環境濕度對卷煙煙氣成分和風格品質的影響

閻 瑾YAN Jin

(河北中煙工業有限責任公司技術中心，河北 石家莊 050051)

環境濕度與煙絲含水率呈正相關，對卷煙的感官品質及煙氣成分具有顯著影響[1-2]。一般來說，過低的環境濕度會帶來刺激性增強、煙氣干燥、舒適性降低等負面影響[3]，過高則會導致煙氣沉悶、吸味濃度下降和余味滯舌。此外，環境濕度也會對卷煙的風格特征產生影響。從煙氣成分角度來看，環境濕度變化可引起總粒相物、煙氣水分的變化，尤其是干燥卷煙中低分子量揮發性成分明顯高于正常卷煙[4-5]。目前，有關濕度條件對卷煙風格特征影響的研究[6-7]，一般采用描述性語言進行對比，或僅對少量風格指標進行量化，難以全面表達濕度對卷煙的總體影響規律。本試驗選取不同廠家、不同價類的產品作為研究對象，從煙氣化學成分、品質特征和主要風格特征多個角度進行量化研究，以期較為全面地了解環境濕度對卷煙的影響規律。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

材料：6個卷煙樣品價類及主要指標見表1。

二氯甲烷、異丙醇、乙醇：色譜純，德國Merck公司；

正十七碳烷：99%，比利時Acros公司；

烘箱：FD240型，德國Binder公司；

恒溫恒濕箱：KBF720型，德國Binder公司；

氣相色譜儀：6890N型，美國Agilent公司；

氣質聯用儀：7890B/5977A型，美國Agilent公司；

吸煙機：SM450型，英國Cerulean公司；

綜合測試臺：D74型，法國Sodim公司；

旋轉蒸發儀：RE-52AA型，上海亞榮生化儀器廠；

分析天平：AR2140型，美國Ohaus公司；

超純水機：Milli-Q Advantage A10型，瑞士Millpore公司。

1.2 方法

1.2.1 卷煙樣品制備 將6種卷煙在標準條件[8]下平衡48 h，篩選出煙支重量在平均支重±0.02 g，且吸阻在平均吸阻±49 Pa內的煙支。將選好的煙支在22 ℃、不同相對濕度條件(30%，40%，50%，60%，70%，80%)下平衡至恒重。

1.2.2 常規理化指標的檢測

(1) 煙絲含水率：按YC/T 31—1996執行。

(2) 煙堿：按GB/T 23355—2009執行。

(3) 水分：按GB/T 23203.1—2013執行。

(4) 一氧化碳：按GB/T 23356—2009執行。

1.2.3 煙氣主要成分檢測 按GB/T 19609—2004抽吸卷煙，將捕集有20支卷煙總粒相物的劍橋濾片置于250 mL具塞三角瓶中，分別加入1.0 mL內標溶液(200 μg/mL正十七烷/異丙醇)和50 mL二氯甲烷，振蕩提取40 min，40 ℃條件下濃縮至2 mL，過0.45 μm有機相濾膜后，進行氣質聯用儀分析。

儀器條件：進樣量 1 μL，不分流進樣，載氣 He，流量1 mL/min，進樣口溫度 250 ℃，色譜柱HP-FFAP(50 m×200 μm×0.33 μm)，傳輸線溫度 250 ℃；程序升溫初溫60 ℃，1.5 ℃/min升至120 ℃，保持10 min，1 ℃/min升至180 ℃，1.5 ℃/min升至240度保持25 min；離子源溫度 230 ℃，四極桿溫度 150 ℃，溶劑延遲 7 min，掃描范圍33～550 amu。

1.2.4 感官品質風格的評吸 按GB 5606.4—2005的要求組成7人評吸小組，依據YC/T 497—2014對上述卷煙的風格和品質特征進行感官評吸。

2 結果與分析

2.1 相對濕度對煙絲含水率的影響

由圖1可知，在測試濕度范圍內，隨濕度增大，煙絲含水率增加且增加速度變快，而各煙支在相同濕度條件下的含水率差異不大。

2.2 相對濕度對常規煙氣成分的影響

在標準條件下抽吸不同濕度條件平衡的煙支，測定其常規煙氣指標，為使各指標變化趨勢更具代表性，將相同濕度下6支卷煙的檢測數據進行平均，考查各項指標隨濕度變化的總體規律。由表2可知，總粒相物、焦油、一氧化碳、煙氣水分和抽吸口數均隨濕度增大而增加，而煙堿則隨濕度增大而減少。

2.3 相對濕度對主流煙氣成分的影響

按1.2.3所述方法制樣并檢測，獲得主流煙氣粒相物總離子流圖(圖2)，用NIST和WILEY譜庫聯合對70種化合物(不計煙堿)進行了定性，以各目標物與內標的相對面積計算相對含量，為使各指標變化趨勢更具代表性，將相同濕度下6支卷煙的檢測數據進行平均，結果(表3)表明，各化合物隨濕度變化趨勢不盡相同，總體隨環境濕度增大呈遞減趨勢，與焦油變化趨勢恰好相反，說明主流煙氣粒相物中易揮發成分隨濕度增大逐漸減少，而未能被質譜檢測到的相對難揮發成分是逐漸增加的；從出峰時間順序上看，保留時間在30 min以內的化合物，大多隨濕度增大其含量先增加后減少，含量最高點大多出現在50%，60%，70% 3個環境濕度下，如2,3-戊二酮、檸檬烯、2-甲基吡啶、羥基丙酮、甲基環戊烯醇酮等；保留時間在30～105 min的化合物，大多隨濕度增大其含量呈減少趨勢，如醋酸、丙酸、3,4-二甲基-2-環戊烯酮、5-甲基糠醛、丙二醇、新植二烯、苯酚、植酮等；保留時間在105 min以后的成分，大多隨濕度增大其含量呈增加趨勢或沒有明顯的變化趨勢，如巨豆三烯酮、4-羥基吡啶、苯甲酸、吡啶酮、煙酸、可替寧、角鯊烯和硬脂酸等。

