《卷煙爆珠質(zhì)量檢測(cè)研究》.doc

1、精品文章卷煙爆珠質(zhì)量檢測(cè)研究摘要：為了掌握卷煙爆珠質(zhì)量檢測(cè)研究現(xiàn)狀，從卷煙爆珠安全性指標(biāo)質(zhì)量檢測(cè)、理化指標(biāo)品質(zhì)穩(wěn)定性檢測(cè)以及對(duì)煙氣成分影響相關(guān)檢測(cè)研究三個(gè)方面進(jìn)行了綜述，并展望未來(lái)卷煙爆珠質(zhì)量檢測(cè)研究方向。結(jié)果表明：1）卷煙爆珠安全性指標(biāo)質(zhì)量檢測(cè)涉及主動(dòng)添加的著色劑和非主動(dòng)添加的溶劑殘留、增塑劑等的檢測(cè)，檢測(cè)方法主要包括液相色譜法（hplc）及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（gc-ms）；2）卷煙爆珠品質(zhì)穩(wěn)定性主要考察產(chǎn)品物理、化學(xué)穩(wěn)定性，通過(guò)檢測(cè)分析技術(shù)與統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)；3）卷煙爆珠對(duì)煙氣成分影響的研究集中于爆珠中致香成分的遷移率分析、以及對(duì)煙氣常規(guī)組分的作用兩個(gè)方面，通過(guò)分析卷煙爆珠

2、對(duì)煙氣成分的影響可以用于評(píng)價(jià)卷煙爆珠對(duì)卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的影響。關(guān)鍵詞：卷煙爆珠；安全性指標(biāo)；質(zhì)量檢測(cè)；評(píng)價(jià)方法卷煙爆珠是用成膜材料制成的球形囊狀物，也稱做香丸、脆性膠囊、珠子。卷煙爆珠的直徑2.05.0mm，質(zhì)量1540mg，由一層膠皮外殼（壁材）包裹液體（芯材）組成，部分產(chǎn)品有包衣膜，主要在卷煙濾棒中使用。其中，壁材常用明膠或海藻酸鈉作為基質(zhì)1，芯材多為辛、癸酸甘油脂為溶劑溶解致香成分而成。它實(shí)現(xiàn)在卷煙吸食過(guò)程中人為可控的特色香味釋放，豐富了卷煙吸食口味。近年來(lái)，隨著消費(fèi)者認(rèn)可度的不斷提高，爆珠卷煙產(chǎn)品在全球市場(chǎng)發(fā)展迅速：在國(guó)內(nèi)，爆珠卷煙銷量和產(chǎn)量連年高速增長(zhǎng)2，在國(guó)際市場(chǎng)，以薄荷醇香型為主的爆

3、珠卷煙也呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。特別是在墨西哥、澳大利亞等地增長(zhǎng)迅速，深受女士及年輕吸煙者青睞3-5。逐年大幅度增長(zhǎng)的趨勢(shì)可以說(shuō)明，卷煙爆珠已成為煙草行業(yè)開(kāi)發(fā)研究的重點(diǎn)之一，其質(zhì)量評(píng)價(jià)受到重視：一方面，爆珠作為煙用添加劑，其使用安全性風(fēng)險(xiǎn)受到消費(fèi)者和質(zhì)檢人員關(guān)注；另一方面，如何保證爆珠在卷煙生產(chǎn)中質(zhì)量穩(wěn)定，判定其理化指標(biāo)符合工業(yè)生產(chǎn)加工需求，受到卷煙生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注。目前，卷煙爆珠質(zhì)量檢測(cè)相關(guān)研究圍繞這兩個(gè)方面進(jìn)行，主要集中在卷煙爆珠安全性質(zhì)量檢測(cè)、卷煙爆珠理化指標(biāo)品質(zhì)穩(wěn)定性檢測(cè)以及卷煙爆珠對(duì)煙氣成分影響三個(gè)部分。1卷煙爆珠安全質(zhì)量檢測(cè)煙用添加劑安全衛(wèi)生指標(biāo)，既是煙草質(zhì)檢部門的監(jiān)督檢測(cè)重點(diǎn)，又是消費(fèi)者的關(guān)注

