主流煙氣氨含量與煙葉主要化學成分的相關性分析

邱玉春等

摘要：對主流煙氣氨含量與煙葉6種主要化學成分（總糖、總氮、還原糖、煙堿、鉀、氯）含量的相關性進行了探討。將23種單料煙葉卷制成卷煙，并采用離子色譜和連續流動分析儀分別測定了主流煙氣氨含量及煙葉中主要化學成分含量。結果表明：煙葉中總糖、還原糖、鉀含量和主流煙氣中氨含量呈顯著負相關；煙葉中總氮、煙堿、氯含量和主流煙氣氨含量呈顯著正相關。

關鍵詞：煙氣；煙葉；氨；化學成分；相關性

中圖分類號：S572.01；TS41+1 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2014）03-0283-03

適量的氨含量對于碳水化合物和有機酸較多的卷煙是必要的，過量的氨含量會產生強烈的刺激性，不僅影響卷煙吃味，還會刺激人體的視覺及呼吸系統，長期吸入氨會對人體造成較嚴重的危害，因此氨被視為“霍夫曼清單”中44種有害成分之一[1-2]。卷煙主流煙氣中氨的形成機理已見諸報道，相關研究表明，煙氣氨主要前體物是煙葉中的含氮化合物，如硝酸鹽、銨鹽、亞硝酸鹽、氨基酸、蛋白質、酰胺、含氮雜環化合物等[3-4]。但以往研究中大多采用單一含氮化合物的純品進行煙氣模擬熱裂解分析，忽略了煙氣本底的多樣性，卷煙燃燒過程的復雜性和多物質共存時的拮抗性[5-6]。煙氣成分含量是由煙葉內在化學成分的種類和含量決定[7]。煙葉化學成分有3 000多種，而目前煙葉入庫評價的主要化學成分指標有總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯含量，它們在一定程度上可反映煙葉品質。本研究通過分析主流煙氣氨的釋放量與煙葉主要化學成分間的相關性，探索影響煙氣氨含量的成因，旨在為卷煙工業企業設計低危害烤煙型卷煙配方提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

23個煙葉樣品由福建中煙工業有限責任公司提供。將煙葉經同一制絲工藝處理后卷制成煙支。選取平均吸阻為 （1 000±50） Pa 和平均質量為（0.90±0.01） g的煙支為合格煙支。

甲烷磺酸（純度>99%，Acros公司）、濃鹽酸（分析純，廣東汕頭西隴化工廠）、銨離子標準溶液（分析純，中國計量科學研究院）；離子色譜儀（美國戴安公司）、IonpacCS12A陽離子交換分析柱（美國戴安公司）、IonpacCG12A陽離子交換預柱（美國戴安公司）、70 mL打孔氣體吸收瓶（上海訊宏儀器公司）；GFL3017型臺式旋轉振蕩器（德國Gesellschaft公司）；FUTURA型自動分析儀（法國Alliance公司）；AG104型電子天平（感量0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo公司）；SM400直線型吸煙機（英國Filtrona公司）；Human型超純水系統（北京普析通用儀器有限責任公司）；0.45 μm水相濾膜（美國Agilent 公司）。

1.2 方法

煙葉主要化學成分及主流煙氣氨含量測定分別參照YC/T 31—1996《煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法》[8]、YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法》[9]、YC/T 160—2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法》[10]、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法》[11]、YC/T 162—2002《煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法》[12]、YC/T 217—2007《煙草及煙草制品 鉀的測定 連續流動法》[13]、YC/T 377—2010《卷煙 主流煙氣中氨的測定 離子色譜法》[14]。

2 結果與分析

2.1 不同產地、部位煙葉的化學成分含量及其主流煙氣中氨含量差異

表1是17個國內煙葉樣品和6個國外煙葉樣品的總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯含量及其單料煙主流煙氣氨含量的檢測結果。由表1 可知：（1）國外中部煙葉主流煙氣氨含量平均值高于國內煙葉；（2）福建省龍巖地區上部煙葉的總氮、煙堿含量高于中部、下部煙葉，這與煙氣氨含量變化趨勢一致；（3）國外中部煙葉總氮、煙堿、氯含量平均值高于國內煙葉，這與煙氣氨含量產地變化趨勢相一致，初步推斷煙葉中總氮、煙堿含量與煙氣氨含量相關；（4）國外中部煙葉總糖、還原糖、鉀含量低于國內煙葉，這與煙氣氨含量產地變化趨勢相反。

