不同茶葉替代煙葉對咖啡堿及煙堿的影響

杜 萌 江元汝

（西安建筑科技大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系 陜西西安 710055）

不同茶葉替代煙葉對咖啡堿及煙堿的影響

杜 萌*江元汝

（西安建筑科技大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系 陜西西安 710055）

將不同茶葉直接添加于卷煙煙絲中，采用有機(jī)溶劑收集萃取煙氣中的煙堿和咖啡堿，用紫外分光光度法定量分析主流煙氣中煙堿以及咖啡堿的變化。結(jié)果表明茶葉能夠有效地影響煙氣煙堿含量，其中綠茶的效果較好。

煙草 煙氣 茶葉 煙堿 咖啡堿

1 前言

煙堿是煙癮的主要成癮物質(zhì)，是吸煙者主要的依賴因素，煙堿對人體的生理毒性主要是間接作用于交感神經(jīng)引起血壓升高，心血管系統(tǒng)的病變等。茶葉中的咖啡堿具有提神醒腦、強(qiáng)心利尿、解毒等功效。利用茶葉添加于煙葉中可以降低煙堿含量，提高煙葉中咖啡堿的含量，達(dá)到使吸煙者提神的作用，并降低煙堿（尼古丁）危害[1-4]。

本文通過實驗對比了中國六大類茶葉對主流煙氣中煙堿及咖啡堿的影響，探討了在不改變卷煙吸食的情況下，減少尼古丁對人體健康毒害的方法。

2 實驗部分

2.1 儀器、試劑、材料

紫外分光光度計、超級恒溫水浴鍋、循環(huán)水式多用真空泵、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、咖啡堿、煙堿、堿性乙酸鉛、甲醇、乙醇、三氯甲烷、H2SO4、NaOH，陜西地區(qū)產(chǎn)的烤煙煙絲、綠茶、黃茶、黑茶、白茶、青茶、紅茶（市售）。

2.2 煙氣收集裝置

煙氣收集裝置由實驗室自行組裝，將燃燒器，收集瓶，真空泵依次連接即可。見圖1。

2.3 實驗方法

2.3.1 茶葉咖啡堿含量的測定

咖啡堿標(biāo)準(zhǔn)溶液:使用三氯甲烷配制0.5mg·mL-1的咖啡因標(biāo)準(zhǔn)工作液，以及濃度分別為0、5、10、20μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)系列， 以重蒸三氯 甲烷(0μg·mL-1)作參比，于波長276nm下測量吸光度，作吸光度—咖啡因濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線并求出直線回歸方程。

茶葉中咖啡堿含量的測定：準(zhǔn)確稱取5.00g茶樣，置于250mL圓底燒瓶中，加入幾粒沸石，加120mL 95%乙醇沸水浴提取3個小時。將濾液移入500mL容量瓶中，洗滌殘渣后合并濾液。取試液10mL，移入100mL容量瓶中，加入5mL0.01 mol/L鹽酸和1mL0.90mol/L堿性乙酸鉛溶液，定容后過濾。吸取25mL濾液注入50mL容量瓶中，加入幾滴3mol/L硫酸溶液。于波長276nm處，以空白為溶液參比，測定濾液吸光度值[5]。

2.3.2 主流煙氣中咖啡堿的測定

提取液為乙醇，合并提取液，濃縮至少量后用50mL三氯甲烷洗滌萃取后移入500mL容量瓶中，洗滌殘渣2～3次，合并濾液后定容。吸取試液10mL，移入100mL容量瓶中，加入5mL0.01 mol/L鹽酸和1mL 0.90mol/L堿性乙酸鉛溶液，定容后分液過濾。吸取25mL濾液注入50mL容量瓶中，加入幾滴3mol/L硫酸溶液，分液后過濾。測定其吸光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線求出樣品的咖啡堿濃度 C(μg·mL-1)。

