邱玉春等

摘要：对主流烟气氨含量与烟叶6种主要化学成分（总糖、总氮、还原糖、烟碱、钾、氯）含量的相关性进行了探讨。将23种单料烟叶卷制成卷烟，并采用离子色谱和连续流动分析仪分别测定了主流烟气氨含量及烟叶中主要化学成分含量。结果表明：烟叶中总糖、还原糖、钾含量和主流烟气中氨含量呈显著负相关；烟叶中总氮、烟碱、氯含量和主流烟气氨含量呈显著正相关。

关键词：烟气；烟叶；氨；化学成分；相关性

中图分类号：S572.01；TS41+1 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2014）03-0283-03

适量的氨含量对于碳水化合物和有机酸较多的卷烟是必要的，过量的氨含量会产生强烈的刺激性，不仅影响卷烟吃味，还会刺激人体的视觉及呼吸系统，长期吸入氨会对人体造成较严重的危害，因此氨被视为“霍夫曼清单”中44种有害成分之一[1-2]。卷烟主流烟气中氨的形成机理已见诸报道，相关研究表明，烟气氨主要前体物是烟叶中的含氮化合物，如硝酸盐、铵盐、亚硝酸盐、氨基酸、蛋白质、酰胺、含氮杂环化合物等[3-4]。但以往研究中大多采用单一含氮化合物的纯品进行烟气模拟热裂解分析，忽略了烟气本底的多样性，卷烟燃烧过程的复杂性和多物质共存时的拮抗性[5-6]。烟气成分含量是由烟叶内在化学成分的种类和含量决定[7]。烟叶化学成分有3 000多种，而目前烟叶入库评价的主要化学成分指标有总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯含量，它们在一定程度上可反映烟叶品质。本研究通过分析主流烟气氨的释放量与烟叶主要化学成分间的相关性，探索影响烟气氨含量的成因，旨在为卷烟工业企业设计低危害烤烟型卷烟配方提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

23个烟叶样品由福建中烟工业有限责任公司提供。将烟叶经同一制丝工艺处理后卷制成烟支。选取平均吸阻为 （1 000±50） Pa 和平均质量为（0.90±0.01） g的烟支为合格烟支。

甲烷磺酸（纯度>99%，Acros公司）、浓盐酸（分析纯，广东汕头西陇化工厂）、铵离子标准溶液（分析纯，中国计量科学研究院）；离子色谱仪（美国戴安公司）、IonpacCS12A阳离子交换分析柱（美国戴安公司）、IonpacCG12A阳离子交换预柱（美国戴安公司）、70 mL打孔气体吸收瓶（上海讯宏仪器公司）；GFL3017型台式旋转振荡器（德国Gesellschaft公司）；FUTURA型自动分析仪（法国Alliance公司）；AG104型电子天平（感量0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo公司）；SM400直线型吸烟机（英国Filtrona公司）；Human型超纯水系统（北京普析通用仪器有限责任公司）；0.45 μm水相滤膜（美国Agilent 公司）。

1.2 方法

烟叶主要化学成分及主流烟气氨含量测定分别参照YC/T 31—1996《烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法》[8]、YC/T 159—2002《烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法》[9]、YC/T 160—2002《烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法》[10]、YC/T 161—2002《烟草及烟草制品 总氮的测定 连续流动法》[11]、YC/T 162—2002《烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法》[12]、YC/T 217—2007《烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法》[13]、YC/T 377—2010《卷烟 主流烟气中氨的测定 离子色谱法》[14]。

2 结果与分析

2.1 不同产地、部位烟叶的化学成分含量及其主流烟气中氨含量差异

表1是17个国内烟叶样品和6个国外烟叶样品的总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯含量及其单料烟主流烟气氨含量的检测结果。由表1 可知：（1）国外中部烟叶主流烟气氨含量平均值高于国内烟叶；（2）福建省龙岩地区上部烟叶的总氮、烟碱含量高于中部、下部烟叶，这与烟气氨含量变化趋势一致；（3）国外中部烟叶总氮、烟碱、氯含量平均值高于国内烟叶，这与烟气氨含量产地变化趋势相一致，初步推断烟叶中总氮、烟碱含量与烟气氨含量相关；（4）国外中部烟叶总糖、还原糖、钾含量低于国内烟叶，这与烟气氨含量产地变化趋势相反。

