煙草萃取液中多酚的去除

葛金元，盧嵐，趙東輝

上海煙草集團太倉海煙煙草薄片有限公司（太倉 215433）

煙草中的多酚是煙氣中簡單酚類的前體物質[1]。綠原酸、蕓香苷和莨菪亭是煙草中最主要的多酚類物質，其中綠原酸占總多酚的75%～90%。在烤煙中含3%或更高的綠原酸、1%左右的蕓香苷和少量的莨菪亭[2-3]。綠原酸熱解時會產生大量的酚類物質，其中包括苯酚、兒茶酚、間苯二酚、對苯二酚等卷煙煙氣有害物質[4-5]。蕓香苷熱解時也會產生苯酚和兒茶酚等卷煙煙氣有害物質[5-6]。莨菪亭熱解時則會產生少量的酚、間苯二酚、對苯二酚等卷煙煙氣有害物質[5]。有證據表明酚類物質的存在會顯著提高多環芳烴的致癌活性。卷煙主流煙氣中酚類物質的含量直接影響卷煙的安全性。另外，某些酚類物質可能是引起卷煙抽吸澀味、辣味、余味不干凈的因素[7-9]。

PVPP是一種多酚吸附劑[10]，已被廣泛用作酒類和飲料的穩定劑和澄清劑[11-13]，但利用PVPP吸附煙草萃取液中多酚的研究鮮見報道。鑒于此，此次試驗擬用PVPP吸附煙草萃取液中多酚，研究PVPP用量和吸附條件等因素對煙草萃取液中多酚去除效果的影響，旨在為提升造紙法再造煙葉安全性方面提供理論和技術支持。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑與材料

烤煙煙梗、煙末和煙葉碎片（上海煙草集團太倉海煙煙草薄片有限公司煙葉倉庫）。

綠原酸、莨菪亭和蕓香苷（純度＞98%，瑞士Fluka & RDH公司）；甲醇（色譜純，北京百靈威科技有限公司）；乙酸（分析純，美國Tedia公司）；無水乙醇、PVPP、濃鹽酸、氫氧化鈉（分析純，江蘇強盛功能化學股份有限公司）。

Agilent 1260高效液相色譜儀（配有自動進樣器、可變波長紫外檢測器和自動洗脫系統，美國Agilent公司）；DZKW恒溫水浴鍋（北京市永光明醫療器廠）；R-200旋轉蒸發儀（昆瑞士BUCHI公司）；GPM 244高濃實驗盤磨機（轉速1 800 r/min，鄭州運達造紙設備有限公司）；AL-204-IC電子天平（感量：0.01 mg，瑞士Mettler Toledo公司）；TG 1650-WS臺式高速離心（上海盧湘儀離心機儀器有限公司）。

1.2 試驗方法和條件

1.2.1 煙草萃取液的制備

煙梗先加入4倍質量的70 ℃熱水浸泡30 min，過濾后用高濃實驗盤磨機疏解，疏解后與煙末和煙片混合，混合后在70 ℃水中進行30 min反應，固液分離得到煙草萃取液。其中，煙梗、煙末和煙片的質量比為2∶1∶2，所述水的質量與煙梗、煙末和煙片的總質量比為4.5∶1。經測定，所獲得的萃取液的pH為4.5，萃取液中綠原酸含量為909.98 μg/mL，莨菪亭含量為58.47 μg/mL，蕓香苷量為430.62 μg/mL。

1.2.2 煙草萃取液吸附條件的考察

（1）PVPP用量。取9份200 mL煙草萃取液，分別按0，5，10，15，20，25，30，35和40 g/L用量加入PVPP，在自然pH 4.5左右情況下，在60 ℃恒溫攪拌吸附15 min，在3 000 r/min的轉速下離心10 min去除吸附劑，取上清液，測定多酚含量并計算其去除率。

（2）pH。取9份200 mL煙草萃取液，加入35 g/L PVPP，用5 mol/L鹽酸溶液和5 mol/L氫氧化鈉溶液調節煙草萃取液至不同pH，在60 ℃恒溫攪拌吸附15 min，在3 000 r/min的轉速下離心10 min去除吸附劑，取上清液，測定多酚含量并計算其去除率。

（3）溫度。取7份200 mL煙草萃取液，加入35 g/L PVPP，用恒溫水浴鍋調節萃取液至不同溫度，萃取液pH 5.50情況下攪拌15 min，在3 000 r/min的轉速下離心10 min去除吸附劑，取上清液，測定多酚含量并計算其去除率。

（4）吸附時間。取5份200 mL煙草萃取液，加入35 g/L PVPP，在萃取液pH 5.50條件下攪拌一定時間，在3 000 r/min的轉速下離心10 min去除吸附劑，取上清液，測定多酚含量并計算其去除率。

