卷煙抽吸過程中香線濾棒內含致香成分逐口轉移的研究

沈靖軒+肖維毅+何雪峰

摘要：為了探索香線濾棒中致香成分在卷煙燃燒過程中隨主流煙氣的轉移情況，采用了氣相色譜-質譜聯用法（GC-MS）分析技術，對卷煙前7口主流煙氣總粒相物中的薄荷醇及苯乙醇進行了定量分析。結果表明，試驗所建立的檢測方法具有較好的準確性，線性相關系數大于0.999，回收率為98%～104%。隨著卷煙的抽吸口數增加，除第一口卷煙剛點燃釋放量較低外，剩下6口均以一定的線性關系呈上升趨勢。

關鍵詞：卷煙；香線濾棒；主流煙氣；逐口轉移率

中圖分類號：S572 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）15-2931-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.15.033

Abstract： To explore the transfer situation of aroma components of fragrance line filter rod in the process of burning with mainstream smoke， the menthol and phenethyl alcohol in the first 7 puffs mainstream smoke particles of tobacco was quantitatively analyzed with GC-MS analytical techniques. Results showed that， the method established had high accuracy， the linearity correlation coefficient was greater than 0.999 and the recovery ratio was between 98%～104%. As the number of puffs of tobacco increased， except for the low light emission volume of the first puff， the other six puffs were on the rise based on a linear relationship.

Key words： tobacco； fragrance line filter rod； mainstream smoke； puff-by-puff transfer ratios

隨著卷煙消費者對自身健康的日益關注，低焦油、低危害卷煙將成為卷煙市場的主流，但減害降焦的同時必然伴隨著卷煙香氣損失和抽吸舒適度的降低等問題。而卷煙加香加料能增補卷煙香味，提升煙氣濃度，改善口感，掩蓋雜氣，降低刺激性，還可賦予產品優美的特征香味，突出卷煙產品的個性化風格，卷煙加香加料的研發及應用正成為減害降焦工作中保持卷煙香吃味最為關鍵的技術之一。近年來，除煙絲加香、紙張加香和包裝材料加香等[1-8]，濾嘴加香也是一個重要的加香方式[9-11]。濾嘴加香具有以下幾點優勢：一可避免卷煙儲存和燃吸過程中香料的逸失及熱解；二可避免卷煙靜燃期間香料的損失；三可減少煙絲和濾嘴等對香料的截留，增加轉移效率。其中香線法是一種被廣泛采用的濾嘴加香方式，香線法是在濾嘴成形時通過特殊裝置將浸漬香精的香線包裹于濾嘴絲束中，從而達到濾嘴加香的目的。香線濾棒對香味物質要求低、可選擇的香味物質較多，對卷煙香氣補充起到良好效果，其次香線濾棒還能給消費者帶來新奇的外觀感受，并對卷煙防偽起到一定的作用。

自20世紀60年代起，已經有不同研究者對卷煙煙氣逐口抽吸進行了相關研究，研究包含了卷煙煙氣常規成分、有害成分、煙絲香料轉移率等方面[12-30]，而對香線濾棒中的外加香味成分的逐口分析研究還未見報道。因此，通過分析卷煙抽吸過程中香線濾棒致香成分轉移情況，可為卷煙濾嘴加香應用提供參考，對進一步了解加香效果和低焦油卷煙香味補償等都具有一定的指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試原料 供試卷煙購自市售品牌卷煙（一種），煙支長度84 mm，濾棒長度30 mm，煙支吸阻1 000±50 Pa。

供試濾棒：負載薄荷醇香精的香線濾棒（一種），負載苯乙醇香精的香線濾棒（一種），空白香線濾棒（一種），以上濾棒均由湖北中煙卷煙材料廠提供，濾棒規格：長度120±0.5 mm，圓周24.1±0.2 mm，硬度 90%，吸阻3 300±200 Pa，內置香線數量1根。

1.1.2 主要試劑 苯乙醇、薄荷醇（食品級，德信行香精香料有限公司）；苯甲酸芐酯、無水乙醇、無水硫酸鈉（分析純，國藥集團）。

1.1.3 主要儀器 氣質聯用儀，美國Agilent公司；SM450直線型吸煙機，美國Filtrona公司；旋轉蒸發儀，上海亞榮生化儀器廠；超聲振蕩儀，；針筒式微孔過濾器及0.22 μm有機濾膜。

1.2 方法

1.2.1 試驗樣卷煙制備 參照標準YC/T28.5-1996《卷煙 物理性能的測定》進行煙支質量和吸阻篩選。以140支卷煙為一組，共計選取3組卷煙，編號分別為a、b、c，將每只卷煙中的濾棒小心取出，并以供試濾棒進行替換，其中a組卷煙所替換濾棒為負載薄荷醇香精的香線濾棒；b組卷煙所替換濾棒為負載苯乙醇香精的香線濾棒；c組卷煙所替換濾棒為空白香線濾棒。將替換完后的卷煙置于相對濕度（60±2）%，溫度（22±1） ℃的環境中平衡48 h以上。