3 结论

主流烟气氨含量与烟叶中总糖、还原糖、钾含量呈显著负相关，与烟叶中总氮、烟碱、氯含量呈显著正相关。主流烟气氨含量不仅与含氮化合物含量有关，而且与无机元素钾、氯含量相关；此外，糖类化合物的燃烧裂解产物对其生成有抑制作用。

参考文献：

[1]王瑞新，韩富根，卢 红，等. 烟草化学[M]. 北京：中国农业出版社，2003：77-82.

[2]谢剑平，刘惠民，朱茂祥，等. 卷烟烟气危害性指数研究[J]. 烟草科技，2009（2）：5-15.

[3]于宏晓，赵砚棠，徐海涛，等. 主流烟气中的氨与烟叶中的氨、亚硝酸根、硝酸根的相关性[J]. 烟草科技，2012（3）：60-63.

[4]Kallianos A G. Phenolics and acids in leaf and their relationship to smoke quality and aroma[J]. Recent Adv Tob Sci，1976，2：61-79.

[5]Johnson W R，Hale R W，Clough S C. Letter：formation of molecular nitrogen by a burning cigarette[J]. Nature，1973，244（5410）：51-52.

[6]Baren R E，Parrish M E，Shafer K H，et al. Quad quantum cascade laser spectrometer with dual gas cells for the simultaneous analysis of mainstream and sidestream cigarette smoke[J]. Spectrochimica Acta Part A-Molecular and Biomolecular Spectroscopy，2004，60（14）：3437-3447.

[7]赵晓丹，史宏志，钱 华，等. 不同类型烟草常规化学成分与中性致香物质含量分析[J]. 华北农学报，2012，27（3）：234-238.

[8]国家烟草专卖局.YC/T 31—1996烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法[S]. 北京：中国标准出版社，1996.

[9]国家烟草专卖局.YC/T 159—2002烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[10]国家烟草专卖局. YC/T 160—2002烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[11]国家烟草专卖局.YC/T 161—2002烟草及烟草制品 总氮的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[12]国家烟草专卖局.YC/T 162—2002烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[13]国家烟草专卖局.YC/T 217—2007烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2007.

[14]国家烟草专卖局.YC/T 377—2010卷烟 主流烟气中氨的测定 离子色谱法[S]. 北京：中国标准出版社，2010.

[15]李贵生，陈良碧.矿质营养对烟草品质的影响[J]. 世界农业，2000（4）：31.endprint

摘要：对主流烟气氨含量与烟叶6种主要化学成分（总糖、总氮、还原糖、烟碱、钾、氯）含量的相关性进行了探讨。将23种单料烟叶卷制成卷烟，并采用离子色谱和连续流动分析仪分别测定了主流烟气氨含量及烟叶中主要化学成分含量。结果表明：烟叶中总糖、还原糖、钾含量和主流烟气中氨含量呈显著负相关；烟叶中总氮、烟碱、氯含量和主流烟气氨含量呈显著正相关。

关键词：烟气；烟叶；氨；化学成分；相关性

中图分类号：S572.01；TS41+1 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2014）03-0283-03

适量的氨含量对于碳水化合物和有机酸较多的卷烟是必要的，过量的氨含量会产生强烈的刺激性，不仅影响卷烟吃味，还会刺激人体的视觉及呼吸系统，长期吸入氨会对人体造成较严重的危害，因此氨被视为“霍夫曼清单”中44种有害成分之一[1-2]。卷烟主流烟气中氨的形成机理已见诸报道，相关研究表明，烟气氨主要前体物是烟叶中的含氮化合物，如硝酸盐、铵盐、亚硝酸盐、氨基酸、蛋白质、酰胺、含氮杂环化合物等[3-4]。但以往研究中大多采用单一含氮化合物的纯品进行烟气模拟热裂解分析，忽略了烟气本底的多样性，卷烟燃烧过程的复杂性和多物质共存时的拮抗性[5-6]。烟气成分含量是由烟叶内在化学成分的种类和含量决定[7]。烟叶化学成分有3 000多种，而目前烟叶入库评价的主要化学成分指标有总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯含量，它们在一定程度上可反映烟叶品质。本研究通过分析主流烟气氨的释放量与烟叶主要化学成分间的相关性，探索影响烟气氨含量的成因，旨在为卷烟工业企业设计低危害烤烟型卷烟配方提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

