卷煙主流煙氣有害成分釋放量對(duì)貯絲時(shí)間的響應(yīng)

高 珂，熊黨安

（1.北京市煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，北京100029；2.江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南京卷煙廠，江蘇南京210019）

卷煙生產(chǎn)主要包括制絲、卷接、包裝等步驟，其中制絲作為煙葉卷制前最后一道生產(chǎn)工序，對(duì)卷煙品質(zhì)有重要影響[1]。近年來(lái)，對(duì)制絲工序的研究多集中在改變工藝參數(shù)來(lái)探明其對(duì)卷煙主流煙氣成分的影響[2-7]，或其對(duì)煙葉化學(xué)成分、致香成分及感官質(zhì)量的影響[8-9]，以尋找合適途徑協(xié)調(diào)卷煙香吃味，降低危害性。這些參數(shù)主要包括梗絲摻配比例、松散回潮熱風(fēng)溫度、切絲寬度、真空回潮參數(shù)、HT工作蒸汽流量、烘絲熱風(fēng)溫度、排潮風(fēng)門開度、筒體轉(zhuǎn)速等。貯絲作為制絲工藝流程最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其工序效果直接影響著卷制時(shí)煙支質(zhì)量。目前對(duì)于貯絲工序的研究重點(diǎn)多放在煙葉的檢測(cè)，如簡(jiǎn)輝等[10]研究了貯葉時(shí)間對(duì)2個(gè)牌號(hào)卷煙煙絲部分化學(xué)成分、重要致香物質(zhì)及感官質(zhì)量的影響，魏杰等[11-12]研究了貯葉環(huán)境對(duì)煙絲化學(xué)成分的影響及潤(rùn)葉貯葉期間煙絲化學(xué)成分的動(dòng)態(tài)變化，但針對(duì)貯絲工序?qū)熤е髁鳠煔獬煞轴尫帕康挠绊憚t研究較少。

本研究通過設(shè)置不同貯絲時(shí)間，檢測(cè)卷煙主流煙氣常規(guī)成分及7項(xiàng)有害成分[13]的變化，以達(dá)到降低卷煙危害性、提升卷煙工藝質(zhì)量的目的。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料和儀器

以正常生產(chǎn)的焦油量8 mg的A牌號(hào)和焦油量10 mg的B牌號(hào)卷煙煙絲作為研究對(duì)象。主要儀器設(shè)備有：90T30C型貯絲柜（秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司）、SM450直線型吸煙機(jī)（配有CO測(cè)定儀）、劍橋?yàn)V片、AAS 305 D連續(xù)流動(dòng)分析儀（美國(guó)路易公司）、高效液相色譜儀、7890-5975 MSD氣質(zhì)聯(lián)用儀（美國(guó) Agilent）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在同一葉組配方煙絲摻配加香工段后，每隔10 min取樣10 kg，共取樣6次，混合均勻后平分為3等份，同時(shí)放入貯絲柜后開始計(jì)時(shí)，分別于4，24，48 h后取出，按照各自牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)及輔材進(jìn)行卷制。合格煙支在（22±1）℃、相對(duì)濕度60%±2%條件下平衡48 h后，進(jìn)行煙氣分析檢測(cè)。

1.2.2 檢測(cè)及計(jì)算方法 采用國(guó)標(biāo)及煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行卷煙煙氣中CO、總粒相物、NH3、焦油、HCN、煙堿、NNK、苯酚、B[a]P、巴豆醛的檢測(cè)，具體方法參照文獻(xiàn)[14-22]進(jìn)行。

根據(jù)文獻(xiàn)[13]，得煙氣危害性指數(shù)計(jì)算公式如下。

式中，H表示煙氣危害性指數(shù)；C表示各項(xiàng)有害成分煙氣實(shí)測(cè)值，R表示各項(xiàng)有害成分參考值。CO，HCN，NNK，NH3，B[a]P，苯酚和巴豆醛釋放量參考值分別取 14.20 mg/支、146.30 μg/支、5.50 ng/支、8.10μg/支、10.90ng/支、17.40μg/支和18.60μg/支[23]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

通過Microsoft Excel 2013，SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。采用單因子方差分析，分析方法為Duncan，顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯絲時(shí)間對(duì)卷煙煙氣常規(guī)成分的影響

對(duì)不同牌號(hào)不同貯絲時(shí)間主流煙氣常規(guī)成分進(jìn)行方差分析，如表1所示。從表1可以看出，隨貯絲時(shí)間延長(zhǎng)，A牌號(hào)總粒相物含量逐漸降低，B牌號(hào)先增后減，但差異皆不顯著；焦油含量中，A，B牌號(hào)皆呈先降后升趨勢(shì)，但差異不顯著；2個(gè)牌號(hào)在煙堿含量上變化不大，且差異不顯著。另外，A牌號(hào)總粒相物、焦油含量整體低于B牌號(hào)，煙堿含量二者差異不大。

