陳昆燕，馮廣林，李東亮，楊杰，譚蘭蘭，劉德安，周進華

(川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，四川 成都610066)

打葉復(fù)烤各工序?qū)頍熤髁鳠煔鈿淝杷崤c苯并[a]芘和巴豆醛釋放量的影響

陳昆燕，馮廣林，李東亮，楊杰*，譚蘭蘭，劉德安，周進華

(川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，四川 成都610066)

選擇紅花大金元 B3F、C3F、X2F 煙葉，對打葉復(fù)烤各工序卷煙主流煙氣氫氰酸、苯并[a]芘和巴豆醛釋放量進行研究。結(jié)果表明：各工序上部煙葉卷煙樣品的HCN釋放量最高，下部煙葉的最低，一潤工序較處理前較大幅度提高了上部煙葉氫氰酸釋放量；二潤工序與一潤工序相比，下部煙葉苯并[a]芘釋放量降低9.36%；復(fù)烤工序與二潤工序相比，下部煙葉巴豆醛釋放量降低14.96%，中部煙葉苯并[a]芘釋放量降低17.29%。綜合結(jié)果，上部煙葉各工序間樣品的主流煙氣3種物質(zhì)的變化強度都明顯高于下部煙葉。

打葉復(fù)烤；卷煙主流煙氣；氫氰酸；苯并[a]芘; 巴豆醛；釋放量

氫氰酸(HCN)主要由氨基酸及相關(guān)化合物在700～1 000 ℃下裂解產(chǎn)生[1]。有研究指出，卷煙煙氣中的HCN主要來自于煙草中的蛋白質(zhì)、氨基酸和硝酸鹽的轉(zhuǎn)化，即甘氨酸、脯氨酸及氨基二羧酸的熱解[2]。HCN在煙氣中的含量雖很低[3–4]，但卻是煙氣中最具纖毛毒性的物質(zhì)，是幾種呼吸酶中非常活躍的抑制劑，對人體健康有害。煙氣中的多環(huán)芳烴大多具有致癌性，多環(huán)芳烴中最具代表性的苯并[a]芘，其致癌作用明顯高于其他多環(huán)芳烴[5]。揮發(fā)性羰基化合物是卷煙煙氣中的另一類有害物質(zhì)[6–8]，其中，巴豆醛含量較高，且是呼吸道纖毛的毒素，與 HCN一起吸入后，會抑制肺排泄物的清除，從而導(dǎo)致肺部疾病[9]。HCN、苯并[a]芘、巴豆醛均被列入“霍夫曼44種有害成分”[10]和“加拿大檢測名單46種有害成分”[11]。謝劍平等[12]采用無信息變量刪除法和遺傳算法，從 29種煙氣有害成分中篩選出了最具代表性的包括 HCN、苯并[a]芘和巴豆醛在內(nèi)的 7種卷煙煙氣有害成分來評價卷煙的危害性。

打葉復(fù)烤是將煙葉從農(nóng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)原料的重要加工環(huán)節(jié)，與卷煙主流煙氣危害有著最為直接的聯(lián)系。目前，行業(yè)內(nèi)從卷煙材料[13–15]、葉組配方[16–18]、制絲加工工藝[19–20]等方面對 HCN、苯并[a]芘和巴豆醛的釋放量進行了大量研究。筆者研究了打葉復(fù)烤各工序?qū)Σ煌课粺熑~主流煙氣中HCN、苯并[a]芘和巴豆醛釋放量的影響，以期為打葉復(fù)烤各工序工藝參數(shù)的合理調(diào)整以及卷煙針對性減害提供更多參考。

1 材料和方法

1.1 材料與設(shè)備

供試煙葉取自四川會理煙葉基地?？緹熎贩N紅花大金元，煙葉原料等級為X2F(下部)、C3F(中部)、B3F(上部)。

復(fù)烤設(shè)備為會理復(fù)烤廠川渝專線、川渝中煙成都分廠制絲小線(300 kg/h)。

1.2 方 法

1.2.1 片煙樣品的制備

采用各擺把臺相同總數(shù)量，并同時擺把、同時結(jié)束的投料方式投料，以最大程度確保原料的均勻一致性。

根據(jù)會理復(fù)烤廠川渝專線工藝流程，試驗原料各等級采用隨機化試驗原則，每批9 000 kg，根據(jù)圖1所示流程取樣，分別經(jīng)過原煙擺把、一潤、二潤、煙片復(fù)烤處理，各工序設(shè)備運行穩(wěn)定后，根據(jù)測定的工藝時間，少量多次取樣，四分法保留樣品各100 kg(重復(fù)3次)。其中Y1、Y2、Y3取樣點所取樣品，采用人工方法進行葉梗分離為片煙；各樣品含水率除Y4取樣點樣品外，其余樣品均自然晾干至含水率(12.5±0.5)%時打包裝箱。

