卷煙煙絲及煙氣中主要生物堿成分的相關(guān)性和轉(zhuǎn)移

徐海濤，于宏曉，岳 勇，張東海，許鍇霖，鄭 軒，呂 鍵，孫建宏

(山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，山東濟(jì)南 250100)

摘要[目的] 探索卷煙煙絲與煙氣中主要生物堿成分的相互關(guān)系。[方法]選取國(guó)內(nèi)具有代表性的、不同價(jià)類的市場(chǎng)暢銷品牌卷煙樣品，測(cè)定其煙絲及煙氣中煙堿、降煙堿、麥斯明、假木賊堿、新煙堿和可替寧6種生物堿成分的含量，通過(guò)SPSS軟件分析其間的相互關(guān)系，計(jì)算其間的轉(zhuǎn)移率并進(jìn)行不同類卷煙的比較。[結(jié)果] 分析表明，煙氣煙堿含量與煙絲中的煙堿、降煙堿、新煙堿較顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.726、 0.618和0.698；煙氣中麥斯明與煙絲中麥斯明正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.522；其他成分之間弱相關(guān)。國(guó)內(nèi)主要品牌卷煙煙堿、降煙堿、麥斯明、假木賊堿、新煙堿和可替寧轉(zhuǎn)移率范圍為0.83%～53.43%。高價(jià)類較低價(jià)類卷煙，煙堿轉(zhuǎn)移率偏高，其他成分都偏低；長(zhǎng)較短濾嘴和高較低透氣度卷煙各生物堿成分轉(zhuǎn)化率都偏低，且加長(zhǎng)濾嘴效果好于增加通風(fēng)率。生物堿成分中的煙堿、麥斯明與卷煙內(nèi)在質(zhì)量相關(guān)較為密切。[結(jié)論]研究可為卷煙產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞卷煙；生物堿成分；轉(zhuǎn)移率；相關(guān)性

中圖分類號(hào)S572

作者簡(jiǎn)介徐海濤(1966- )，男，山東日照人，高級(jí)工程師，從事煙草化學(xué)分析研究。

收稿日期2015-06-05

Transfer and Relationship of the Major Alkaloids in Cut Tobacco and Cigarette Smoke

XU Hai-tao, YU Hong-xiao, YUE Yong et al(Technology Center of China Tobacco Shandong Industrial Co., Ltd., Ji’nan, Shandong 250100)

Abstract[Objective] To explore the interaction of main alkaloid components in cut tobacco and cigarette smoke. [Method] Select a representative national, different price categories of market selling brand of cigarette samples, Nicotine, Nornicotine, Anabasine, Masmin, New Nicotine and Cotinine in cut tobacco and cigarette smoke were determined. The interaction was analyzed by SPSS software, the transfer rate was calculated and compared. [Result] The results showed that: The nicotine in the smoke and nicotine, new nicotine, nornicotine in tobacco significantly positive correlation, the correlation coefficients were 0.726, 0.618 and 0.698; Masmin in cut tobacco and smoke was positively correlated, the correlation coefficient was 0.522; the other Alkaloid components showed a weak correlation. Alkaloids of nicotine, Masmin and the inherent quality of the cigarettes more closely. The major domestic brand cigarette Nicotine, Nornicotine, Anabasine, Masmin, New nicotine and Cotinine transfer rate were 0.83%-53.43%. The high class compared with low price cigarettes, nicotine conversion rate higher, others alkaloids are low; long and short filter tip cigarette, the alkaloid constituents of conversion rate is lower, high and low leak rate of cigarette too, and longer filter reduces the transfer rate of good effect in increasing the ventilation rate. [Conclusion] The study can provide reference basis for design of flue-cured tobacco products.

