茶叶包埋颗粒对卷烟的影响
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1实验方法
茶叶前处理：烘干→粉碎→筛分（100目）。茶叶末的包埋固定化采用PVA-H3BO3交联法[4-6]：将质量分数分别为8%和0.6%的聚乙烯醇（PVA）和海藻酸钠（SA）溶于蒸馏水中，加热使之完全溶解，放入45℃水浴中静置1h制备得凝胶液，然后按4%的比例向凝胶液中加入茶叶粉末。充分混匀后，用注射器滴加凝胶液至含2%CaCl2、pH6.7的饱和硼酸溶液中（用NaCO3调节pH至6.7），在4℃环境下固定化8~12h，所得小球晾干后得到茶叶包埋颗粒。将制成的茶叶包埋颗粒作为滤材装填入过滤器的过滤腔内，卷烟放置在滤嘴前端的卷烟放置孔内作为试验样品，以硅胶颗粒作为滤材的原装过滤器接上卷烟作为对照样品。
1.2感官评吸
按照卷烟感官技术要求[7]所描述的相关标准进行。
1.3烟气总粒相物（TPM）、烟碱、焦油的测定
样品烟气TPM、烟碱、焦油的测定参考相关标准[8-10]进行。水分的计算按总粒相物中水分占总粒相物的11%估算。
1.4烟气样液的制备
将卷烟置于温度（22±1）℃和相对湿度（60±2）%的环境中平衡48h。用吸烟机按GB/T16450—2004标准方法抽吸卷烟，收集卷烟烟气粒相物。取抽吸后的剑桥滤片进行同时蒸馏萃取2.5h，萃取后的溶液中加入含乙酸苯乙酯的Cl2CH2溶液1mL，恒温水浴浓缩至1~2mL后移入2mL色谱瓶，0~4℃避光保存待用。
1.5烟气GC-MS分析
气相色谱（GC）条件：色谱柱：HP-5MS（60m×0.25mm×0.25μm）；载气、流速：高纯氦气、1mL/min；进样口、检测器温度：260℃；升温程序：50℃（3min）~280℃（10min），4℃/min；分流比：5∶1；进样量：1μL。质谱（MS）条件：传输线温度：270℃；离子源温度：230℃；四级杆温度：150℃；电离能70eV；质量数范围：35~550amu；载气：高纯氦气。按上述分析条件将样品样液置于气相色谱-质谱联用仪上进行检测，对采集到的质谱图利用NIST02标准谱库进行检索后，进行人工解析，结合保留时间、质谱和匹配度等参数对各组分进行比较鉴定，确定其化学成分，并计算出含量。
2结果与分析
2.1茶叶包埋颗粒对卷烟吸食品质的影响
将卷烟样品置于温度（22±1）℃和相对湿度（60±2）%的环境中平衡48h，接装到过滤器上，进行感官评吸。经过评委对卷烟样品进行对比评吸，综合评价结果见表1。由表1可知，与对照相比，使用装填有茶叶包埋颗粒的滤嘴后，卷烟的吸食品质得到了明显改善，香气醇和细腻，烟气柔和，甜润感增强，刺激性降低，杂气减少，余味改善；茶叶的清甜香气得到一定程度的体现，让吸烟者有一种清新的感觉。
2.2茶叶包埋颗粒对烟气总粒相物、烟碱、焦油含量的影响
从测定结果（表2）可知，使用茶叶包埋颗粒过滤器的样品与对照样相比，其烟气总粒相物、焦油和烟碱量分别平均下降5.80%，6.04%，2.47%。茶叶是一种组织结构疏松又多孔隙的物质，从表面到内部有许多毛细管孔隙，构成各种孔隙管道[11]，并且以PVA-H3BO3交联法制备的包埋颗粒内部也具有多孔、网状结构[5]，茶叶包埋颗粒的这种网孔结构使其具有较大的比表面积，增加对气溶胶的截留机率，并且通过干涉气溶胶粒子的运动，延长气溶胶粒子在滤嘴中的停留时间，进一步增强对气溶胶粒子的截留，从而获得更高的过滤效率[3]。而烟碱虽然同样以粒相物形式存在，但它具有较好的挥发性，容易被新鲜烟气洗脱[12]，故茶叶包埋颗粒对烟碱的过滤效果不明显。
2.3茶叶包埋颗粒对烟气化学成分的影响
利用GC-MS对1.2.5中制备得到的烟气样液进行定性、定量检测分析[13-16]，各化学成分的定性定量分析结果及各成分香气特征或在烟气中的作用见表3。表3显示，茶叶包埋颗粒过滤器卷烟与空白对照样卷烟的烟气成分差异显著；主要致香成分醛类、酮类显著增加，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%；增加烟气浓度、醇和烟气的物质如酯类、醇类、杂环类、酸等成分增加，差异显著，如二氢猕猴桃内酯增加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%、棕榈酸增加108.26%；而主要有害成分均有不同程度的降低，苯酚类、苯乙烯、苯乙腈、2-甲基芴等达到差异显著水平，如苯乙烯降低39.27%、邻甲酚降低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%。使用茶叶包埋颗粒过滤器抽吸卷烟，主流烟气以气溶胶形式流经茶叶包埋颗粒时，由于茶叶包埋颗粒的网孔结构使茶叶颗粒与烟气气溶胶能充分接触，使得茶叶所含有的香味成分挥发进入卷烟主流烟气，从而使烟气的香味成分发生相应的变化，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气味特征，这些成分能增加烟香的丰富性和改善抽吸的舒适性，这与卷烟的感官评吸结果一致；同时由于茶叶具有一定的吸附功能亦会选择性吸附酚类、稠环芳烃类物质[17]，从而降低吸烟对人体的危害。
3小结与讨论
以PVA-H3BO3交联法制备的茶叶包埋颗粒内部为网孔结构，使其具有较大的比表面积，增加了对烟气气溶胶的截留机率，同时茶叶颗粒与烟气充分接触，使得在抽吸卷烟时主流烟气带有茶叶所含有的易挥发香气成分，而茶叶的选择性吸附功能可适当降低烟气中的有害物质。与普通硅胶颗粒过滤器相比，使用茶叶包埋颗粒作为净化过滤材料的过滤器抽吸卷烟，刺激性降低，烟香协调，甜润感增加，杂气减少，余味改善，可有效提高卷烟吸食品质；主流烟气总粒相物、焦油、烟碱量均有所降低，其中总粒相物和焦油分别降低5.80%、6.04%，烟碱变化不明显；烟气中致香成分、增加烟气浓度及醇和烟气的成分均有不同程度的增加，而酚类等有害物质明显减少，降低吸烟对人体的危害。目前，尚未见到将茶叶以包埋颗粒的形式应用于卷烟过滤器中的相关报道，茶叶品质及粉碎的不同目数等对卷烟品质的影响尚待进一步研究。
作者：姚二民宋豪李晓李谨成景天纪晓楠徐秀峰单位：郑州轻工业学院食品与生物工程学院贵阳卷烟厂
