周慧明，劉 鴻，劉廣超，費(fèi) 菲，張鎖慧，沈 軼，鄭賽晶*

1.上海新型煙草制品研究院，上海市浦東新區(qū)秀浦路3733 號(hào) 201315

2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，上海市浦東新區(qū)秀浦路3733 號(hào) 201315

加熱卷煙是新型煙草制品的重要分支，其主要特點(diǎn)是利用外部熱源加熱煙草材料而非直接點(diǎn)燃。加熱卷煙由高溫?zé)崃呀猱a(chǎn)生的有害成分相對(duì)較少，且能為消費(fèi)者提供一定的煙草特征感受，因而成為目前的研究熱點(diǎn)［1-5］。加熱卷煙根據(jù)其熱源的不同，主要分為炭加熱、電加熱、理化反應(yīng)加熱3 種類(lèi)型，其中，炭加熱類(lèi)型的加熱溫度難以控制、CO 釋放量較大，理化反應(yīng)加熱類(lèi)型仍處于基礎(chǔ)研發(fā)階段。三者之中，電加熱類(lèi)型的產(chǎn)品發(fā)展較為迅速［3，6-7］。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)電加熱卷煙的基礎(chǔ)研究非常關(guān)注。Foster 等［8］研究表明，加熱溫度為100～200 ℃時(shí)，加熱卷煙氣溶膠中的煙堿等部分物質(zhì)主要來(lái)源于蒸發(fā)轉(zhuǎn)移和初步熱分解。楊繼等［9］對(duì)典型加熱卷煙的煙草原料在50～350 ℃溫度范圍進(jìn)行熱裂解并檢測(cè)裂解產(chǎn)物，甘油、丙二醇和煙堿為主要檢出物質(zhì)。龔淑果等［10］在研究報(bào)道中指出，電加熱卷煙IQOS 和GLO 在標(biāo)準(zhǔn)抽吸（ISO）和加拿大深度抽吸（HCI）兩種模式下，煙氣中甘油、煙堿、水分和主要香味成分的逐口釋放行為與加熱抽吸方式有關(guān)。鄭緒東等［11］研究表明，電加熱卷煙的氣溶膠成分以及其中甘油、丙二醇、煙堿等的釋放特性與加熱溫度范圍有關(guān)，且上述幾種成分的釋放特性與加熱溫度的關(guān)系并不一致。當(dāng)前的研究報(bào)道主要關(guān)注加熱卷煙煙草原料的受熱分析、霧化劑對(duì)煙草原料受熱時(shí)氣溶膠捕集量（Aerosol collection mass，ACM）釋放行為的影響等方面，以及產(chǎn)品在工作過(guò)程中釋放物的釋放情況等［12-14］，存在與產(chǎn)品實(shí)際工作情況差異較大或無(wú)法規(guī)避不同產(chǎn)品的煙具對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響等問(wèn)題。而基于同一加熱平臺(tái)研究電加熱卷煙產(chǎn)品產(chǎn)生的氣溶膠中主要化學(xué)成分的釋放行為，可以規(guī)避不同加熱卷煙煙具對(duì)研究結(jié)果的影響，且有利于更準(zhǔn)確地了解產(chǎn)品性能、合理定位產(chǎn)品的工作溫度。然而，迄今為止該方面的研究鮮有報(bào)道。

本研究中基于自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的加熱溫度可調(diào)節(jié)的加熱卷煙研究平臺(tái)，針對(duì)5 款電加熱卷煙煙支在不同加熱溫度下加熱時(shí)對(duì)其氣溶膠、煙堿、甘油、水分的釋放行為進(jìn)行剖析，初步了解目前國(guó)外市場(chǎng)上電加熱卷煙的氣溶膠以及其中主要成分的釋放特性和影響因素，旨在為電加熱卷煙產(chǎn)品的優(yōu)化提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

5 款電加熱卷煙煙支，分別標(biāo)記為A、B、C、D和E，其中，A 為IQOS 原味煙支，B、C、D 和E 為國(guó)內(nèi)煙草公司研發(fā)的4 款產(chǎn)品。44 mm 劍橋?yàn)V片（美國(guó)GE 公司）。

異丙醇（AR，天津市富宇精細(xì)化工有限公司）；1，2-丙二醇、丙三醇、1，4-丁二醇（AR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；正十七烷（≥98.5%，北京百靈威科技有限公司）；煙堿（標(biāo)準(zhǔn)品，美國(guó)O2Si 公司）。