4、重點(diǎn)。作為一類新的卷煙“添加劑”，為更好的應(yīng)對(duì)和控制卷煙爆珠潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)其安全質(zhì)量檢測(cè)主要研究化學(xué)成分分析檢測(cè)方法，包括允許添加成分著色劑以及非主動(dòng)添加物質(zhì)甲醛和乙醛、溶劑殘留、增塑劑等。1.1著色劑。為達(dá)到區(qū)分爆珠香型、改善爆珠外觀等目的，卷煙爆珠生產(chǎn)過(guò)程中大多會(huì)添加天然或者合成著色劑。雖然天然著色劑大多無(wú)毒副作用，但其穩(wěn)定性較差、價(jià)格高、易褪色等缺陷，限制了天然著色劑應(yīng)用范圍6。合成著色劑為允許添加的化學(xué)成分，但是使用含量受到嚴(yán)格的控制，所以研究其檢測(cè)方法有利于避免生產(chǎn)過(guò)程中超量使用的風(fēng)險(xiǎn)。卷煙爆珠中所使用的多為水溶性著色劑，主要包含：檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、落日黃、誘惑紅、亮藍(lán)、酸

5、性紅、赤蘚紅等，檢測(cè)方法有高效液相色譜法、超高效液相-串聯(lián)質(zhì)譜法等。為測(cè)定卷煙爆珠壁材中的著色劑，劉明秀等7利用卷煙爆珠壁材可溶于熱水的特性，選擇7080熱水作為溶劑，超聲20min提取后離心、過(guò)濾的前處理?xiàng)l件，使用高效液相色譜法分析了卷煙爆珠壁材中8種著色劑含量。該方法測(cè)定的目標(biāo)物檢出限達(dá)到0.913.3mg/kg，可滿足實(shí)際檢測(cè)要求，但存在前處理較為復(fù)雜、檢出限較高的問(wèn)題。劉欣等8設(shè)計(jì)了一種可同時(shí)萃取過(guò)濾的前處理技術(shù)，樣品在制備上樣前不需要轉(zhuǎn)移萃取液，并將提取、離心、過(guò)濾等前處理步驟簡(jiǎn)化為一步完成，縮短了前處理時(shí)間。由于步驟得以簡(jiǎn)化，在使用同樣分析儀器檢測(cè)的前提下，方法靈敏度升高，檢出限降

6、低至0.100.22mg/kg。除了常見(jiàn)的高效液相色譜法，張建鐸等9建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定卷煙爆珠中7種著色劑，該方法使用串聯(lián)質(zhì)譜（ms-ms）檢測(cè)器比二極管陣列檢測(cè)器（pda）具有更高的靈敏度和選擇性，而超高效液相色譜則分離效果好于高效液相色譜。與之前兩個(gè)檢測(cè)方法相比，定性更為準(zhǔn)確，分析時(shí)間更短，檢出限更低。1.2非主動(dòng)添加物質(zhì)。非主動(dòng)添加物質(zhì)是指產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中未主動(dòng)添加，但存在于最終產(chǎn)品中的化學(xué)物質(zhì)，包括使用聚合物或添加劑的降級(jí)產(chǎn)物、原輔料雜質(zhì)、副產(chǎn)物、污染物等10?，F(xiàn)有研究主要建立了關(guān)于卷煙爆珠低分子醛類、溶劑殘留、增塑劑等非主動(dòng)添加化學(xué)成分的檢測(cè)方法11-12。低分子醛類

7、（甲醛和乙醛）就是一類常見(jiàn)的非主動(dòng)添加物質(zhì)，是常見(jiàn)的聚合物單體或降解反應(yīng)副產(chǎn)物，被列為煙草添加劑禁用物質(zhì)受到重點(diǎn)關(guān)注。煙草行業(yè)添加劑和煙用材料多用高效液相色譜法檢測(cè)此項(xiàng)安全衛(wèi)生指標(biāo)13-14，具有分離能力強(qiáng)、靈敏度和選擇性高、前處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)15。低分子醛類與卷煙爆珠壁材均可溶于水和極性有機(jī)溶劑，故也適于采用高效液相色譜法進(jìn)行檢測(cè)15-17。溶劑殘留是另一類常見(jiàn)非主動(dòng)添加物質(zhì)，此類物質(zhì)不但會(huì)產(chǎn)生不良?xì)馕?，且?duì)人體造成一定危害，是who提出的重點(diǎn)關(guān)注有害成分之一。由于溶劑殘留種類較多，卷煙爆珠中溶劑殘留多使用頂空-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法（hs-gc/ms）進(jìn)行定性、定量檢測(cè)18-20。2卷煙爆珠產(chǎn)

