張輝

重慶中煙工業(yè)有限責(zé)任公司重慶卷煙廠 重慶 400061

在吸煙與健康問題日益受到各國政府的高度重視，吸煙的安全性問題日益受到人們的重視，煙民對自身的健康日益關(guān)注，煙草行業(yè)受到社會壓力越來越大的背景下，卷煙的減害降焦成為各煙草企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。煙草行業(yè)提升軟實力，必須以持續(xù)降焦減害踐行責(zé)任煙草，提升控?zé)熉募s形象，國家局啟動卷煙減害技術(shù)重大專項，全面、系統(tǒng)地推進(jìn)中式卷煙減害降焦工作。卷煙減害技術(shù)重大專項是《煙草行業(yè)中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020 年）》確定的行業(yè)九個科技重大專項之一，這也體現(xiàn)出中國煙草對卷煙減害降焦工作的高度重視，對持續(xù)有效地推進(jìn)卷煙減害降焦工作的態(tài)度和決心。根據(jù)國家局統(tǒng)計結(jié)果表面，經(jīng)過不懈努力，全國卷煙焦油實測加權(quán)平均值數(shù)據(jù)從2000 年的16.1mg/支下降到了2019 年的9.9mg/ 支，危害性指數(shù)從2008 年的10 下降到2019 年的8，下圖。

1 卷煙焦油及其危害

卷煙煙氣粒相物中除水分和煙堿以外所剩下的部分，稱之為焦油，是卷煙煙絲中的有機(jī)物質(zhì)在缺氧條件下不完全燃燒產(chǎn)生的，它是由多種烴類氧化物、硫化物和氮化物等組成的復(fù)雜化合物。目前，專家普遍認(rèn)為，卷煙煙氣中的有害成分主要集中在焦油中，焦油是香煙中危害人體健康、導(dǎo)致人體癌變的主要物質(zhì)，煙氣焦油中99.4% 的物質(zhì)是有害的，0.2% 是致癌的引發(fā)劑，0.4% 是癌的協(xié)同劑，降低焦油在煙氣中的含量已成為了當(dāng)前卷煙生產(chǎn)的頭等大事，而降低焦油含量確實能夠有效的降低卷煙的對人體的危害性。

2 卷煙減害降焦的措施

當(dāng)前各煙草機(jī)構(gòu)在研究卷煙減害降焦方面主要通過煙葉原料研究，在線工藝工藝配方的調(diào)整研究，卷煙過濾嘴的研究以及在煙機(jī)設(shè)備方面的研究等。

2.1 農(nóng)業(yè)技術(shù)減害降焦法

培育焦油和其他有害物質(zhì)生成量少的優(yōu)質(zhì)高抗煙草新品種一直是煙草農(nóng)業(yè)技術(shù)研究的重要目標(biāo)之一，通過各種方法育種低焦油煙葉品種，能夠取得一定的減害降焦效果。培育低焦油煙葉新品種目前主要有兩條途徑[1]：一是利用低焦油遺傳資源培育低焦油、低煙堿品種；二是培育富鉀品種。中國農(nóng)科院煙草所[2]經(jīng)過3 年時間鑒定了400份煙草種子資源的鉀積累效率，已找出富鉀的育種材料，培育富鉀煙草的實質(zhì)是發(fā)揮煙草品種攝鉀能力強(qiáng)的遺傳特性，充分利用土壤肥料中的鉀素，從而生產(chǎn)出鉀含量高的煙葉，降低卷煙焦油產(chǎn)生量。新發(fā)現(xiàn)的能吸收利用土壤礦物鉀且煙葉含鉀量在7% 以上的種子具有較強(qiáng)的富鉀特征。

2.2 煙草加工技術(shù)減害降焦法

煙草加工技術(shù)對降低卷煙的焦油和其它有害成分有重要的作用，其一對煙葉的處理，彭玉富等[3]從改變環(huán)境溫濕度、輻照、加速氧化、外加微生物和生物酶法等方面綜述了煙葉發(fā)酵技術(shù)。顏克亮等[4]總結(jié)了提升煙葉品質(zhì)及降低有害物質(zhì)的煙葉醇化技術(shù)，提出了煙葉醇化技術(shù)的發(fā)展趨勢及研究方向。其二是利用各種煙草加工設(shè)備對煙葉、煙絲和梗絲的加工，有效地降低了卷煙燃吸時有害物質(zhì)的產(chǎn)生量，其三對煙草制絲過程工藝參數(shù)的優(yōu)化組合，不但提高了制絲質(zhì)量，也極大地降低了卷煙中的焦油量。

