卷煙制絲松散回潮工序與主流煙氣中TSNAs的關(guān)系分析

周麗娜　袁舒　楊波　魏毓　李富蓉　荔亮

摘要 為研究卷煙制絲環(huán)節(jié)的松散回潮工藝參數(shù)與卷煙主流煙氣中3種TSNAs（NNN、NAT、NAB）含量的關(guān)系，采用均勻設(shè)計(jì)方案，分別對松散回潮工序、微波松散工序的參數(shù)進(jìn)行了組合試驗(yàn)。結(jié)果表明，經(jīng)過調(diào)整工藝參數(shù)，卷煙樣品煙氣中NNN、NAT和NAB的含量最高相對變幅在微波松散工序分別達(dá)到31.27%、16.28%和15.42%，在松散回潮工序分別達(dá)到28.56%、20.17%和49.28%。分別建立了松散回潮、微波松散工序NNN、NAT和NAB釋放量與工藝參數(shù)的多項(xiàng)式回歸方程，結(jié)果表明，松散回潮、微波松散工序?qū)煔庵蠳NN、NAT和NAB的釋放量并沒有顯著性的影響。

關(guān)鍵詞 卷煙工序；松散回潮；TSNAs；正交設(shè)計(jì)；回歸方程

中圖分類號 TS452 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）20-0230-02

Abstract In order to study the relationship between main technological parameters of tobacco processing and the content of three TSNAs （NNN，NAT and NAB） in mainstream smoke，uniform design has been adopted to conduct composite experiments on these production processes including loosening and conditioning as well as loosening with microwave.The test results were as follows.After adjusting technological parameters，respectively，the relative maximum rangeability of NNN，NAT and NAB content in cigarette sample smoke achieved 31.27%，16.28% and 15.42% in loosening with microwave，and 28.56%，20.17% and 49.28% in loosening and conditioning.The polynomial regression equation between NNN，NAT and NAB emission in loosening and conditioning as well as loosening with microwave and technological parameters had been established and the process had no significant effects on the emission of NNN，NAT and NAB in flue gas.

Key words tobacco processing；loosening and conditioning；TSNAs；uniform design；regression equation

TSNAs是煙草及煙草制品中特有的一類亞硝胺，主要有NNN、NAT和NAB 3種，其中NNN具有強(qiáng)致癌活性，被證實(shí)與肺部、口腔、食道、胰腺、肝臟等部位腫瘤的發(fā)生有關(guān)[1-2]。對于TSNAs的形成，煙草植物堿是煙草和煙氣中TSNAs形成的前提物，煙氣中TSNAs的一部分是從煙草中直接轉(zhuǎn)移的，其余部分是在吸煙過程中形成和輸送的，其含量與煙草中的硝酸鹽成正比[3-5]。

目前，對于降低此類有害成分的途徑主要是濾嘴吸附，即在卷煙過濾嘴生產(chǎn)過程中加入對此類物質(zhì)有吸附能力的材料或在煙絲中添加某些中草藥萃取液，或者從配方設(shè)計(jì)出發(fā)選用低TSNAs的煙葉作為卷煙原料[6-7]，但關(guān)于卷煙加工制造過程的工藝參數(shù)對TSNAs釋放量的影響則少有關(guān)注。

制絲是決定卷煙質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，經(jīng)過復(fù)烤醇化后的箱裝片煙在進(jìn)入生產(chǎn)線后，需要經(jīng)過增溫增濕以達(dá)到解塊松散、舒展葉片的效果，這樣既有利于減少工藝造碎，更有利于后續(xù)加香加料、烘絲干燥等工藝的實(shí)施，目前除了使用潤葉桶松散潤葉外，還有真空回潮、微波松散等輔助工藝保障松散潤葉的效果。從生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)看，松散潤葉環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)將直接影響整個(gè)制絲質(zhì)量以及最終的卷煙品質(zhì)[8-12]，而該工序的參數(shù)調(diào)整對卷煙主流煙氣中TSNAs釋放量的影響迄今還鮮見報(bào)道。

因此，本文就松散回潮和微波松散2個(gè)工序環(huán)節(jié)，對其工藝參數(shù)與主流煙氣中NNN、NAT和NAB釋放量的關(guān)系進(jìn)行了探討。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為某牌號的烤煙型卷煙樣品。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

均勻設(shè)計(jì)（uniform design）是中國數(shù)學(xué)家方開泰和王元將數(shù)論與多元統(tǒng)計(jì)相結(jié)合，在正交設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出的一種新的適用于多因素、多水平試驗(yàn)的新型設(shè)計(jì)方法。與正交設(shè)計(jì)相比較，均勻設(shè)計(jì)具有試驗(yàn)次數(shù)少和均勻分散性好等特點(diǎn)[13]。

