烘絲工藝對卷煙煙絲中酚類物質(zhì)含量的影響

周躍飛　羅靖　林志平　林水艇

摘要：采用滾筒干燥和氣流干燥的烘絲加工模式，以中部煙葉為試驗(yàn)材料，利用高效液相色譜測定了煙絲中多酚化合物含量及其煙氣揮發(fā)酚的釋放量。結(jié)果表明：卷煙主流煙氣揮發(fā)酚釋放量與其煙絲多酚類化合物含量呈不同程度正相關(guān)關(guān)系；隨著烘絲工藝強(qiáng)度的上升，煙絲多酚類化合物發(fā)生降解導(dǎo)致含量下降，進(jìn)而導(dǎo)致主流煙氣揮發(fā)酚釋放量下降。

關(guān)鍵詞：烘絲工藝；卷煙；酚類物質(zhì)

中圖分類號：S572：TS452⁺3 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001—4942（2016）03—0036—03

煙草中含多種酚類化合物，目前已經(jīng)從煙氣與煙葉中鑒定出280多種。蕓香苷、莨菪亭和綠原酸是煙草中最重要的多酚類物質(zhì)，其含量水平制約著烤煙內(nèi)、外部質(zhì)量；多酚類物質(zhì)含量高，則相應(yīng)煙葉等級越高；此外，多酚類化合物屬于酸性物質(zhì)，在煙草燃燒進(jìn)入煙氣時能中和反應(yīng)一部分堿性物質(zhì)，從而讓卷煙煙氣的吃味更為醇和。煙氣中酚類化合物來自于煙草中多酚類化合物的裂解，吸人體內(nèi)后易至細(xì)胞原漿中的蛋白質(zhì)變性，從而使細(xì)胞失活，因此被認(rèn)為是煙氣有害成分之一，需進(jìn)行相應(yīng)的管制。

烘絲工藝是卷煙制絲生產(chǎn)的重要工序，煙草在烘絲過程中，內(nèi)外部溫濕度發(fā)生劇烈變化，且受到一定機(jī)械作用，表面物理特性、內(nèi)在化學(xué)成分（如多酚化合物）和燃燒性將發(fā)生改變，從而影響其煙氣成分（如揮發(fā)酚）釋放量。目前系統(tǒng)研究卷煙工藝與煙草多酚類化合物和煙氣揮發(fā)性酚類化合物相關(guān)性的報道較為少見。李滟芳等研究了真空回潮工序?qū)頍煻喾宇惢衔锏挠绊懀l(fā)現(xiàn)真空回潮工序后煙草多酚類物質(zhì)含量隨加工強(qiáng)度增大呈下降趨勢。魏玉玲等分析了烘絲工藝參數(shù)與烤煙多酚化合物含量的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)烘絲出口物料溫度是影響烤煙中多酚化合物含量的顯著因素?？苊麾暤认到y(tǒng)研究了氣流烘絲參數(shù)對卷煙主流煙氣苯酚釋放量的影響。但這些研究對象較為單一，忽略了多酚類化合物與煙氣揮發(fā)性酚類問的相關(guān)性。本文系統(tǒng)研究了烘絲工藝對煙草多酚類化合物與煙氣揮發(fā)性酚類化合物的影響規(guī)律，旨在為高香低害卷煙工藝設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化選擇提供有力支持。

1材料與方法

1.1試材和儀器

選擇同一中部部位單等級煙葉（C3F），分別按正常生產(chǎn)進(jìn)行松散回潮、切絲，在保證出口含水率等物理質(zhì)量滿足要求前提下，分別在滾筒干燥和氣流干燥設(shè)備性能范圍內(nèi)設(shè)定低、中和高三個不同加工強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)，采集不同烘絲工藝參數(shù)下生產(chǎn)的卷煙做為樣品煙，工藝參數(shù)如表1、2所示。

超高效液相色譜儀（Waters公司，美國），配備熒光檢測器和PDA二極管陣列檢測器；色譜柱（菲羅門，C18，100 mm×3.9 mm，5μm）；SM400吸煙機(jī)（Filtrona公司，英國）；超聲波振蕩器（EL-MA公司，德國）；電子天平（Mettler公司，瑞士）；恒溫恒濕箱（Binder公司，德國）；7種揮發(fā)酚（分析純，百靈威化學(xué)試劑公司）；醋酸、乙腈、甲醇、綠原酸、莨菪亭和蕓香苷（色譜純，百靈威化學(xué)試劑公司）；純水儀（Milli-Q，美國）。

