煙草在線專稿　　摘要：焦油是卷煙煙氣中主要的有害物質(zhì)，　是引起吸煙死亡的主要原因之一。本文總結(jié)了近幾年來國內(nèi)外卷煙降焦減害技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容和發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)介紹了在選育并推廣焦油和其他有害物質(zhì)生成量較少的煙葉品種、改善栽培管理技術(shù)、應(yīng)用天然藥物、改進(jìn)和改善卷煙紙、深入開發(fā)濾嘴卷煙、改善葉組配方及工藝加工方面等在卷煙降焦減害方面的應(yīng)用研究進(jìn)展。

　　關(guān)鍵詞：卷煙；減害；降焦

　　一、卷煙焦油的產(chǎn)生及危害

　　卷煙燃燒產(chǎn)生的煙氣分為氣相和粒相兩部分，氣相物質(zhì)占92%，粒相物質(zhì)占8%。煙氣中含有多種有害成分，現(xiàn)普遍認(rèn)為焦油是卷煙煙氣中最主要的有害物質(zhì)。大量研究表明，焦油中99.4%的成分對(duì)人體無害，甚至有相當(dāng)一部分低揮發(fā)性成分是卷煙特有香味的來源，只有0.6%的成分對(duì)人體有害[1]。雖然其有害化學(xué)物質(zhì)的含量不高，但含其化學(xué)成分的種類眾多，如：焦油、尼古丁、硫類、苯環(huán)類、其他衍生物等。這些有害物質(zhì)進(jìn)入人體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一系列疾病和腫瘤，如肺癌、口腔癌、冠心病等，嚴(yán)重危及人體健康，因此世界各國對(duì)卷煙中焦油含量進(jìn)行了明確的法律限定，并把其作為衡量卷煙質(zhì)量和安全性的重要指標(biāo)之一[2]。

　　二、卷煙降焦的基本途徑

　　降低卷煙焦油含量的生產(chǎn)技術(shù)，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面[3]：

　　（一）較少焦油的生成量：通過適當(dāng)?shù)霓r(nóng)藝及栽培方法，控制煙絲含量、改變煙絲松緊度、加入添加劑等工業(yè)加工方法減少卷煙制品的含焦油量。

　　（二）改善煙氣過濾功效：完善濾嘴設(shè)計(jì)工藝，如加入吸附劑、增長(zhǎng)濾嘴長(zhǎng)度等。

　　（三）提高通風(fēng)率：采用其他卷煙制作工藝，如卷煙紙打孔等方式來提高通風(fēng)率，達(dá)到降低主流煙氣濃度的作用。

　　三、卷煙減害降焦的主要研究?jī)?nèi)容和發(fā)展趨勢(shì)

　　影響卷煙焦油含量量的因素眾多，然而眾多因素之間有著千絲萬縷的聯(lián)系，發(fā)生相互作用，所以單因素或多因素的變動(dòng)都會(huì)影響到卷煙焦油量?，F(xiàn)研究主要從農(nóng)業(yè)和工業(yè)措施著手，去尋求穩(wěn)定焦油量產(chǎn)生的途徑。

　　（一）農(nóng)業(yè)措施

　　1、選育并推廣焦油和其他有害物質(zhì)生成量較少的煙葉品種

　　卷煙燃吸過程中焦油的釋放量與煙葉燃燒中的焦油的釋放量直接相關(guān)，而煙葉燃燒產(chǎn)生的焦油量與煙葉品種有很大關(guān)系。因此，可以對(duì)煙葉品種的基因進(jìn)行改良育成低焦油煙草品種。目前已有多個(gè)國家通過各種育種手段，成功培育出了一些低焦油煙草品種。如加拿大選育出了低焦油烤煙品種Delgold、Newdel和Canld等并已在生產(chǎn)上推廣。國外煙草研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)研究出煙堿和亞硝胺較低的煙草品種，經(jīng)過完備的小區(qū)試驗(yàn)后投入了大田生產(chǎn)。這種煙草煙堿和亞硝胺含量很低，用其生產(chǎn)的卷煙含煙堿約0.25mg/支，其煙氣煙堿量小于0.03mg/支[4]。

　　卷煙中的焦油含量與煙葉中的有機(jī)鉀含量密切相關(guān)。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院[5]煙草研究所根據(jù)煙葉中有機(jī)鉀含量與焦油含量呈負(fù)相關(guān)的研究結(jié)果，已找出富鉀的育種材料，并著手進(jìn)行煙草鉀積累效率的遺傳規(guī)律研究，為今后富鉀煙草品種的培育做準(zhǔn)備。

　　2、改善栽培管理技術(shù)

