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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器、試劑、材料

紫外分光光度計(jì)、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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(gè)小時(shí)。將濾液移入500mL容量瓶中，洗滌殘?jiān)蠛喜V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?jiān)?～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(shí)，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(jì)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(shí)，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(shí)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(huì)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(shí)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(huì)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(huì)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(jià)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.

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[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.

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[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(shí),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。