圖1 流程及取樣點Fig.1 Process diagram and sampling points

1.2.2 卷制煙絲樣品的制備

利用川渝中煙成都分廠制絲小線，采用同一工藝參數(shù)對片煙樣品進行切絲處理，切后葉絲自然晾至含水率(12.5±0.5)%。

1.2.3 卷煙樣品的制備

各試驗煙絲在同一機臺用相同卷接材料卷制，煙支的圓周、硬度及單支質(zhì)量均在規(guī)定的允差范圍內(nèi)。

1.2.4 卷煙主流煙氣中 HCN、苯并[a]芘及巴豆醛釋放量的測定

根據(jù)GB/T16450—2004，樣品卷煙在溫度(22±1)℃、相對濕度(60±2)%條件下平衡 48 h，按質(zhì)量(930±20) mg、吸阻(950±50) Pa限制條件篩選。依據(jù)文獻[21–23]測定卷煙主流煙氣中 HCN、苯并[a]芘和巴豆醛的釋放量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS V17.0軟件，采用Duncan’s multiple range test 方法進行樣品間顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 一潤工序?qū)頍烪CN、苯并[a]芘和巴豆醛釋放量的影響

打葉復(fù)烤各工序的各等級卷煙樣品的HCN、苯并[a]芘、巴豆醛釋放量檢測值見表1。

從表1可看出，以初烤原煙為對照樣，經(jīng)過一潤工序，上部煙葉與下部煙葉卷煙樣品HCN釋放量比對照均有所提高，差異顯著，尤其上部煙葉卷煙樣品HCN釋放量增幅達到15.49%。

表1 不同工序不同等級卷煙主流煙氣物質(zhì)釋放量Table 1 Significance analysis for the delivery of 3 components in cigarette mainstream smoke from tobacco leaves sorted into different grades

下部煙葉與中部煙葉卷煙樣品苯并[a]芘釋放量比對照樣增幅分別為4.24%和0.81%，差異顯著；上部煙葉卷煙樣品苯并[a]芘釋放量較對照樣有所降低，降低6.85%。

各等級卷煙樣品巴豆醛釋放量較初烤原煙分別降低2.84%、9.62%、10.37%，差異顯著。

2.2 二潤工序?qū)頍烪CN、苯并[a]芘和巴豆醛釋

放量的影響

以一潤后樣品為對照樣，經(jīng)過二潤工序，上部煙葉卷煙樣品HCN釋放量有所降低，但降低幅度較小，為1.45%；下部煙葉卷煙樣品HCN釋放量，二潤工序前后無顯著差異。

各等級卷煙樣品苯并[a]芘釋放量，經(jīng)二潤工序，下部與中部煙葉卷煙樣品苯并[a]芘釋放量比一潤對照樣降低9.37%與1.46%；上部煙葉苯并[a]芘釋放量比對照樣增加5.95%。

各等級卷煙樣品巴豆醛釋放量，與一潤后對照樣品相比，二潤后下部、中部卷煙樣品巴豆醛釋放量分別降低23.01%、12.37%；上部煙葉卷煙樣品巴豆醛釋放量比對照樣增加5.46%。

2.3 復(fù)烤對卷煙 HCN、苯并[a]芘和巴豆醛釋放量的影響

以二潤后卷煙樣品為對照樣，經(jīng)過復(fù)烤工序，中部煙葉與下部煙葉卷煙樣品HCN釋放量分別提高4.54%和5.43%；上部煙葉卷煙樣品HCN釋放量降低11.69%。