23个烟叶样品由福建中烟工业有限责任公司提供。将烟叶经同一制丝工艺处理后卷制成烟支。选取平均吸阻为 （1 000±50） Pa 和平均质量为（0.90±0.01） g的烟支为合格烟支。

甲烷磺酸（纯度>99%，Acros公司）、浓盐酸（分析纯，广东汕头西陇化工厂）、铵离子标准溶液（分析纯，中国计量科学研究院）；离子色谱仪（美国戴安公司）、IonpacCS12A阳离子交换分析柱（美国戴安公司）、IonpacCG12A阳离子交换预柱（美国戴安公司）、70 mL打孔气体吸收瓶（上海讯宏仪器公司）；GFL3017型台式旋转振荡器（德国Gesellschaft公司）；FUTURA型自动分析仪（法国Alliance公司）；AG104型电子天平（感量0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo公司）；SM400直线型吸烟机（英国Filtrona公司）；Human型超纯水系统（北京普析通用仪器有限责任公司）；0.45 μm水相滤膜（美国Agilent 公司）。

1.2 方法

烟叶主要化学成分及主流烟气氨含量测定分别参照YC/T 31—1996《烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法》[8]、YC/T 159—2002《烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法》[9]、YC/T 160—2002《烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法》[10]、YC/T 161—2002《烟草及烟草制品 总氮的测定 连续流动法》[11]、YC/T 162—2002《烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法》[12]、YC/T 217—2007《烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法》[13]、YC/T 377—2010《卷烟 主流烟气中氨的测定 离子色谱法》[14]。

2 结果与分析

2.1 不同产地、部位烟叶的化学成分含量及其主流烟气中氨含量差异

表1是17个国内烟叶样品和6个国外烟叶样品的总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯含量及其单料烟主流烟气氨含量的检测结果。由表1 可知：（1）国外中部烟叶主流烟气氨含量平均值高于国内烟叶；（2）福建省龙岩地区上部烟叶的总氮、烟碱含量高于中部、下部烟叶，这与烟气氨含量变化趋势一致；（3）国外中部烟叶总氮、烟碱、氯含量平均值高于国内烟叶，这与烟气氨含量产地变化趋势相一致，初步推断烟叶中总氮、烟碱含量与烟气氨含量相关；（4）国外中部烟叶总糖、还原糖、钾含量低于国内烟叶，这与烟气氨含量产地变化趋势相反。

3 结论

主流烟气氨含量与烟叶中总糖、还原糖、钾含量呈显著负相关，与烟叶中总氮、烟碱、氯含量呈显著正相关。主流烟气氨含量不仅与含氮化合物含量有关，而且与无机元素钾、氯含量相关；此外，糖类化合物的燃烧裂解产物对其生成有抑制作用。

参考文献：

[1]王瑞新，韩富根，卢 红，等. 烟草化学[M]. 北京：中国农业出版社，2003：77-82.

[2]谢剑平，刘惠民，朱茂祥，等. 卷烟烟气危害性指数研究[J]. 烟草科技，2009（2）：5-15.

[3]于宏晓，赵砚棠，徐海涛，等. 主流烟气中的氨与烟叶中的氨、亚硝酸根、硝酸根的相关性[J]. 烟草科技，2012（3）：60-63.

[4]Kallianos A G. Phenolics and acids in leaf and their relationship to smoke quality and aroma[J]. Recent Adv Tob Sci，1976，2：61-79.

[5]Johnson W R，Hale R W，Clough S C. Letter：formation of molecular nitrogen by a burning cigarette[J]. Nature，1973，244（5410）：51-52.