3 結論

主流煙氣氨含量與煙葉中總糖、還原糖、鉀含量呈顯著負相關，與煙葉中總氮、煙堿、氯含量呈顯著正相關。主流煙氣氨含量不僅與含氮化合物含量有關，而且與無機元素鉀、氯含量相關；此外，糖類化合物的燃燒裂解產物對其生成有抑制作用。

參考文獻：

[1]王瑞新，韓富根，盧 紅，等. 煙草化學[M]. 北京：中國農業出版社，2003：77-82.

[2]謝劍平，劉惠民，朱茂祥，等. 卷煙煙氣危害性指數研究[J]. 煙草科技，2009（2）：5-15.

[3]于宏曉，趙硯棠，徐海濤，等. 主流煙氣中的氨與煙葉中的氨、亞硝酸根、硝酸根的相關性[J]. 煙草科技，2012（3）：60-63.

[4]Kallianos A G. Phenolics and acids in leaf and their relationship to smoke quality and aroma[J]. Recent Adv Tob Sci，1976，2：61-79.

[5]Johnson W R，Hale R W，Clough S C. Letter：formation of molecular nitrogen by a burning cigarette[J]. Nature，1973，244（5410）：51-52.

[6]Baren R E，Parrish M E，Shafer K H，et al. Quad quantum cascade laser spectrometer with dual gas cells for the simultaneous analysis of mainstream and sidestream cigarette smoke[J]. Spectrochimica Acta Part A-Molecular and Biomolecular Spectroscopy，2004，60（14）：3437-3447.

[7]趙曉丹，史宏志，錢 華，等. 不同類型煙草常規化學成分與中性致香物質含量分析[J]. 華北農學報，2012，27（3）：234-238.

[8]國家煙草專賣局.YC/T 31—1996煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法[S]. 北京：中國標準出版社，1996.

[9]國家煙草專賣局.YC/T 159—2002煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[10]國家煙草專賣局. YC/T 160—2002煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[11]國家煙草專賣局.YC/T 161—2002煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[12]國家煙草專賣局.YC/T 162—2002煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[13]國家煙草專賣局.YC/T 217—2007煙草及煙草制品 鉀的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2007.

[14]國家煙草專賣局.YC/T 377—2010卷煙 主流煙氣中氨的測定 離子色譜法[S]. 北京：中國標準出版社，2010.

[15]李貴生，陳良碧.礦質營養對煙草品質的影響[J]. 世界農業，2000（4）：31.endprint

摘要：對主流煙氣氨含量與煙葉6種主要化學成分（總糖、總氮、還原糖、煙堿、鉀、氯）含量的相關性進行了探討。將23種單料煙葉卷制成卷煙，并采用離子色譜和連續流動分析儀分別測定了主流煙氣氨含量及煙葉中主要化學成分含量。結果表明：煙葉中總糖、還原糖、鉀含量和主流煙氣中氨含量呈顯著負相關；煙葉中總氮、煙堿、氯含量和主流煙氣氨含量呈顯著正相關。

關鍵詞：煙氣；煙葉；氨；化學成分；相關性

中圖分類號：S572.01；TS41+1 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2014）03-0283-03

