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        烘絲工藝對(duì)卷煙煙絲中酚類物質(zhì)含量的影響

        2016-05-30 10:51:57周躍飛羅靖林志平林水艇
        山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年3期
        關(guān)鍵詞:卷煙

        周躍飛 羅靖 林志平 林水艇

        摘要:采用滾筒干燥和氣流干燥的烘絲加工模式,以中部煙葉為試驗(yàn)材料,利用高效液相色譜測(cè)定了煙絲中多酚化合物含量及其煙氣揮發(fā)酚的釋放量。結(jié)果表明:卷煙主流煙氣揮發(fā)酚釋放量與其煙絲多酚類化合物含量呈不同程度正相關(guān)關(guān)系;隨著烘絲工藝強(qiáng)度的上升,煙絲多酚類化合物發(fā)生降解導(dǎo)致含量下降,進(jìn)而導(dǎo)致主流煙氣揮發(fā)酚釋放量下降。

        關(guān)鍵詞:烘絲工藝;卷煙;酚類物質(zhì)

        中圖分類號(hào):S572:TS452+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):1001—4942(2016)03—0036—03

        煙草中含多種酚類化合物,目前已經(jīng)從煙氣與煙葉中鑒定出280多種。蕓香苷、莨菪亭和綠原酸是煙草中最重要的多酚類物質(zhì),其含量水平制約著烤煙內(nèi)、外部質(zhì)量;多酚類物質(zhì)含量高,則相應(yīng)煙葉等級(jí)越高;此外,多酚類化合物屬于酸性物質(zhì),在煙草燃燒進(jìn)入煙氣時(shí)能中和反應(yīng)一部分堿性物質(zhì),從而讓卷煙煙氣的吃味更為醇和。煙氣中酚類化合物來自于煙草中多酚類化合物的裂解,吸人體內(nèi)后易至細(xì)胞原漿中的蛋白質(zhì)變性,從而使細(xì)胞失活,因此被認(rèn)為是煙氣有害成分之一,需進(jìn)行相應(yīng)的管制。

        烘絲工藝是卷煙制絲生產(chǎn)的重要工序,煙草在烘絲過程中,內(nèi)外部溫濕度發(fā)生劇烈變化,且受到一定機(jī)械作用,表面物理特性、內(nèi)在化學(xué)成分(如多酚化合物)和燃燒性將發(fā)生改變,從而影響其煙氣成分(如揮發(fā)酚)釋放量。目前系統(tǒng)研究卷煙工藝與煙草多酚類化合物和煙氣揮發(fā)性酚類化合物相關(guān)性的報(bào)道較為少見。李滟芳等研究了真空回潮工序?qū)頍煻喾宇惢衔锏挠绊?,發(fā)現(xiàn)真空回潮工序后煙草多酚類物質(zhì)含量隨加工強(qiáng)度增大呈下降趨勢(shì)。魏玉玲等分析了烘絲工藝參數(shù)與烤煙多酚化合物含量的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)烘絲出口物料溫度是影響烤煙中多酚化合物含量的顯著因素。寇明鈺等系統(tǒng)研究了氣流烘絲參數(shù)對(duì)卷煙主流煙氣苯酚釋放量的影響。但這些研究對(duì)象較為單一,忽略了多酚類化合物與煙氣揮發(fā)性酚類問的相關(guān)性。本文系統(tǒng)研究了烘絲工藝對(duì)煙草多酚類化合物與煙氣揮發(fā)性酚類化合物的影響規(guī)律,旨在為高香低害卷煙工藝設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化選擇提供有力支持。

        1材料與方法

        1.1試材和儀器

        選擇同一中部部位單等級(jí)煙葉(C3F),分別按正常生產(chǎn)進(jìn)行松散回潮、切絲,在保證出口含水率等物理質(zhì)量滿足要求前提下,分別在滾筒干燥和氣流干燥設(shè)備性能范圍內(nèi)設(shè)定低、中和高三個(gè)不同加工強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn),采集不同烘絲工藝參數(shù)下生產(chǎn)的卷煙做為樣品煙,工藝參數(shù)如表1、2所示。

        超高效液相色譜儀(Waters公司,美國),配備熒光檢測(cè)器和PDA二極管陣列檢測(cè)器;色譜柱(菲羅門,C18,100 mm×3.9 mm,5μm);SM400吸煙機(jī)(Filtrona公司,英國);超聲波振蕩器(EL-MA公司,德國);電子天平(Mettler公司,瑞士);恒溫恒濕箱(Binder公司,德國);7種揮發(fā)酚(分析純,百靈威化學(xué)試劑公司);醋酸、乙腈、甲醇、綠原酸、莨菪亭和蕓香苷(色譜純,百靈威化學(xué)試劑公司);純水儀(Milli-Q,美國)。