[6]Baren R E，Parrish M E，Shafer K H，et al. Quad quantum cascade laser spectrometer with dual gas cells for the simultaneous analysis of mainstream and sidestream cigarette smoke[J]. Spectrochimica Acta Part A-Molecular and Biomolecular Spectroscopy，2004，60（14）：3437-3447.

[7]赵晓丹，史宏志，钱 华，等. 不同类型烟草常规化学成分与中性致香物质含量分析[J]. 华北农学报，2012，27（3）：234-238.

[8]国家烟草专卖局.YC/T 31—1996烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法[S]. 北京：中国标准出版社，1996.

[9]国家烟草专卖局.YC/T 159—2002烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[10]国家烟草专卖局. YC/T 160—2002烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[11]国家烟草专卖局.YC/T 161—2002烟草及烟草制品 总氮的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[12]国家烟草专卖局.YC/T 162—2002烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[13]国家烟草专卖局.YC/T 217—2007烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2007.

[14]国家烟草专卖局.YC/T 377—2010卷烟 主流烟气中氨的测定 离子色谱法[S]. 北京：中国标准出版社，2010.

[15]李贵生，陈良碧.矿质营养对烟草品质的影响[J]. 世界农业，2000（4）：31.endprint

摘要：对主流烟气氨含量与烟叶6种主要化学成分（总糖、总氮、还原糖、烟碱、钾、氯）含量的相关性进行了探讨。将23种单料烟叶卷制成卷烟，并采用离子色谱和连续流动分析仪分别测定了主流烟气氨含量及烟叶中主要化学成分含量。结果表明：烟叶中总糖、还原糖、钾含量和主流烟气中氨含量呈显著负相关；烟叶中总氮、烟碱、氯含量和主流烟气氨含量呈显著正相关。

关键词：烟气；烟叶；氨；化学成分；相关性

中图分类号：S572.01；TS41+1 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2014）03-0283-03

适量的氨含量对于碳水化合物和有机酸较多的卷烟是必要的，过量的氨含量会产生强烈的刺激性，不仅影响卷烟吃味，还会刺激人体的视觉及呼吸系统，长期吸入氨会对人体造成较严重的危害，因此氨被视为“霍夫曼清单”中44种有害成分之一[1-2]。卷烟主流烟气中氨的形成机理已见诸报道，相关研究表明，烟气氨主要前体物是烟叶中的含氮化合物，如硝酸盐、铵盐、亚硝酸盐、氨基酸、蛋白质、酰胺、含氮杂环化合物等[3-4]。但以往研究中大多采用单一含氮化合物的纯品进行烟气模拟热裂解分析，忽略了烟气本底的多样性，卷烟燃烧过程的复杂性和多物质共存时的拮抗性[5-6]。烟气成分含量是由烟叶内在化学成分的种类和含量决定[7]。烟叶化学成分有3 000多种，而目前烟叶入库评价的主要化学成分指标有总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯含量，它们在一定程度上可反映烟叶品质。本研究通过分析主流烟气氨的释放量与烟叶主要化学成分间的相关性，探索影响烟气氨含量的成因，旨在为卷烟工业企业设计低危害烤烟型卷烟配方提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

23个烟叶样品由福建中烟工业有限责任公司提供。将烟叶经同一制丝工艺处理后卷制成烟支。选取平均吸阻为 （1 000±50） Pa 和平均质量为（0.90±0.01） g的烟支为合格烟支。

甲烷磺酸（纯度>99%，Acros公司）、浓盐酸（分析纯，广东汕头西陇化工厂）、铵离子标准溶液（分析纯，中国计量科学研究院）；离子色谱仪（美国戴安公司）、IonpacCS12A阳离子交换分析柱（美国戴安公司）、IonpacCG12A阳离子交换预柱（美国戴安公司）、70 mL打孔气体吸收瓶（上海讯宏仪器公司）；GFL3017型台式旋转振荡器（德国Gesellschaft公司）；FUTURA型自动分析仪（法国Alliance公司）；AG104型电子天平（感量0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo公司）；SM400直线型吸烟机（英国Filtrona公司）；Human型超纯水系统（北京普析通用仪器有限责任公司）；0.45 μm水相滤膜（美国Agilent 公司）。