Key wordsTobacco; Alkaloid; Transfer rate; Correlation

煙草生物堿主要有煙堿、降煙堿、麥斯明、假木賊堿、新煙堿和可替寧，是一類特殊的含氮有機(jī)堿性物質(zhì)，對(duì)煙氣的化學(xué)性質(zhì)、感官特征具有重要的影響[1-2]。研究結(jié)果表明，卷煙勁頭與煙氣中煙堿形態(tài)有關(guān)，煙堿向降煙堿轉(zhuǎn)移對(duì)煙氣中麥斯明的關(guān)系和影響表明其與卷煙產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量密切相關(guān)，煙氣中的煙堿部分由煙絲中煙堿的轉(zhuǎn)移，其含量與配方煙絲含量相關(guān)，同時(shí)與其他生物堿的含量相關(guān)，生物堿的組分和含量直接影響卷煙產(chǎn)品的煙氣特征和內(nèi)在質(zhì)量[3-7]。

煙草及卷煙煙氣中煙堿形態(tài)的研究在國(guó)內(nèi)外都十分重視。因此，筆者探索卷煙煙絲與煙氣中主要生物堿成分的相互關(guān)系，采用以轉(zhuǎn)移率為分析指標(biāo)，對(duì)國(guó)內(nèi)品牌卷煙主要生物堿成分轉(zhuǎn)移率進(jìn)行分析和比較，旨在為卷煙產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供參考。

1材料與方法

1.1材料卷煙試樣：選取市售的24個(gè)主要國(guó)內(nèi)主導(dǎo)品牌卷煙，卷煙盒標(biāo)注值見(jiàn)表1。

表1　卷煙盒標(biāo)注值　mg/支

主要試劑：三氯甲烷(氯仿)，色譜純，美國(guó)J&T Baker公司；三乙胺、2-甲基喹啉、煙堿、降煙堿、麥斯明、假木賊堿、新煙堿、可替寧，AR，美國(guó)J&T Baker公司；無(wú)水硫酸鈉、氫氧化鈉，AR，廣拓化學(xué)(上海)有限公司；有機(jī)相濾膜(0.4 μm)，上海佐菲實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

主要儀器：6890/5975氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)Agilent公司；RM-200型自動(dòng)吸煙機(jī)、WM-50型卷煙自動(dòng)質(zhì)量分選儀、HM-200卷煙壓降檢測(cè)儀，德國(guó)Borgwaldt-KC公司；KBFP-240型恒溫恒濕箱、ED-115型烘箱，德國(guó)Binder公司；Milli-Q50超純水儀，美國(guó)Millipore公司；CP2245電子分析天平(感量：0.000 1 g)，德國(guó)Sartorius公司；FW80高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，天津泰斯特儀器有限公司；KQ-700V型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；分樣篩(40目)，青島分樣篩廠。

1.2方法參照文獻(xiàn)[8]的GC/MS法測(cè)定卷煙樣品煙絲和煙氣中煙堿、降煙堿、麥斯明、假木賊堿、新煙堿和可替寧的含量。

利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件[9]對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，得出了在0.01顯著性水平煙氣煙堿含量與煙絲的煙堿、降煙堿和新煙堿含量之間的相關(guān)系數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1各生物堿成分關(guān)系分析樣品卷煙煙絲和煙氣中煙堿、降煙堿、麥斯明、假木賊堿、新煙堿和可替寧的含量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)表2中煙絲和煙氣生物堿含量的相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，卷煙煙氣煙堿含量與煙絲的煙堿、降煙堿和新煙堿含量較顯著正相關(guān)，麥斯明含量與煙絲中麥斯明正相關(guān)，可替寧含量與煙絲中的降煙堿、麥斯明和新煙堿正相關(guān)，其他成分之間弱相關(guān)。

表2　卷煙樣品煙絲和煙氣中生物堿成分含量　mg/g

表3　卷煙煙絲和煙氣中生物堿含量的相關(guān)系數(shù)

注：*和**分別表示相關(guān)性在0.05和0.01水平上顯著。

2.2各生物堿成分轉(zhuǎn)移率分析由表1可知卷煙試樣的規(guī)格設(shè)計(jì)值，按照GB/T 16450-2004《常規(guī)分析用吸煙機(jī) 定義和標(biāo)準(zhǔn)條件》計(jì)算煙蒂長(zhǎng)度。將表2中卷煙樣品煙絲和煙氣中生物堿成分含量代入下式[11]計(jì)算生物堿的轉(zhuǎn)移率，結(jié)果見(jiàn)表4。

