卷煙葉絲和梗絲主流煙氣中揮發(fā)性及半揮發(fā)性成分差異分析

秦亞瓊，劉舒暢，羅 誠(chéng)，李東亮，賈云禎，陳 黎，余晶晶，王曉瑜，王 冰，蔡君蘭，郭吉兆，劉惠民*

1.中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)楓楊街2 號(hào) 450001

2.貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，貴陽(yáng)市小河經(jīng)開區(qū)開發(fā)大道96 號(hào) 550009

3.四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，成都市錦江區(qū)成龍大道一段56 號(hào) 610066

煙梗為煙葉的一部分，約占煙葉總質(zhì)量的25%～30%［1-2］。梗絲為“三絲”摻配的重要組成部分之一，具有低焦油、低煙堿、高填充值等特點(diǎn)，對(duì)降低卷煙生產(chǎn)成本和降焦減害均有重要意義［1-2］。然而，梗絲存在煙香不足、木質(zhì)氣重、刺激性強(qiáng)等缺陷，對(duì)卷煙整體感官質(zhì)量有明顯的負(fù)面作用。通過優(yōu)化梗絲加工工藝、梗絲加料等可改善梗絲品質(zhì)，但總體效果仍不理想，制約了梗絲在卷煙生產(chǎn)中的使用。揮發(fā)性及半揮發(fā)性成分是影響卷煙產(chǎn)品風(fēng)格的重要因素之一，對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)有重要影響［1］。分析葉絲和梗絲主流煙氣中揮發(fā)性及半揮發(fā)性成分的差異，能夠?yàn)獒槍?duì)性加香加料及工藝加工提供參考，有助于提高梗絲感官品質(zhì)。

目前，煙梗和煙葉化學(xué)成分的差異分析主要集中在燃燒前煙梗和煙葉中成分的分析方面［2-8］，而在其燃燒形成的煙氣中揮發(fā)性及半揮發(fā)性成分的差異分析方面相關(guān)報(bào)道較少。Ishiguro 等［9-11］對(duì)梗絲煙氣和葉絲煙氣中半揮發(fā)性成分、含氮化合物、酚類物質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)梗絲煙氣中大部分半揮發(fā)性成分來(lái)自細(xì)胞壁物質(zhì)的裂解，而對(duì)于葉絲煙氣來(lái)說(shuō)，則主要為糖降解產(chǎn)物和煙葉揮發(fā)性組分的直接轉(zhuǎn)移［9］；對(duì)于煙氣堿性成分，葉絲煙氣中的煙堿是梗絲煙氣的7 倍以上，吡啶、麥斯明等也高于梗絲［10］；對(duì)于煙氣酚類成分，葉絲煙氣中4-甲基兒茶酚、4-乙基兒茶酚和4-乙烯基兒茶酚遠(yuǎn)高于梗絲煙氣［11］。比較煙梗和煙葉的裂解產(chǎn)物可知，在相同裂解溫度下，煙葉的熱裂解產(chǎn)物種類明顯多于煙梗［1］。由于煙氣中香味成分直接作用于感官，對(duì)卷煙品質(zhì)有直接影響，而卷煙燃燒前后的化合物種類及含量明顯不同，因此，有必要對(duì)梗絲與葉絲煙氣中揮發(fā)性和半揮發(fā)性成分進(jìn)行剖析，以探索煙梗負(fù)面感官特征的物質(zhì)基礎(chǔ)。

本研究中以濃、中、清3 個(gè)香型煙葉產(chǎn)區(qū)的上、中、下3 個(gè)部位的煙葉和煙梗為研究對(duì)象，采用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）對(duì)葉絲及梗絲煙氣的氣相、粒相物中揮發(fā)性和半揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測(cè)，采用內(nèi)標(biāo)法半定量分析297 個(gè)目標(biāo)化合物；采用主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判別分析（OPLS-DA），同時(shí)結(jié)合t 檢驗(yàn)，篩選出葉絲與梗絲煙氣的差異化合物，旨在從分子水平上剖析煙梗使用的制約因素，為其品質(zhì)提升及科學(xué)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

分別選擇許昌、遵義和曲靖3 個(gè)典型的濃、中、清香型產(chǎn)區(qū)的煙葉和煙梗。其中，許昌產(chǎn)區(qū)不同部位的葉樣品數(shù)目為8 個(gè)，梗為4 個(gè)；遵義產(chǎn)區(qū)，葉為7 個(gè)，梗為5 個(gè)；曲靖產(chǎn)區(qū)，葉為6 個(gè)，梗為5 個(gè)。按照傳統(tǒng)制絲工藝制備葉絲和梗絲，并分別以葉絲和梗絲為原料卷制單料煙。主要輔材參數(shù)為：濾棒100/4 mm，接裝紙30 mm，卷煙紙透氣度60 CU，濾嘴不打孔。