表1 不同貯絲時(shí)間對(duì)主流煙氣常規(guī)成分的影響

2.2 貯絲時(shí)間對(duì)卷煙煙氣中7項(xiàng)有害成分釋放量的影響

對(duì)謝建平院士提出的7項(xiàng)有害成分[13]進(jìn)行了檢測(cè)分析，結(jié)果如表2所示。隨貯絲時(shí)間的延長(zhǎng)，A，B牌號(hào)煙氣中CO皆先增后減。NH3逐漸降低，但在A牌號(hào)中貯絲24，48 h，NH3含量均顯著低于貯絲4 h，在B牌號(hào)中NH3含量減少不顯著。苯酚釋放量在A，B牌號(hào)中規(guī)律相似，皆呈“V”形趨勢(shì)，但B牌號(hào)中在貯絲48 h苯酚釋放量顯著升高，而A牌號(hào)則不顯著。B[a]P釋放量以貯絲4 h最高，隨時(shí)間延長(zhǎng)，A牌號(hào)以貯絲48 h最低，B牌號(hào)則以貯絲24 h最低。分析NNK含量可看出，貯絲時(shí)間24 h后NNK含量降低，但在貯絲24 h前，2個(gè)牌號(hào)煙絲中NNK含量變化不一致，A牌號(hào)增加，B牌號(hào)降解。HCN隨時(shí)間變化亦呈“V”形規(guī)律變化，不過2個(gè)牌號(hào)變化皆不顯著。而巴豆醛含量在每個(gè)貯絲時(shí)間段皆顯著降低。

在7項(xiàng)有害成分中，NH3、巴豆醛釋放量隨貯絲時(shí)間增大而降低，CO、苯酚、HCN呈先升后降或先降后升趨勢(shì)，B[a]P，NNK變化不明顯。卷煙危害性指數(shù)表明，隨貯絲時(shí)間增加，卷煙煙氣中危害性逐漸降低，A牌號(hào)每個(gè)時(shí)間段在5%水平上降低顯著，B牌號(hào)在貯絲4～24 h降低顯著，但24～48 h降低程度未達(dá)5%顯著水平。

2.3 主流煙氣與7項(xiàng)有害成分相關(guān)性分析

對(duì)2個(gè)牌號(hào)卷煙煙氣成分進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表3，4所示。由表3可知，A牌號(hào)中，總粒相物與焦油相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.85，達(dá)到極顯著水平。總粒相物、焦油與煙堿含量呈正相關(guān)，但不顯著。焦油含量與NH3、苯酚、B[a]P和HCN有較高的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到 0.76，0.67，0.59，0.78，且焦油含量與NH3，HCN相關(guān)系數(shù)在1%水平顯著。值得注意的是，卷煙危害性指數(shù)與NH3，B[a]P，巴豆醛相關(guān)性較高，為0.75以上。

表3 A牌號(hào)卷煙主流煙氣成分相關(guān)性分析

表4 B牌號(hào)卷煙主流煙氣成分相關(guān)性分析

由表4可知，B牌號(hào)卷煙煙氣分析中，總粒相物與焦油含量的相關(guān)性仍舊很高，達(dá)到0.77，差異極顯著，二者與煙堿相關(guān)性在0.75以下。B牌號(hào)焦油含量與 CO，NH3，B[a]P，HCN相關(guān)性稍大，與 HCN相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平。另外，卷煙危害性指數(shù)與NH3、巴豆醛相關(guān)性較高，達(dá)到0.85，并達(dá)到極顯著水平。

3 結(jié)論與討論

在摻配加香工序后，煙絲在恒溫恒濕環(huán)境下貯存一定時(shí)間，不僅能夠平衡煙絲水分和溫度，還能夠充分吸收香精香料并進(jìn)一步醇化，使煙絲內(nèi)部化學(xué)成分更為協(xié)調(diào)。本次研究中，貯絲時(shí)間不同，2種牌號(hào)總粒相物、焦油、煙堿含量差異不大，表明貯絲時(shí)間對(duì)卷煙主流煙氣常規(guī)成分影響不大。隨著貯絲時(shí)間延長(zhǎng)，NH3、巴豆醛逐漸降解，其余5項(xiàng)有害成分在煙絲內(nèi)部同樣進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使得卷煙危害性逐漸降低。煙氣成分相關(guān)性分析表明，總粒相物與焦油含量較為相關(guān)，2個(gè)牌號(hào)中焦油含量與NH3，B[a]P，HCN皆有較強(qiáng)相關(guān)性，而卷煙危害性主要與NH3、巴豆醛相關(guān)?？梢钥闯觯瑹煔釴H3含量是連接焦油含量和卷煙危害性指數(shù)的紐帶，降低卷煙焦油含量時(shí)，NH3含量可能隨之降低，則卷煙危害性程度相應(yīng)降低。因此，減少NH3含量可為“降焦減害”提供一定思路。