8、品質(zhì)量檢測(cè)對(duì)于卷煙生產(chǎn)企業(yè)和爆珠生產(chǎn)企業(yè)，其主要關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，即爆珠理化指標(biāo)達(dá)到生產(chǎn)、使用要求。2.1物理指標(biāo)。卷煙爆珠產(chǎn)品物理指標(biāo)檢測(cè)主要是視覺(jué)上的外觀檢測(cè)和力學(xué)性能方面的破壞強(qiáng)度。外觀檢測(cè)主要關(guān)注感官上粒徑大小是否一致，有無(wú)破損缺陷等。破壞強(qiáng)度是卷煙爆珠重要的控制指標(biāo)，強(qiáng)度過(guò)低會(huì)影響爆珠卷煙生產(chǎn)加工，降低良品率；強(qiáng)度過(guò)高則不易捏破，影響消費(fèi)者體驗(yàn)21。破壞強(qiáng)度一般是通過(guò)機(jī)械施壓裝置進(jìn)行檢測(cè)的21。卷煙爆珠濾棒在生產(chǎn)加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)多珠、少珠、相位偏差、爆珠碎裂等質(zhì)量缺陷，這一類產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)要求方法快速無(wú)損，達(dá)到在線檢測(cè)的目的，現(xiàn)有研究爆珠濾棒的檢測(cè)方法有微波檢測(cè)技術(shù)22-23及基于

9、光學(xué)成像和圖像處理算法的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)24。2.2化學(xué)指標(biāo)。不同于卷煙爆珠安全性指標(biāo)有明確的檢測(cè)目標(biāo)物和限量要求，爆珠產(chǎn)品化學(xué)成分質(zhì)量檢測(cè)有時(shí)是對(duì)幾類具有共同特征組分的綜合評(píng)價(jià)。特別是有關(guān)爆珠芯材化學(xué)成分穩(wěn)定性的分析。由于爆珠種類多，芯材中的香精香料成分復(fù)雜，含有酯、羧酸、酮、不飽和醇、不飽和烴、芳香族化合物等，僅分析特定的幾種物質(zhì)不能代表產(chǎn)品質(zhì)量，需要檢測(cè)方法與統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)方法相結(jié)合，綜合判斷產(chǎn)品質(zhì)量。何媛等25采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（gc-ms）分析測(cè)定了3種卷煙爆珠中揮發(fā)、半揮發(fā)成分，建立爆珠內(nèi)含物指紋圖譜，并通過(guò)比較相似度和聚類分析對(duì)內(nèi)含物進(jìn)行了評(píng)價(jià)，得到了全面、準(zhǔn)確、直觀的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果

10、，可以作為一類實(shí)驗(yàn)室卷煙爆珠質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。此種方法的局限性在于分析時(shí)間長(zhǎng)，化學(xué)成分改變不適宜進(jìn)行聚類分析。部分研究26-27依據(jù)香精香料成分大多具有紫外區(qū)域吸收的特性，建立了紫外可見(jiàn)分光光度法（uv-vis），通過(guò)繪制卷煙爆珠芯材在250330nm區(qū)間的特征吸收，建立質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)方法“聚類分析”或計(jì)算機(jī)算法“支持向量機(jī)算法（svm）”，可達(dá)到明顯區(qū)分正常有快速、檢測(cè)成本低的優(yōu)點(diǎn)。但若卷煙爆珠主要致香成分在紫外區(qū)域無(wú)吸收的樣品，則該方法不適用。溶劑也是卷煙爆珠芯材的一類重要組分。辛、癸酸甘油酯因無(wú)色、無(wú)味、沸點(diǎn)較高，是一類比較理想的溶劑，其穩(wěn)定性也是評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，故關(guān)于芯材

11、溶劑的研究集中在辛、癸酸甘油酯種類的定性分析及定性質(zhì)量控制。席輝等28為明確芯材常用溶劑的化學(xué)組成，采用中壓制備分離純化技術(shù)結(jié)合核磁共振結(jié)構(gòu)解析分析確定了市售辛、癸酸甘油酯和市售爆珠卷煙芯材溶劑主要成分組成，發(fā)現(xiàn)二者主要化學(xué)成分一致，為三辛酸甘油酯、二辛酸一癸酸甘油酯、一辛酸二癸酸甘油酯和三癸酸甘油酯四種成分，為明確芯材溶劑化學(xué)組成和建立定量控制方法提供了參考。劉珊珊等29建立了一種基于相對(duì)相應(yīng)因子（rrf）的氣相色譜法，僅需采用三辛酸甘油酯或三癸酸甘油酯作為參考物質(zhì)，即可實(shí)現(xiàn)芯材溶劑中多種組分的定量分析，解決了辛、癸酸甘油酯類芯材溶劑質(zhì)量控制時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)品不易獲得的問(wèn)題。3卷煙爆珠對(duì)卷煙煙氣的影

