茶葉包埋顆粒對(duì)卷煙的影響
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1實(shí)驗(yàn)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(lián)法[4-6]：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(diào)節(jié)pH至6.7），在4℃環(huán)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(nèi)，卷煙放置在濾嘴前端的卷煙放置孔內(nèi)作為試驗(yàn)樣品，以硅膠顆粒作為濾材的原裝過濾器接上卷煙作為對(duì)照樣品。
1.2感官評(píng)吸
按照卷煙感官技術(shù)要求[7]所描述的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
1.3煙氣總粒相物（TPM）、煙堿、焦油的測(cè)定
樣品煙氣TPM、煙堿、焦油的測(cè)定參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[8-10]進(jìn)行。水分的計(jì)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(duì)濕度（60±2）%的環(huán)境中平衡48h。用吸煙機(jī)按GB/T16450—2004標(biāo)準(zhǔn)方法抽吸卷煙，收集卷煙煙氣粒相物。取抽吸后的劍橋?yàn)V片進(jìn)行同時(shí)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(jìn)樣口、檢測(cè)器溫度：260℃；升溫程序：50℃（3min）~280℃（10min），4℃/min；分流比：5∶1；進(jìn)樣量：1μL。質(zhì)譜（MS）條件：傳輸線溫度：270℃；離子源溫度：230℃；四級(jí)桿溫度：150℃；電離能70eV；質(zhì)量數(shù)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(zhì)譜聯(lián)用儀上進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)采集到的質(zhì)譜圖利用NIST02標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)進(jìn)行檢索后，進(jìn)行人工解析，結(jié)合保留時(shí)間、質(zhì)譜和匹配度等參數(shù)對(duì)各組分進(jìn)行比較鑒定，確定其化學(xué)成分，并計(jì)算出含量。
2結(jié)果與分析
2.1茶葉包埋顆粒對(duì)卷煙吸食品質(zhì)的影響
將卷煙樣品置于溫度（22±1）℃和相對(duì)濕度（60±2）%的環(huán)境中平衡48h，接裝到過濾器上，進(jìn)行感官評(píng)吸。經(jīng)過評(píng)委對(duì)卷煙樣品進(jìn)行對(duì)比評(píng)吸，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。由表1可知，與對(duì)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(zhì)得到了明顯改善，香氣醇和細(xì)膩，煙氣柔和，甜潤(rùn)感增強(qiáng)，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(xiàn)，讓吸煙者有一種清新的感覺。
2.2茶葉包埋顆粒對(duì)煙氣總粒相物、煙堿、焦油含量的影響
從測(cè)定結(jié)果（表2）可知，使用茶葉包埋顆粒過濾器的樣品與對(duì)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(jié)構(gòu)疏松又多孔隙的物質(zhì)，從表面到內(nèi)部有許多毛細(xì)管孔隙，構(gòu)成各種孔隙管道[11]，并且以PVA-H3BO3交聯(lián)法制備的包埋顆粒內(nèi)部也具有多孔、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[5]，茶葉包埋顆粒的這種網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)使其具有較大的比表面積，增加對(duì)氣溶膠的截留機(jī)率，并且通過干涉氣溶膠粒子的運(yùn)動(dòng)，延長(zhǎng)氣溶膠粒子在濾嘴中的停留時(shí)間，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)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(fā)性，容易被新鮮煙氣洗脫[12]，故茶葉包埋顆粒對(duì)煙堿的過濾效果不明顯。
2.3茶葉包埋顆粒對(duì)煙氣化學(xué)成分的影響
利用GC-MS對(duì)1.2.5中制備得到的煙氣樣液進(jìn)行定性、定量檢測(cè)分析[13-16]，各化學(xué)成分的定性定量分析結(jié)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(duì)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(zhì)如酯類、醇類、雜環(huán)類、酸等成分增加，差異顯著，如二氫獼猴桃內(nèi)酯增加151.65%、苯甲醇增加188.10%、苯乙醇增加61.18%、2-乙?；秽黾?0.11%、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(dá)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(jīng)茶葉包埋顆粒時(shí)，由于茶葉包埋顆粒的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)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(fā)進(jìn)入卷煙主流煙氣，從而使煙氣的香味成分發(fā)生相應(yīng)的變化，如增加的2-乙基呋喃、2-乙?；秽?、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(píng)吸結(jié)果一致；同時(shí)由于茶葉具有一定的吸附功能亦會(huì)選擇性吸附酚類、稠環(huán)芳烴類物質(zhì)[17]，從而降低吸煙對(duì)人體的危害。
3小結(jié)與討論
以PVA-H3BO3交聯(lián)法制備的茶葉包埋顆粒內(nèi)部為網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，使其具有較大的比表面積，增加了對(duì)煙氣氣溶膠的截留機(jī)率，同時(shí)茶葉顆粒與煙氣充分接觸，使得在抽吸卷煙時(shí)主流煙氣帶有茶葉所含有的易揮發(fā)香氣成分，而茶葉的選擇性吸附功能可適當(dāng)降低煙氣中的有害物質(zhì)。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(xié)調(diào)，甜潤(rùn)感增加，雜氣減少，余味改善，可有效提高卷煙吸食品質(zhì)；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(zhì)明顯減少，降低吸煙對(duì)人體的危害。目前，尚未見到將茶葉以包埋顆粒的形式應(yīng)用于卷煙過濾器中的相關(guān)報(bào)道，茶葉品質(zhì)及粉碎的不同目數(shù)等對(duì)卷煙品質(zhì)的影響尚待進(jìn)一步研究。
作者：姚二民宋豪李曉李謹(jǐn)成景天紀(jì)曉楠徐秀峰單位：鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院貴陽(yáng)卷煙廠
