煙草化學(xué)分析技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展探討

段鋒

摘? 要：煙草在燃燒的過程當(dāng)中，會(huì)根據(jù)燃燒條件而發(fā)生一定的成分變化，如果想要了解其中的成分變化，目前比較常用的手段是裂解相色譜模擬分析技術(shù)，為了能夠讓這項(xiàng)技術(shù)獲得全面發(fā)展，工作人員需要進(jìn)行不斷地探索，推進(jìn)煙草的化學(xué)分析技術(shù)能夠獲得提升?；诖?，文章主要討論了裂解氣相色譜法與近紅外光譜技術(shù)，并且分析了煙草化學(xué)分析技術(shù)的發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：煙草化學(xué);分析技術(shù);策略

中圖分類號(hào)：TS41+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）07-0152-02

Abstract： During the combustion of tobacco， certain composition changes will occur according to the combustion conditions. If you want to understand the composition changes， the currently commonly used method is cracking phase chromatography simulation analysis technology. In order to make this technology gain comprehensive development， staff need to continue to explore， and advance the chemical analysis technology of tobacco can be improved. Based on this， this paper mainly discusses pyrolysis gas chromatography and near-infrared spectroscopy， and analyzes the development strategies of tobacco chemical analysis technology.

Keywords： tobacco chemistry; analytical technology; strategy

引言

煙草學(xué)是一項(xiàng)基礎(chǔ)學(xué)科，主要就是探索煙草以及相關(guān)卷煙制品在燃燒過程中的化學(xué)成分通過一系列變化而產(chǎn)生的改變與分解，以此基礎(chǔ)上對(duì)其中包含的化學(xué)成分進(jìn)行分析，并有效地讓煙草領(lǐng)域獲得更多的提升。

1 煙草的化學(xué)成分測量方法和技術(shù)

1.1 煙草的化學(xué)成分分析熱裂解技術(shù)

在目前已有卷煙燃燒的煙氣中，可以基本判斷出煙草所具有的一些化合物，其中的很多化合物對(duì)人體都會(huì)產(chǎn)生極為嚴(yán)重的危害，按照相關(guān)的考察可以發(fā)現(xiàn)煙草的溫度一旦低于600℃，那么裂解煙草的產(chǎn)物就會(huì)隨著溫度的不斷升高而變得更加復(fù)雜，裂解煙草當(dāng)中含有比較高的葡萄糖以及果糖，一旦煙草的溫度已經(jīng)達(dá)到700℃，則煙草就會(huì)產(chǎn)生一系列對(duì)人體有害的苯系化合物，并且隨著溫度的升高而不斷的出現(xiàn)顯著的增加。不僅如此，在實(shí)驗(yàn)條件存在一定差異的情況之下，對(duì)煙草進(jìn)行一系列的裂解能夠從中鑒定出很多不同的化合物，除了能夠在單體化學(xué)成分當(dāng)中進(jìn)行裂解之外，目前還探索出對(duì)煙草的香料也可以進(jìn)行熱裂解分析，從而使煙草當(dāng)中的香料能夠被篩選出來，并且按照相關(guān)的考察可以知道煙草香料通過全面的分析能夠分解出高達(dá)70多種產(chǎn)物，比如說薄荷醇等。

1.2 煙草的化學(xué)成分分析近紅外光譜分析技術(shù)

不僅有以上幾種方法，近紅外光譜分析技術(shù)也是一種非常重要的煙草化學(xué)成分的檢測工具，按照相關(guān)的探索可以使用紅外光譜方法來分析煙草，逐步能夠有效探測出煙草樣品當(dāng)中的總生物堿，并且還可以更加準(zhǔn)確地分析出煙草當(dāng)中所含有食物中礦物質(zhì)的煙草配方，為鑒定工作提供更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3 近紅外光譜的測試技術(shù)

近紅外光譜在進(jìn)行常規(guī)分析的過程當(dāng)中，主要包括有漫反射光譜法以及透射光譜法這兩種，一般來說測試人員都會(huì)使用透射光譜法，并且通過透射法把一些固定的樣品來進(jìn)行分析，例如還原糖或者水溶性總糖以及提取物、煙堿提取物與總氮等。

在選擇樣品的過程當(dāng)中，近紅外光譜常規(guī)分析技術(shù)的儀器主要選擇的樣品是甲醇與濃硫酸以及甲基苯磺酸等，使用的儀器主要是美國制造的進(jìn)口自動(dòng)進(jìn)樣器以及電子天平，可以將煙草的樣品在45度的溫度下進(jìn)行風(fēng)干以及粉碎，再把樣品放置在錐形瓶當(dāng)中并儲(chǔ)存到室溫中，在里面加上十毫升左右的正已烷震蕩萃取，然后將其進(jìn)行靜置與分層，對(duì)煙草當(dāng)中的揮發(fā)酸以及非揮發(fā)酸來進(jìn)行準(zhǔn)確分析和測量，而且需要在分析過程當(dāng)中能夠盡量構(gòu)建出一個(gè)較為優(yōu)質(zhì)的反應(yīng)環(huán)境，其中具體包括在常溫下進(jìn)行相關(guān)反應(yīng)，而且需要選擇進(jìn)樣口的溫度大概在250℃左右，同時(shí)應(yīng)當(dāng)持續(xù)進(jìn)行滲透，以6℃每分鐘的速度把溫度能夠上升至280℃左右，再將其靜置停留四到五分鐘后，方可進(jìn)行全面觀察。