12、響從爆珠卷煙成品的角度出發(fā)，卷煙爆珠既作為非燃燒加香方式增加了煙氣中的致香成分30，又改變了濾棒性質(zhì)，導(dǎo)致煙氣本身化學(xué)組成發(fā)生變化。為分析卷煙爆珠對(duì)主流煙氣的加香貢獻(xiàn)，朱瑞芝等31建立了一種氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（gc-ms/ms）研究爆珠中關(guān)鍵成分在卷煙中的遷移行為。關(guān)鍵成分通過(guò)半定量分析法選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%的組分確定，共定義10種致香成分，再定量計(jì)算遷移率。結(jié)果表明，關(guān)鍵成分向主流煙氣粒相物中的遷移率為2.84%14.57%，其中遷移率酯類檸檬烯醇類，大部分的香味成分被濾嘴截留（60.03%95.52%）。說(shuō)明如何降低濾嘴截留率是提高主流煙氣中香氣成分的關(guān)鍵，煙氣中致香成分的遷移率也可作

13、為評(píng)價(jià)卷煙爆珠加香能力的指標(biāo)，截留率與致香成分結(jié)構(gòu)的關(guān)系有待進(jìn)一步深入研究。卷煙爆珠破碎對(duì)煙氣的影響也是國(guó)內(nèi)外卷煙爆珠煙氣研究的主要方面之一。國(guó)外爆珠卷煙產(chǎn)品以薄荷等涼味為主，部分研究表明，捏破爆珠對(duì)煙氣粒相組分、濾嘴物理參數(shù)無(wú)影響，但會(huì)增加部分揮發(fā)性有機(jī)物釋放量、焦油量，親脂性化合物32-34。國(guó)內(nèi)爆珠卷煙因?yàn)橄銡忸愋投鄻樱瑢?duì)煙氣的影響較為復(fù)雜，一些特殊爆珠產(chǎn)品可以降低主流煙氣中的有害成分，減少刺激性35-37。朱風(fēng)鵬等38分析了國(guó)內(nèi)8種卷煙爆珠破碎對(duì)主流煙有害成分焦油、co、煙堿、氨、nnk、氫氰酸和巴豆醛的影響，發(fā)現(xiàn)爆珠捏碎后，巴豆醛的釋放量顯著降低，氨和nnk釋放量顯著升高，其他有害物

14、質(zhì)沒(méi)有顯著影響。張志剛等39發(fā)現(xiàn)相同絲束填充量下爆珠破碎，主流煙氣總粒相物、焦油、煙堿和co均有所增加。為保證爆珠破碎情況下，爆珠煙與常規(guī)卷煙主流煙氣指標(biāo)一致，需要濾棒壓降比常規(guī)濾棒高416pa以上。說(shuō)明爆珠濾棒的結(jié)構(gòu)與爆珠的相互作用對(duì)主流煙氣關(guān)系密切，卷煙爆珠濾棒的物理指標(biāo)檢測(cè)應(yīng)注意將爆珠破碎的情況納入考慮范疇。4總結(jié)與展望總的來(lái)說(shuō)，隨著爆珠卷煙良好的市場(chǎng)發(fā)展，卷煙爆珠的研究成果呈上升趨勢(shì)；卷煙爆珠安全衛(wèi)生指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量控制、卷煙理化指標(biāo)的影響等方面，也受到消費(fèi)者、卷煙及爆珠生產(chǎn)企業(yè)的持續(xù)關(guān)注。在卷煙爆珠安全性指標(biāo)檢測(cè)方面，研究主要聚焦于主動(dòng)添加和非主動(dòng)添加化學(xué)成分檢測(cè)方法的研究，除了著色劑指標(biāo)，大多以專利的形式呈現(xiàn)，且檢測(cè)成分為現(xiàn)有煙用材料安全性指標(biāo)。對(duì)于卷煙爆珠特征性的化學(xué)成分的鑒別研究和簡(jiǎn)單、快速、低成本的檢測(cè)方法兩方面，研究?jī)?nèi)容有待進(jìn)一步完善。在卷煙爆珠產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)方面，有一些物理指標(biāo)檢測(cè)指標(biāo)還停留在人眼感官檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性無(wú)法與機(jī)器檢測(cè)相比，如何達(dá)到物理指標(biāo)去人工化和全自動(dòng)化