趙浩達(dá)，王夢(mèng)縈，歐姝媚，廖凱旋，龔曉鐘

（深圳大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，廣東 深圳 518060）

我國(guó)是煙草的輸出大國(guó)，有報(bào)告指出，2010年的一項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示我國(guó)吸煙的總?cè)藬?shù)約為3.56億；報(bào)告還指出，共有7.38億人成為吸食二手煙的“被吸煙者”[1]。近年來(lái)，有一種產(chǎn)品在市場(chǎng)上嶄露頭角，那就是電子煙。電子煙作為一種無(wú)害的產(chǎn)品，既可以幫助吸煙者以一種較為輕松地方式成功戒煙，又不產(chǎn)生二手煙來(lái)危害“被吸煙者”，是一種相對(duì)健康的香煙替代品。電子煙的好處越來(lái)越被人們熟知。在國(guó)外，電子煙的市場(chǎng)已經(jīng)有一定的規(guī)模了，但是電子煙在我國(guó)的普及程度仍然比較小。

1 電子煙概述

1.1 電子煙的結(jié)構(gòu)

電子煙的煙桿的外表于傳統(tǒng)的香煙相似，煙桿的頭部有一個(gè)塑料的燈罩，燈罩內(nèi)有LED燈，在LED燈的后面有可充電的鋰電池，然后是通過(guò)感應(yīng)氣流來(lái)連通或切斷電源的氣敏元件，氣敏元件后面是加熱器，加熱器連通煙彈（即是煙嘴），煙彈內(nèi)裝有煙液。當(dāng)吸煙者通過(guò)煙嘴吸氣時(shí)，啟動(dòng)氣敏元件，電源連通后LED發(fā)出紅光模擬出火光，加熱器加熱使煙液氣化。電子煙的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 電子煙結(jié)構(gòu)圖Fig.1 The structure of the electronic cigarette

1.2 電子煙的戒煙原理

電子煙的戒煙原理名為“尼古丁替代法”。吸煙者對(duì)香煙的依賴來(lái)源于對(duì)尼古丁的依賴，而尼古丁替代法就是使用香煙的替代品（可以是電子煙）來(lái)提供一定量的尼古丁又不含有焦油之類的有害物質(zhì)。因?yàn)橄銦熖娲分幸呀?jīng)含有尼古丁，所以吸煙者不會(huì)出現(xiàn)尼古丁戒斷綜合癥。一段時(shí)間后，吸煙者就會(huì)逐漸習(xí)慣于從香煙替代品中獲取尼古丁，接下來(lái)就可以通過(guò)逐漸減小電子煙液中的尼古丁含量來(lái)減少吸煙者對(duì)尼古丁的依賴，最后達(dá)到戒煙的目的。電子煙液的配制原則就是配制高、中、低、無(wú)4個(gè)不同濃度的尼古丁，吸煙者先使用高濃度（高濃度的尼古丁含量也遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)香煙的濃度）的尼古丁煙液，逐漸降低使用低濃度，最后使用不含尼古丁的煙液，即可以達(dá)到戒煙的目的[2]。

2 電子煙液的配制

2.1 霧化劑

霧化劑是由水、丙二醇以及食品級(jí)的物質(zhì)配制而成的溶液。霧化劑的配制對(duì)吸食者的吸食感受是非常重要的。進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)后，研究小組得到水和丙二醇的比例約為1∶9時(shí)發(fā)煙量較為理想。結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 水和丙二醇的比例及實(shí)驗(yàn)效果Tab.1 The proportion between the water and propylene glycol and the result of the experiment

霧化劑應(yīng)該有的效果：（1）加熱后有大量的無(wú)毒的霧氣產(chǎn)生；（2）吸食者過(guò)肺后仍然可以從鼻腔或口腔中呼出霧氣；（3）有足夠的黏度可以附著在煙彈內(nèi)；（4）加熱后不產(chǎn)生濃烈氣味而影響香吃味。

在不添加其他發(fā)煙劑時(shí)，此霧化劑已經(jīng)有一定量的煙霧，但為了提高煙霧量，研究小組使用了對(duì)人體無(wú)害的發(fā)煙劑，使霧化劑的煙霧可以更加濃厚持久且可使煙霧過(guò)肺后仍然有一定量的保留。為了使霧化劑可以達(dá)到上述的最后兩項(xiàng)效果，研究小組加入了食品用的增稠劑，加熱后無(wú)毒無(wú)異味，并可以使煙液在煙彈中不外流。

