 mmol/支时,试验卷烟烟气中HCN和巴豆醛释放量较对照卷烟分别降低28%和10%;烟气常规成分及氨、NNK、B[a]P、苯酚等其他代表性有害成分的释放量变化较小;卷烟风格基本一致,感官质量无显著差异(P0.05)。     

海藻酸盐纤维中线选择性降低烟气有害成分释放量

为选择性降低卷烟烟气有害成分释放量,将自制海藻酸盐纤维制备成三维编织线,利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪(TG)对其进行表征;并通过中线滤嘴形式进行了减害效果评价。结果表明:①金属离子能有效结合到海藻酸盐纤维中;纤维之间、纱线之间有较多的孔隙,有利于烟气扩散;②与对照卷烟相比,实验卷烟主流烟气中HCN、氨和苯酚的释放量分别降低17.4%、16.3%和12.7%,卷烟危害性指数降低0.6,烟气常规成分及其他有害成分释放量的变化不大;③放置6个月内,海藻酸盐功能纤维材料对烟气HCN、氨和苯酚的吸附效果基本保持不变。     

卷烟规格对主流烟气6种有害成分释放量的影响

为探索卷烟规格对卷烟主流烟气6种有害成分(苯酚、巴豆醛、HCN、苯并[a]芘、氨、NNK)释放量的影响,选取烟支圆周、烟支长度和烟丝宽度作为影响因素,对120个卷烟样品主流烟气6种有害成分释放量进行了多因素方差分析。结果表明:①烟支圆周对6种烟气有害成分释放量的影响最大,烟支长度次之;而烟丝宽度除了对HCN的释放量有影响外,对其他成分的释放量影响不大。②在烟支圆周17.0～24.2 mm范围内,6种烟气有害成分释放量与烟支圆周均正相关;在24.2～27.0 mm范围内,巴豆醛和HCN的释放量与烟支圆周负相关,氨的释放量几乎不变,其余3种有害成分释放量与烟支圆周正相关。③6种烟气有害成分释放量与烟支长度均正相关。④除HCN的释放量与烟丝宽度负相关外,其余5种有害成分的释放量与烟丝宽度无关。     

功能性氨基酸离子液体的制备及卷烟应用评价

为开发可同时降低烟气中氰化氢(HCN)和巴豆醛释放量的卷烟减害功能材料,制备了20种四丁基铵-氨基酸离子液体(TBAILs),对其进行了结构表征及减害性能评价;并以涂布纸-醋纤二元复合滤棒形式开展了卷烟应用实验,考察了对HCN和巴豆醛的降低性能及其稳定性。结果表明:①红外光谱、核磁共振谱表征证明合成产物为TBAILs,热重分析显示TBAILs在150℃下具有较好的热稳定性。②卷烟减害性能模拟评价结果表明,制备的20种TBAILs对HCN释放量的降低率均高于80%,其中13种对巴豆醛释放量降低率60%。③将制备的四丁基铵-苏氨酸离子液体([N_(4444)][Thr])应用于卷烟,与对照样品相比,在10 mg/支添加量下主流烟气中HCN和巴豆醛分别降低50.8%和27.7%,卷烟感官质量变化较小。卷烟样品放置3月后离子液体减害性能保持稳定。     

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。     

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).     

纤维素纸沟槽滤嘴选择性降低卷烟烟气中有害成分

为选择性降低卷烟烟气中的有害成分,以纤维素纸为载体涂布功能材料OPTI(含氨基聚合物),制备OPTI纤维素纸功能滤嘴,考察其对卷烟烟气焦油和有害成分释放量的影响,并进行了卷烟烟气体外毒理学检测。结果表明:(1)功能滤嘴能够高效选择性降低卷烟烟气中有害成分巴豆醛和氰化氢(HCN)的释放量,材料OPTI上墨量为(13.0±0.5)g/m~2时,焦油增加0.3%,巴豆醛降低35.8%,HCN降低57.2%;随着纤维素纸上材料OPTI上墨量的增加,烟气中巴豆醛和HCN的释放量降低;滤嘴具有良好的减害稳定性,存放10周后仍对烟气有害成分有高效降低作用。(2)与对照卷烟相比,对于纤维素纸上涂布OPTI材料的试验卷烟,细胞存活率略有提高,细菌致突变性和诱发微核率无明显差异。(3)将材料PEG6(聚乙二醇600)与OPTI复配后制备滤嘴,卷烟烟气焦油降低3.1%,苯酚、巴豆醛和HCN分别降低23.7%、24.6%和46.3%,烟气危害性评价指数下降0.91,而卷烟内在抽吸品质未受到明显影响。PEG6与OPTI复配材料是一种比较理想的减害纤维素纸涂料。     

