30種口含煙的5個(gè)理化參數(shù)檢測(cè)分析

楊文武,葉智蓮,韋惠靜,謝文浩,彭玉峰,況利平

(深圳市吉邇科技有限公司 喜馬拉雅實(shí)驗(yàn)室,廣東 深圳 518000)

口含煙(Snus)是一種起源于北歐的無(wú)煙氣煙草制品,主要由煙草或煙草關(guān)鍵成分提取物混合不同比例的香味物質(zhì)、矯味劑、水、保潤(rùn)劑和酸堿調(diào)節(jié)劑等組成。近年來(lái),隨著卷煙引起的相關(guān)健康風(fēng)險(xiǎn)警示日漸增多、禁煙政策的強(qiáng)力執(zhí)行等因素,新型煙草制品開始日漸流行[1],新型煙草制品包括無(wú)煙氣煙草制品、加熱不燃燒煙草制品和電子煙?？诤瑹煂儆跓o(wú)煙氣煙草制品,相比傳統(tǒng)卷煙相對(duì)減害[2],其致癌性、致死率,肺部、心腦血管方面的致病率等都比卷煙要低[3]。2015年,美國(guó)FDA批準(zhǔn)了瑞典火柴公司的8款snus smokeless tobacco(General品牌口含煙)產(chǎn)品通過(guò)煙草產(chǎn)品上市前申請(qǐng)(PMTA,Premarket Tobacco Application)[4]的申請(qǐng);2019年,美國(guó)FDA又批準(zhǔn)了8款 General 牌口含煙通過(guò)改良風(fēng)險(xiǎn)煙草產(chǎn)品(MRTP,Modified Risk Tobacco Product)的申請(qǐng)[5],意味著該類產(chǎn)品可以采用以減害煙草制品的標(biāo)簽進(jìn)行銷售,口含煙的安全性和減害性得到了進(jìn)一步認(rèn)可?？诤瑹熤破酚捎谄涫褂梅奖闱也粫?huì)污染口腔,在北美和北歐較受歡迎,在瑞典使用口含煙的成年人比例超過(guò)25%,超過(guò)吸食卷煙的比例(15%)[6]。瑞典火柴公司(Swedish Match AB)是世界上最大的口含煙供應(yīng)商[7],擁有Ettan、General、ZYN等經(jīng)典口含煙品牌,2018年,瑞典火柴在瑞典、挪威口含煙消費(fèi)市場(chǎng)份額分別達(dá)63%,51%,其在美國(guó)口含煙消費(fèi)市場(chǎng)占據(jù)第三位。

在歐盟煙草指令(2014/40/EU)中,依據(jù)消費(fèi)形式將無(wú)煙氣煙草制品分為3大類:鼻煙(通過(guò)嗅聞吸食)、嚼煙(通過(guò)咀嚼形式進(jìn)行消費(fèi))和嚼煙外的口用型無(wú)煙氣煙草制品[3]。目前,美國(guó)濕含煙和瑞典口含煙是口含煙的主要流行形式[8],北歐國(guó)家與美國(guó)的口含煙在理化性質(zhì)方面存在差異[9],口含煙產(chǎn)品更新迭代較快,目前口含煙研究主要集中于口含煙中煙堿總量測(cè)試[10],釋放速度研究等[11],相比傳統(tǒng)卷煙較為全面的系統(tǒng)研究,口含煙各類檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)[12]、毒理學(xué)評(píng)價(jià)[13]等方面還有待完善。本研究匯總分析了30種口含煙產(chǎn)品,對(duì)其pH值、含水率、總煙堿、游離煙堿、甜味劑等方面進(jìn)行檢測(cè)分析,以期為口含煙產(chǎn)品研發(fā)、檢測(cè)方法開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定等提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

PB-10型pH計(jì),賽多利斯儀器有限公司生產(chǎn);Nexis GC-2030型氣相色譜儀,日本島津儀器有限公司生產(chǎn);Nexera XR型高效液相色譜儀,日本島津儀器有限公司生產(chǎn);GCMS-2020NX型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,日本島津儀器有限公司生產(chǎn);ATY224型電子天平,日本島津儀器有限公司生產(chǎn);S-300型卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀,四川禾業(yè)科技有限公司生產(chǎn);DHG-9070A型干燥箱,上海葉拓科技有限公司。