        1.2試驗(yàn)方法

        按YC/T 31-1996的方法制備煙末樣品和測(cè)定含水率;按YC/T 202-2006的方法測(cè)定煙草及煙草制品的綠原酸、莨菪亭和蕓香苷;按YC/T 255-2008的方法測(cè)定卷煙主流煙氣中的苯酚。

        2結(jié)果與分析

        2.1烘23-藝對(duì)卷煙煙絲多酚類化合物的影響

        結(jié)果(圖1)表明:同一處理強(qiáng)度下,3種多酚類化合物含量水平相當(dāng)。其原因可能是氣流干燥(HXD)模式屬于高溫快流速,而滾筒烘絲(GT)模式屬于低溫慢流速,因此煙絲所受的處理強(qiáng)度可能相當(dāng)。

        在HXD和GT模式下,隨著烘絲工藝強(qiáng)度的上升,3種主要多酚類化合物均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì);其中綠原酸下降幅度較大,莨菪亭下降幅度較小。原因是隨時(shí)著烘絲工藝強(qiáng)度的上升,煙葉中多酚類物質(zhì)可能通過酶促棕色化反應(yīng)降解形成了棕色色素,從而導(dǎo)致含量降低。

        2.2烘絲工藝對(duì)卷煙煙氣揮發(fā)酚的影響

        結(jié)果(圖2)表明:同一處理強(qiáng)度下,HXD模式處理后的煙絲多酚類化合物釋放總量比GT模式高,其原因可能是HXD模式處理煙絲的燃燒性能優(yōu)于GT模式,煙絲多酚類化合物熱裂解更為完全。在HXD烘絲模式下,隨著烘絲工藝強(qiáng)度的上升,煙氣中苯酚、對(duì)苯二酚、鄰苯二酚、鄰甲酚呈現(xiàn)下降趨勢(shì);在GT模式下,除問苯二酚外,均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

        2.3卷煙煙絲多酚類物質(zhì)與煙氣揮發(fā)酚的相關(guān)性

        前期研究表明多酚類化合物是煙氣揮發(fā)性酚類最為重要的前體成分,然而以往的機(jī)理研究主要是采用模擬熱裂解的方式,忽略了卷煙煙氣的復(fù)雜性以及多種物質(zhì)共存時(shí)產(chǎn)生的拮抗性和協(xié)同性對(duì)裂解產(chǎn)物生成狀況的影響。簡(jiǎn)單相關(guān)分析結(jié)果(表3)顯示,煙氣中的6種揮發(fā)酚釋放量與煙絲中的綠原酸呈顯著相關(guān)關(guān)系;煙氣中的苯酚、鄰苯二酚和間,對(duì)甲酚釋放量與煙絲中的蕓香苷呈顯著相關(guān)關(guān)系;煙氣中的苯酚釋放量與煙絲中的莨菪亭呈顯著相關(guān)關(guān)系。

        3結(jié)論與討論

        3.1在同一烘絲強(qiáng)度下,滾筒干燥和氣流干燥處理后煙絲中綠原酸、莨菪亭和蕓香苷含量水平相當(dāng);提高烘絲工藝強(qiáng)度,煙葉中多酚類物質(zhì)可能降解成棕色色素,因此其含量逐步降低。

        3.2在同一烘絲強(qiáng)度下,氣流干燥處理后的煙絲主要揮發(fā)酚釋放總量高于滾筒干燥模式;隨著烘絲工藝強(qiáng)度的上升,滾筒干燥和氣流干燥處理后煙絲煙氣中的大部分揮發(fā)酚釋放量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

        3.3煙氣中6種揮發(fā)酚的釋放量與煙絲中多酚類化合物含量呈不同程度正相關(guān)關(guān)系,說明煙草中多酚類化合物是煙氣中揮發(fā)酚的前體物質(zhì)。因此選擇多酚類化合物含量較低的煙葉作為卷煙配方,可以有效降低其煙氣有害物質(zhì)釋放量,進(jìn)而降低卷煙的危害性。

        3.4烘絲工藝參數(shù)的調(diào)整勢(shì)必改變煙草的物理狀態(tài)和內(nèi)在化學(xué)成分,進(jìn)而影響卷煙燃燒性能和煙氣化學(xué)成分。如何優(yōu)選合適的制絲工藝參數(shù)并兼顧卷煙減害,將是卷煙制絲工藝未來研究的熱點(diǎn)。

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