1.2.2 試驗樣卷煙抽吸 所制備的樣品在用SM 450直線型吸煙機在ISO抽吸模式下進行卷煙抽吸，卷煙抽吸采用逐口抽吸法，即第一組煙抽吸1口后停止抽吸，第二組煙抽吸2口后停止抽吸，以此類推至第七組時抽吸7口結束。每組卷煙抽吸20支，用劍橋濾片收集卷煙主流煙氣中的粒相物。endprint

1.2.3 目標分析物檢測 取出抽吸完全后的濾片并置于100 mL錐形瓶中，加入50 mL無水乙醇，超聲1 h，取25 mL無水乙醇濃縮至1 mL，加入苯甲酸芐酯內標50 μL后，進行GC-MS分析。

收集抽吸完全后剩余的濾嘴并置于100 mL錐形瓶中，加入50 mL無水乙醇，超聲1 h，取1 mL乙醇溶液，加入苯甲酸芐酯內標50 μL后，進行GC-MS分析。

1.2.4 GC/MS儀器條件 儀器條件見表1。

1.2.5 重復性試驗和回收率測定 取負載了薄荷醇香精及苯乙醇香精的香線濾棒，分別置于100 mL錐形瓶中，加入50 mL無水乙醇，超聲1 h，取30 mL無水乙醇進行濃縮，取濃縮后的乙醇溶液1 mL，加入內標后，進行GC-MS分析，重復5次；確定香線濾棒中薄荷醇及苯乙醇香精的精確含量（m1、m2）；取a、b兩組樣品抽吸完全后的濾片及剩余濾棒，按照“1.2.3”的方法計算所檢測出的薄荷醇及苯乙醇香精的精確含量（p1、p2）；通過m1、m2、p1、p2計算方法回收率。

2 結果與分析

2.1 檢測方法的工作曲線和回收率

2.1.1 標樣色譜圖和工作曲線 工作曲線和標樣色譜圖分別見表2和圖1。

2.1.2 方法回收率 根據“1.2.5”測定，所使用香線濾棒中薄荷醇含量為1 870.3 μg/支，苯乙醇含量為1 667.0 μg/支，方法回收率測定結果見表3。從表3中可以看出，薄荷醇、苯乙醇與內標苯甲酸芐酯的色譜峰分離較好，峰型好，在所測量范圍內，單體標樣具有較優的線性相關性，檢測方法具有較高的回收率，適合定量分析。

2.2 香線濾棒中香精的逐口轉移率

2.2.1 空白香線濾棒中香精轉移情況 從空白香線濾棒的GC-MS（圖2）中可以看出，所選卷煙中并不存在薄荷醇及苯乙醇，因此可以忽略卷煙及香線濾棒本身對檢測的影響。

2.2.2 薄荷香線濾棒中薄荷醇香精的轉移情況 從圖3中可以看出，隨著卷煙抽吸口數的增加，薄荷醇的釋放量呈線性關系逐漸上升，當抽吸口數達到最大（即7口）時，釋放量為145.1 μg/支，總體香精轉移率達到了7.77%。而從逐口的釋放量來看，卷煙抽吸第一口時，釋放量最小，隨后釋放量呈線性關系逐漸上升，單口釋放量從第一口的12.8 μg/支，增至27.6 μg/支，單口轉移率從最初的0.68%上升到了1.48%。

2.2.3 苯乙醇香線濾棒中薄荷醇香精的轉移情況 從圖4中可以看出，苯乙醇的釋放量總體略高于薄荷醇的，隨著卷煙抽吸口數的增加，苯乙醇的釋放量呈線性關系逐漸上升，當抽吸口數達到最大（即7口）時，釋放量為141.2 μg/支，轉移率達到了8.45%。而從逐口的釋放量來看，卷煙抽吸第一口時，釋放量最小，隨后釋放量呈線性關系逐漸上升，單口釋放量從第一口的7.5 μg/支，增至32.6 μg/支，單口轉移率從最初的0.48%上升到了1.99%。

3 小結與討論

根據研究結果預測香線濾棒中內含致香物質向卷煙主流煙氣的轉移可能是由熱傳遞的作用引起的。當卷煙點燃進行第一口抽吸時，致香物質釋放量較低，隨著抽吸的進行，煙支長度逐漸減小，煙氣在煙支中的運動時間縮短，煙絲冷凝吸附效率降低，使得濾棒中的煙氣溫度逐漸上升，從而使更多的致香物質進入到了主流煙氣中。卷煙抽吸過程中香線濾棒內含致香成分釋放量總體呈上升趨勢，單口的釋放量也呈上升趨勢，除第一口卷煙剛點燃釋放量較低外，其余6口均以一定的線性關系呈上升趨勢。

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