氘代苯（≥99.5%，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer 公司）；乙酸苯乙酯（≥99.5%）、反-2-己烯酸（≥99.5%）、N,O-雙（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA，色譜純）（美國(guó)Aldrich 公司）；二氯甲烷、甲醇（色譜純，美國(guó)J&T Baker 公司）。

7890B-5977A型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；DB-5MS彈性石英毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）、DB-5MS彈性石英毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×1.0 μm）、DB-624彈性石英毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×1.4 μm）（美國(guó)Agilent 公司）；SM450 直線型吸煙機(jī)（英國(guó)Cerulean公司）；有機(jī)相針式濾器（0.45 μm，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司）44 mm劍橋?yàn)V片（德國(guó)Borgwaldt公司）；CP224S 型電子分析天平（感量0.000 1 g，德國(guó)Sartorius 公司）。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

按照GB/T 16447—2004 要求，將樣品卷煙在（22±1）℃、相對(duì)濕度（60±3）%的環(huán)境中平衡48 h。之后，挑選（平均質(zhì)量±0.019）g 和（平均吸阻±49）Pa 的煙支作為測(cè)試樣品。

1.2.2 煙氣氣相和粒相物的中性、堿性成分分析

（1）樣品前處理。采用ISO 抽吸模式，即每60 s 抽吸1 口，抽吸容量35 mL，抽吸持續(xù)時(shí)間2 s，在此條件下抽吸8 支卷煙。用劍橋?yàn)V片捕集卷煙主流煙氣中粒相物；在劍橋?yàn)V片捕集器后連接兩個(gè)串聯(lián)的吸收瓶，每個(gè)吸收瓶中盛有10 mL甲醇，將其置于異丙醇-干冰冷卻（-78 ℃）的冷阱中，用于捕集主流煙氣中氣相物。卷煙抽吸完畢后，粒相部分操作為：將劍橋?yàn)V片對(duì)折，置于4 mL樣品瓶中；加入3 mL 二氯甲烷，并加入100 μL 內(nèi)標(biāo)溶液，用密封膜密封，超聲萃取30 min；取萃取液，用針式濾器過濾后進(jìn)行GC-MS 分析。氣相部分操作為：準(zhǔn)確加入100 μL 內(nèi)標(biāo)溶液于每個(gè)吸收瓶，攪拌均勻；各取1 mL 溶液于色譜瓶中，混勻后進(jìn)行GC-MS 分析。其中，內(nèi)標(biāo)溶液為氘代苯和乙酸苯乙酯，質(zhì)量濃度均為2 mg/mL。

（2）GC-MS 分析。氣相和粒相物萃取液樣品均取雙份，分別在DB-5MS 和DB-624 兩根色譜柱上分離分析。GC-MS 分析條件如下：

②DB-624 色譜柱：程序升溫：40 ℃（30 min）進(jìn)樣量：1 μL；分流比：10∶1；進(jìn)樣口溫度：220 ℃；載氣：He，流速1.0 mL/min；傳輸線溫度：240 ℃；電離方式：EI；離子源溫度：230 ℃；電離能量：70 eV；四極桿溫度：150 ℃；質(zhì)譜質(zhì)量掃描范圍：20～350 amu；監(jiān)測(cè)模式：全掃描模式（SCAN）和選擇離子掃描模式（SIM）。CH2Cl2定時(shí)事件：0 min 檢測(cè)器打開，12.10 min 檢測(cè)器關(guān)閉，13.90 min 檢測(cè)器打開；CH3OH 定時(shí)事件：0 min 檢測(cè)器打開，11.70 min檢測(cè)器關(guān)閉，13.00 min 檢測(cè)器打開。

1.2.3 煙氣粒相物的酸性成分、醇酚類化合物分析

（1）樣品前處理。采用ISO 抽吸模式，用劍橋?yàn)V片捕集5 支卷煙的主流煙氣粒相物。卷煙抽吸后，將劍橋?yàn)V片對(duì)折，置于4 mL樣品瓶中；加入3 mL二氯甲烷萃取溶液（反-2-己烯酸內(nèi)標(biāo)為50 μg/mL），旋緊瓶蓋密封，超聲萃取30 min；加入500 μL BSTFA，60 ℃水浴條件下衍生50 min；冷卻至室溫，用針式濾器過濾，取濾液進(jìn)行GC-MS 分析。