適量的氨含量對于碳水化合物和有機酸較多的卷煙是必要的，過量的氨含量會產生強烈的刺激性，不僅影響卷煙吃味，還會刺激人體的視覺及呼吸系統，長期吸入氨會對人體造成較嚴重的危害，因此氨被視為“霍夫曼清單”中44種有害成分之一[1-2]。卷煙主流煙氣中氨的形成機理已見諸報道，相關研究表明，煙氣氨主要前體物是煙葉中的含氮化合物，如硝酸鹽、銨鹽、亞硝酸鹽、氨基酸、蛋白質、酰胺、含氮雜環化合物等[3-4]。但以往研究中大多采用單一含氮化合物的純品進行煙氣模擬熱裂解分析，忽略了煙氣本底的多樣性，卷煙燃燒過程的復雜性和多物質共存時的拮抗性[5-6]。煙氣成分含量是由煙葉內在化學成分的種類和含量決定[7]。煙葉化學成分有3 000多種，而目前煙葉入庫評價的主要化學成分指標有總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯含量，它們在一定程度上可反映煙葉品質。本研究通過分析主流煙氣氨的釋放量與煙葉主要化學成分間的相關性，探索影響煙氣氨含量的成因，旨在為卷煙工業企業設計低危害烤煙型卷煙配方提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

23個煙葉樣品由福建中煙工業有限責任公司提供。將煙葉經同一制絲工藝處理后卷制成煙支。選取平均吸阻為 （1 000±50） Pa 和平均質量為（0.90±0.01） g的煙支為合格煙支。

甲烷磺酸（純度>99%，Acros公司）、濃鹽酸（分析純，廣東汕頭西隴化工廠）、銨離子標準溶液（分析純，中國計量科學研究院）；離子色譜儀（美國戴安公司）、IonpacCS12A陽離子交換分析柱（美國戴安公司）、IonpacCG12A陽離子交換預柱（美國戴安公司）、70 mL打孔氣體吸收瓶（上海訊宏儀器公司）；GFL3017型臺式旋轉振蕩器（德國Gesellschaft公司）；FUTURA型自動分析儀（法國Alliance公司）；AG104型電子天平（感量0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo公司）；SM400直線型吸煙機（英國Filtrona公司）；Human型超純水系統（北京普析通用儀器有限責任公司）；0.45 μm水相濾膜（美國Agilent 公司）。

1.2 方法

煙葉主要化學成分及主流煙氣氨含量測定分別參照YC/T 31—1996《煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法》[8]、YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法》[9]、YC/T 160—2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法》[10]、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法》[11]、YC/T 162—2002《煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法》[12]、YC/T 217—2007《煙草及煙草制品 鉀的測定 連續流動法》[13]、YC/T 377—2010《卷煙 主流煙氣中氨的測定 離子色譜法》[14]。

2 結果與分析

2.1 不同產地、部位煙葉的化學成分含量及其主流煙氣中氨含量差異

表1是17個國內煙葉樣品和6個國外煙葉樣品的總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯含量及其單料煙主流煙氣氨含量的檢測結果。由表1 可知：（1）國外中部煙葉主流煙氣氨含量平均值高于國內煙葉；（2）福建省龍巖地區上部煙葉的總氮、煙堿含量高于中部、下部煙葉，這與煙氣氨含量變化趨勢一致；（3）國外中部煙葉總氮、煙堿、氯含量平均值高于國內煙葉，這與煙氣氨含量產地變化趨勢相一致，初步推斷煙葉中總氮、煙堿含量與煙氣氨含量相關；（4）國外中部煙葉總糖、還原糖、鉀含量低于國內煙葉，這與煙氣氨含量產地變化趨勢相反。

3 結論

主流煙氣氨含量與煙葉中總糖、還原糖、鉀含量呈顯著負相關，與煙葉中總氮、煙堿、氯含量呈顯著正相關。主流煙氣氨含量不僅與含氮化合物含量有關，而且與無機元素鉀、氯含量相關；此外，糖類化合物的燃燒裂解產物對其生成有抑制作用。

參考文獻：

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[3]于宏曉，趙硯棠，徐海濤，等. 主流煙氣中的氨與煙葉中的氨、亞硝酸根、硝酸根的相關性[J]. 煙草科技，2012（3）：60-63.

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[5]Johnson W R，Hale R W，Clough S C. Letter：formation of molecular nitrogen by a burning cigarette[J]. Nature，1973，244（5410）：51-52.