2.2 香精香味

電子煙煙液中的主要成分就是霧化劑、天然香精及煙堿。煙堿可以帶來(lái)嗆勁，也可以給吸煙的人帶來(lái)快感[3]，但是煙堿的含量有比較嚴(yán)格的規(guī)定，相關(guān)資料已給出，在此不贅述。

研究小組通過(guò)大量文獻(xiàn)資料及實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得到，對(duì)香吃味有非常重要影響的有巨豆三烯酮、β-大馬酮、β-二氫大馬酮、β-紫羅蘭酮、茄酮、氧化異佛爾酮、咖啡酊7種香精的香氣特征[4]歸總見(jiàn)表2。

表2 香精香味特征Tab.2 The feature of the essences'odor

2.3 儀器及試劑

10mL容量瓶；5μL微量注射器；50mL燒杯；10mL量筒；2mL注射器；電子煙。

丙二醇、水、巨豆三烯酮、β-大馬酮、β-二氫大馬酮、β-紫羅蘭酮、茄酮、氧化異佛爾酮、咖啡酊。

2.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

首先在10mL的容量瓶中加入計(jì)算好的香精的量，然后倒入已配好的霧化劑定容，搖勻。配制好的溶液用針筒吸取約1mL入煙彈中，親自吸食感受每種配方的香吃味，并記錄好每個(gè)實(shí)驗(yàn)組組員的吸食感受。

通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)得知，巨豆三烯酮的濃度約為200×10-6的時(shí)候可以很好的提供香煙的基本味道，對(duì)于其他6種香精的配制比例，研究小組經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，得到了大致的配方。

研究小組的成員將配制好的電子煙煙液用2mL注射器抽取1mL，小心打入電子煙彈中，裝好電子煙后親自吸食，感受每種不同配方的香吃味以及目測(cè)發(fā)煙量是否足夠。最后，經(jīng)過(guò)多個(gè)配方的吸食測(cè)試，得到一個(gè)與傳統(tǒng)的真實(shí)香煙相近的配方，稱作配方A。

3 煙氣的分析

3.1 檢測(cè)儀器及實(shí)驗(yàn)條件

經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，研究小組得到的配方A是較為滿意的一個(gè)配方，這個(gè)配方經(jīng)過(guò)研究小組組員的吸食感受，認(rèn)為與香煙的香吃味相近。因?yàn)樗渲频臒熞褐泻兴?，而檢測(cè)是不可使用有水的樣品，故研究小組選用4A的分子篩去除水分，除水效果良好。

檢測(cè)儀器：日本島津GCMS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀

實(shí)驗(yàn)條件，色譜柱規(guī)格：UA5-30M-0.25F，進(jìn)樣口溫度：250℃；爐起始溫度：41℃；程序升溫設(shè)置：15℃·min-1，升到 300℃；柱流速：1.21mL·min-1；分流比：100；進(jìn)樣量：0.5μL。

通過(guò)氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀（島津GCMS-QP2010）檢測(cè),得到結(jié)果，見(jiàn)圖2。

圖2 氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀檢測(cè)結(jié)果Fig.2 Result of the GC chromatograph test

測(cè)得氣化后的煙液主要含有如表3所示的物質(zhì)。

表3 氣化后的煙液的主要成分Tab.3 The major constitutions of the gasified E-liquid

在真實(shí)吸食電子香煙時(shí)，煙氣中還會(huì)含有大量的水蒸汽。

3.2 結(jié)果及分析

從氣質(zhì)聯(lián)用分析的結(jié)果來(lái)看，煙氣中的有毒物質(zhì)較少，且含量極低，可以說(shuō)是對(duì)人體無(wú)害的一種產(chǎn)品。

4 研究方向

電子煙煙液的配方可以有很大的創(chuàng)新空間，可以添加不同的口味，如巧克力味、薄荷味等等，以滿足不同人群的需求。在添加不同口味的同時(shí)，還可以添加對(duì)吸煙者身體有益處的中藥成分，以達(dá)到清肺、去口臭等效果，讓電子煙不僅是一個(gè)無(wú)害的產(chǎn)品，并使其成為一個(gè)可以有保健功能的產(chǎn)品。

［1］楊功煥,胡鞍鋼.控?zé)熍c中國(guó)未來(lái)——中外專家中國(guó)煙草使用與煙草控制聯(lián)合評(píng)估報(bào)告［R］.經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)出版社,2011,109-116.

［2］馮宇.尼古丁替代法簡(jiǎn)介［OL］.http://tech.qq.com/a/20060610/00 0083.htm.

［3］National Institute on DrugAbuse.TobaccoAddiction［R］.NIDA,July 1998.

［4］謝劍平.煙草香原料［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.199-212.