自主研發(fā)的加熱卷煙研究平臺(tái)（專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮镃N202010724906.3），該平臺(tái)采用中心加熱針加熱方式，加熱溫度調(diào)節(jié)范圍為200～375 ℃，溫度波動(dòng)范圍±5 ℃；SM450 直線型吸煙機(jī)（英國(guó)Cerulean公司）；7890A 氣相色譜儀（美國(guó)Agilent 公司）；Milli-Q50 超純水儀（美國(guó)Millipore 公司）。

1.2 方法

1.2.1 電加熱卷煙的抽吸

將平臺(tái)的溫度設(shè)置為目標(biāo)溫度，達(dá)到目標(biāo)溫度后，進(jìn)行加熱與抽吸。參照傳統(tǒng)卷煙的抽吸模式［15］，分別對(duì)5 款電加熱卷煙進(jìn)行抽吸，每支煙支均抽吸5 口。煙支均未經(jīng)溫濕度調(diào)節(jié)，每包樣品從冰柜中取出恢復(fù)至室溫后開(kāi)封即測(cè)。

1.2.2 煙堿、甘油和水分的檢測(cè)

參照CORESTA推薦的57號(hào)［16］、60 號(hào)［17］、62號(hào)［18］方法檢測(cè)加熱卷煙煙草原料中的煙堿、甘油、水分。參照CORESTA 推薦的84 號(hào)［19］方法檢測(cè)ACM 中的煙堿、甘油和水分。

2 結(jié)果與討論

本研究中參考了新型煙草制品國(guó)際市場(chǎng)上主流加熱卷煙產(chǎn)品的加熱溫度。據(jù)報(bào)道，該類(lèi)產(chǎn)品通常將加熱元件的工作溫度設(shè)置在250～350 ℃，例如，菲莫煙草公司推出的內(nèi)芯加熱煙具IQOS 的加熱部件在工作過(guò)程中不超過(guò)350 ℃［7，20］。本研究中重點(diǎn)關(guān)注了5 款電加熱卷煙在加熱卷煙研究平臺(tái)上，加熱溫度分別為250、275、300、325、350、375 ℃下的ACM 以及其中煙堿、甘油、水分3 種關(guān)鍵成分的釋放行為。

2.1 煙草原料中煙堿、甘油和水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

加熱卷煙煙草原料中的煙堿、甘油和水分是氣溶膠中相應(yīng)成分的重要來(lái)源。為了解5 款電加熱卷煙煙草原料中煙堿、甘油和水分的量，分別取4 支煙支進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表1?？梢钥闯?，5 款煙支的煙草原料中，3 種成分的量存在顯著差異。煙堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)差別較大，從小到大依次為B、D、E、C、A；甘油的量存在一定差異，產(chǎn)品E 最高，其次為產(chǎn)品A，產(chǎn)品B、C、D 之間的差別不大；水分的量差別顯著，從小到大依次為E、D、B、C、A。

表1 5款電加熱卷煙產(chǎn)品煙草原料中煙堿、甘油和水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Tab.1 Nicotine,glycerol and moisture contents in tobacco materials of five electrically heated cigarettes （mg·支-1）

2.2 加熱卷煙的ACM 與加熱溫度的關(guān)系

取抽吸前后捕集器的質(zhì)量差作為濾片捕集的ACM，計(jì)算得到加熱卷煙在某加熱溫度下的ACM，結(jié)果見(jiàn)圖1。隨加熱溫度的升高，甘油、水分等成分揮發(fā)轉(zhuǎn)移增加；同時(shí)，一些其他成分受熱分解的程度增加，相應(yīng)產(chǎn)物的釋放增加。由圖1 可知，ACM 均呈現(xiàn)了隨加熱溫度的升高穩(wěn)定增大的趨勢(shì)，5 款產(chǎn)品的ACM 之間也存在差別，A、C、E 的ACM 較高，B 和D 的較低。在250～350 ℃范圍內(nèi)，5 款產(chǎn)品的ACM 分別增加190.6%、208.4%、98.2%、156.5%和127.1%，且對(duì)于其中大部分產(chǎn)品，325～350 ℃是ACM 增幅最大的溫度區(qū)間。在350 ℃時(shí)，5 款產(chǎn)品的ACM 的范圍為15.55～26.51 mg/支。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高，在350～375 ℃，ACM 隨溫度的變化逐漸進(jìn)入“平臺(tái)期”，其增幅顯著變小。因此，對(duì)于單個(gè)產(chǎn)品，加熱溫度是影響ACM 的重要因素，并且350 ℃是本研究中多數(shù)產(chǎn)品的氣溶膠釋放行為發(fā)生轉(zhuǎn)折的溫度，值得在研究中多加關(guān)注。