煙堿,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.9%,廣州佳途科技股份有限公司生產(chǎn);正十七烷,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.0%,上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司生產(chǎn);安賽蜜,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.9%,上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司生產(chǎn);糖精鈉,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司生產(chǎn);愛德萬(wàn)甜,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.7%,上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司生產(chǎn);紐甜,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司生產(chǎn);阿斯巴甜,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司生產(chǎn);無(wú)水甲醇,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn);乙酸銨,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%,上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司生產(chǎn);氫氧化鈉,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.0%,上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司生產(chǎn);甲醇、乙腈、異丙醇、二氯甲烷均為色譜純;屈臣氏蒸餾水;30種不同品牌的口含煙。

1.2 樣品處理方法

1.2.1 pH值測(cè)試方法

參考YC/T 222—2007《煙草及煙草制品pH的測(cè)定》,按照樣品ω(A)=20%加水后振蕩提取,靜置后取上清液,用校正過(guò)的pH計(jì)測(cè)定其pH值。

1.2.2 含水率測(cè)試方法

卡爾費(fèi)休法,采用卡爾費(fèi)休水分滴定儀法,儀器經(jīng)標(biāo)定后,稱取適量樣品測(cè)定,平行測(cè)試三次,取平均值。

烘箱法,參考YC/T 31—1996《煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測(cè)定 烘箱法》,稱量皿烘至恒重,稱取適量樣品,放入溫度為105 ℃的烘箱中烘2 h,于干燥器冷卻后稱重,再烘0.5 h稱至恒重,平行測(cè)試兩次,取平均值。

1.2.3 總煙堿測(cè)試方法

稱取0.15 g樣品于10 mL容量瓶中,加入適量0.2 mL濃度為 0.5 mol/L的NaOH溶液與1 mL內(nèi)標(biāo)溶液(含5 mg/mL 正十七烷的異丙醇溶液),超聲振蕩10 min,采用異丙醇定容至刻度,過(guò)膜上機(jī)測(cè)試。

1.2.4 游離煙堿測(cè)試方法

稱取0.2 g樣品于25 mL離心管中,加入5 mL水溶解,10 mL二氯甲烷萃取1次,過(guò)膜上機(jī)測(cè)試。

1.2.5 甜味劑測(cè)試方法

稱取0.2 g樣品于10 mL容量瓶中,加水定容至刻度,超聲振蕩20 min,過(guò)膜上機(jī)測(cè)試。

1.3 儀器工作條件

1.3.1 煙堿測(cè)試條件

色譜柱為聚乙二醇固定液的毛細(xì)管色譜柱(島津SH-Rtx-Wax,30 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度為250 ℃,檢測(cè)器溫度為275 ℃;氮?dú)鉃?.0 mL/min,氫氣為30 mL/min,空氣為400 mL/min;進(jìn)樣體積為1 μL,分流比為25∶1;程序升溫的條件為:100 ℃保持2 min,以15 ℃/min升高至240 ℃,再保持8.67 min。

1.3.2 甜味劑測(cè)試條件

色譜柱為Agilent Eclipse XDB C18(4.6 mm×150 mm,5 μm);流動(dòng)相為5 mmol/L乙酸銨水溶液(A)-甲醇溶液(B),進(jìn)行梯度洗脫;0～1 min,90%～80% A;1～3 min,80% A;3～8 min,80%～0% A;8～12 min,0% A;12.1～15min,90% A;進(jìn)樣量為5 μL,柱溫為40 ℃,流速為1.0 mL/min。在190～400 nm范圍內(nèi)進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描,安賽蜜、糖精鈉、阿斯巴甜、愛德萬(wàn)甜、紐甜的檢測(cè)波長(zhǎng)分別為226,202,201,200,199 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 煙堿檢測(cè)方法前處理優(yōu)化

2.1.1 NaOH的影響

選取6種不同品牌的口含粉末,分析NaOH溶液對(duì)煙堿總量檢測(cè)的影響,結(jié)果見表1,結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加NaOH溶液(0.2 mL,1.0 mol/L)能顯著提高口含煙中煙堿的萃取效率。這可能與提高溶液pH值將質(zhì)子態(tài)煙堿轉(zhuǎn)換為游離態(tài)煙堿相關(guān)。