經(jīng)過復(fù)烤工序，各等級卷煙樣品苯并[a]芘釋放量比二潤對照樣分別降低8.25%、17.29%和5.71%。

經(jīng)過復(fù)烤工序，下部煙葉卷煙樣品與二潤相比，巴豆醛釋放量降低14.96%。中部與上部煙葉卷煙樣品，巴豆醛釋放量提高7.83%和1.82%。

打葉復(fù)烤各工序各部位煙葉樣品的HCN釋放量，上部煙葉最高，下部煙葉最低。有研究指出，打葉復(fù)烤過程中不同部位煙葉中蛋白質(zhì)含量變化是上部葉最高，下部葉最低[24]，這與HCN的釋放量相一致?，F(xiàn)行參數(shù)對上部和下部煙葉各工序卷煙樣品HCN釋放量的影響趨勢是一致的，上部煙葉各工序間樣品的變化強度整體高于下部煙葉。

中部與下部卷煙樣品苯并[a]芘釋放量明顯高于上部煙葉；巴豆醛釋放量，各等級各工序卷煙樣品間無明顯變化規(guī)律，現(xiàn)行工藝參數(shù)對各等級卷煙樣品巴豆醛釋放量的影響較大。

3 結(jié) 論

打葉復(fù)烤各工序不同部位煙葉卷煙樣品HCN、苯并[a]芘、巴豆醛的釋放量不盡相同，一潤工序使得上部煙葉卷煙樣品 HCN釋放量增幅達到15.59%；二潤工序使得下部煙葉卷煙樣品苯并[a]芘釋放量降低9.36%；復(fù)烤工序使得下部煙葉卷煙樣品巴豆醛釋放量降低14.96%，中部煙葉卷煙樣品苯并[a]芘釋放量降低17.29%。各工序上部煙葉卷煙樣品HCN釋放量最高，下部煙葉卷煙樣品最低。現(xiàn)行工藝參數(shù)對上部和下部煙葉各工序卷煙樣品HCN釋放量的影響趨勢一致，上部煙葉各工序間樣品的變化強度整體明顯高于下部煙葉。針對HCN、苯并[a]芘、巴豆醛釋放量對試驗煙葉的不同影響，在打葉復(fù)烤生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)不同的煙葉產(chǎn)品使用需求，對工藝參數(shù)進行調(diào)整。由于本次試驗僅采用了C3F、X2F、B3F這3個等級做為上、中、下部位的代表進行分析研究，試驗結(jié)果是否對其他地區(qū)和部位的煙葉具有相同的效果還有待進一步考證。

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責(zé)任編輯：羅慧敏

英文編輯：羅 維

Effects of threshing and redrying processes on delivery of HCN and benzo[a]pyrene and crotonaldehyde in cigarette mainstream smoke

CHEN Kun-yan, FENG Guang-lin, LI Dong-liang, YANG Jie*, TAN Lan-lan , LIU De-an, ZHOU Jin-hua
(Technology Research Center, China Tobacco Chuanyu Industrial Co., Ltd., Chengdu 610066, China)

Flue-cured tobacco leaves from cultivar Honghuadajinyuan graded B3F(upper leaves), C3F(middle leaves) and X2F(lower leaves) were chosen to investigate the effects of various threshing and redrying processes on the delivery of HCN, benzo[a]pyrene and crotonaldehyde in cigarette mainstream smoke. The results showed that the HCN delivery from upper leaves was the highest, while the lowest from the lower leaves. The HCN delivery of upper leaves got substantial increase after the first conditioning process, compared to which the benzo[a]pyrene delivery of lower leaves was reduced by 9.36% after the second conditioning process. The crotonaldehyde delivery of the lower leaves was reduced by 14.96% and the benzo[a]pyrene delivery of middle leaves was reduced by 17.29% after redrying process compared to those after the second conditioning process. The change intensity of the delivery of 3 components from the upper leaves was significantly bigger than that from the lower leaves after each process step.

threshing and redrying; cigarette mainstream smoke; HCN; benzo[a]pyrene; crotonaldehyde; delivery

S572.01

A

1007?1032(2014)02?0144?04

10.13331/j.cnki.jhau.2014.02.007

投稿網(wǎng)址：http://www.hunau.net/qks

2013–08–30

川渝中煙科研項目(川渝煙工技研[2010]347)

陳昆燕(1980—)，女， 四川大竹人，碩士，工程師，主要從事煙草工藝技術(shù)研究，daisycky@163.com；*通信作者，cyzygs@163.com