采用DPS統(tǒng)計(jì)軟件（DPS？誖v 12.01數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）[14]，依據(jù)均勻設(shè)計(jì)的因素和水平選擇原則，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件，確定本試驗(yàn)的因素、水平及工藝參數(shù)調(diào)整方案，具體見表1、2。

1.3 試驗(yàn)方法

根據(jù)試驗(yàn)方案，調(diào)整工藝參數(shù)，待設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)、流量穩(wěn)定后，等時(shí)間間隔取樣3次（25 kg/次），取樣后立即將葉絲平攤在潔凈的地面上，自然冷卻至室溫后混合均勻，用四分法分取樣品約40 kg。所有樣品均自然平衡到水分為11.8%～12.5%，然后用同一機(jī)臺卷包。所試制卷煙的原輔材料、重量、圓周和長度等參數(shù)均嚴(yán)格與該牌號卷煙的工藝標(biāo)準(zhǔn)一致。對照煙KB-2為參數(shù)調(diào)整前按照正常工藝流程和加工標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的卷煙。

1.4 檢測方法

依據(jù)《卷煙 主流煙氣總粒相物中煙草特有N-亞硝胺的測定氣相色譜-熱能分析聯(lián)用法》（GB/T 23228—2008）對樣品的NNN、NAT、NAB進(jìn)行檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 參數(shù)調(diào)整與NNN、NAT、NAB關(guān)系的直觀分析

從圖1、2可以看出，調(diào)整松散潤葉工序的工藝參數(shù)，試驗(yàn)樣品的煙氣中3種TSNAs的含量均有不同程度的變化，調(diào)整松散回潮工藝參數(shù)，樣品煙氣中NNN、NAT和NAB含量最高相對變幅分別達(dá)到28.56%、20.17%和49.28%。調(diào)整微波松散工藝參數(shù)，樣品煙氣中NNN、NAT和NAB含量最高相對變幅分別達(dá)到31.27%、16.28%和15.42%。

2.2 調(diào)整參數(shù)與NNN、NAT及NAB釋放量關(guān)系的試驗(yàn)優(yōu)化

2.2.1 回歸模型建立及方程擬合性、顯著性檢驗(yàn)。依據(jù)均勻試驗(yàn)結(jié)果，分別建立了松散回潮和微波松散工序參數(shù)與NNN、NAT及NAB釋放量的多項(xiàng)式回歸方程，并對建立的方程進(jìn)行顯著性和擬合性檢驗(yàn)，結(jié)果見表3、4。

從表3可以看出，松散回潮工序NNN、NAT和NAB與工藝參數(shù)建立的回歸方程顯著水平都>0.05，表明在0.05水平上所建立的回歸方程不顯著，方程中的自變量與因變量沒有顯著的線性關(guān)系；調(diào)整決定系數(shù)表明，回歸方程中的自變量對NNN、NAT和NAB的解釋能力都較弱。

從表4可以看出，微波松散工序NNN、NAT和NAB與工藝參數(shù)建立的回歸方程顯著水平都>0.05，由此表明在0.05水平上所建立的回歸方程均不顯著，方程中的自變量與因變量沒有顯著的線性關(guān)系；調(diào)整決定系數(shù)都為0.000 0，表明回歸方程中的自變量對NNN、NAT和NAB沒有解釋能力。

2.2.2 因素分析。對進(jìn)入回歸方程中的各自變量對因變量的影響進(jìn)行因素分析，結(jié)果見表5、6。

從表5可以看出，松散回潮工序回風(fēng)溫度對NNN、NAB和NAT的影響都不顯著。

從表6可以看出，微波功率對NNN和NAB的影響都不顯著；微波功率和加工時(shí)間的交互作用對NAT的作用不顯著。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，調(diào)整微波松散工序和松散回潮工序的參數(shù)，對煙氣中TSNAs釋放量有較大的影響，樣品間差異較大，2個(gè)工序NNN釋放量的相對變幅分別達(dá)到31.27%和28.56%；NAT和NAB釋放量變化也較大，變幅為15.42%～49.28%。但是通過回歸方程的建立和因素分析，并未找到導(dǎo)致煙氣TSNAs發(fā)生變化的顯著性影響因素或關(guān)鍵參數(shù)。分析主要原因，可能是與后續(xù)加料儲葉、切絲烘絲等工序相比，微波松散工序和松散回潮工序濕熱作用的強(qiáng)度和時(shí)間都趨于溫和，物理性質(zhì)的變化大于內(nèi)在化學(xué)成分的變化，雖然樣品間相對變化幅度大，但絕對含量其實(shí)并不大，加之存在的樣本誤差和檢查誤差疊加導(dǎo)致了上述試驗(yàn)結(jié)果。但從生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)看，松散潤葉的效果對后續(xù)加工質(zhì)量以及最終卷煙的內(nèi)在品質(zhì)都有明顯的影響。因此，在后續(xù)的研究中還應(yīng)該考慮加料儲葉、切絲烘絲等全過程主要工序的綜合影響[15-18]。

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