1.2試驗(yàn)方法

按YC/T 31-1996的方法制備煙末樣品和測定含水率；按YC/T 202-2006的方法測定煙草及煙草制品的綠原酸、莨菪亭和蕓香苷；按YC/T 255-2008的方法測定卷煙主流煙氣中的苯酚。

2結(jié)果與分析

2.1烘23-藝對卷煙煙絲多酚類化合物的影響

結(jié)果（圖1）表明：同一處理強(qiáng)度下，3種多酚類化合物含量水平相當(dāng)。其原因可能是氣流干燥（HXD）模式屬于高溫快流速，而滾筒烘絲（GT）模式屬于低溫慢流速，因此煙絲所受的處理強(qiáng)度可能相當(dāng)。

在HXD和GT模式下，隨著烘絲工藝強(qiáng)度的上升，3種主要多酚類化合物均呈現(xiàn)下降的趨勢；其中綠原酸下降幅度較大，莨菪亭下降幅度較小。原因是隨時著烘絲工藝強(qiáng)度的上升，煙葉中多酚類物質(zhì)可能通過酶促棕色化反應(yīng)降解形成了棕色色素，從而導(dǎo)致含量降低。

2.2烘絲工藝對卷煙煙氣揮發(fā)酚的影響

結(jié)果（圖2）表明：同一處理強(qiáng)度下，HXD模式處理后的煙絲多酚類化合物釋放總量比GT模式高，其原因可能是HXD模式處理煙絲的燃燒性能優(yōu)于GT模式，煙絲多酚類化合物熱裂解更為完全。在HXD烘絲模式下，隨著烘絲工藝強(qiáng)度的上升，煙氣中苯酚、對苯二酚、鄰苯二酚、鄰甲酚呈現(xiàn)下降趨勢；在GT模式下，除問苯二酚外，均呈現(xiàn)下降趨勢。

2.3卷煙煙絲多酚類物質(zhì)與煙氣揮發(fā)酚的相關(guān)性

前期研究表明多酚類化合物是煙氣揮發(fā)性酚類最為重要的前體成分，然而以往的機(jī)理研究主要是采用模擬熱裂解的方式，忽略了卷煙煙氣的復(fù)雜性以及多種物質(zhì)共存時產(chǎn)生的拮抗性和協(xié)同性對裂解產(chǎn)物生成狀況的影響。簡單相關(guān)分析結(jié)果（表3）顯示，煙氣中的6種揮發(fā)酚釋放量與煙絲中的綠原酸呈顯著相關(guān)關(guān)系；煙氣中的苯酚、鄰苯二酚和間，對甲酚釋放量與煙絲中的蕓香苷呈顯著相關(guān)關(guān)系；煙氣中的苯酚釋放量與煙絲中的莨菪亭呈顯著相關(guān)關(guān)系。

3結(jié)論與討論

3.1在同一烘絲強(qiáng)度下，滾筒干燥和氣流干燥處理后煙絲中綠原酸、莨菪亭和蕓香苷含量水平相當(dāng)；提高烘絲工藝強(qiáng)度，煙葉中多酚類物質(zhì)可能降解成棕色色素，因此其含量逐步降低。

3.2在同一烘絲強(qiáng)度下，氣流干燥處理后的煙絲主要揮發(fā)酚釋放總量高于滾筒干燥模式；隨著烘絲工藝強(qiáng)度的上升，滾筒干燥和氣流干燥處理后煙絲煙氣中的大部分揮發(fā)酚釋放量呈現(xiàn)下降趨勢。

3.3煙氣中6種揮發(fā)酚的釋放量與煙絲中多酚類化合物含量呈不同程度正相關(guān)關(guān)系，說明煙草中多酚類化合物是煙氣中揮發(fā)酚的前體物質(zhì)。因此選擇多酚類化合物含量較低的煙葉作為卷煙配方，可以有效降低其煙氣有害物質(zhì)釋放量，進(jìn)而降低卷煙的危害性。

3.4烘絲工藝參數(shù)的調(diào)整勢必改變煙草的物理狀態(tài)和內(nèi)在化學(xué)成分，進(jìn)而影響卷煙燃燒性能和煙氣化學(xué)成分。如何優(yōu)選合適的制絲工藝參數(shù)并兼顧卷煙減害，將是卷煙制絲工藝未來研究的熱點(diǎn)。