| |  | | 应用含血红蛋白的生物滤嘴开发低焦低害卷烟新产品 | | 来源：中国烟草在线摘自中国烟草科教网 作者： 深圳卷烟厂技术中心 发表时间：2003-8-29 | 摘 要 本文从卷烟的配方设计、辅料选用、焦油和有害成分的对比等多方面，介绍了应用含血红蛋白的生物滤嘴进行低焦低害烤烟型产品开发的一些探索和体会。
关键词 生物滤嘴 血红蛋白 低焦低害 卷烟 产品开发
随着吸烟与健康问题的提出，自20世纪60年代起烟草行业开始遭到世界性反吸烟运动的冲击。进入21世纪，我国加入WTO，卷烟行业面临着更严峻的挑战。发展低焦低害的安全型卷烟产品已成为烟草行业的重点工作之一。而且经过改革开放20多年的发展，人民生活水平有了很大的提高，卷烟产品不仅要满足人们生理和心理需求，而且对它的安全性也提出了更高的要求。
围绕着提高卷烟吸食安全性这个核心，许多国家都开展了包括烟草遗传、生物化学、卷烟工艺及烟气的生物测定等方面的研究，并取得了众多成果。其中有希腊雅典大学的John C.Stavridis教授应用血红蛋白降低卷烟烟气中有害成分的研究[1]；我国南京生化所的张爱华将血红蛋白加入到滤嘴中降焦减害的研究[2]；戴亚等人做过血红蛋白降低卷烟烟气中亚硝胺含量的实验[3]。我们通过对各种降焦减害技术的研究、分析和对比，决定应用含血红蛋白的滤嘴开发一种低焦低害卷烟新产品。
我们最终选用的生物滤嘴是希腊黄金滤嘴公司开发的1种新型复合滤嘴，它由3个不同部分组成：唇端是普通醋酸纤维滤嘴，接近烟丝的一端是醋酸纤维中加入活性炭的滤嘴，二者中间是一个空腔，装满了渗透过血红蛋白的活性炭。其原理是利用血红蛋白的大环状结构做主剂，利用其结构中的Fe3+、Fe2+、-SH、-NH和烟气中的挥发性、半挥发性有害成分发生反应，从而使他们被过滤掉。
目前国外应用生物滤嘴开发的都是混合型卷烟，开发低焦低害的烤烟型产品面临两大技术难题：一是烤烟烟叶含糖量多，焦油产生量相对较高，降焦难度大；二是应用含活性炭的生物滤嘴，难免对卷烟的香气、吸味产生影响。为了使烤烟型卷烟在降焦减害后能基本保持原来的风格，我们在配方设计、辅料选用等方面都进行了一些研究和探索，最终研制开发了1种低焦低害的烤烟型产品并成功上市。
1 产品配方设计
1.1 产品设计目标
根据市场调研情况，我们将其设计目标定位为高档产品，其焦油量为11mg/支，烟气烟碱量为1.1mg/支，内在质量得分大于90分，总体感官质量为：香气清雅丰满，谐调，无杂气，无刺激，余味纯净舒适。有害成分总量和对照烟相比有较大的降低。
1.2 烟叶原料选择
由于烤烟型卷烟要求有较好的香气质和比较丰满的香气量，因此对烟叶原料的等级要求也比较高。而上等烤烟含糖量较高，其焦油产生量也较高。 我们以烟叶化学成分为理论指导，注重化学成分的协调，依据烟叶的质量特点和在叶组配方中的作用，相应调整它的比例。选用香气质较好、香气量充足的上等中部烟叶提高烟气的质量；适当增大成熟度好的上部烟叶的使用比例，平衡稀释后损失的烟气浓度和烟碱量；选用一定比例的造纸法再造烟叶。造纸法再造烟叶具有密度小，填充性好和化学成分易于控制的优点，可以显著地改善卷烟的燃烧性和烟草的化学成分，降低焦油释放量。
1.3 香精香料的选择
应用含活性炭的生物滤嘴，给烤烟型卷烟的香气造成了部分负面的影响，因此在香糖料配方设计中，根据产品设计风格的需要，除正常的加香加料成分外，重点选择了一些增香剂、甜味剂和具有圆润烟气作用的香料，如紫苏葶、氧化异佛尔酮、黑夹兰香豆酊、玫瑰油、?-二氢大马酮等。
2 卷烟材料设计
2.1 卷烟纸的选择