圖1 不同加熱溫度下5款電加熱卷煙產(chǎn)品的氣溶膠捕集量Fig.1 ACMs from five electrically heated cigarettes at different temperatures

2.3 加熱卷煙的煙堿釋放行為與加熱溫度的關(guān)系

2.3.1 煙堿的釋放量

5 款產(chǎn)品的單支煙堿釋放量與加熱溫度的關(guān)系如圖2 所示。在250～350 ℃，隨加熱溫度的升高，原料中質(zhì)子態(tài)和游離態(tài)煙堿分解釋放、轉(zhuǎn)移進(jìn)入氣溶膠的量逐漸增加，5 款產(chǎn)品的煙堿釋放量均呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢(shì)。不同產(chǎn)品的煙堿釋放量之間存在差異，產(chǎn)品A 最高，其次是產(chǎn)品E，產(chǎn)品B、C、D 之間差別較小。對(duì)于多數(shù)產(chǎn)品，325～350 ℃范圍內(nèi)煙堿釋放量曲線最為陡峭，即325～350 ℃是多數(shù)產(chǎn)品煙堿釋放量增幅最大的溫度段。與ACM 變化趨勢(shì)相似，在350 ℃時(shí)，多數(shù)產(chǎn)品的煙堿釋放量曲線的變化趨勢(shì)發(fā)生轉(zhuǎn)折，煙堿釋放量的增幅變小。在350 ℃時(shí)，5 款產(chǎn)品的煙堿釋放量范圍為0.18～0.45 mg/支，產(chǎn)品A 的煙堿釋放量最高。在350～375 ℃，本研究中的多數(shù)產(chǎn)品的煙堿釋放量增幅變小，由此推測(cè)350 ℃是加熱卷煙產(chǎn)品的煙堿相關(guān)研究中值得給予較多關(guān)注的溫度。

圖2 不同加熱溫度下5 款電加熱卷煙產(chǎn)品的煙堿釋放量Fig.2 Releases of nicotine from five electrically heated cigarettes at different temperatures

2.3.2 ACM 中煙堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

將煙堿釋放量與濾片捕集到的ACM 作比值，得到ACM 中煙堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果如圖3 所示。5 款產(chǎn)品的ACM 中煙堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨加熱溫度的升高呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。溫度超過(guò)350 ℃后，產(chǎn)品A、B、D 的ACM 中煙堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增幅減小，進(jìn)一步升高溫度對(duì)提高ACM 中煙堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)的作用效果減小。350 ℃時(shí)，5 款產(chǎn)品的ACM 中煙堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0.89%～1.85%。不同產(chǎn)品釋放的ACM 中煙堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在差別，產(chǎn)品A始終最高，300～350 ℃時(shí)，產(chǎn)品B、D、E 較為接近。

圖3 不同加熱溫度下5 款電加熱卷煙產(chǎn)品的ACM 中煙堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fig.3 Proportions of nicotine in ACMs of five electrically heated cigarettes at different temperatures

2.3.3 煙堿轉(zhuǎn)移率

將不同溫度下5 款產(chǎn)品的煙堿釋放量與煙草原料中煙堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較，獲得對(duì)應(yīng)的煙堿轉(zhuǎn)移率，結(jié)果如圖4。5 款產(chǎn)品的煙堿轉(zhuǎn)移率均隨加熱溫度的升高快速增大。不同產(chǎn)品的煙堿轉(zhuǎn)移率隨溫度的變化有所不同：在300 ℃以下時(shí)，產(chǎn)品B 和C 的煙堿轉(zhuǎn)移率較低；溫度升高至300～350 ℃，產(chǎn)品B 的煙堿轉(zhuǎn)移率明顯增大，且超過(guò)300 ℃后，產(chǎn)品A、B、D、E 的煙堿轉(zhuǎn)移率差別不大，產(chǎn)品C 與其他4 款產(chǎn)品相比始終最低。加熱溫度超過(guò)350 ℃后，多數(shù)產(chǎn)品煙堿轉(zhuǎn)移率的增幅變小，因此350 ℃不僅是本研究中多數(shù)產(chǎn)品的煙堿釋放量和ACM 中煙堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也是多數(shù)產(chǎn)品的煙堿轉(zhuǎn)移率變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。350 ℃時(shí)，5 款產(chǎn)品的煙堿轉(zhuǎn)移率范圍為6.31%～13.30%。