1.4 煙草化學(xué)成分檢測的裂解反應(yīng)

在進(jìn)行樣品選擇的過程當(dāng)中，必須要能夠選擇一些質(zhì)量比較適中的樣品，這樣可以讓樣品能夠在一瞬間就立即被裂解，并在裂解的過程當(dāng)中如果氣溫相對(duì)較高，就有可能會(huì)增加二次反應(yīng)，便很容易會(huì)對(duì)其中的質(zhì)譜離子源造成一定的影響，所以對(duì)于液體的樣品來進(jìn)行取樣的過程當(dāng)中，需要在石英玻璃管內(nèi)加入一些較少量的石英棉，這樣能夠起到一定的固定作用，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)在石英玻璃管的兩邊盡量添加一些少量的石英棉，并裝在裂解機(jī)器當(dāng)中進(jìn)行反應(yīng)，而裂解反應(yīng)的環(huán)境也會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以必須要能夠構(gòu)建出一個(gè)更加優(yōu)質(zhì)的裂解反應(yīng)氛圍，相關(guān)人員通過考察可以發(fā)現(xiàn)在裂解過程中隨著溫度不斷的發(fā)生變化，則不同條件當(dāng)中的產(chǎn)物也會(huì)相應(yīng)呈現(xiàn)出一定的不同，從而能夠分解出相關(guān)的動(dòng)力學(xué)條件，所以需要做到對(duì)化學(xué)反應(yīng)的具體環(huán)境能夠進(jìn)行充分的考慮以及相關(guān)的調(diào)查，并且能夠了解到在溫度不同的情況下所選擇的裂解反應(yīng)也會(huì)有所不同。而相關(guān)工作人員在對(duì)煙堿裂解產(chǎn)物的探索當(dāng)中，可以發(fā)覺在不同的溫度下來進(jìn)行練習(xí)700℃左右的煙堿，其裂解的情況有可能會(huì)達(dá)到80%以上，然而燃燒的過程當(dāng)中很多蒸餾原型都會(huì)通過裂解來釋放。

2 煙草化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)的發(fā)展

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中，人們在考察卷煙燃燒過程的實(shí)驗(yàn)條件都是不一樣的，因此并不具備一定的統(tǒng)一性與嚴(yán)謹(jǐn)性，這也使得最終的調(diào)查結(jié)果出現(xiàn)很大差異，很多實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)也是沒有重復(fù)性的，相互之間的數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果也相差較大，這也使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果很容易會(huì)出現(xiàn)相對(duì)矛盾的局面，因而需要能夠使用更為適合的方法來進(jìn)行探索。

在定性向定量的轉(zhuǎn)變方面，目前對(duì)煙草成分的具體探索主要是處于粗放型的階段，對(duì)于很多煙草當(dāng)中的一些具體的分析并沒有達(dá)到十分全面，例如對(duì)煙草當(dāng)中的纖維素與半纖維素以及膠質(zhì)、木質(zhì)素等各方面的探索進(jìn)行測評(píng)，從深度上很多樣品在分析、鑒定與歸類方面相對(duì)比較全面，但仍然沒有做到深入探索對(duì)分解環(huán)境和分解時(shí)間以及加熱速率等各方面都有可能會(huì)對(duì)煙氣物質(zhì)所造成的影響，而隨著我國社會(huì)不斷的進(jìn)步，必須要確保對(duì)煙草進(jìn)行全面的探究以及分析，從而使煙草在制造的過程當(dāng)中能夠獲得更加全面的建立。