2.3 物理技術(shù)減害降焦法

2.3.1 采用高透氣度等種類的卷煙紙技術(shù)

煙支燃燒過程中，提高卷煙紙的透氣度可以使更多的空氣進(jìn)入濾嘴內(nèi)并對主流煙氣進(jìn)行稀釋，從而降低人體吸入的焦油量。有實驗證明，卷煙煙氣中的總粒相物和焦油量隨著卷煙紙自然透氣度增加而降低，但卷煙紙在透氣度達(dá)到70CU 以上時，變化趨于平緩，煙氣中的煙堿量和CO 量隨著卷煙紙自然透氣度增加基本上呈線性降低，因此，適當(dāng)提高卷煙紙張透氣度可有效降低煙支的焦油量[5]。孫賢軍等[6]研制了一種含電氣石復(fù)合功能涂料的成形紙，結(jié)果表明，含電氣石復(fù)合功能涂料成形紙可降低卷煙焦油、CO、NOx、亞硝胺、羰基化合物、氫氰酸、苯并芘類物質(zhì)分別為12.6%、15.0%、25.2%、12.5%、12.2%、30.4%、19.4%。

2.3.2 設(shè)計和選用相關(guān)濾嘴技術(shù)

濾嘴是煙支非常重要的組成部分，目的在于截留卷煙的焦油和煙堿的含量，在卷煙減害降焦中起到?jīng)Q定性的重要作用。目前的濾嘴過濾方法主要有三種：即吸附劑法、化學(xué)反應(yīng)方法和溶解法。各研究組織都在積極研究新型濾嘴，謝笑天等[7]制備了對煙氣焦油具有過濾和吸附性能的納米粉末，涂布到醋酸纖維絲束上，可降低煙氣焦油量，降焦效果達(dá)到4.4mg ／支。郭武生[8]將自合成的多種規(guī)格的介孔及其復(fù)合材料作為去除卷煙有害物質(zhì)添加劑裝入卷煙濾嘴，通過卷煙企業(yè)檢測，發(fā)現(xiàn)煙堿、焦油、CO、低分子醛酮類化合物等有害物質(zhì)明顯減少。2020 年 “功能性多孔醋纖微粒的研制及應(yīng)用” 項目通過國家局科技司組織的驗收。

2.3.3 煙絲填充料的使用

在卷煙配方中增加三絲（膨脹梗絲、膨脹煙絲、薄片絲）用量，能夠提高煙絲的填充性，減少單支卷煙的煙絲用量，對于降低卷煙的焦油量可以起到明顯的效果。生產(chǎn)實踐表明，在卷煙配方中摻用10%的膨脹煙絲，可降低卷煙焦油量近20%。另有研究表明，在配方中摻用20% 的煙草薄片可使卷煙焦油量下降10% 左右[9]。

降低單箱煙葉的重量，單箱卷煙耗用煙葉從1982 年的57.1千克下降至2015 年的33.9 千克，減少了40.6%，提供不同規(guī)格的卷煙如細(xì)支，中支和短支等，而且提供不同梯次結(jié)構(gòu)焦油含量的卷煙，使消費者有充分的選擇空間，都對降焦減害起到一定作用。

2.3.4 化學(xué)技術(shù)減害降焦法

就是利用化學(xué)作用的方法對卷煙進(jìn)行降焦。李叢民等[10]測定了各種鉬酸鹽處理的卷煙的燃燒速度、焦油、BaP 和自由基的濃度，并用差熱分析和熱失重分析法探討了反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，鉬酸鹽類添加劑對卷煙燃燒氧化反應(yīng)具有較高的催化活性，對降低煙氣焦油中自由基和BaP 的濃度有顯著的效果，其活性大小順序為MnMoO4＞ CoMoO4＞K2MoO4＞ ZnMoO4。王曉葵等[11]的研究結(jié)果表明，煙支中加入1.0ml 脫乙酰度為90% 的殼聚糖溶液，主流煙氣中焦油降低15.5%，煙堿降低13.8%，內(nèi)在品質(zhì)有明顯提高。朱智志等[12]分別將納米材料Al2O3，TiO2 加入到卷煙煙絲中，結(jié)果表明，納米材料干法加入到煙絲上，降低了煙氣中焦油和CO含量。