　　煙葉的種植密度、施肥量、施肥種類及配比、灌溉量和灌溉方式、打頂抹權(quán)時(shí)期和留葉數(shù)等技術(shù)，對(duì)煙葉理化特性都有明顯影響[3]。煙草中的含鉀物質(zhì)能有效地促進(jìn)煙葉燃燒，使得卷煙制品燃燒率大幅提高，同時(shí)能有效的降低卷煙制品燃燒時(shí)的溫度，減少卷煙制品中有害化學(xué)成分以及煙油等的釋放量。有研究表明，在含鉀量低的砂壤土上，同一品種隨著鉀肥施用量增加，烤煙煙氣中的焦油含量減少[6]。提高煙葉含鉀量的農(nóng)業(yè)措施主要有[7]：（1）選育富鉀煙草品種；（2）改善土壤理化性狀，提高鉀利用率；（3）施用含解鉀菌的生物鉀肥，促進(jìn)土壤鉀素釋放；（4）　采用適當(dāng)?shù)氖┓史绞?#xff08;施用時(shí)間、位置），提高土壤鉀肥施用量。微量元素Fe、Zn、B等是煙株體內(nèi)許多酶的組成成分和活化劑，對(duì)煙葉正常生長(zhǎng)、致香物質(zhì)形成及煙氣成分有一定的影響，因此，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件及煙草品種類型，正確施用微肥。煙葉中氯的含量高將嚴(yán)重影響其燃燒性，在種植過程中應(yīng)避免施用含氯肥料和農(nóng)藥以及控制灌溉水質(zhì)量，進(jìn)而降低焦油含量。

　　成熟度是衡量煙葉質(zhì)量的核心指標(biāo)，煙氣中粒相物質(zhì)的含量與煙葉成熟度密切相關(guān)，煙葉采收的成熟度不同，直接影響到煙葉含氮量等化學(xué)組分的含量。研究顯示，未熟煙葉在安全性和內(nèi)在質(zhì)量上不達(dá)標(biāo)。過度成熟的煙葉，在發(fā)酵，制成卷煙制品的過程中，除極少數(shù)糖類含量變化較小以外，其他糖類及有機(jī)質(zhì)均明顯下降；而氮、煙堿、揮發(fā)堿和揮發(fā)堿、煙堿等重要化學(xué)指標(biāo)明顯升高[8，9]。

　　法國科學(xué)家對(duì)烤煙品種IT3431打頂與煙葉焦油釋放量的關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，晚打頂可使煙葉的焦油含量下降20%-30%[2]。我國的試驗(yàn)結(jié)果也表明，NC89在初花期打頂、留葉23片，每克煙絲可降低焦油量2.1-3.8mg[10]。

　　（二）工業(yè)措施

　　1、改善葉組配方及工藝加工

　　葉組配方設(shè)計(jì)就是把有協(xié)同作用的各種類型、等級(jí)的煙葉進(jìn)行合理配合，包括煙葉產(chǎn)地、部位、膨脹煙絲、梗絲和薄片等，從而改善卷煙質(zhì)量的一門技術(shù)。實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐表明，在卷煙配方中摻用10%的膨脹煙絲，可以提高煙絲的填充能力，減少煙絲密度，可降低卷煙焦油量近20%，同時(shí)還可節(jié)省煙絲7%左右[4]。

　　目前，世界各國廣泛發(fā)展混合型卷煙，并認(rèn)為是降低卷煙焦油量的一種十分有效的方式。

　　加工工藝對(duì)卷煙品質(zhì)及吸味等起著至關(guān)重要的作用。在生產(chǎn)之前，應(yīng)先通過制絲過程的工藝試驗(yàn)，摸清制絲生產(chǎn)不同工序工藝技術(shù)參數(shù)對(duì)卷煙感官質(zhì)量的影響，同時(shí)針對(duì)卷煙原料的特性，確定制絲生產(chǎn)過程中宜采用的處理方式，促進(jìn)煙葉內(nèi)部成分發(fā)生有利于提高卷煙內(nèi)在品質(zhì)的化學(xué)變化，使煙葉中的不利成分進(jìn)一步分解，香味成分增加，煙葉中各種成分比例更趨合理，吃味醇和，協(xié)調(diào)一致，從而使煙葉品質(zhì)得到全面改善和提高，以改善卷煙產(chǎn)品的口感和質(zhì)量[11]。

　　2、改進(jìn)和改善卷煙紙

　　卷煙紙的透氣度會(huì)對(duì)煙氣中的有害成分造成影響。透氣度高的卷煙紙可增加空氣中氧氣的吸入量，為煙葉充分燃燒提供有利條件，氧化作用加強(qiáng)，減少不充分燃燒所產(chǎn)生的殘留物質(zhì)，從而減少焦油、尼古丁等物質(zhì)的吸入量以及排放量。因此卷煙的抽吸口數(shù)、煙氣焦油、煙堿和CO量隨卷煙紙自然透氣度的增加而減少，但透氣度不能無限增大，到80CU時(shí)會(huì)影響抽吸口味，一般以60-70CU為宜[12]。

