不同加熱溫度下電加熱不燃燒卷煙煙氣釋放特性研究

1、    不同加熱溫度下電加熱不燃燒卷煙煙氣釋放特性研究    鄭緒東等摘要  目的研究加熱溫度對電加熱不燃燒卷煙煙氣釋放特性的影響。方法采用氣相色譜儀、質(zhì)譜儀及電加熱不燃燒卷煙模擬裝置系統(tǒng)等，對電加熱不燃燒卷煙在不同加熱溫度下的煙氣成分以及煙氣中粒相物、甘油/丙二醇、煙堿等釋放特性進(jìn)行分析。結(jié)果200470時，隨著加熱溫度升高，電加熱不燃燒卷煙煙氣成分增加，有害成分的釋放量增加;260320時，隨著加熱溫度升高，煙氣中甘油/丙二醇含量明顯增加;350470時，隨著加熱溫度升高，煙氣中粒相物含量明顯增加;低于260時，煙堿遷移率隨溫度升高而增加;

2、當(dāng)溫度高于260時，煙堿遷移率增加速度減小。結(jié)論該研究為電加熱不燃燒卷煙的開發(fā)提供依據(jù)。關(guān)鍵詞   電加熱不燃燒卷煙;煙氣;加熱溫度;煙堿;甘油/丙二醇ts  41  +1a0517-6611（2018）36-0168-04傳統(tǒng)卷煙煙氣中大部分有害成分在卷煙燃燒時發(fā)生的高溫裂解過程中產(chǎn)生1-3，并且隨著溫度上升，煙氣成分中醛、苯及同系物、稠環(huán)芳烴、co等有害成分含量隨之增加4-10。電加熱不燃燒卷煙利用電能對煙草進(jìn)行低溫加熱（500 以下）而不使其發(fā)生燃燒，加熱時煙絲中的尼古丁及香味物質(zhì)通過揮發(fā)產(chǎn)生煙氣。由于煙草不發(fā)生燃燒，煙氣中的致癌成分含量降低80%

3、，誘變劑攝入量降低70%，消費(fèi)者支氣管炎及肺炎發(fā)病率減少36%46%11-15。因此，加熱溫度是影響電加熱不燃燒卷煙煙氣特性的重要因素，但相關(guān)的研究卻鮮見報道16-22。筆者采用氣相色譜儀、質(zhì)譜儀及電加熱不燃燒卷煙模擬裝置系統(tǒng)等，對電加熱不燃燒卷煙在不同加熱溫度下的煙氣成分以及煙氣中粒相物、甘油/丙二醇、煙堿等釋放特性進(jìn)行分析，進(jìn)而研究加熱溫度對電加熱不燃燒卷煙煙氣釋放特性的影響。1材料與方法1.1試驗材料電加熱不燃燒卷煙樣品：混合型電加熱不燃燒卷煙煙絲;傳統(tǒng)卷煙：某知名卷煙品牌。trace 1310 氣相色譜儀配備fid檢測器（美國thermofisher）;6890n/5973型氣質(zhì)譜儀配

4、7694 頂空儀（美國，安捷倫公司）;電子天平（感量：0.0001 g，德國sartorius公司）;自制的電加熱不燃燒卷煙抽吸裝置及電加熱模擬裝置。1.2試驗方案試驗原理方案如圖1，使用氣相色譜儀、質(zhì)譜儀、頂空儀、電子天平及自制的電加熱不燃燒卷煙模擬裝置系統(tǒng)等進(jìn)行試驗測試，從煙氣成分、粒相物質(zhì)量、煙堿含量、煙堿遷移率等方面，分析了在不同加熱溫度下電加熱不燃燒卷煙煙氣釋放特性的規(guī)律研究。1.3測試方法將自制的電加熱不燃燒卷煙樣品放入電加熱模擬裝置，每次加熱6 g，設(shè)定溫度為200470 ，以30 間隔遞增;將捕集完煙氣的劍橋濾片放至20 ml專用頂空瓶，采用頂空氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀分析煙氣成分。

5、使用電子天平稱量劍橋濾片增重質(zhì)量，分析煙氣粒相物質(zhì)量變化;配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，與劍橋濾片混合振蕩，氣相色譜分析煙堿、甘油等含量及煙堿遷移率變化情況。1.4數(shù)據(jù)處理采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量分析并根據(jù)質(zhì)譜匹配度進(jìn)行核對，然后從特征離子、相對豐度等方面綜合比較，確定成分。2結(jié)果與分析2.1電加熱不燃燒卷煙煙氣成分與加熱溫度關(guān)系傳統(tǒng)卷煙煙氣成分較為復(fù)雜，煙氣成分含量隨溫度變化，差異較大。在420820 ，隨著溫度的升高稠環(huán)芳烴含量增加，尼古丁含量隨著溫度升高而下降，co含量持續(xù)增加;500 以上時，主要產(chǎn)物為烯烴、酮、醛、苯等及其同系物;溫度升至700 時，苯同系物含量大增23-25。電加熱不燃燒卷煙

