30種口含煙的5個理化參數檢測分析

楊文武,葉智蓮,韋惠靜,謝文浩,彭玉峰,況利平

(深圳市吉邇科技有限公司 喜馬拉雅實驗室,廣東 深圳 518000)

口含煙(Snus)是一種起源于北歐的無煙氣煙草制品,主要由煙草或煙草關鍵成分提取物混合不同比例的香味物質、矯味劑、水、保潤劑和酸堿調節劑等組成。近年來,隨著卷煙引起的相關健康風險警示日漸增多、禁煙政策的強力執行等因素,新型煙草制品開始日漸流行[1],新型煙草制品包括無煙氣煙草制品、加熱不燃燒煙草制品和電子煙?？诤瑹煂儆跓o煙氣煙草制品,相比傳統卷煙相對減害[2],其致癌性、致死率,肺部、心腦血管方面的致病率等都比卷煙要低[3]。2015年,美國FDA批準了瑞典火柴公司的8款snus smokeless tobacco(General品牌口含煙)產品通過煙草產品上市前申請(PMTA,Premarket Tobacco Application)[4]的申請;2019年,美國FDA又批準了8款 General 牌口含煙通過改良風險煙草產品(MRTP,Modified Risk Tobacco Product)的申請[5],意味著該類產品可以采用以減害煙草制品的標簽進行銷售,口含煙的安全性和減害性得到了進一步認可。口含煙制品由于其使用方便且不會污染口腔,在北美和北歐較受歡迎,在瑞典使用口含煙的成年人比例超過25%,超過吸食卷煙的比例(15%)[6]。瑞典火柴公司(Swedish Match AB)是世界上最大的口含煙供應商[7],擁有Ettan、General、ZYN等經典口含煙品牌,2018年,瑞典火柴在瑞典、挪威口含煙消費市場份額分別達63%,51%,其在美國口含煙消費市場占據第三位。

在歐盟煙草指令(2014/40/EU)中,依據消費形式將無煙氣煙草制品分為3大類:鼻煙(通過嗅聞吸食)、嚼煙(通過咀嚼形式進行消費)和嚼煙外的口用型無煙氣煙草制品[3]。目前,美國濕含煙和瑞典口含煙是口含煙的主要流行形式[8],北歐國家與美國的口含煙在理化性質方面存在差異[9],口含煙產品更新迭代較快,目前口含煙研究主要集中于口含煙中煙堿總量測試[10],釋放速度研究等[11],相比傳統卷煙較為全面的系統研究,口含煙各類檢測方法及標準[12]、毒理學評價[13]等方面還有待完善。本研究匯總分析了30種口含煙產品,對其pH值、含水率、總煙堿、游離煙堿、甜味劑等方面進行檢測分析,以期為口含煙產品研發、檢測方法開發、產品質量標準制定等提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

PB-10型pH計,賽多利斯儀器有限公司生產;Nexis GC-2030型氣相色譜儀,日本島津儀器有限公司生產;Nexera XR型高效液相色譜儀,日本島津儀器有限公司生產;GCMS-2020NX型氣相色譜質譜聯用儀,日本島津儀器有限公司生產;ATY224型電子天平,日本島津儀器有限公司生產;S-300型卡爾費休水分測定儀,四川禾業科技有限公司生產;DHG-9070A型干燥箱,上海葉拓科技有限公司。

煙堿,質量分數為99.9%,廣州佳途科技股份有限公司生產;正十七烷,質量分數為99.0%,上海安譜實驗科技股份有限公司生產;安賽蜜,質量分數為99.9%,上海安譜實驗科技股份有限公司生產;糖精鈉,質量分數為98%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司生產;愛德萬甜,質量分數為99.7%,上海安譜實驗科技股份有限公司生產;紐甜,質量分數為99%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司生產;阿斯巴甜,質量分數為98%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司生產;無水甲醇,質量分數為99.5%,國藥集團化學試劑有限公司生產;乙酸銨,質量分數為98%,上海安譜實驗科技股份有限公司生產;氫氧化鈉,質量分數為98.0%,上海安譜實驗科技股份有限公司生產;甲醇、乙腈、異丙醇、二氯甲烷均為色譜純;屈臣氏蒸餾水;30種不同品牌的口含煙。

1.2 樣品處理方法

1.2.1 pH值測試方法

參考YC/T 222—2007《煙草及煙草制品pH的測定》,按照樣品ω(A)=20%加水后振蕩提取,靜置后取上清液,用校正過的pH計測定其pH值。

1.2.2 含水率測試方法

卡爾費休法,采用卡爾費休水分滴定儀法,儀器經標定后,稱取適量樣品測定,平行測試三次,取平均值。

烘箱法,參考YC/T 31—1996《煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法》,稱量皿烘至恒重,稱取適量樣品,放入溫度為105 ℃的烘箱中烘2 h,于干燥器冷卻后稱重,再烘0.5 h稱至恒重,平行測試兩次,取平均值。