金属掺杂多孔氧化物选择性降低卷烟烟气HCN和苯酚研究

为选择性降低卷烟烟气中HCN和苯酚释放,制备了一种金属掺杂的多孔氧化物复合材料。利用比表面分析和孔径分析、X-射线衍射（XRD）、高分倍扫描电镜（HRTEM）对材料进行了表征,优化了材料的制备方法,并将材料添加到卷烟滤嘴中评价其减害降焦的效果。实验结果表明:（1）材料具有均匀的孔结构,孔径分布较窄（2-5nm）,负载的金属元素均匀分散在基体中;（2）材料对主流烟气中HCN和苯酚的选择性降低率均可达22%以上,而对于烟气常规成分以及感官质量影响较小。      

The effect of modified starches on the adsorption of cigarette mainstream smoke composition

In this work modified starches such as porous starch (PS) and cross‐linked phosphorylated porous starch (PPS) were used as tobacco filter to investigate their adsorption efficiency on the tar, ammonia (NH₃), hydrocyanic acid (HCN), crotonaldehyde, and total particulate matter (TPM) in mainstream cigarette smoke. The pore properties and structural stability of the modified starches have been evaluated and the adsorption relationship between the modified starches and the main toxicants in tobacco smoke has also been established. Analytes of mainstream smoke from experimental cigarettes show reductions in yields of some measured constituents in mainstream cigarette smoke, such as tar, HCN, NH₃, crotonaldehyde, and TPM. The largest reductions are for NH₃ levels, up to 35.93% in one case, observed from the tobacco filter containing PPS. The largest reductions in mainstream yields of HCN (13.04%) and crotonaldehyde (31.06%) smoke toxicants were also observed. These results indicate that reducing exposure to some smoke toxicants is possible using the modified starches such as PS and PPS as tobacco filter.     

鞣酸添加剂对降低卷烟焦油致突变性的研究

研究结果表明,在烟丝中加入不同浓度的鞣酸添加剂,能降低卷烟焦油含量和焦油的致突变性。鞣酸添加量为烟丝的4%较理想,卷烟焦油含量下降19%,焦油回复突变菌落数下降21.9%;这一添加量既能降低焦油的致突变性,又对原烟的香吃味无影响。8%的添加量效果最明显,焦油含量下降28.8%,焦油回复突变菌落数下降42.7%,但这一添加量对原烟的香吃味略有影响.     

“三丝”掺兑量对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响

为考察膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶(简称“三丝”)掺兑量对主流烟气有害成分释放量的影响规律,在控制烟支硬度一致的条件下,制备了15种不同“三丝”掺兑量的卷烟,对其烟丝重量、吸阻、抽吸口数及主流烟气中焦油、烟碱、CO、氢氰酸、NNK、氨、BaP、苯酚、巴豆醛的释放量进行了测定,并建立了“三丝”掺兑量与上述有害成分释放量的回归方程.结果表明:①膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶掺兑量增加10％,烟丝重量分别减少约1.8％,31％和1.3％,卷烟抽吸口数均减少约0.4口;膨胀梗丝或膨胀烟丝掺兑量增加10％,卷烟吸阻均增加约3.0％;②随着膨胀梗丝掺兑量增加,CO和巴豆醛释放量增加,其它7项有害成分释放量降低;随着膨胀烟丝掺兑量增加,巴豆醛释放量增加,焦油、烟碱、CO、BaP、氨和苯酚释放量降低;随着再造烟叶掺兑量增加,巴豆醛释放量增加,焦油、烟碱、氢氰酸、BaP、氨和苯酚释放量降低;③通过增加膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶掺兑量,可以选择性降低卷烟主流烟气中的BaP、氨和苯酚.     