此外，從圖4 中可以看出，加熱溫度低于375 ℃時(shí)，煙堿的轉(zhuǎn)移率均低于16%，即絕大部分煙堿并未有效轉(zhuǎn)移至ACM 中。在350 ℃時(shí)，產(chǎn)品E 的煙堿轉(zhuǎn)移率略高于產(chǎn)品A，而從表1 可知產(chǎn)品A 的煙草原料中煙堿量較高，故而產(chǎn)品A 的煙堿釋放量依然顯著高于產(chǎn)品E。相同溫度下，除產(chǎn)品C 外，其他4 款產(chǎn)品的煙堿轉(zhuǎn)移率較接近。因此，除加熱溫度外，煙草原料中的煙堿量是影響煙堿釋放量的重要因素；煙堿轉(zhuǎn)移率在一定程度上也會(huì)影響煙堿釋放量。在煙堿轉(zhuǎn)移率水平相當(dāng)?shù)那闆r下，可以通過(guò)適度增加煙草原料中的煙堿量以提升煙堿釋放量。

圖4 不同加熱溫度下5 款電加熱卷煙產(chǎn)品的煙堿轉(zhuǎn)移率Fig.4 Transfer rates of nicotine in five electrically heated cigarettes at different temperatures

2.4 加熱卷煙的甘油釋放行為與加熱溫度的關(guān)系

2.4.1 甘油釋放量

甘油作為加熱卷煙產(chǎn)品中常用的添加物和發(fā)煙劑，是受重點(diǎn)關(guān)注的成分之一［21-22］。5 款產(chǎn)品的甘油釋放量與加熱溫度的關(guān)系如圖5 所示，可知，隨加熱溫度升高，甘油的釋放量呈現(xiàn)穩(wěn)定的上升趨勢(shì)。同時(shí)，325～350 ℃是多數(shù)產(chǎn)品的甘油釋放量增幅最大的溫度段。在350～375 ℃時(shí)，產(chǎn)品A、B、D 和E 的甘油釋放量盡管仍呈上升趨勢(shì)，但增幅明顯變小，因此350 ℃是本研究中多數(shù)產(chǎn)品甘油釋放量增幅的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在350 ℃，5 款產(chǎn)品的甘油釋放量范圍為0.37～1.37 mg/支。

圖5 不同加熱溫度下5 款電加熱卷煙產(chǎn)品的甘油釋放量Fig.5 Releases of glycerol in five electrically heated cigarettes at different temperatures

2.4.2 ACM 中甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

將甘油釋放量與ACM 作比值，得到ACM 中甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果如圖6 所示。5 款產(chǎn)品ACM 中甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)的整體變化趨勢(shì)為隨加熱溫度升高而增大，但5 款產(chǎn)品之間差別較顯著。產(chǎn)品A 和E 的ACM 中甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨加熱溫度升高略有增加；且從275 ℃開(kāi)始，A 和E 的ACM 中甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)小于其他3 款產(chǎn)品。產(chǎn)品B 和D 的變化趨勢(shì)較為類(lèi)似，但產(chǎn)品B 的甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于產(chǎn)品D，具體表現(xiàn)為：在250 ℃時(shí)，甘油釋放量低于檢測(cè)限；加熱溫度升高至275 ℃后，甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提升，在275～325 ℃時(shí)變化不大，至350 ℃時(shí)再次提升；溫度升高至375 ℃時(shí)，產(chǎn)品D的甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)一步升高，但升高幅度變小，而產(chǎn)品B 的甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有下降。產(chǎn)品C 的ACM中甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在275 ℃以上呈現(xiàn)隨著溫度升高而逐漸增大的趨勢(shì)。在350 ℃，5 款產(chǎn)品的ACM中甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為1.53%～8.41%。因此，對(duì)于本研究中的5 款產(chǎn)品，ACM 中甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度變化的差異較大，同一溫度下不同產(chǎn)品的ACM中甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間（A與E間除外）也差別較大。