[6]Baren R E，Parrish M E，Shafer K H，et al. Quad quantum cascade laser spectrometer with dual gas cells for the simultaneous analysis of mainstream and sidestream cigarette smoke[J]. Spectrochimica Acta Part A-Molecular and Biomolecular Spectroscopy，2004，60（14）：3437-3447.

[7]趙曉丹，史宏志，錢 華，等. 不同類型煙草常規化學成分與中性致香物質含量分析[J]. 華北農學報，2012，27（3）：234-238.

[8]國家煙草專賣局.YC/T 31—1996煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法[S]. 北京：中國標準出版社，1996.

[9]國家煙草專賣局.YC/T 159—2002煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[10]國家煙草專賣局. YC/T 160—2002煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[11]國家煙草專賣局.YC/T 161—2002煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[12]國家煙草專賣局.YC/T 162—2002煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[13]國家煙草專賣局.YC/T 217—2007煙草及煙草制品 鉀的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2007.

[14]國家煙草專賣局.YC/T 377—2010卷煙 主流煙氣中氨的測定 離子色譜法[S]. 北京：中國標準出版社，2010.

[15]李貴生，陳良碧.礦質營養對煙草品質的影響[J]. 世界農業，2000（4）：31.endprint

摘要：對主流煙氣氨含量與煙葉6種主要化學成分（總糖、總氮、還原糖、煙堿、鉀、氯）含量的相關性進行了探討。將23種單料煙葉卷制成卷煙，并采用離子色譜和連續流動分析儀分別測定了主流煙氣氨含量及煙葉中主要化學成分含量。結果表明：煙葉中總糖、還原糖、鉀含量和主流煙氣中氨含量呈顯著負相關；煙葉中總氮、煙堿、氯含量和主流煙氣氨含量呈顯著正相關。

關鍵詞：煙氣；煙葉；氨；化學成分；相關性

中圖分類號：S572.01；TS41+1 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2014）03-0283-03

適量的氨含量對于碳水化合物和有機酸較多的卷煙是必要的，過量的氨含量會產生強烈的刺激性，不僅影響卷煙吃味，還會刺激人體的視覺及呼吸系統，長期吸入氨會對人體造成較嚴重的危害，因此氨被視為“霍夫曼清單”中44種有害成分之一[1-2]。卷煙主流煙氣中氨的形成機理已見諸報道，相關研究表明，煙氣氨主要前體物是煙葉中的含氮化合物，如硝酸鹽、銨鹽、亞硝酸鹽、氨基酸、蛋白質、酰胺、含氮雜環化合物等[3-4]。但以往研究中大多采用單一含氮化合物的純品進行煙氣模擬熱裂解分析，忽略了煙氣本底的多樣性，卷煙燃燒過程的復雜性和多物質共存時的拮抗性[5-6]。煙氣成分含量是由煙葉內在化學成分的種類和含量決定[7]。煙葉化學成分有3 000多種，而目前煙葉入庫評價的主要化學成分指標有總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯含量，它們在一定程度上可反映煙葉品質。本研究通過分析主流煙氣氨的釋放量與煙葉主要化學成分間的相關性，探索影響煙氣氨含量的成因，旨在為卷煙工業企業設計低危害烤煙型卷煙配方提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

23個煙葉樣品由福建中煙工業有限責任公司提供。將煙葉經同一制絲工藝處理后卷制成煙支。選取平均吸阻為 （1 000±50） Pa 和平均質量為（0.90±0.01） g的煙支為合格煙支。

甲烷磺酸（純度>99%，Acros公司）、濃鹽酸（分析純，廣東汕頭西隴化工廠）、銨離子標準溶液（分析純，中國計量科學研究院）；離子色譜儀（美國戴安公司）、IonpacCS12A陽離子交換分析柱（美國戴安公司）、IonpacCG12A陽離子交換預柱（美國戴安公司）、70 mL打孔氣體吸收瓶（上海訊宏儀器公司）；GFL3017型臺式旋轉振蕩器（德國Gesellschaft公司）；FUTURA型自動分析儀（法國Alliance公司）；AG104型電子天平（感量0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo公司）；SM400直線型吸煙機（英國Filtrona公司）；Human型超純水系統（北京普析通用儀器有限責任公司）；0.45 μm水相濾膜（美國Agilent 公司）。