1.2.3 總煙堿測試方法

稱取0.15 g樣品于10 mL容量瓶中,加入適量0.2 mL濃度為 0.5 mol/L的NaOH溶液與1 mL內標溶液(含5 mg/mL 正十七烷的異丙醇溶液),超聲振蕩10 min,采用異丙醇定容至刻度,過膜上機測試。

1.2.4 游離煙堿測試方法

稱取0.2 g樣品于25 mL離心管中,加入5 mL水溶解,10 mL二氯甲烷萃取1次,過膜上機測試。

1.2.5 甜味劑測試方法

稱取0.2 g樣品于10 mL容量瓶中,加水定容至刻度,超聲振蕩20 min,過膜上機測試。

1.3 儀器工作條件

1.3.1 煙堿測試條件

色譜柱為聚乙二醇固定液的毛細管色譜柱(島津SH-Rtx-Wax,30 m×0.25 mm×0.25 μm);進樣口溫度為250 ℃,檢測器溫度為275 ℃;氮氣為1.0 mL/min,氫氣為30 mL/min,空氣為400 mL/min;進樣體積為1 μL,分流比為25∶1;程序升溫的條件為:100 ℃保持2 min,以15 ℃/min升高至240 ℃,再保持8.67 min。

1.3.2 甜味劑測試條件

色譜柱為Agilent Eclipse XDB C18(4.6 mm×150 mm,5 μm);流動相為5 mmol/L乙酸銨水溶液(A)-甲醇溶液(B),進行梯度洗脫;0～1 min,90%～80% A;1～3 min,80% A;3～8 min,80%～0% A;8～12 min,0% A;12.1～15min,90% A;進樣量為5 μL,柱溫為40 ℃,流速為1.0 mL/min。在190～400 nm范圍內進行全波長掃描,安賽蜜、糖精鈉、阿斯巴甜、愛德萬甜、紐甜的檢測波長分別為226,202,201,200,199 nm。

2 結果與討論

2.1 煙堿檢測方法前處理優化

2.1.1 NaOH的影響

選取6種不同品牌的口含粉末,分析NaOH溶液對煙堿總量檢測的影響,結果見表1,結果發現添加NaOH溶液(0.2 mL,1.0 mol/L)能顯著提高口含煙中煙堿的萃取效率。這可能與提高溶液pH值將質子態煙堿轉換為游離態煙堿相關。

表1 NaOH溶液的影響

稱取適量的口含煙粉末,比較不同濃度(0,0.3,0.5,1.0,1.5,2.0 mol/L)的NaOH溶液對煙堿的萃取效率,添加體積為0.2 mL,進行相應前處理后再定量分析,煙堿結果分別為14.24,15.84,16.19,15.07,14.96,13.71 mg/g,萃取效果見圖1,結果表明NaOH溶液濃度越大,萃取效率越高,當達到濃度為0.5 mol/L,萃取效率不再升高反而降低,可能與煙堿在高堿性溶液中發生更復雜反應相關,因此選擇NaOH溶液濃度為0.5 mol/L。

圖1 不同NaOH濃度對樣品中煙堿的萃取效果

2.1.2 超聲振蕩時間的影響

選取三組不同濃度的口含煙粉末,考察不同超聲振蕩時間(5,10,20,30,60 min)的影響,結果見表2,結果表明當超聲振蕩超過10 min后,萃取效率不再升高,因此選擇超聲振蕩時間為10 min。

表2 超聲振蕩時間對萃取效率的影響

2.1.3 回收率試驗

選取3組不同低、中、高濃度的口含粉末,分別添加一定量的煙堿標準品溶液進行加標回收實驗,每個濃度平行進行3次實驗,分別得到回收率,由表3可知,口含煙的回收率在95.00%～105.33%,表明建立的分析方法回收率較好,滿足口含煙中煙堿含量的檢測要求。

表3 加標回收率試驗

2.2 含水率與pH值的測定

口含煙分為干含煙(含水率<10%)[14]和濕含煙(含水率為40%～60%),主要是其含水率有較大差異。采用卡爾費休法測定編號為1～15號的口含煙含水率為42.08%～49.11%,pH值的范圍在8.05～8.88;16～30號的口含煙含水率為3.21%～8.72%;pH值的范圍在3.79～10.33;上述口含煙的pH值的范圍與研究文獻基本一致[15]。采用烘箱法測定編號為1～15號的口含煙含水率為39.53%～49.57%,16～30號的口含煙含水率為2.58%～14.17%,相關結果見表4。采用SPSS 25.0軟件分析卡爾費休法和烘箱法在水分測定時的差異,進行t檢驗,結果發現濕含煙結果不存在顯著性差異(P>0.05);而干含煙含水率存在顯著性差異(P<0.05),這可能與干含煙中存在較多低沸點的香精香料相關。