烟叶碎片在卷烟降耗降焦工艺中的应用研究

研究了在混合烟丝中加入不同比例的烟叶碎片对混合烟丝填充值、烟支单重、卷烟焦油产生量以及感官质量的影响。结果表明，在混合烟丝中掺入适当比例的烟叶碎片，既可提高其填充值、降低烟支单重、减少卷烟焦油量的产生，且对感官质量无太大影响，又可充分利用烟叶原料，为卷烟降耗、降焦工艺提供了一种新的参考方法。     

原位萃取法测定加热卷烟气溶胶中的水分和焦油

为准确测定加热卷烟气溶胶中的水分和焦油,设计并开发了吸烟机捕集器原位萃取仪,通过在加热卷烟抽吸后,直接进行金属捕集器内部原位萃取,建立原位萃取-气相色谱测定加热卷烟气溶胶中水分的分析方法.结果表明:①方法的回收率在95.4％～104.6％之间,RSD在3.72％～6.09％之间,检出限为0.16 mg/支.②与传统的振...     

形势与未来:烟草科技发展展望

综述中国烟草过去几十年、特别是近十年重要科研突破,总结中式卷烟产品在关键技术领域取得的重要创新成果,分析了我国烟草科技发展的现状与形势,在此基础上,遵循科技发展一般规律,围绕卷烟产品这一核心和中式卷烟产品开发基本原则,研判提炼各领域技术创新的共同要素特征,提出并阐释了"烟叶生产精准化,卷烟加工智能化,产品设计数字化,降焦减害持续化"的"烟草科技四化"发展趋势。结合中国烟草发展实际,得出今后相当长时间内中式卷烟仍将是我国烟草消费主流形态的判断,而实现"烟草科技四化"是支撑中式卷烟品牌稳定发展的必然选择,是进一步巩固卷烟民族品牌的认同度和市场竞争力的有力保障。      

降低烟支密度和提高滤嘴吸阻在降焦中的应用

为降低卷烟焦油量 ,对卷烟密度和丝束单丝线密度与卷烟焦油量的关系进行了研究。通过优化制丝线关键工序的工艺加工参数 ,提高过程加工精度 ,稳定提高了烟丝的填充能力和耐加工性 ;对卷烟机风力送丝系统及后身进行改进 ,稳定和降低风速 ,减少风送及卷制过程中烟丝的造碎 ,降低了烟支密度 ;采用低线密度的丝束卷制高吸阻滤棒 ,在保持卷烟吸阻相对稳定的前提下 ,增大滤嘴吸阻占卷烟吸阻的比例 ,同时研究了烟支密度和滤嘴吸阻的变化对卷烟焦油量的影响。结果表明 :烟支密度每降低 1mg/cm3 ,卷烟焦油量平均可降低约 0 .1mg/支 ;滤嘴吸阻占卷烟吸阻的比例每提高 1% ,焦油量平均降低 0 .3mg/支左右。综合运用上述 2种稳定和降低卷烟焦油量的措施 ,使“群英会”牌系列产品的焦油量平均值下降了 1.1mg/支 ,焦油量稳定在设计值± 1mg/支以内。     

烟用香精常规提取与热脱附处理比较

比较了热脱附、溶剂直接萃取、液-液萃取、同时蒸馏萃取(SDE)等提取方法对烟用香精中挥发性成分的提取差异。结果表明,这几种提取方法中液-液萃取与SDE提取效果最差,溶剂直接萃取次之,热脱附效果最好,得到的物质信息量最大,歧视效应最小。热脱附-气相色谱-质谱联用法用于烟用香精的分析,操作简单,精密度高,能在样品的提取过程中较好地避免溶剂提取的歧视效应。同时,热脱附的高温能更真实和全面地反映烟用香精在实际使用过程中致香成分的差异,为卷烟调香提供一定的参考。热脱附技术可以应用于烟用香精质量控制和烟用调香技术的研究。