3 實(shí)驗(yàn)條件

3.1 樣品進(jìn)樣量和進(jìn)樣方式

很多具有毒性以及致癌物質(zhì)的煙氣是如何在燃燒的過程當(dāng)中進(jìn)行轉(zhuǎn)變的，通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)對(duì)煙草碳水化合物來進(jìn)行熱裂解，在溫度低于600℃的時(shí)候，裂解產(chǎn)物會(huì)隨著溫度的升高而變得十分復(fù)雜，而700℃的時(shí)候則產(chǎn)生對(duì)人體有害的化學(xué)物質(zhì)，溫度呈800℃的時(shí)候環(huán)類的化合物會(huì)明顯的增加，隨著熱裂解溫度樣品的改變，進(jìn)樣品以及進(jìn)樣量的選擇也是非常關(guān)鍵的，進(jìn)樣量如果較大并且樣品相對(duì)較厚的時(shí)候，不僅會(huì)導(dǎo)致熱傳遞緩慢，讓分流比時(shí)間變得更長，而且全部樣品也可以均勻的在一瞬間來進(jìn)行裂解，而且裂解產(chǎn)物的氣體濃度也會(huì)比較大，很容易會(huì)造成二次反應(yīng)，這會(huì)給質(zhì)譜離子源造成很大的污染，所以樣品量要盡量小一些，對(duì)液體樣品選擇1到2ml，而固體樣品選擇40到100毫克就可以了，不僅如此，也可以通過調(diào)節(jié)氣相色譜的分流比來促使進(jìn)樣量降低，并且需要能夠在石英玻璃管當(dāng)中填入一些石英棉來起到固定作用，同時(shí)也可以模擬卷煙的物理特征，固體樣品首先需要把樣品加入到石英玻璃管的中部，并在玻璃管兩端塞入一些石英棉進(jìn)行熱裂解。

3.2 熱裂解的方面

煙氣的具體抽吸品質(zhì)主要和卷煙質(zhì)量具有直接關(guān)系的，而煙葉組配的方案會(huì)直接影響到卷煙的質(zhì)量，要能夠正確并且客觀的評(píng)價(jià)煙葉的質(zhì)量，并真正給予卷煙配方提供技術(shù)方面的依據(jù)，對(duì)卷煙的加工工藝以及卷煙新產(chǎn)品的開發(fā)是具有非常重要意義的。目前煙葉的質(zhì)量評(píng)價(jià)主要就是由一些經(jīng)驗(yàn)比較豐富的專家來完成，人工品析很容易會(huì)造成一些主觀的影響，所以裂解氣相色譜能夠有效地給卷煙的配方提供更加真實(shí)客觀的依據(jù)，為了能夠深刻了解梗絲在卷煙葉組配方當(dāng)中的具體使用影響，對(duì)比烤煙葉片與煙梗的具體化學(xué)組成以及在不同溫度下的熱裂解產(chǎn)物能夠有效的了解到熱裂解的具體情況。

3.3 香料方面的熱裂解

香精香料在卷煙生產(chǎn)當(dāng)中是不可缺少的重要原料，香精香料在煙氣當(dāng)中的裂解行為以及對(duì)卷煙燃燒分解產(chǎn)物的探索，能夠比較有效地了解到卷煙燃燒過程當(dāng)中香精香料的最主要成分，裂解過程中需要能夠及時(shí)加熱并干燥樣品，否則樣品裂解之后經(jīng)氣相色譜柱就會(huì)進(jìn)行分離，進(jìn)而對(duì)氣相色譜柱造成比較嚴(yán)重的損害，同時(shí)分離出來的色譜峰形也相對(duì)較差，流失的一些固定相，會(huì)進(jìn)入到離子源當(dāng)中，而離子化產(chǎn)生的各種不同的離子形成質(zhì)譜，將基線抬高降低了信噪比，影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并對(duì)單體的銷量來進(jìn)行熱解，可以發(fā)現(xiàn)在普及裂解產(chǎn)物的過程當(dāng)中，加入無水硫酸鈉能夠有效地消除裂解產(chǎn)物當(dāng)中的少量水份，有可能會(huì)對(duì)一些物質(zhì)所產(chǎn)生干擾，使得譜圖峰型比較優(yōu)質(zhì)。

4 結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行煙草化學(xué)管理的過程當(dāng)中，必須要能夠重視煙草的化學(xué)分析技術(shù)，同時(shí)對(duì)吸煙問題也應(yīng)當(dāng)有所關(guān)注，需要盡可能通過一些有效的手段讓煙草產(chǎn)品的危害性得以降低，成為相關(guān)工作人員必須要進(jìn)行考察的部分。煙草的質(zhì)量主要包括有外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量與化學(xué)成分以及安全性等各個(gè)方面，因此在對(duì)煙草質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定的過程當(dāng)中，需要能夠從以上各個(gè)方面來進(jìn)行分析，人們在日常吸煙過程中很容易吸收到各種不同的化學(xué)成分，并且給自身造成很大的危害及影響，由于煙草的化學(xué)成分與人們對(duì)煙草質(zhì)量的意識(shí)存在一定的關(guān)聯(lián)，所以必須要做到對(duì)煙草質(zhì)量進(jìn)行更加嚴(yán)格的把控。隨著目前時(shí)代的發(fā)展，各種不同分析儀器的出現(xiàn)，能夠?qū)煵莸幕瘜W(xué)成分進(jìn)行詳細(xì)的分析，并且有效的了解到對(duì)煙草成分進(jìn)行改變的解決方法，做到盡可能減少對(duì)人體健康的危害。本文主要討論了裂解氣相色譜法以及近紅外光譜技術(shù)，要求相關(guān)工作人員需要進(jìn)行不斷地探索，從而使我國的煙草領(lǐng)域能夠獲得更大的提升。

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