2.3.5 生物技術(shù)降焦法

生物材料和生物技術(shù)在卷煙減害降焦方面具有一定的優(yōu)勢（主要表現(xiàn)在可綜合減害及降害機(jī)理等方面）。國內(nèi)在利用生物技術(shù)和生物材料降低卷煙焦油和其他有害成分方面已進(jìn)行了大量的研究，并取得了許多實質(zhì)性進(jìn)展。如黑龍江煙草工業(yè)采用DNA 粒子與瓦楞復(fù)合技術(shù)制成高透成型的特殊濾棒，可有效截留煙氣中的有害成分，顯著提高卷煙吸食的安全性。戴亞[13]等人從動物鮮血中提取出血紅蛋白，并添加到濾嘴中，研究其對卷煙煙氣中亞硝胺含量的影響。結(jié)果表明，濾嘴可顯著降低卷煙煙氣中N- 亞硝胺含量（NA），降低率為50% 左右，而且對氣相NA 和粒相NA均有截留作用。

2.3.6 其它減害降焦技術(shù)

（1）中藥制劑降焦法。中草藥是中國特色產(chǎn)物，運用現(xiàn)代科技技術(shù)將煙草與中醫(yī)藥相結(jié)合，形成中國特色低焦油混合型卷煙，是 “中式卷煙” 最具中國特色的風(fēng)格之一，而且添加中草藥能夠有效達(dá)到降焦減害的目的。目前多數(shù)廠家都采用中草藥提取精制后，結(jié)合卷煙加工工藝，主要在加香加料或嘴棒成型環(huán)節(jié)添加[14]。我國煙草科研人員已經(jīng)研制出多種用于煙草的中草藥或中草藥制劑，如甘草、羅布麻、杜鵑油、葛根、姜黃素等，可有效降低煙草中的焦油量4-6mg/ 支。有研究者以何首烏等中草藥為原料，經(jīng)加工提取制得醇溶液按5%添加量，噴霧于煙絲中，可使焦油量下降4-5mg/ 支[15]。國內(nèi)外運用天然藥物對卷煙進(jìn)行減害降焦的方法，包括動物、植物和礦物三大類[16]。

（2）微波輻射降焦法。微波是一種能量形式，在電介質(zhì)中可以轉(zhuǎn)化為熱量。魏玉玲等[17]研究發(fā)現(xiàn)，與用其它方法調(diào)制的煙葉相比，用微波輻射的煙葉中至少有一種TSNAs 的含量有所降低。較理想的結(jié)果是，微波處理煙葉中的TSNAs 含量低于0.2μg/g，甚至低于0.1μg/g。高玲等[18]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)1kW 的微波輻射90s，煙草中大約有25% -30%的亞硝胺被降解而主流煙氣中的亞硝胺去除率達(dá)到50% -60%。

另外，國內(nèi)外有關(guān)人員還進(jìn)行了用分子篩[19]、微孔活性炭[20]、介孔材料、紫外線、激光、超聲波等對煙草進(jìn)行處理的技術(shù)，來降低卷煙煙氣中的有害成分，以期能夠達(dá)到卷煙減害降焦的目的。

3 結(jié)語

在國家局發(fā)展中式卷煙的指導(dǎo)方針下，我國卷煙減害降焦方面的研究已取得了一定的進(jìn)展，今后應(yīng)加強(qiáng)卷煙安全性的基礎(chǔ)研究，綜合研究影響卷煙安全性的各種因素和環(huán)節(jié)，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)真正降低卷煙有害成分，提高其安全性，為我國發(fā)展中式卷煙提供更多的技術(shù)支撐。研發(fā)構(gòu)建中式卷煙綜合降焦技術(shù)體系和選擇性減害技術(shù)體系，實現(xiàn)了煙草吸入量、卷煙焦油量和其他有害成分含量“三個減少”。相信在不久的將來，我們開發(fā)的具有中國特色的低危害產(chǎn)品必將在國際煙草市場上展現(xiàn)獨特的優(yōu)勢，我國煙草行業(yè)也將在競爭中占有一席之地。