無害電子煙煙液的配制*

趙浩達，王夢縈，歐姝媚，廖凱旋，龔曉鐘

（深圳大學 化學與化工學院，廣東 深圳 518060）

我國是煙草的輸出大國，有報告指出，2010年的一項調查數據顯示我國吸煙的總人數約為3.56億；報告還指出，共有7.38億人成為吸食二手煙的“被吸煙者”[1]。近年來，有一種產品在市場上嶄露頭角，那就是電子煙。電子煙作為一種無害的產品，既可以幫助吸煙者以一種較為輕松地方式成功戒煙，又不產生二手煙來危害“被吸煙者”，是一種相對健康的香煙替代品。電子煙的好處越來越被人們熟知。在國外，電子煙的市場已經有一定的規模了，但是電子煙在我國的普及程度仍然比較小。

1 電子煙概述

1.1 電子煙的結構

電子煙的煙桿的外表于傳統的香煙相似，煙桿的頭部有一個塑料的燈罩，燈罩內有LED燈，在LED燈的后面有可充電的鋰電池，然后是通過感應氣流來連通或切斷電源的氣敏元件，氣敏元件后面是加熱器，加熱器連通煙彈（即是煙嘴），煙彈內裝有煙液。當吸煙者通過煙嘴吸氣時，啟動氣敏元件，電源連通后LED發出紅光模擬出火光，加熱器加熱使煙液氣化。電子煙的結構見圖1。

圖1 電子煙結構圖Fig.1 The structure of the electronic cigarette

1.2 電子煙的戒煙原理

電子煙的戒煙原理名為“尼古丁替代法”。吸煙者對香煙的依賴來源于對尼古丁的依賴，而尼古丁替代法就是使用香煙的替代品（可以是電子煙）來提供一定量的尼古丁又不含有焦油之類的有害物質。因為香煙替代品中已經含有尼古丁，所以吸煙者不會出現尼古丁戒斷綜合癥。一段時間后，吸煙者就會逐漸習慣于從香煙替代品中獲取尼古丁，接下來就可以通過逐漸減小電子煙液中的尼古丁含量來減少吸煙者對尼古丁的依賴，最后達到戒煙的目的。電子煙液的配制原則就是配制高、中、低、無4個不同濃度的尼古丁，吸煙者先使用高濃度（高濃度的尼古丁含量也遠小于傳統香煙的濃度）的尼古丁煙液，逐漸降低使用低濃度，最后使用不含尼古丁的煙液，即可以達到戒煙的目的[2]。

2 電子煙液的配制

2.1 霧化劑

霧化劑是由水、丙二醇以及食品級的物質配制而成的溶液。霧化劑的配制對吸食者的吸食感受是非常重要的。進行多次實驗后，研究小組得到水和丙二醇的比例約為1∶9時發煙量較為理想。結果見表1。

表1 水和丙二醇的比例及實驗效果Tab.1 The proportion between the water and propylene glycol and the result of the experiment

霧化劑應該有的效果：（1）加熱后有大量的無毒的霧氣產生；（2）吸食者過肺后仍然可以從鼻腔或口腔中呼出霧氣；（3）有足夠的黏度可以附著在煙彈內；（4）加熱后不產生濃烈氣味而影響香吃味。

在不添加其他發煙劑時，此霧化劑已經有一定量的煙霧，但為了提高煙霧量，研究小組使用了對人體無害的發煙劑，使霧化劑的煙霧可以更加濃厚持久且可使煙霧過肺后仍然有一定量的保留。為了使霧化劑可以達到上述的最后兩項效果，研究小組加入了食品用的增稠劑，加熱后無毒無異味，并可以使煙液在煙彈中不外流。

2.2 香精香味

電子煙煙液中的主要成分就是霧化劑、天然香精及煙堿。煙堿可以帶來嗆勁，也可以給吸煙的人帶來快感[3]，但是煙堿的含量有比較嚴格的規定，相關資料已給出，在此不贅述。

研究小組通過大量文獻資料及實驗經驗總結得到，對香吃味有非常重要影響的有巨豆三烯酮、β-大馬酮、β-二氫大馬酮、β-紫羅蘭酮、茄酮、氧化異佛爾酮、咖啡酊7種香精的香氣特征[4]歸總見表2。

表2 香精香味特征Tab.2 The feature of the essences'odor

2.3 儀器及試劑

10mL容量瓶；5μL微量注射器；50mL燒杯；10mL量筒；2mL注射器；電子煙。

丙二醇、水、巨豆三烯酮、β-大馬酮、β-二氫大馬酮、β-紫羅蘭酮、茄酮、氧化異佛爾酮、咖啡酊。

2.4 實驗過程

首先在10mL的容量瓶中加入計算好的香精的量，然后倒入已配好的霧化劑定容，搖勻。配制好的溶液用針筒吸取約1mL入煙彈中，親自吸食感受每種配方的香吃味，并記錄好每個實驗組組員的吸食感受。

通過大量的實驗得知，巨豆三烯酮的濃度約為200×10-6的時候可以很好的提供香煙的基本味道，對于其他6種香精的配制比例，研究小組經過多次試驗，得到了大致的配方。

研究小組的成員將配制好的電子煙煙液用2mL注射器抽取1mL，小心打入電子煙彈中，裝好電子煙后親自吸食，感受每種不同配方的香吃味以及目測發煙量是否足夠。最后，經過多個配方的吸食測試，得到一個與傳統的真實香煙相近的配方，稱作配方A。

3 煙氣的分析

3.1 檢測儀器及實驗條件

經過多次實驗，研究小組得到的配方A是較為滿意的一個配方，這個配方經過研究小組組員的吸食感受，認為與香煙的香吃味相近。因為所配制的煙液中含有水分，而檢測是不可使用有水的樣品，故研究小組選用4A的分子篩去除水分，除水效果良好。

檢測儀器：日本島津GCMS-QP2010氣相色譜-質譜聯用儀

實驗條件，色譜柱規格：UA5-30M-0.25F，進樣口溫度：250℃；爐起始溫度：41℃；程序升溫設置：15℃·min-1，升到 300℃；柱流速：1.21mL·min-1；分流比：100；進樣量：0.5μL。

通過氣質聯用色譜儀（島津GCMS-QP2010）檢測,得到結果，見圖2。

圖2 氣質聯用色譜儀檢測結果Fig.2 Result of the GC chromatograph test

測得氣化后的煙液主要含有如表3所示的物質。

表3 氣化后的煙液的主要成分Tab.3 The major constitutions of the gasified E-liquid

在真實吸食電子香煙時，煙氣中還會含有大量的水蒸汽。

3.2 結果及分析

從氣質聯用分析的結果來看，煙氣中的有毒物質較少，且含量極低，可以說是對人體無害的一種產品。

4 研究方向

電子煙煙液的配方可以有很大的創新空間，可以添加不同的口味，如巧克力味、薄荷味等等，以滿足不同人群的需求。在添加不同口味的同時，還可以添加對吸煙者身體有益處的中藥成分，以達到清肺、去口臭等效果，讓電子煙不僅是一個無害的產品，并使其成為一個可以有保健功能的產品。

［1］楊功煥,胡鞍鋼.控煙與中國未來——中外專家中國煙草使用與煙草控制聯合評估報告［R］.經濟日報出版社,2011,109-116.

［2］馮宇.尼古丁替代法簡介［OL］.http://tech.qq.com/a/20060610/00 0083.htm.

［3］National Institute on DrugAbuse.TobaccoAddiction［R］.NIDA,July 1998.

［4］謝劍平.煙草香原料［M］.北京:化學工業出版社,2009.199-212.