1.2 方法

烟叶主要化学成分及主流烟气氨含量测定分别参照YC/T 31—1996《烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法》[8]、YC/T 159—2002《烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法》[9]、YC/T 160—2002《烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法》[10]、YC/T 161—2002《烟草及烟草制品 总氮的测定 连续流动法》[11]、YC/T 162—2002《烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法》[12]、YC/T 217—2007《烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法》[13]、YC/T 377—2010《卷烟 主流烟气中氨的测定 离子色谱法》[14]。

2 结果与分析

2.1 不同产地、部位烟叶的化学成分含量及其主流烟气中氨含量差异

表1是17个国内烟叶样品和6个国外烟叶样品的总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯含量及其单料烟主流烟气氨含量的检测结果。由表1 可知：（1）国外中部烟叶主流烟气氨含量平均值高于国内烟叶；（2）福建省龙岩地区上部烟叶的总氮、烟碱含量高于中部、下部烟叶，这与烟气氨含量变化趋势一致；（3）国外中部烟叶总氮、烟碱、氯含量平均值高于国内烟叶，这与烟气氨含量产地变化趋势相一致，初步推断烟叶中总氮、烟碱含量与烟气氨含量相关；（4）国外中部烟叶总糖、还原糖、钾含量低于国内烟叶，这与烟气氨含量产地变化趋势相反。

3 结论

主流烟气氨含量与烟叶中总糖、还原糖、钾含量呈显著负相关，与烟叶中总氮、烟碱、氯含量呈显著正相关。主流烟气氨含量不仅与含氮化合物含量有关，而且与无机元素钾、氯含量相关；此外，糖类化合物的燃烧裂解产物对其生成有抑制作用。

参考文献：

[1]王瑞新，韩富根，卢 红，等. 烟草化学[M]. 北京：中国农业出版社，2003：77-82.

[2]谢剑平，刘惠民，朱茂祥，等. 卷烟烟气危害性指数研究[J]. 烟草科技，2009（2）：5-15.

[3]于宏晓，赵砚棠，徐海涛，等. 主流烟气中的氨与烟叶中的氨、亚硝酸根、硝酸根的相关性[J]. 烟草科技，2012（3）：60-63.

[4]Kallianos A G. Phenolics and acids in leaf and their relationship to smoke quality and aroma[J]. Recent Adv Tob Sci，1976，2：61-79.

[5]Johnson W R，Hale R W，Clough S C. Letter：formation of molecular nitrogen by a burning cigarette[J]. Nature，1973，244（5410）：51-52.

[6]Baren R E，Parrish M E，Shafer K H，et al. Quad quantum cascade laser spectrometer with dual gas cells for the simultaneous analysis of mainstream and sidestream cigarette smoke[J]. Spectrochimica Acta Part A-Molecular and Biomolecular Spectroscopy，2004，60（14）：3437-3447.

[7]赵晓丹，史宏志，钱 华，等. 不同类型烟草常规化学成分与中性致香物质含量分析[J]. 华北农学报，2012，27（3）：234-238.

[8]国家烟草专卖局.YC/T 31—1996烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法[S]. 北京：中国标准出版社，1996.

[9]国家烟草专卖局.YC/T 159—2002烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[10]国家烟草专卖局. YC/T 160—2002烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[11]国家烟草专卖局.YC/T 161—2002烟草及烟草制品 总氮的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[12]国家烟草专卖局.YC/T 162—2002烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2002.

[13]国家烟草专卖局.YC/T 217—2007烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法[S]. 北京：中国标准出版社，2007.

[14]国家烟草专卖局.YC/T 377—2010卷烟 主流烟气中氨的测定 离子色谱法[S]. 北京：中国标准出版社，2010.

[15]李贵生，陈良碧.矿质营养对烟草品质的影响[J]. 世界农业，2000（4）：31.endprint