（2）儀器分析條件。色譜柱：DB-5MS；進(jìn)樣量：1 μL；分流比：10∶1；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；載氣：He，流速1.5 mL/min；傳輸線溫度：280 ℃；電離方式：EI；離子源溫度：230 ℃；電離能量：70 eV；四極桿溫度：150 ℃；質(zhì)譜質(zhì)量掃描范圍：35～450 amu；監(jiān)測(cè)模式全掃描（Scan）和選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM）模式。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

在MSD 工作站打開采集的SIM 數(shù)據(jù)，利用編輯好的自動(dòng)積分方法（增強(qiáng)型數(shù)據(jù)分析軟件自動(dòng)定量功能），生成一個(gè)包含樣品信息、成分名稱和相對(duì)含量（半定量方法，以目標(biāo)物峰面積與內(nèi)標(biāo)峰面積的比值計(jì)）的三維矩陣。應(yīng)用SIMCA 14.1 軟件（Umetrics AB，Ume?，Sweden）對(duì)化合物數(shù)據(jù)進(jìn)行中心化和歸一化（Par，Pareto scaling）［12］處理后，進(jìn)行PCA、OPLS-DA 等多變量分析。PCA 主要用于識(shí)別葉絲、梗絲煙氣中揮發(fā)性、半揮發(fā)性成分間的相似性和差異性，OPLS-DA 主要用于差異化合物的篩選。應(yīng)用SPSS19.0 軟件對(duì)差異化合物進(jìn)行單尾雙樣本方差t 檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 葉絲和梗絲卷煙的主流煙氣成分整體差異

2.1.1 煙氣常規(guī)化學(xué)成分和pH

葉絲和梗絲卷煙的物理參數(shù)如表1 所示，其濾嘴通風(fēng)、煙支長(zhǎng)度和圓周基本一致，梗絲卷煙的質(zhì)量和硬度略低于葉絲卷煙，而吸阻略高于葉絲卷煙。由表2 可知，梗絲卷煙焦油、煙堿、CO、抽吸口數(shù)及衍生指標(biāo)煙堿/焦油、CO/焦油均與葉絲存在顯著性差異。梗絲卷煙焦油、煙堿、CO 分別是葉絲卷煙的33%、17%和76%。梗絲卷煙抽吸口數(shù)為3.8，遠(yuǎn)低于葉絲卷煙（6.7），說(shuō)明梗絲燃燒速度顯著快于葉絲，可能與梗絲中鉀含量約為葉絲的2倍有關(guān)。梗絲卷煙焦油釋放量?jī)H為葉絲的1/3，一方面是因?yàn)楣＝z卷煙抽吸口數(shù)少，陰燃占比較高，另一方面是由于梗絲中纖維素類成分多，其碳化后易形成較長(zhǎng)的燃燒錐，且可揮發(fā)性蒸餾成分較少，因此生成的焦油較少。同樣，梗絲卷煙的煙堿僅為葉絲卷煙的1/6，一方面是因?yàn)楣＝z中煙堿含量低，另一方面是由于抽吸口數(shù)少。

表1 葉絲與梗絲卷煙物理參數(shù)Tab.1 Physical parameters of cigarettes made of cut laminar strips and cut stems

表2 葉絲與梗絲煙氣常規(guī)化學(xué)成分和pH 差異Tab.2 Differences in routine chemical components and smoke pH between mainstream cigarette smoke of cut laminar strips and cut stems

2.1.2 GC-MS 檢測(cè)結(jié)果

利用GC-MS 工作站的解卷積功能對(duì)共流出峰進(jìn)行解析，并運(yùn)用NIST 譜庫(kù)進(jìn)行檢索（匹配度大于800）；同時(shí)，結(jié)合保留指數(shù)［13-14］鑒定化合物。初步鑒定出297 種化合物，包括羧酸類、醛酮類、酯類、醇酚類、糖類、烴類、呋喃類、氮雜環(huán)類化合物等（表3）。

