茶葉包埋顆粒對卷煙的影響
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1實驗方法
茶葉前處理：烘干→粉碎→篩分（100目）。茶葉末的包埋固定化采用PVA-H3BO3交聯法[4-6]：將質量分數分別為8%和0.6%的聚乙烯醇（PVA）和海藻酸鈉（SA）溶于蒸餾水中，加熱使之完全溶解，放入45℃水浴中靜置1h制備得凝膠液，然后按4%的比例向凝膠液中加入茶葉粉末。充分混勻后，用注射器滴加凝膠液至含2%CaCl2、pH6.7的飽和硼酸溶液中（用NaCO3調節pH至6.7），在4℃環境下固定化8~12h，所得小球晾干后得到茶葉包埋顆粒。將制成的茶葉包埋顆粒作為濾材裝填入過濾器的過濾腔內，卷煙放置在濾嘴前端的卷煙放置孔內作為試驗樣品，以硅膠顆粒作為濾材的原裝過濾器接上卷煙作為對照樣品。
1.2感官評吸
按照卷煙感官技術要求[7]所描述的相關標準進行。
1.3煙氣總粒相物（TPM）、煙堿、焦油的測定
樣品煙氣TPM、煙堿、焦油的測定參考相關標準[8-10]進行。水分的計算按總粒相物中水分占總粒相物的11%估算。
1.4煙氣樣液的制備
將卷煙置于溫度（22±1）℃和相對濕度（60±2）%的環境中平衡48h。用吸煙機按GB/T16450—2004標準方法抽吸卷煙，收集卷煙煙氣粒相物。取抽吸后的劍橋濾片進行同時蒸餾萃取2.5h，萃取后的溶液中加入含乙酸苯乙酯的Cl2CH2溶液1mL，恒溫水浴濃縮至1~2mL后移入2mL色譜瓶，0~4℃避光保存待用。
1.5煙氣GC-MS分析
氣相色譜（GC）條件：色譜柱：HP-5MS（60m×0.25mm×0.25μm）；載氣、流速：高純氦氣、1mL/min；進樣口、檢測器溫度：260℃；升溫程序：50℃（3min）~280℃（10min），4℃/min；分流比：5∶1；進樣量：1μL。質譜（MS）條件：傳輸線溫度：270℃；離子源溫度：230℃；四級桿溫度：150℃；電離能70eV；質量數范圍：35~550amu；載氣：高純氦氣。按上述分析條件將樣品樣液置于氣相色譜-質譜聯用儀上進行檢測，對采集到的質譜圖利用NIST02標準譜庫進行檢索后，進行人工解析，結合保留時間、質譜和匹配度等參數對各組分進行比較鑒定，確定其化學成分，并計算出含量。
2結果與分析
2.1茶葉包埋顆粒對卷煙吸食品質的影響
將卷煙樣品置于溫度（22±1）℃和相對濕度（60±2）%的環境中平衡48h，接裝到過濾器上，進行感官評吸。經過評委對卷煙樣品進行對比評吸，綜合評價結果見表1。由表1可知，與對照相比，使用裝填有茶葉包埋顆粒的濾嘴后，卷煙的吸食品質得到了明顯改善，香氣醇和細膩，煙氣柔和，甜潤感增強，刺激性降低，雜氣減少，余味改善；茶葉的清甜香氣得到一定程度的體現，讓吸煙者有一種清新的感覺。
2.2茶葉包埋顆粒對煙氣總粒相物、煙堿、焦油含量的影響