轉(zhuǎn)移率(Z)=(單支卷煙煙氣中生物堿含量)/(單支卷煙煙絲中生物堿含量×K)× 100%

式中，K=(煙支長(zhǎng)度-煙蒂長(zhǎng)度)/(煙支長(zhǎng)度-煙嘴長(zhǎng)度)。由表4可知，卷煙生物堿成分煙堿、降煙堿、麥斯明、假木賊堿、新煙堿和可替寧的轉(zhuǎn)移率差異較大，麥斯明的轉(zhuǎn)移率約是新煙堿的70倍。由煙堿降解過(guò)程的理論推導(dǎo)可以看出：煙堿變化過(guò)程的中間體降煙堿和假木賊堿轉(zhuǎn)移率較低，而最終成分麥斯明和可替寧的轉(zhuǎn)移率較高。

表4　卷煙樣品生物堿成分的轉(zhuǎn)移率　%

2.3卷煙價(jià)類及主要參數(shù)不同的卷煙轉(zhuǎn)移率結(jié)果比較由表1可知，24個(gè)試樣卷煙大致可以按價(jià)類、通風(fēng)高低和濾嘴長(zhǎng)短分別分為2組，即以市場(chǎng)銷售價(jià)15元/包為界限分為高價(jià)類(GJ組)和低價(jià)類(DJ組)，以卷煙總透風(fēng)率5%為界限分為高通風(fēng)(GT組)和低通風(fēng)(DT組)，以濾嘴長(zhǎng)度25 mm為界限分為長(zhǎng)濾嘴(CL組)和短濾嘴(DL組)。為了更好地說(shuō)明各組生物堿成分轉(zhuǎn)移率與卷煙之間的關(guān)系，將各組的生物堿轉(zhuǎn)移率統(tǒng)計(jì)取其平均值進(jìn)行2組之間的比較，計(jì)算變化率，如(GJ組)與(DJ組)變化率=[Ai(GJ組)-Ai(DJ組))/Ai(GJ組)×100%，其中，Ai為各生物堿轉(zhuǎn)移率平均值。結(jié)果見(jiàn)表5。

表5　各組生物堿成分轉(zhuǎn)移率平均值及變化率　%

由表5可知，高價(jià)類較低價(jià)類卷煙的各生物堿組分轉(zhuǎn)移率平均值，煙堿偏高，其他5種生物堿均偏低。由于卷煙價(jià)類與配方中煙葉成本成正比例，高價(jià)類卷煙使用的煙葉等級(jí)高，因此可以說(shuō)明煙葉等級(jí)高的葉組配方卷煙煙氣中煙堿組分的含量高。高通風(fēng)較低透風(fēng)卷煙各生物堿轉(zhuǎn)化率均偏低，表明提高卷煙通風(fēng)率對(duì)各生物堿成分均有降低作用。增加濾嘴長(zhǎng)度同樣起到降低各生物堿的作用，且降低麥斯明的效果高于提高通風(fēng)率約5倍。

3結(jié)論

卷煙煙氣煙堿含量與煙絲的煙堿、降煙堿和新煙堿較顯著正相關(guān)，表明在卷煙設(shè)計(jì)中煙氣煙堿含量不僅要關(guān)注煙絲煙堿的高低，同時(shí)還要考慮降煙堿和新煙堿的影響。卷煙各生物堿成分的轉(zhuǎn)移率差異較大，煙堿變化過(guò)程的中間體降煙堿和假木賊堿的轉(zhuǎn)移率較低，最終成分麥斯明和可替寧的轉(zhuǎn)移率較高。加長(zhǎng)卷煙濾嘴有利于降低斯明麥的轉(zhuǎn)移，加長(zhǎng)濾嘴降低麥斯明的效果高于提高通風(fēng)率約5倍。

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