對(duì)于中性和堿性成分，由于DB-5MS 色譜柱為非極性柱，而DB-624 色譜柱為中等極性柱，目標(biāo)化合物在兩根色譜柱上的出峰時(shí)間及分離度差異較大，其中，有158 種目標(biāo)化合物在DB-5MS 色譜柱上的分離度較好，而93 種目標(biāo)化合物在DB-624色譜柱上的分離度較好。因此，采用DB-5MS 色譜柱分離，采用乙酸苯乙酯內(nèi)標(biāo)進(jìn)行半定量分析；采用DB-624 色譜柱分離，采用氘代苯內(nèi)標(biāo)進(jìn)行半定量分析。最終，確定采用DB-5MS 色譜柱分離159 種化合物，采用DB-624 色譜柱分離94 種化合物。采用SIM 模式檢測(cè)297 種化合物并進(jìn)行定量分析，結(jié)果見圖1?？梢钥闯?，葉絲煙氣中絕大多數(shù)目標(biāo)化合物的色譜峰強(qiáng)度大于梗絲，圖1A（中性和堿性粒相成分）和圖1C（硅烷化衍生后的酸性和醇酚類化合物）中的差異尤為顯著。

表3 GC-MS 方法檢測(cè)的目標(biāo)化合物Tab.3 Target components determined by GC-MS method

表3 （續(xù)）

圖1 典型梗絲和葉絲卷煙樣品的主流煙氣SIM 譜圖Fig.1 Typical SIM chromatograms of mainstream cigarette smoke from cut laminar strips and cut stems

綜上可知，梗絲卷煙和葉絲卷煙的抽吸口數(shù)、焦油釋放量均呈現(xiàn)顯著差異。對(duì)于絕大多數(shù)化合物，梗絲卷煙煙氣釋放量均低于葉絲卷煙煙氣。為進(jìn)一步揭示梗絲煙氣和葉絲煙氣之間的差異，后續(xù)研究中從相對(duì)比例的角度進(jìn)行分析，以比較目標(biāo)化合物的單位焦油釋放量差異。

2.2 梗絲和葉絲卷煙主流煙氣成分統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

2.2.1 主成分分析

采用主成分分析（PCA）對(duì)許昌、遵義、曲靖3個(gè)產(chǎn)區(qū)梗絲與葉絲卷煙煙氣的揮發(fā)和半揮發(fā)性成分的數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，其結(jié)果在95%置信區(qū)間內(nèi)，得分圖見圖2?？梢钥闯?，不同產(chǎn)區(qū)的梗絲與葉絲煙氣在得分圖上呈現(xiàn)顯著差異，梗絲和葉絲易區(qū)分，并且梗絲和葉絲之間的差異遠(yuǎn)大于不同產(chǎn)區(qū)之間的差異。當(dāng)然，不同產(chǎn)區(qū)之間的差異在得分圖上也有體現(xiàn)，例如，許昌和曲靖的梗絲與葉絲能夠較好地區(qū)分，但中間香型產(chǎn)區(qū)遵義和清香型產(chǎn)區(qū)曲靖的梗絲與葉絲相似性較高，區(qū)分度較差。

2.2.2 差異化合物篩選

圖2 不同產(chǎn)區(qū)的梗絲與葉絲卷煙主流煙氣中揮發(fā)和半揮發(fā)性成分PCA 得分圖Fig.2 PCA score plot based on volatile and semi-volatile components in mainstream cigarette smoke of cut laminar strips and cut stems from different growing areas

為進(jìn)一步分析梗絲和葉絲煙氣中差異顯著的成分，采用OPLS-DA 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理。圖3A是數(shù)據(jù)的OPLS-DA分析結(jié)果，可以看出，在第1 維預(yù)測(cè)主成分上，兩組間化合物的得分相差較大，梗絲和葉絲能夠很好地區(qū)分。梗絲和葉絲樣品模型包含2個(gè)主成分，其擬合參數(shù)為R2X=0.732，R2Y=0.986，Q2=0.979，表明該模型的穩(wěn)定性和預(yù)測(cè)率較高。對(duì)OPLS-DA 模型進(jìn)行置換檢驗(yàn)，置換次數(shù)n=200，模型的排列驗(yàn)證結(jié)果如圖3B 所示。由圖3B 可以看出，部分樣本類別信息打亂后，左側(cè)所有的點(diǎn)均低于最右側(cè)兩個(gè)相同顏色的原始點(diǎn)，同時(shí)，相應(yīng)模型的性能（R2和Q2）均下降，表明模型的穩(wěn)健性較好；模型驗(yàn)證結(jié)果參數(shù)R2截距為0.235、Q2截距為-0.555，也表明該模型較可靠，不存在過擬合現(xiàn)象。因此，采用建立的OPLS-DA 模型進(jìn)行后續(xù)的差異化合物篩選。