1.2 方法

煙葉主要化學成分及主流煙氣氨含量測定分別參照YC/T 31—1996《煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法》[8]、YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法》[9]、YC/T 160—2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法》[10]、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法》[11]、YC/T 162—2002《煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法》[12]、YC/T 217—2007《煙草及煙草制品 鉀的測定 連續流動法》[13]、YC/T 377—2010《卷煙 主流煙氣中氨的測定 離子色譜法》[14]。

2 結果與分析

2.1 不同產地、部位煙葉的化學成分含量及其主流煙氣中氨含量差異

表1是17個國內煙葉樣品和6個國外煙葉樣品的總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯含量及其單料煙主流煙氣氨含量的檢測結果。由表1 可知：（1）國外中部煙葉主流煙氣氨含量平均值高于國內煙葉；（2）福建省龍巖地區上部煙葉的總氮、煙堿含量高于中部、下部煙葉，這與煙氣氨含量變化趨勢一致；（3）國外中部煙葉總氮、煙堿、氯含量平均值高于國內煙葉，這與煙氣氨含量產地變化趨勢相一致，初步推斷煙葉中總氮、煙堿含量與煙氣氨含量相關；（4）國外中部煙葉總糖、還原糖、鉀含量低于國內煙葉，這與煙氣氨含量產地變化趨勢相反。

3 結論

主流煙氣氨含量與煙葉中總糖、還原糖、鉀含量呈顯著負相關，與煙葉中總氮、煙堿、氯含量呈顯著正相關。主流煙氣氨含量不僅與含氮化合物含量有關，而且與無機元素鉀、氯含量相關；此外，糖類化合物的燃燒裂解產物對其生成有抑制作用。

參考文獻：

[1]王瑞新，韓富根，盧 紅，等. 煙草化學[M]. 北京：中國農業出版社，2003：77-82.

[2]謝劍平，劉惠民，朱茂祥，等. 卷煙煙氣危害性指數研究[J]. 煙草科技，2009（2）：5-15.

[3]于宏曉，趙硯棠，徐海濤，等. 主流煙氣中的氨與煙葉中的氨、亞硝酸根、硝酸根的相關性[J]. 煙草科技，2012（3）：60-63.

[4]Kallianos A G. Phenolics and acids in leaf and their relationship to smoke quality and aroma[J]. Recent Adv Tob Sci，1976，2：61-79.

[5]Johnson W R，Hale R W，Clough S C. Letter：formation of molecular nitrogen by a burning cigarette[J]. Nature，1973，244（5410）：51-52.

[6]Baren R E，Parrish M E，Shafer K H，et al. Quad quantum cascade laser spectrometer with dual gas cells for the simultaneous analysis of mainstream and sidestream cigarette smoke[J]. Spectrochimica Acta Part A-Molecular and Biomolecular Spectroscopy，2004，60（14）：3437-3447.

[7]趙曉丹，史宏志，錢 華，等. 不同類型煙草常規化學成分與中性致香物質含量分析[J]. 華北農學報，2012，27（3）：234-238.

[8]國家煙草專賣局.YC/T 31—1996煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法[S]. 北京：中國標準出版社，1996.

[9]國家煙草專賣局.YC/T 159—2002煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[10]國家煙草專賣局. YC/T 160—2002煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[11]國家煙草專賣局.YC/T 161—2002煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[12]國家煙草專賣局.YC/T 162—2002煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[13]國家煙草專賣局.YC/T 217—2007煙草及煙草制品 鉀的測定 連續流動法[S]. 北京：中國標準出版社，2007.

[14]國家煙草專賣局.YC/T 377—2010卷煙 主流煙氣中氨的測定 離子色譜法[S]. 北京：中國標準出版社，2010.

[15]李貴生，陳良碧.礦質營養對煙草品質的影響[J]. 世界農業，2000（4）：31.endprint