　　提高卷煙紙透氣度最主要的方法是降低卷煙紙的定量和容積密度，或增加填料用量，或改變填料及植物纖維的特性[13]。目前應(yīng)用較多的填充物質(zhì)是碳酸鈣加工品。隨著卷煙工藝不得不斷發(fā)展，工業(yè)公司采用開始嘗試采用其他填充物質(zhì)。如在將氧化鎂放入卷紙中，對(duì)保護(hù)煙絲清潔度起到了較好的作用，在不影響主流煙氣的同時(shí)減少對(duì)外界空氣的污染。英美煙草公司在卷煙紙中添加一種Li、Al　或Ca的氫氧化物和甲酸鉀，美國雷諾士公司在卷煙紙中添加無機(jī)礦物質(zhì)和羧酸鹽等成分，可降低50%的側(cè)流煙氣，減少對(duì)周圍環(huán)境的污染，并且煙紙不透明度、灰分、透氣度都有不同程度改善，但這種環(huán)保型卷煙紙定量較高，對(duì)卷煙的吸味有一定影響[14]。卷煙紙內(nèi)的助燃劑含量一般為卷煙紙重量的0.5%-2%，其含量雖少，但可通過添加助燃劑降低燃燒熱解的初始溫度，目前常用的助燃劑有堿金屬的檸檬酸鹽、硝酸鹽、酒石酸鹽、氯化物等[15]。

　　3、深入開發(fā)濾嘴卷煙

　　卷煙煙氣中含有大量焦油，1支普通無過濾嘴卷煙煙氣中含焦油量可達(dá)25-30mg；　而加上濾嘴，可減少4-5mg。

　　濾嘴有單一濾嘴和復(fù)合濾嘴兩種形式。單一濾嘴由一種濾材卷制而成，其過濾效率和吸阻均隨濾嘴長(zhǎng)度而增加。復(fù)合濾嘴一般由二段濾嘴所組成，或在二段濾嘴間留一空隙，填加所需的吸附劑。通常一段濾材為醋酸纖維濾材，另一段為皺紋紙或醋酸纖維或在濾材中摻入添加劑[16]

　　改進(jìn)濾嘴是發(fā)展低危害性卷煙的重要途徑，有以下幾種基本方式：

　　（1）采用濾嘴通風(fēng)稀釋技術(shù)，其降焦原理是通過在水松紙上打孔、使用高透氣度濾棒成型紙或在濾棒上制成凹槽等方式，將空氣引入主流煙氣進(jìn)行稀釋，使吸入人體的焦油量相對(duì)減少，它的效果取決于稀釋率的大小[17]

　　（2）采用多種不同形狀的特殊濾嘴，已在一些品牌卷煙中得到了應(yīng)用，并取得了一定的成效。

　　（3）含吸附劑和添加劑的復(fù)合濾嘴，以其對(duì)焦油的過濾、效果比醋酸纖維濾嘴高得多的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的運(yùn)用[18]。

　　4、應(yīng)用卷煙添加劑

　　為了改善煙草的理化性能和卷煙吸食品質(zhì)，通常在卷煙生產(chǎn)加工過程中加入更添加劑，包括香精香料、保潤(rùn)劑、助燃劑、防霉劑和吸附劑等。按照不同結(jié)構(gòu)及性質(zhì)可將添加劑分為天然藥物添加劑和功能材料添加劑。

　　（1）天然藥物添加劑

　　在卷煙中加入天然非合成的藥物或其提取物，對(duì)減低卷煙制品危害有著較好的作用。

　　動(dòng)物類天然藥物是動(dòng)物本身具有入藥價(jià)值與功效的部分。國內(nèi)外的研究結(jié)果表明，動(dòng)物類天然藥物具有一定的吸附焦油、CO等有害物質(zhì)的作用，所以動(dòng)物類天然藥物被普遍用于卷煙煙嘴中。

　　植物類天然藥物是指具有一定藥用價(jià)值的植物，一般含有能防治疾病的化學(xué)成分。我國研究人員利用中藥化學(xué)原理，深入研究植物類天然藥物，研究出大量效果顯著的卷煙填料，成效顯著。現(xiàn)正處于研究階段的非煙草型香煙，將中草藥代替煙葉直接卷制成卷煙不僅可以避免尼古丁等有害成分對(duì)人體的傷害，還可以通過發(fā)揮中草藥的保健功能，增強(qiáng)人體的免疫能力。

　　礦物類天然藥物是在礦物質(zhì)中提取或直接使用其本身，經(jīng)過加工后能夠作為藥物使用的礦物質(zhì)。利用其吸附、過濾及氧化還原作用可去除卷煙煙氣中的有害物質(zhì)[19，20]。

　　（2）功能材料添加劑

　　隨著材料制備