從測定結果（表2）可知，使用茶葉包埋顆粒過濾器的樣品與對照樣相比，其煙氣總粒相物、焦油和煙堿量分別平均下降5.80%，6.04%，2.47%。茶葉是一種組織結構疏松又多孔隙的物質，從表面到內部有許多毛細管孔隙，構成各種孔隙管道[11]，并且以PVA-H3BO3交聯法制備的包埋顆粒內部也具有多孔、網狀結構[5]，茶葉包埋顆粒的這種網孔結構使其具有較大的比表面積，增加對氣溶膠的截留機率，并且通過干涉氣溶膠粒子的運動，延長氣溶膠粒子在濾嘴中的停留時間，進一步增強對氣溶膠粒子的截留，從而獲得更高的過濾效率[3]。而煙堿雖然同樣以粒相物形式存在，但它具有較好的揮發性，容易被新鮮煙氣洗脫[12]，故茶葉包埋顆粒對煙堿的過濾效果不明顯。
2.3茶葉包埋顆粒對煙氣化學成分的影響
利用GC-MS對1.2.5中制備得到的煙氣樣液進行定性、定量檢測分析[13-16]，各化學成分的定性定量分析結果及各成分香氣特征或在煙氣中的作用見表3。表3顯示，茶葉包埋顆粒過濾器卷煙與空白對照樣卷煙的煙氣成分差異顯著；主要致香成分醛類、酮類顯著增加，如5-甲基糠醛增加63.97%、糠醛增加59.29%、巨豆三烯酮增加57.73%、苯乙酮增加40.33%；增加煙氣濃度、醇和煙氣的物質如酯類、醇類、雜環類、酸等成分增加，差異顯著，如二氫獼猴桃內酯增加151.65%、苯甲醇增加188.10%、苯乙醇增加61.18%、2-乙酰基呋喃增加80.11%、2-乙基呋喃增加70.88%、棕櫚酸增加108.26%；而主要有害成分均有不同程度的降低，苯酚類、苯乙烯、苯乙腈、2-甲基芴等達到差異顯著水平，如苯乙烯降低39.27%、鄰甲酚降低38.47%、苯乙腈降低60.09%、2,3-二甲基苯酚降低24.46%、2-甲基芴降低65.40%。使用茶葉包埋顆粒過濾器抽吸卷煙，主流煙氣以氣溶膠形式流經茶葉包埋顆粒時，由于茶葉包埋顆粒的網孔結構使茶葉顆粒與煙氣氣溶膠能充分接觸，使得茶葉所含有的香味成分揮發進入卷煙主流煙氣，從而使煙氣的香味成分發生相應的變化，如增加的2-乙基呋喃、2-乙酰基呋喃、苯乙酮和巨豆三烯酮等本身具有甜香等氣味特征，這些成分能增加煙香的豐富性和改善抽吸的舒適性，這與卷煙的感官評吸結果一致；同時由于茶葉具有一定的吸附功能亦會選擇性吸附酚類、稠環芳烴類物質[17]，從而降低吸煙對人體的危害。
3小結與討論
以PVA-H3BO3交聯法制備的茶葉包埋顆粒內部為網孔結構，使其具有較大的比表面積，增加了對煙氣氣溶膠的截留機率，同時茶葉顆粒與煙氣充分接觸，使得在抽吸卷煙時主流煙氣帶有茶葉所含有的易揮發香氣成分，而茶葉的選擇性吸附功能可適當降低煙氣中的有害物質。與普通硅膠顆粒過濾器相比，使用茶葉包埋顆粒作為凈化過濾材料的過濾器抽吸卷煙，刺激性降低，煙香協調，甜潤感增加，雜氣減少，余味改善，可有效提高卷煙吸食品質；主流煙氣總粒相物、焦油、煙堿量均有所降低，其中總粒相物和焦油分別降低5.80%、6.04%，煙堿變化不明顯；煙氣中致香成分、增加煙氣濃度及醇和煙氣的成分均有不同程度的增加，而酚類等有害物質明顯減少，降低吸煙對人體的危害。目前，尚未見到將茶葉以包埋顆粒的形式應用于卷煙過濾器中的相關報道，茶葉品質及粉碎的不同目數等對卷煙品質的影響尚待進一步研究。
作者：姚二民宋豪李曉李謹成景天紀曉楠徐秀峰單位：鄭州輕工業學院食品與生物工程學院貴陽卷煙廠
