烘丝工艺对卷烟烟丝中酚类物质含量的影响

周跃飞　罗靖　林志平　林水艇

摘要：采用滚筒干燥和气流干燥的烘丝加工模式，以中部烟叶为试验材料，利用高效液相色谱测定了烟丝中多酚化合物含量及其烟气挥发酚的释放量。结果表明：卷烟主流烟气挥发酚释放量与其烟丝多酚类化合物含量呈不同程度正相关关系；随着烘丝工艺强度的上升，烟丝多酚类化合物发生降解导致含量下降，进而导致主流烟气挥发酚释放量下降。

关键词：烘丝工艺；卷烟；酚类物质

中图分类号：S572：TS452⁺3 文献标识号：A 文章编号：1001—4942（2016）03—0036—03

烟草中含多种酚类化合物，目前已经从烟气与烟叶中鉴定出280多种。芸香苷、莨菪亭和绿原酸是烟草中最重要的多酚类物质，其含量水平制约着烤烟内、外部质量；多酚类物质含量高，则相应烟叶等级越高；此外，多酚类化合物属于酸性物质，在烟草燃烧进入烟气时能中和反应一部分碱性物质，从而让卷烟烟气的吃味更为醇和。烟气中酚类化合物来自于烟草中多酚类化合物的裂解，吸人体内后易至细胞原浆中的蛋白质变性，从而使细胞失活，因此被认为是烟气有害成分之一，需进行相应的管制。

烘丝工艺是卷烟制丝生产的重要工序，烟草在烘丝过程中，内外部温湿度发生剧烈变化，且受到一定机械作用，表面物理特性、内在化学成分（如多酚化合物）和燃烧性将发生改变，从而影响其烟气成分（如挥发酚）释放量。目前系统研究卷烟工艺与烟草多酚类化合物和烟气挥发性酚类化合物相关性的报道较为少见。李滟芳等研究了真空回潮工序对卷烟多酚类化合物的影响，发现真空回潮工序后烟草多酚类物质含量随加工强度增大呈下降趋势。魏玉玲等分析了烘丝工艺参数与烤烟多酚化合物含量的相关性，发现烘丝出口物料温度是影响烤烟中多酚化合物含量的显著因素。寇明钰等系统研究了气流烘丝参数对卷烟主流烟气苯酚释放量的影响。但这些研究对象较为单一，忽略了多酚类化合物与烟气挥发性酚类问的相关性。本文系统研究了烘丝工艺对烟草多酚类化合物与烟气挥发性酚类化合物的影响规律，旨在为高香低害卷烟工艺设计参数的优化选择提供有力支持。

1材料与方法

1.1试材和仪器

选择同一中部部位单等级烟叶（C3F），分别按正常生产进行松散回潮、切丝，在保证出口含水率等物理质量满足要求前提下，分别在滚筒干燥和气流干燥设备性能范围内设定低、中和高三个不同加工强度进行试验，采集不同烘丝工艺参数下生产的卷烟做为样品烟，工艺参数如表1、2所示。

超高效液相色谱仪（Waters公司，美国），配备荧光检测器和PDA二极管阵列检测器；色谱柱（菲罗门，C18，100 mm×3.9 mm，5μm）；SM400吸烟机（Filtrona公司，英国）；超声波振荡器（EL-MA公司，德国）；电子天平（Mettler公司，瑞士）；恒温恒湿箱（Binder公司，德国）；7种挥发酚（分析纯，百灵威化学试剂公司）；醋酸、乙腈、甲醇、绿原酸、莨菪亭和芸香苷（色谱纯，百灵威化学试剂公司）；纯水仪（Milli-Q，美国）。

1.2试验方法

按YC/T 31-1996的方法制备烟末样品和测定含水率；按YC/T 202-2006的方法测定烟草及烟草制品的绿原酸、莨菪亭和芸香苷；按YC/T 255-2008的方法测定卷烟主流烟气中的苯酚。

2结果与分析

2.1烘23-艺对卷烟烟丝多酚类化合物的影响

结果（图1）表明：同一处理强度下，3种多酚类化合物含量水平相当。其原因可能是气流干燥（HXD）模式属于高温快流速，而滚筒烘丝（GT）模式属于低温慢流速，因此烟丝所受的处理强度可能相当。

在HXD和GT模式下，随着烘丝工艺强度的上升，3种主要多酚类化合物均呈现下降的趋势；其中绿原酸下降幅度较大，莨菪亭下降幅度较小。原因是随时着烘丝工艺强度的上升，烟叶中多酚类物质可能通过酶促棕色化反应降解形成了棕色色素，从而导致含量降低。

2.2烘丝工艺对卷烟烟气挥发酚的影响

结果（图2）表明：同一处理强度下，HXD模式处理后的烟丝多酚类化合物释放总量比GT模式高，其原因可能是HXD模式处理烟丝的燃烧性能优于GT模式，烟丝多酚类化合物热裂解更为完全。在HXD烘丝模式下，随着烘丝工艺强度的上升，烟气中苯酚、对苯二酚、邻苯二酚、邻甲酚呈现下降趋势；在GT模式下，除问苯二酚外，均呈现下降趋势。

2.3卷烟烟丝多酚类物质与烟气挥发酚的相关性

前期研究表明多酚类化合物是烟气挥发性酚类最为重要的前体成分，然而以往的机理研究主要是采用模拟热裂解的方式，忽略了卷烟烟气的复杂性以及多种物质共存时产生的拮抗性和协同性对裂解产物生成状况的影响。简单相关分析结果（表3）显示，烟气中的6种挥发酚释放量与烟丝中的绿原酸呈显著相关关系；烟气中的苯酚、邻苯二酚和间，对甲酚释放量与烟丝中的芸香苷呈显著相关关系；烟气中的苯酚释放量与烟丝中的莨菪亭呈显著相关关系。

3结论与讨论

3.1在同一烘丝强度下，滚筒干燥和气流干燥处理后烟丝中绿原酸、莨菪亭和芸香苷含量水平相当；提高烘丝工艺强度，烟叶中多酚类物质可能降解成棕色色素，因此其含量逐步降低。

3.2在同一烘丝强度下，气流干燥处理后的烟丝主要挥发酚释放总量高于滚筒干燥模式；随着烘丝工艺强度的上升，滚筒干燥和气流干燥处理后烟丝烟气中的大部分挥发酚释放量呈现下降趋势。

3.3烟气中6种挥发酚的释放量与烟丝中多酚类化合物含量呈不同程度正相关关系，说明烟草中多酚类化合物是烟气中挥发酚的前体物质。因此选择多酚类化合物含量较低的烟叶作为卷烟配方，可以有效降低其烟气有害物质释放量，进而降低卷烟的危害性。

3.4烘丝工艺参数的调整势必改变烟草的物理状态和内在化学成分，进而影响卷烟燃烧性能和烟气化学成分。如何优选合适的制丝工艺参数并兼顾卷烟减害，将是卷烟制丝工艺未来研究的热点。