續表3

2.4 相對濕度對感官品質風格的影響

按1.2.4所述方法對6種卷煙品風格指標和部分品質指標進行感官評吸，為使各指標變化趨勢更具代表性，將相同濕度下6支卷煙的評吸數據進行平均，結果(表4、5)表明，在風格特征上，隨環境濕度提高，各指標總體呈先增后減的趨勢，最大值出現在50%上，在較干燥的環境(30%，40%，50%)和比較潮濕的環境(60%，70%，80%)中，香氣風格表現稍好，但清香、烘焙香在較潮濕的環境中略好；在品質特征上，隨環境濕度提高，各指標總分呈先增后減的趨勢，最大值出現在60%，其中舒適感指標(刺激/灼燒、殘留/干燥感、收斂、喉部刺激、喉部干燥、鼻腔刺激)均為提高趨勢，香氣、細膩柔和、豐富性和雜氣4個指標表現為先增后減，最大值出現在60%，70%上，煙氣濃度和勁頭呈遞減趨勢。

3 結論

環境濕度直接影響煙絲含水率，從而對卷煙的燃燒特性、煙氣成分釋放、感官風格品質等方面帶來影響[9]。本試驗在平衡含水率、常規煙氣指標和煙氣成分幾個方面，與前人[4-5,10-11]的研究相比，基本變化規律相近，但在變化程度、煙氣成分種類等細節方面存在一定差異，可能是由研究對象[12-13]、檢測條件等方面的差異造成的。

在感官風格方面，與文獻[4]和[9]相比，對更多的指標進行了量化，數據顯示，環境濕度對品質特征影響具有較大規律性，最佳點出現在60%附近，對風格特征的影響小于品質特質，規律性也較為復雜，不同風格指標的最佳點不盡相同，總體上說，略干燥的環境，更適于卷煙風格的表現。

環境濕度對卷煙風格質量的影響，歸根結底是通過煙氣化學成分的變化引起的，有關化學指標對卷煙風格質量的影響規律，將在后續研究中進行探討。

[1] 郭東鋒, 鄒鵬, 姚忠達, 等. 煙葉平衡含水率與感官質量關系研究[J]. 湖南文理學院學報: 自然科學版, 2013, 25(3): 82-84.

[2] 宋旭艷, 柯煒昌, 張耀華, 等. 環境濕度對卷煙理化指標及感官質量的影響[J]. 煙草科技, 2007, 40(10): 9-13.

[3] 楊凱, 張朝平, 余苓, 等. 卷煙煙氣水分對感官舒適度的影響[J]. 煙草科技, 2009, 42(7): 9-11.

[4] 孫雯, 李雪梅,曾曉鷹, 等. 煙絲含水率對卷煙燃吸品質、煙氣水分及粒相物揮發性成分的影響[J]. 煙草科技, 2009, 42(11): 33-39.

[5] 黎洪利, 文鵬, 戴迎雪, 等. 煙支含水率對卷煙煙氣成分的影響[J]. 中國煙草學報, 2009, 15(2): 10-14.

[6] 高川川, 趙瑞峰, 劉珊, 等. 區域環境對卷煙主流煙氣化學特性和感官質量的影響[J]. 煙草科技, 2010, 43(6): 51-56.

[7] 鹿洪亮, 曾世通, 藍洪橋, 等. 不同區域環境中開包24 h卷煙品質的變化[J]. 煙草科技, 2012, 45(2): 33-38.

[8] 國家煙草專賣局. GB/T 16447—2004 煙草及煙草制品 調節和測試的大氣環境[S]. 北京: 中國標準出版社, 2004.

[9] 沈寧, 趙娟, 于靜洋, 等. 基于PLSR分析常規化學成分對市售卷煙感官品質的影響[J]. 食品與機械, 2015, 31(6): 47-52.

[10] 趙瑞峰, 饒國華, 葉榮飛, 等. 季節環境對卷煙煙氣化學特性和感官質量的影響[J]. 現代食品科技, 2011, 27(10): 1 196-1 199, 1 191.

[11] 云雪, 訾瑩瑩, 賴東輝, 等. 煙絲含水率對卷煙落錐及煙氣成分的影響[J]. 安徽農業科學, 2017, 45(22): 69-72.

[12] 何文婕, 付新明, 史蕾, 等. 卷煙不同配方組分吸濕性能研究[J]. 科技創新與應用, 2016, 37(31): 46-47.

[13] 韓聃, 田兆福, 王宏生, 等. 基于低場核磁技術和環境掃描電鏡的卷煙吸濕機制研究[J]. 食品與機械, 2015, 31(4): 14-18.