卷烟纸透气度是影响焦油量的重要因素之一。较高的透气度可为燃烧时的卷烟提供较多的空气量，使其燃烧速度加快，燃烧完全，降低抽吸口数，还可降低烟支燃烧区空气的流速和压力，使烟气粒相物质作分子运动的时间相应增加，容易被滤嘴截留，从而达到降低焦油的目的。若透气度太低会降低卷烟的通风度，使烟丝不能充分燃烧，就会产生更多的焦油。我们通过对不同透气度的卷烟纸进行比较发现，随着卷烟纸透气度的提高，抽吸口数变化比较明显，但当透气度超过70CU以后，抽吸口数的变化趋于平稳。透气度过高，抽吸时烟气较散、不抱团，更重要的是这将影响整支烟抽吸口味的稳定性，致使开头几口烟气太淡，以后逐渐变浓。因此，我们选择的卷烟纸透气度为60CU。
2.2 滤嘴成型纸和水松纸的选择
滤嘴通风稀释烟气是降低卷烟焦油释放量的最有效方法之一，但通风度过大，会对烟气、卷烟吸味造成很大影响，一方面降低了卷烟的香气值，一方面造成了抽吸时的空气感。通过试验对比，我们选择的滤嘴成型纸透气度为10000CU，水松纸透气度为100CU，这样既可以降低通风度的波动范围，提高整个通风系统的稳定性，又不至于对卷烟香气、抽吸口感有太大的影响。
3 测试、对比
3.1 试验烟与对照烟的卷制
试验烟与对照烟均在相同的条件下按工艺规程进行卷接包装，试验烟采用生物滤嘴，对照烟采用普通醋酸纤维滤嘴。按照GB/T5606.1-1996取样待测。
3.2 卷烟焦油量、烟气烟碱量的测定
按照GB5606.5-1996要求测定卷烟的焦油、烟碱，结果见表1。
3.3 卷烟烟气中其它有害成分的测定
目前比较公认的卷烟烟气中的有害成分是霍夫曼名单中的一些醛酮类、芳香胺、烟草特有亚硝胺、酚类、无机气体、苯并[a]芘、金属元素和其它有机化合物。
我们将试验烟和对照烟密封保存，委托希腊生物滤嘴公司进行有害成分 的分析对比，初步结果见表2。
表中列出了部分有害成分的含量和相对积分峰面积（峰面积值采用内标法进行相对定量表征）
3.4 卷烟内质评吸结果对比
按照GB/T5606.4-1996要求对试验烟和对照烟进行感官评价，结果见表3：
4 讨论
4.1 从测试结果看，生物滤嘴卷烟实现了它的效果，基本上达到了我们的设计目标，既降低了烟气中的有害成分，又不改变原有卷烟产品风格。单纯采用生物滤嘴在降低卷烟焦油量、烟气烟碱量等方面作用不是十分显著，但可以配合其他降焦技术综合运用，最终实现降焦目的。
4. 2 从评吸结果看，生物滤嘴对卷烟内在质量无明显的不良影响，在刺激性和余味方面，生物滤嘴烟好于对照卷烟，表现在刺激性降低，余味的舒适程度提高。但在卷烟香气方面稍差于对照卷烟。
4.3 从降害结果来看,生物滤嘴烟除了对CO这样大量的挥发性气体作用不大外,总体上对降低有害成分的作用还是相当明显的，和我们对照烟相比降幅平均在30%左右。另外，我们还做了生物滤嘴烟对有害金属元素的过滤试验[4]，效果也是令人满意的。随着项目的继续开展，我们将进一步完善各项研究工作。
参考文献
1 G.Deliconstaninnos,V.Villiotou,J.Stavrides. Scavenging effects of hemoglobin and related heme containing compounds on nitri oxide,reactive oxidants and carcinogenic volatile nitrosocompounds of cigarette smoke.a new method for protection against the dangerous cigarette constituents.ANTICANCER RESEARCH 14:2717-1726(1994)
2 张爱华.血红素降低卷烟焦油量的正交分析.烟草科技[J].1992,2:27-28
3 戴亚、郭家明，肖怡宁等.血红蛋白的提取及降低卷烟烟气中N-亚硝胺含量的初步试验.烟草科技[J].2001，1：19-21
4 谢涛、黄泳彤、徐旸.用ICP-MS法测定卷烟烟气中的重金属元素.烟草科技[J].2003，1：27-29
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