圖6 不同加熱溫度下5 款電加熱卷煙產(chǎn)品的ACM 中甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fig.6 Proportions of glycerol in ACMs of five electrically heated cigarettes at different temperatures

2.4.3 甘油轉(zhuǎn)移率

將測(cè)得的ACM 中甘油釋放量與煙草原料中的甘油總量比較，獲得對(duì)應(yīng)的甘油轉(zhuǎn)移率，如圖7。5 款產(chǎn)品的甘油轉(zhuǎn)移率均呈現(xiàn)隨加熱溫度升高而增大的趨勢(shì)，同時(shí)，不同產(chǎn)品之間存在一定差異。250 ℃時(shí)，產(chǎn)品C 的甘油轉(zhuǎn)移率高于其他4款。隨著溫度升高，5 款產(chǎn)品的甘油轉(zhuǎn)移率呈現(xiàn)兩種不同的增大趨勢(shì)：產(chǎn)品A 和E 的甘油轉(zhuǎn)移率隨溫度升高緩慢增大；產(chǎn)品B、C 和D 的甘油轉(zhuǎn)移率隨溫度升高顯著增大，且三者的數(shù)值比較接近，其中，產(chǎn)品B 和D 的最大增幅對(duì)應(yīng)的溫度范圍為325～350 ℃，超過(guò)350 ℃后，增幅變小，而產(chǎn)品C 在350～375 ℃范圍內(nèi)增大更顯著。在350 ℃，甘油向ACM 中的轉(zhuǎn)移率范圍為0.92%～4.35%。由表1 可知，產(chǎn)品A 和E 的煙草原料中的甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)比B、C、D 高。而由圖5 可見(jiàn)，在275 ℃后A 和E 的甘油釋放量遠(yuǎn)低于產(chǎn)品B、C、D。據(jù)此推測(cè)，本研究中加熱卷煙產(chǎn)品的甘油釋放量與甘油轉(zhuǎn)移率之間的相關(guān)性，大于其與煙草原料中甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的相關(guān)性。甘油的沸點(diǎn)為290.9 ℃，本研究中提供的加熱溫度可使其較充分地?fù)]發(fā)，經(jīng)卷煙濾嘴過(guò)濾吸附后轉(zhuǎn)移到ACM 中，而以上現(xiàn)象表明僅有較小比例的甘油成功轉(zhuǎn)移。因此，產(chǎn)品濾嘴對(duì)甘油的吸附是影響甘油釋放量的重要因素。

圖7 不同加熱溫度下5款電加熱卷煙產(chǎn)品中甘油的轉(zhuǎn)移率Fig.7 Transfer rates of glycerol in five electrically heated cigarettes at different temperatures

2.5 加熱卷煙的水分釋放行為與加熱溫度的關(guān)系

2.5.1 水分釋放量

水分對(duì)抽吸卷煙的感官舒適度有一定影響［23-24］，因此，水分的釋放行為值得關(guān)注。5 款產(chǎn)品釋放的ACM 中，水分釋放量與加熱溫度的關(guān)系如圖8 所示。在250～350 ℃范圍內(nèi)，隨加熱溫度升高，水分釋放量呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)，在350～375 ℃范圍內(nèi)，產(chǎn)品B、D 和E 的水分釋放量增幅明顯變小。在350 ℃時(shí)，水分的釋放量范圍為9.72～14.14 mg/支，產(chǎn)品A、C 和E 的水分釋放量相近且較高，其次為產(chǎn)品D。產(chǎn)品B 的水分釋放量始終為5 款產(chǎn)品中最低的。由表1 可知，產(chǎn)品B 和C 的煙草原料中含水率較為接近，產(chǎn)品E 的煙草原料含水率最低。因此可以推測(cè)，同一加熱溫度下，水分釋放量除與煙草原料的含水率有關(guān)外，還與其他因素有關(guān)，例如，根據(jù)文獻(xiàn)［25-26］報(bào)道，加熱狀態(tài)下產(chǎn)生的氣溶膠中的水分，除了來(lái)源于煙草原料自身水分的受熱遷移外，還有部分源自煙草原料中前體物質(zhì)受熱發(fā)生反應(yīng)生成，因此煙草原料的差異會(huì)影響水分的生成和釋放。此外，產(chǎn)品的濾嘴對(duì)水分的吸附也會(huì)影響水分向ACM 中的轉(zhuǎn)移。