6、煙氣成分也隨溫度變化，對比不同加熱溫度下電加熱不燃燒卷煙煙氣成分質(zhì)譜圖發(fā)現(xiàn)，在200320 隨著加熱溫度的升高，煙氣揮發(fā)性化合物種類增多;但隨著溫度上升至470 時，煙氣中化合物種類基本保持不變。對比不同加熱溫度下煙氣氣相色譜圖發(fā)現(xiàn)，圖2a與圖2b中強(qiáng)度較高的峰對應(yīng)的物質(zhì)種類大致相同，這說明加熱溫度為320 和470 時煙氣的主要成分大致相同，在加熱320470 時，加熱溫度對煙氣成分種類影響不大。但圖2a中主要幾個物質(zhì)的峰強(qiáng)度低于圖2b的峰強(qiáng)度，這說明隨著溫度升高，煙氣中部分物質(zhì)的含量增加;圖2b中3-甲基吡啶（）、3，4-二甲基吡啶（）、反式-甲基苯乙烯（）、11-甲基-4-異丙烯基苯（）

7、等物質(zhì)的峰高于圖2b中的峰強(qiáng)度。對比圖2a、c發(fā)現(xiàn)，圖2a中峰的數(shù)量大于圖2c中峰的數(shù)量，表明隨著溫度升高，電加熱不燃燒卷煙煙氣成分種類增加，在圖2c中未檢測到檸檬烯（）、11-甲基-4-異丙烯基苯（）等成分。對比圖2a和圖3發(fā)現(xiàn)，圖2a中物質(zhì)峰的強(qiáng)度及峰數(shù)量均低于圖3，電加熱不燃燒卷煙煙氣成分沒有傳統(tǒng)卷煙煙氣成分復(fù)雜，大大減少了烯烴類、酮類、吡啶類、吡嗪類、苯同系物等有害成分釋放。三甲基丁醛（）、3-呋喃甲醛（）等有害物質(zhì)未在電加熱不燃燒卷煙煙氣中檢測到;圖2a中丁酮（）、3-戊烯-2-丙酮（）等物質(zhì)峰高明顯降低。電加熱不燃燒卷煙煙氣的有害成分相較傳統(tǒng)卷煙極大地降低，但其在不同溫度下的煙氣成

8、分種類及釋放量均不同，隨著溫度增加（200470 ），電加熱不燃燒卷煙煙氣成分增加，有害成分的釋放量增加。2.2電加熱不燃燒卷煙煙氣粒相物與加熱溫度關(guān)系2.3電加熱不燃燒卷煙煙氣中煙堿含量、甘油/丙二醇與加熱溫度的關(guān)系卷煙抽吸感官中，煙堿、甘油/丙二醇含量及煙堿遷移率是重要參考指標(biāo)。分析不同加熱溫度下的含量及遷移率變化趨勢（圖5）發(fā)現(xiàn)，260 以下時，煙堿含量隨著溫度升高而增加;溫度升至260 以上，煙堿揮發(fā)完全，含量隨溫度變化小，基本保持不變。在160290 ，甘油/丙二醇中1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、甘油與溫度呈正相關(guān);290 以上，1，2-丙二醇、1，3-丁二醇含量波動較小，甘油在高

9、溫下發(fā)生聚合、分解反應(yīng)使得甘油含量明顯下降?？梢?，在260320 煙堿、甘油/丙二醇釋放量均較好。安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2018年2.4電加熱不燃燒卷煙煙堿遷移率與加熱溫度關(guān)系從圖6可看出，260 以下，煙堿的遷移率隨溫度的升高而增加;260 以上時，遷移率在一定的范圍波動;當(dāng)溫度為320 時，煙堿遷移率達(dá)最高值0.286。在260 以上條件下，測得電加熱不燃燒卷煙單口煙氣中煙堿量為總煙堿量的37.35%。3結(jié)論采用氣相色譜儀、質(zhì)譜儀、電子天平及自制的電加熱不燃燒卷煙模擬裝置系統(tǒng)等，進(jìn)行試驗研究電加熱不燃燒卷煙在不同加熱溫度下煙堿含量、遷移率及煙氣粒相物等釋放特性。結(jié)果表明，200470 時，隨著加熱溫

10、度升高，電加熱不燃燒卷煙煙氣成分增加，有害成分的釋放量增加;260320 時，隨著加熱溫度升高，煙氣中甘油/丙二醇含量明顯增加;350470 時，隨著加熱溫度升高，煙氣中粒相物含量明顯增加;低于260 時，煙堿遷移率隨溫度升高而增加;當(dāng)溫度高于260 時，煙堿遷移率增加速度減小。參考文獻(xiàn)1肖協(xié)忠.煙草化學(xué)m.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1997：16-17，100-111，142-146.2 王瑞新.煙草化學(xué)m.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2003：68-70，124-128，159-167，207-214，229-242.3 王素芳，蘇慶德.裂解氣相色譜在煙草化學(xué)中的應(yīng)用c/中國煙草學(xué)會2002

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