1.2.3 再造煙葉樣品的制備

取200 mL煙草萃取液，分別調節萃取液pH至4.44，5.50，6.58和7.53，加入35 g/L PVPP，在60 ℃恒溫攪拌10 min，在3 000 r/min的轉速下離心10 min去除吸附劑，將上清液濃縮作為涂布液。同時，漿料經打漿、抄造過程得到基片。使用涂布的方式將上述涂布液均勻涂布到基片上，經干燥，切片后制成再造煙葉。對照樣品為按現有造紙法再造煙葉的一般生產過程，煙草萃取液中未加入PVPP制得的再造煙葉。

1.2.4 多酚去除率計算

按YC/T 202—2006[14]的方法測定多酚含量，如式（1）所示。

式中：C0為處理前萃取液中多酚的含量，μg/mL；C為處理后萃取液中多酚的含量，μg/mL。

1.2.5 再造煙葉感官品質評價

將制備的再造煙葉和對照樣品切絲后置于恒溫恒濕室中（溫度22±1 ℃；相對濕度60%±2%）平衡48 h，用手工卷煙機將煙絲卷制成煙支，由9名上海煙草集團評吸專家組成的評吸小組對處理前后得到的再造煙葉進行綜合評定[15]。

2 結果

2.1 PVPP用量對萃取液多酚去除率的影響

不同PVPP用量條件下煙草萃取液中多酚去除率變化情況如圖1所示。隨著PVPP用量的增加，煙草萃取液中多酚去除率逐漸增大。這是因為PVPP主要通過酚羥基和羰基之間的氫鍵結合，進行表面吸附，有效地去除多酚[10]。當PVPP濃度增大時，PVPP與多酚形成氫鍵的吸附平衡正向移動，被吸附多酚的量增多。當PVPP的用量達到35 g/L時，多酚去除率不再明顯增加，這時PVPP對多酚類物質達到吸附平衡狀態。考慮到經濟因素以及方便后處理，最終選擇PVPP用量35 g/L比較好。

圖1 PVPP用量對煙草萃取液多酚去除率的影響

2.2 pH對萃取液多酚去除率的影響

不同pH條件下煙草萃取液中多酚去除率變化情況如圖2所示。由圖2可以看出，pH對煙草萃取液中多酚的去除效果影響較大。隨著pH的升高，煙草萃取液中多酚的去除率呈現先下降后迅速升高逐至平衡趨勢。當煙草萃取液pH為7.53時，多酚去除效果最好。但是煙草萃取液自然pH在4.5左右，加入太多氫氧化鈉調節萃取液pH有可能會影響再造煙葉感官品質。通過將處理后的煙草萃取液制備再造煙葉樣品評析結果表明：當煙草萃取液pH為5.50時，再造煙葉評吸效果最好，此時三種多酚總的去除率在50%左右。

圖2 pH對煙草萃取液多酚去除率的影響

2.3 溫度對萃取液多酚去除率的影響

不同溫度條件下煙草萃取液中多酚去除率變化情況如圖3所示。從圖3可以看出，溫度對煙草萃取液中多酚去除率的影響較小。再造煙葉生產過程中一般煙草萃取液溫度在60 ℃左右，最終選擇自然萃取液溫度為最佳處理溫度，不需要額外調節萃取液溫度，節約企業生產成本。

圖3 溫度對煙草萃取液多酚去除率的影響

2.4 吸附時間對萃取液多酚去除率的影響

不同吸附時間條件下煙草萃取液中多酚去除率變化情況如圖4所示。在15 min吸附時間以內，萃取液中多酚的去除率明顯增加，至15 min時去除率達到49.5%，此后多酚去除率隨吸附時間的增加并無太大變化。最終，吸附時間選擇15 min。

圖4 吸附時間對煙草萃取液多酚去除率的影響

2.5 感官評吸結果

再造煙葉樣品的感官評吸結果如表1所示。調節煙草萃取液pH，經35 g/L PVPP處理后，B和C再造煙葉樣品總體得分好于對照樣品，以煙草萃取液pH 5.50加入35 g/L PVPP處理后的萃取液制備的再造煙葉樣品評吸效果最好。D和E再造煙葉樣品總分與對照樣相比略有降低，有可能是調節萃取液pH添加的氫氧化鈉用量太多，對再造煙葉感官品質有負面影響。

表1 再造煙葉感官評吸結果

3 結論

在造紙法再造煙葉工藝過程中，利用PVPP可有效降低煙草萃取液中綠原酸、莨菪亭和蕓香苷含量。考察確定的試驗參數為PVPP用量35 g/L、吸附時間15 min、pH 5.50、自然溫度（60 ℃左右），在此條件下，煙草萃取液中多酚的去除率較高，與對照樣相比，降幅在50%左右。隨著這些多酚物質的降低，再造煙葉的感官品質也得到提高，雜氣和刺激性變好。