圖8 不同加熱溫度下5 款電加熱卷煙產(chǎn)品水分的釋放量Fig.8 Releases of moisture in five electrically heated cigarettes at different temperatures

2.5.2 ACM 中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

水分釋放量在ACM 中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖9 所示?？梢钥闯觯质菢?gòu)成ACM 的重要組成部分。在加熱溫度為250 ℃時(shí)，5 款產(chǎn)品釋放的ACM 中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在一定差異，產(chǎn)品C 的水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，產(chǎn)品B、D、E 較為相近，而產(chǎn)品A 最低。加熱溫度為350 ℃時(shí)，水分在ACM中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為52.38%～62.53%。在275～375 ℃范圍內(nèi)，ACM 中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較高，超過(guò)了50.00%。同時(shí)，在該溫度段內(nèi)，部分產(chǎn)品的ACM 中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)生了波動(dòng)。產(chǎn)品C 波動(dòng)較為顯著，在250～275 ℃時(shí)水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而減小，在275～300 ℃時(shí)增大，在300～350 ℃時(shí)再逐步減小，在350～375 ℃又小幅增大。該現(xiàn)象的產(chǎn)生可能是由于加熱溫度升高時(shí)，其他成分的揮發(fā)轉(zhuǎn)移程度有所提升，同時(shí)，煙支中發(fā)生的理化反應(yīng)逐漸復(fù)雜，反應(yīng)種類(lèi)增多、反應(yīng)程度增加導(dǎo)致生成的產(chǎn)物增加，此時(shí)，ACM 和水分的釋放量增大速率并不完全同步，使ACM 中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)出現(xiàn)波動(dòng)。加熱溫度達(dá)到275 ℃以上時(shí)，大部分產(chǎn)品的ACM 中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)穩(wěn)定，波動(dòng)幅度較小，因此275 ℃以上，溫度對(duì)ACM 中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響較小。

圖9 不同加熱溫度下5 款電加熱卷煙產(chǎn)品的ACM 中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fig.9 Proportions of moisture in ACMs of five electrically heated cigarettes at different temperatures

2.6 煙堿、甘油、水分釋放量間的相關(guān)性

將不同加熱溫度下5 款產(chǎn)品的煙堿、甘油、水分釋放量進(jìn)行比較，計(jì)算兩兩之間的相關(guān)系數(shù)，即煙堿與甘油、甘油與水分、煙堿與水分的釋放量之間的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)于5 款產(chǎn)品，煙堿與甘油、甘油與水分、煙堿與水分釋放量的相關(guān)系數(shù)均在0.880 0 以上，表明其高度相關(guān)。另外，煙堿與甘油之間的相關(guān)系數(shù)均在0.975 0 以上，且整體高于甘油與水分、煙堿與水分。因此，煙堿與甘油的釋放量之間的相關(guān)性最強(qiáng)。

表2 5 款電加熱卷煙產(chǎn)品的煙堿與甘油、甘油與水分、煙堿與水分釋放量的相關(guān)系數(shù)Tab.2 Correlation coefficients of nicotine and glycerol,glycerol and moisture,nicotine and moisture releases in five electrically heated cigarettes

3 結(jié)論

①各款電加熱卷煙產(chǎn)品的ACM 差別較大，加熱溫度是影響ACM 的重要因素。②煙堿釋放量、煙堿在ACM 中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、煙堿轉(zhuǎn)移率均隨加熱溫度升高而增大，325～350 ℃時(shí)本研究中多數(shù)產(chǎn)品的煙堿釋放量的增幅最大，產(chǎn)品煙草原料中煙堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是煙堿釋放量的重要因素；甘油的變化與煙堿基本一致。③溫度對(duì)水分釋放量的影響較大，水分釋放量隨加熱溫度升高而增大。水分在ACM 中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，超過(guò)275 ℃后，水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)穩(wěn)定且呈現(xiàn)一定的波動(dòng)。各款產(chǎn)品水分釋放量之間存在較大差異且影響因素較多，可能與產(chǎn)品的煙草原料和其他材料性質(zhì)有關(guān)。④在本研究中，煙堿、甘油、水分的釋放量三者之間呈現(xiàn)了較強(qiáng)的相關(guān)性，其中，煙堿和甘油的釋放量的相關(guān)性最為顯著。