2.3.3 主流煙氣中煙堿含量的測定

茶葉的添加方法：每份煙絲質(zhì)量為5g，用茶葉代替煙絲質(zhì)量的0、5%、10%、15%、20%與煙絲充分混合后進(jìn)行粉碎，于60℃在烘箱內(nèi)干燥2小時，密封保存?zhèn)溆谩?/p>

提取液為甲醇，向提取液中加入10mL 1mol/L硫酸溶液，密封避光過夜。水浴蒸除甲醇，向殘液中加入10mL蒸餾水，10gNaCl，20mL8mol/L NaOH溶液和碎瓷片，水蒸氣蒸餾，以10mL 1mol/L硫酸溶液為吸收液，過濾到250mL容量瓶內(nèi)，吸25 mL（V1）用蒸餾水定容到 100mL（V2）進(jìn)行測試[6]。于259nm，236nm，282nm波長處，測定V2溶液的吸光度值。

結(jié)果計算：1.059×F×[A259-0.5×(A236+A282)]/34.3

其中：1.059是校正值；34.3是煙堿的比消光系數(shù)，即1L0.025mol/L硫酸溶液中含1g煙堿時，該溶液在259nm處的吸光度值為34.3；F是稀釋倍數(shù)×定容體積，即 4×250。

2.3.4 茶葉提取液對主流煙氣煙堿的絡(luò)合作用

準(zhǔn)確稱取10g茶葉，乙醇提取茶葉中活性物質(zhì)茶多酚，將提取液置于抽濾瓶。將處理過的煙氣通過抽濾瓶，加熱至沸后水浴15min，冷卻避光靜置30min。過濾上述溶液，將濾紙低溫干燥稱量，記錄濾紙使用前后的質(zhì)量。測定濾液的煙堿含量（1#），同時測定參照組（2#）。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品茶葉中咖啡因含量

由于各種類型茶葉的制作工藝和發(fā)酵程度不同，其咖啡堿含量也是不相同的。茶葉在制作過程中會不同程度的流失咖啡堿。各類茶中由于綠茶不發(fā)酵，含咖啡堿量最高，黃茶、白茶、青茶含量大致相同，黑茶、紅黑茶含量最低[7]。經(jīng)測定，每克茶葉的咖啡堿含量如表1。

表1 六大茶葉咖啡堿含量

3.2 主流煙氣咖啡堿、煙堿的含量

表2 主流煙氣咖啡堿含量

從表2可以看出隨著茶葉添加量的增大，主流煙氣咖啡堿的含量也隨之變大，各類茶葉在添加量為20%的時候，咖啡堿含量均達(dá)到最大[8]。綠茶、黃茶、白茶、青茶由于其不發(fā)酵或發(fā)酵程度較輕，咖啡堿含量較大，因而對煙氣咖啡堿含量的影響較大，黑茶、紅茶由于發(fā)酵程度較重，損失大部分的咖啡堿，對煙氣咖啡堿含量影響較小。

從表3可以發(fā)現(xiàn)按照不同添加比例將茶葉添加到卷煙中，卷煙主流煙氣煙堿含量均有不同程度的降低，隨著茶葉含量所占比例的加大，主流煙氣煙堿含量降低的幅度也隨之變大。主要原因在于：茶葉不含煙堿，用茶葉代替部分的煙絲，使得每份卷煙中固有的煙堿絕對含量降低，直接導(dǎo)致了煙氣中煙堿含量下降；煙堿是堿性物質(zhì)，能與茶葉中的單寧酸、維生素等反應(yīng)成為穩(wěn)定的結(jié)合態(tài)煙堿，不揮發(fā)，因而不再進(jìn)入煙氣；茶葉的燃燒性能與卷煙是不同的，因而茶葉的加入會提高卷煙整體的燃燒性能和燃燒狀態(tài)，使得原本在燃燒過程中從煙絲揮發(fā)出來轉(zhuǎn)移到煙氣中的煙堿被裂解為其他物質(zhì)而不再進(jìn)入煙氣，從整體上導(dǎo)致了煙氣煙堿含量的變化。在各類茶葉中，綠茶、白茶由于含有較多的活性物質(zhì)對煙堿的影響最為顯著，能夠去除大部分的煙堿，黃茶和青茶的效果大致相當(dāng)，黑茶、紅茶的添加效果最差。