表1 NaOH溶液的影響

稱取適量的口含煙粉末,比較不同濃度(0,0.3,0.5,1.0,1.5,2.0 mol/L)的NaOH溶液對(duì)煙堿的萃取效率,添加體積為0.2 mL,進(jìn)行相應(yīng)前處理后再定量分析,煙堿結(jié)果分別為14.24,15.84,16.19,15.07,14.96,13.71 mg/g,萃取效果見圖1,結(jié)果表明NaOH溶液濃度越大,萃取效率越高,當(dāng)達(dá)到濃度為0.5 mol/L,萃取效率不再升高反而降低,可能與煙堿在高堿性溶液中發(fā)生更復(fù)雜反應(yīng)相關(guān),因此選擇NaOH溶液濃度為0.5 mol/L。

圖1 不同NaOH濃度對(duì)樣品中煙堿的萃取效果

2.1.2 超聲振蕩時(shí)間的影響

選取三組不同濃度的口含煙粉末,考察不同超聲振蕩時(shí)間(5,10,20,30,60 min)的影響,結(jié)果見表2,結(jié)果表明當(dāng)超聲振蕩超過(guò)10 min后,萃取效率不再升高,因此選擇超聲振蕩時(shí)間為10 min。

表2 超聲振蕩時(shí)間對(duì)萃取效率的影響

2.1.3 回收率試驗(yàn)

選取3組不同低、中、高濃度的口含粉末,分別添加一定量的煙堿標(biāo)準(zhǔn)品溶液進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),每個(gè)濃度平行進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn),分別得到回收率,由表3可知,口含煙的回收率在95.00%～105.33%,表明建立的分析方法回收率較好,滿足口含煙中煙堿含量的檢測(cè)要求。

表3 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

2.2 含水率與pH值的測(cè)定

口含煙分為干含煙(含水率<10%)[14]和濕含煙(含水率為40%～60%),主要是其含水率有較大差異。采用卡爾費(fèi)休法測(cè)定編號(hào)為1～15號(hào)的口含煙含水率為42.08%～49.11%,pH值的范圍在8.05～8.88;16～30號(hào)的口含煙含水率為3.21%～8.72%;pH值的范圍在3.79～10.33;上述口含煙的pH值的范圍與研究文獻(xiàn)基本一致[15]。采用烘箱法測(cè)定編號(hào)為1～15號(hào)的口含煙含水率為39.53%～49.57%,16～30號(hào)的口含煙含水率為2.58%～14.17%,相關(guān)結(jié)果見表4。采用SPSS 25.0軟件分析卡爾費(fèi)休法和烘箱法在水分測(cè)定時(shí)的差異,進(jìn)行t檢驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)濕含煙結(jié)果不存在顯著性差異(P>0.05);而干含煙含水率存在顯著性差異(P<0.05),這可能與干含煙中存在較多低沸點(diǎn)的香精香料相關(guān)。

表4 30種口含煙的檢測(cè)結(jié)果匯總

口含煙中的pH值是影響口含煙中煙堿傳輸?shù)年P(guān)鍵因素[16],pH值越大,游離煙堿占總煙堿的比例越大,越有利于煙堿透過(guò)口腔粘膜到達(dá)血液中。30種口含煙的pH值>8的有26款,占比87%;pH值太低煙堿滿足感較低,pH值太高容易產(chǎn)生較大刺激性,這表明合適的pH值有利于提高煙堿在口腔中滲透率及滿足感。

2.3 總煙堿和游離煙堿測(cè)試結(jié)果

煙堿是口含煙中最關(guān)鍵的物質(zhì)之一,每盒口含煙的袋裝數(shù)量為10～25不等,每袋凈質(zhì)量0.5～0.7 g不等,標(biāo)識(shí)煙堿含量為每袋0～20 mg,部分品牌煙堿強(qiáng)度以普通、強(qiáng)、特強(qiáng)和超強(qiáng)進(jìn)行描述,而未標(biāo)識(shí)出具體的煙堿濃度。在檢測(cè)的30種口含煙中的總煙堿含量在2.77～20.52 mg/g,平均值為10.59 mg/g,中位數(shù)為11.3 mg/g;游離煙堿的含量0.26～20.32 mg/g,結(jié)果見表4,口含煙中游離煙堿占總煙堿的比例在3.07%～99.78%,77%的口含煙中的游離煙堿占總煙堿比例占比超過(guò)60%,這與pH值>7的口含煙數(shù)量占比90%相匹配,pH值越高,游離煙堿的占比呈升高趨勢(shì)。編號(hào)22～24號(hào)的樣品中游離煙堿占較低,可能與復(fù)雜的樣品基質(zhì)或煙堿鹽技術(shù)相關(guān),具有緩釋擴(kuò)散特性的煙堿鹽已在新型煙草領(lǐng)域被大量開發(fā)應(yīng)用[17]。