表4 30種口含煙的檢測結果匯總

口含煙中的pH值是影響口含煙中煙堿傳輸的關鍵因素[16],pH值越大,游離煙堿占總煙堿的比例越大,越有利于煙堿透過口腔粘膜到達血液中。30種口含煙的pH值>8的有26款,占比87%;pH值太低煙堿滿足感較低,pH值太高容易產生較大刺激性,這表明合適的pH值有利于提高煙堿在口腔中滲透率及滿足感。

2.3 總煙堿和游離煙堿測試結果

煙堿是口含煙中最關鍵的物質之一,每盒口含煙的袋裝數量為10～25不等,每袋凈質量0.5～0.7 g不等,標識煙堿含量為每袋0～20 mg,部分品牌煙堿強度以普通、強、特強和超強進行描述,而未標識出具體的煙堿濃度。在檢測的30種口含煙中的總煙堿含量在2.77～20.52 mg/g,平均值為10.59 mg/g,中位數為11.3 mg/g;游離煙堿的含量0.26～20.32 mg/g,結果見表4,口含煙中游離煙堿占總煙堿的比例在3.07%～99.78%,77%的口含煙中的游離煙堿占總煙堿比例占比超過60%,這與pH值>7的口含煙數量占比90%相匹配,pH值越高,游離煙堿的占比呈升高趨勢。編號22～24號的樣品中游離煙堿占較低,可能與復雜的樣品基質或煙堿鹽技術相關,具有緩釋擴散特性的煙堿鹽已在新型煙草領域被大量開發應用[17]。

2.4 甜味劑測試結果

甜味劑在電子煙等新型煙草產品中有不少應用[18],是風味產品暢銷的關鍵因素,紐甜是《電子煙》國家標準唯一允許使用的甜味劑[19],安賽蜜、糖精鈉是瑞典火柴公司口含煙的主要甜味劑類型[20]。30種口含煙中含有的甜味劑主要安賽蜜、糖精鈉、愛德萬甜、紐甜等,安賽蜜檢出率為73%,含量在0～12.46 mg/g;阿斯巴甜檢出率為0,大部分口含煙溶液的pH值>7,這可能與阿斯巴甜在堿性條件下不穩定有關,因此不適于應用到口含煙中;糖精鈉檢出率為10%,含量在0～1.10 mg/g;愛德萬甜檢出率為17%,含量在0～5.16 mg/g;紐甜檢出率為20%,含量在0～22.65 mg/g,見表4。這表明不同口含煙中的甜味劑種類和含量有差異,目前安賽蜜是主要的甜味劑之一,與相關文獻一致[20],但也呈現著更多類型的甜味劑被應用到口含煙的趨勢。隨著不同風味研究需求增加,更多不同甜味感官的甜味劑可能會被應用于特定風味的口含煙產品。

3 結論

建立了口含煙中pH值、含水率、總煙堿、游離煙堿、甜味劑的測試方法,并篩查了30種口含煙中pH值的范圍為3.79～10.33;含水率在2.58%～49.57%;采用卡爾費休法和干燥法檢測濕含煙時無顯著差異,干含煙則有顯著差異,這可能與干含煙中含有較多低沸點香精相關;建立的氣相色譜法檢測口含煙中總煙堿含量回收率在95.00%～105.33%,口含煙中煙堿含量在2.77～20.52 mg/g,游離煙堿的含量在0.26～20.32 mg/g;游離煙堿在總煙堿的比例與pH值相關,pH值越高,游離煙堿的比例越高,這與現有研究文獻一致。篩查了30種口含煙中甜味劑中主要安賽蜜、糖精鈉、愛德萬甜、紐甜等,73%的口含煙檢出安賽蜜,含量在0～12.46 mg/g,是目前口含煙中主要的甜味劑種類;阿斯巴甜檢出率為0,阿斯巴甜在堿性條件下不穩定影響其在口含煙中的應用;糖精鈉檢出率為10%,含量在0～1.10 mg/g;愛德萬甜檢出率為17%,含量在0～5.16 mg/g;紐甜檢出率為20%,含量在0～22.65 mg/g。該方法簡便可靠,適用于口含煙中pH值、含水率、總煙堿、游離煙堿、甜味劑的檢測分析,為口含煙產品研發、檢測方法開發、產品質量標準制定等提供依據。

遠離吸煙不僅有益于公共健康,也有益于環境,打造“無煙環境”的趨勢不可逆轉。隨著國內外控煙政策的日益加強,口含煙有望成為國際煙草領域的重要發展趨勢之一。目前口含煙產品的包裝類型多種多樣,尚無統一標準,特別是部分品牌對煙堿含量標識過于模糊,僅以強度表示,容易誤導消費者;口含煙的更多理化參數、有害物質、體內外毒理研究有必要進行更廣泛深入的研究,各國關于口含煙的檢測標準及相關法規亟需制定。