表3 茶葉添加量對主流煙氣煙堿含量的影響

3.3 茶葉提取物絡(luò)合主流煙氣煙堿

各種茶葉的茶多酚提取液均對主流煙氣煙堿具有吸附絡(luò)合作用，其中綠茶的作用最強(qiáng)，黑茶的作用最弱。提取物對煙堿的絡(luò)合能力與茶葉的種類即其發(fā)酵加工程度有關(guān)，發(fā)酵程度越輕，活性物質(zhì)茶多酚含量越大，活性越大，絡(luò)合作用越強(qiáng)。根據(jù)觀察，茶葉的茶多酚提取液會將煙氣中的煙堿以絡(luò)合物的形式沉淀下來，此絡(luò)合物的穩(wěn)定性較好，揮發(fā)性較小，不再分解進(jìn)入煙氣，因而減少了煙氣中煙堿的含量。

表4 茶葉提取物對煙堿的絡(luò)合作用

有科學(xué)家在研究了尼古丁、海洛因、可卡因、酒精、咖啡因和大麻等六種常見毒品以后，對這些毒品有關(guān)成癮的各項指標(biāo)做了排序，咖啡堿在停服反應(yīng)、強(qiáng)化性、耐受性、依賴性、中毒這五種成癮指標(biāo)上都比尼古丁低得多[9]。茶葉咖啡堿可以作為煙堿的替代物同樣起到提神醒腦的作用，但是其對人體的危害卻較小，成癮性也較弱。

4 結(jié)論

不同種類的茶葉對煙氣中煙堿、咖啡堿的影響是不同的。不發(fā)酵或輕微發(fā)酵的綠茶、白茶對煙葉中煙堿的降低效果最好；而深發(fā)酵茶黑茶、普洱茶對煙葉中煙堿的降低效果最差，實驗結(jié)果表明主要是茶葉中的茶多酚的作用。不同茶葉對煙葉中咖啡堿的影響不同，未經(jīng)發(fā)酵的綠茶對煙堿降低最大、咖啡堿的提高也是最大，可以考慮添加未經(jīng)加工的茶原葉、廢梗，達(dá)到降害，提神的效果。

因此將茶葉添加入卷煙煙絲，適當(dāng)?shù)慕档蜔焿A含量，提高卷煙以及煙氣的咖啡堿含量，在不改變卷煙本質(zhì)的前提下又做到了降低吸煙的成癮性以及煙氣對人體的危害，提高了卷煙的商品價值。

[1]詹雪艷,宋丹丹,余穎等.減少香煙毒性的進(jìn)展[J].環(huán)境污染與防治,2003,25(3):142-144.

[2]姜紹通.茶多酚降低卷煙煙氣毒性的研究[J].食品科學(xué),2001,22(11):60-62.

[3]鄒盛勤.茶葉的藥用成分、藥理作用及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國茶葉加工,2004,(03).

[4]杜華華,許梓蓉.茶多酚的生物活性及應(yīng)用前景[J].中草藥,2004,(16):23.

[5]林鄭和,嚴(yán)蘭芳.紫外分光光度法測定茶葉中的咖啡堿[J].光譜實驗室，2004,21(6).1185-1187.

[6]李春麗,毛紹春.煙葉化學(xué)成分及分析[M].昆明：云南大學(xué)出版社，2007.

[7]顧謙,陸錦時,葉寶存.茶葉化學(xué)[M].合肥：中國科技大學(xué)出版社，2002.

[8]顧中鑄.煙草的燃燒與熱解特性[J].煙草科技,1997,(3):8-9.

[9]楊寶峰,蘇定馮,周宏灝.藥理學(xué)[M].人民衛(wèi)生出版社,2008.

2009-11-19

杜萌（1984-），女，陜西西安人，在讀碩士。