2.4 甜味劑測(cè)試結(jié)果

甜味劑在電子煙等新型煙草產(chǎn)品中有不少應(yīng)用[18],是風(fēng)味產(chǎn)品暢銷的關(guān)鍵因素,紐甜是《電子煙》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)唯一允許使用的甜味劑[19],安賽蜜、糖精鈉是瑞典火柴公司口含煙的主要甜味劑類型[20]。30種口含煙中含有的甜味劑主要安賽蜜、糖精鈉、愛德萬(wàn)甜、紐甜等,安賽蜜檢出率為73%,含量在0～12.46 mg/g;阿斯巴甜檢出率為0,大部分口含煙溶液的pH值>7,這可能與阿斯巴甜在堿性條件下不穩(wěn)定有關(guān),因此不適于應(yīng)用到口含煙中;糖精鈉檢出率為10%,含量在0～1.10 mg/g;愛德萬(wàn)甜檢出率為17%,含量在0～5.16 mg/g;紐甜檢出率為20%,含量在0～22.65 mg/g,見表4。這表明不同口含煙中的甜味劑種類和含量有差異,目前安賽蜜是主要的甜味劑之一,與相關(guān)文獻(xiàn)一致[20],但也呈現(xiàn)著更多類型的甜味劑被應(yīng)用到口含煙的趨勢(shì)。隨著不同風(fēng)味研究需求增加,更多不同甜味感官的甜味劑可能會(huì)被應(yīng)用于特定風(fēng)味的口含煙產(chǎn)品。

3 結(jié)論

建立了口含煙中pH值、含水率、總煙堿、游離煙堿、甜味劑的測(cè)試方法,并篩查了30種口含煙中pH值的范圍為3.79～10.33;含水率在2.58%～49.57%;采用卡爾費(fèi)休法和干燥法檢測(cè)濕含煙時(shí)無(wú)顯著差異,干含煙則有顯著差異,這可能與干含煙中含有較多低沸點(diǎn)香精相關(guān);建立的氣相色譜法檢測(cè)口含煙中總煙堿含量回收率在95.00%～105.33%,口含煙中煙堿含量在2.77～20.52 mg/g,游離煙堿的含量在0.26～20.32 mg/g;游離煙堿在總煙堿的比例與pH值相關(guān),pH值越高,游離煙堿的比例越高,這與現(xiàn)有研究文獻(xiàn)一致。篩查了30種口含煙中甜味劑中主要安賽蜜、糖精鈉、愛德萬(wàn)甜、紐甜等,73%的口含煙檢出安賽蜜,含量在0～12.46 mg/g,是目前口含煙中主要的甜味劑種類;阿斯巴甜檢出率為0,阿斯巴甜在堿性條件下不穩(wěn)定影響其在口含煙中的應(yīng)用;糖精鈉檢出率為10%,含量在0～1.10 mg/g;愛德萬(wàn)甜檢出率為17%,含量在0～5.16 mg/g;紐甜檢出率為20%,含量在0～22.65 mg/g。該方法簡(jiǎn)便可靠,適用于口含煙中pH值、含水率、總煙堿、游離煙堿、甜味劑的檢測(cè)分析,為口含煙產(chǎn)品研發(fā)、檢測(cè)方法開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定等提供依據(jù)。

遠(yuǎn)離吸煙不僅有益于公共健康,也有益于環(huán)境,打造“無(wú)煙環(huán)境”的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。隨著國(guó)內(nèi)外控?zé)熣叩娜找婕訌?qiáng),口含煙有望成為國(guó)際煙草領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。目前口含煙產(chǎn)品的包裝類型多種多樣,尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),特別是部分品牌對(duì)煙堿含量標(biāo)識(shí)過(guò)于模糊,僅以強(qiáng)度表示,容易誤導(dǎo)消費(fèi)者;口含煙的更多理化參數(shù)、有害物質(zhì)、體內(nèi)外毒理研究有必要進(jìn)行更廣泛深入的研究,各國(guó)關(guān)于口含煙的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)法規(guī)亟需制定。