本研究中，通過OPLS-DA 分析過濾除去不相關(guān)的正交信號(hào)，從而使獲得的差異化合物更加可靠。結(jié)合載荷圖（圖4）和變量投影重要性（variable importance in the projection，VIP）值（閾值為1.0），初步篩選出53 種差異化合物，并通過t 檢驗(yàn)（t-test）的P 值（閾值＜0.05）對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，結(jié)果見表4。53 種差異化合物包括羧酸、醛酮類、酯類、醇酚類、烴類、呋喃類、氮雜環(huán)類化合物等，烴類、羧酸類、醇酚類、氮雜環(huán)類化合物占比較高，分別為25%、19%、15%、17%。

由表5 和表6 可知，梗絲和葉絲煙氣中53 種差異化合物的單位焦油釋放量差異較大。

對(duì)于烴類化合物，梗絲煙氣中的新植二烯、檸檬烯、月桂烯、1,4-環(huán)己二烯等化合物的單位焦油釋放量均低于葉絲煙氣，其梗絲/葉絲比值分別為0.06、0.13、0.08、0.51。梗絲煙氣的新植二烯、檸檬烯、月桂烯的單位焦油釋放量遠(yuǎn)低于葉絲煙氣，而新植二烯不僅能增加煙草吸味，且影響其他香味成分的形成［15］；檸檬烯有類似檸檬的香味，具有和順的、醇和的感官特征。梗絲煙氣中的1,3-環(huán)戊二烯、苯乙烯、甲苯、2-甲基-1-丁烯、丙炔、丁烯、2-丁炔、2-戊烯（Z）、3-甲基戊烷等化合物的單位焦油釋放量均高于葉絲煙氣，梗絲/葉絲比值為1.09～2.07。梗絲煙氣中這些烯烴類物質(zhì)的釋放量較高，可能與梗絲卷煙的燃燒狀態(tài)有關(guān)。梗絲中纖維類成分含量高，梗絲卷煙燃燒錐較葉絲卷煙長(zhǎng)，即燃燒時(shí)形成的焦炭量大，其進(jìn)一步燃燒產(chǎn)生大量的小分子烴類成分；另外，梗絲中鉀離子含量較高，鉀鹽等無(wú)機(jī)鹽的存在會(huì)增加煙氣中小分子烴類成分的釋放量。

圖3 梗絲與葉絲卷煙主流煙氣中揮發(fā)和半揮發(fā)性成分OPLS-DA 分析結(jié)果Fig.3 Results of OPLS-DA generated from volatile and semi-volatile components in mainstream cigarette smoke of cut laminar strips and cut stems

圖4 梗絲與葉絲卷煙主流煙氣中揮發(fā)和半揮發(fā)性成分載荷圖Fig.4 Loading plot from volatile and semi-volatile components in mainstream cigarette smoke of cut laminar strips and cut stems

表4 篩選出的53 個(gè)差異化合物的VIP 值和P 值Tab.4 VIP and P values of 53 screened differential components

表5 梗絲煙氣中單位焦油釋放量小于葉絲的差異化合物Tab.5 Differential components with release on per unit tar basis in mainstream smoke of cut stems less than that of cut laminar strips

表5 （續(xù)）

表6 梗絲煙氣中單位焦油釋放量大于葉絲的差異化合物Tab.6 Differential components with release on per unit tar basis in mainstream smoke of cut stems higher than that of cut laminar strips

對(duì)于羧酸類化合物，梗絲煙氣中的羥基乙酸、蘋果酸、3-羥基丙酸、2,3-二羥基丙酸等羥基羧酸的單位焦油釋放量均高于葉絲煙氣，梗絲/葉絲比值為1.37～2.56。其中，蘋果酸可能來(lái)自梗絲的直接轉(zhuǎn)移，其余羥基羧酸可能來(lái)自含羥基的多元酸如蘋果酸、檸檬酸以及糖和纖維素的熱解。煙梗中蘋果酸、纖維素含量高，且高于煙葉，因此梗絲熱解產(chǎn)生的羥基羧酸、轉(zhuǎn)移的蘋果酸均高于葉絲煙氣。梗絲煙氣中的高級(jí)脂肪酸如亞麻酸、二十酸、十六酸、十八酸的單位焦油釋放量均低于葉絲煙氣，梗絲/葉絲比值為0.33～0.67。高級(jí)脂肪酸對(duì)煙氣質(zhì)量有重要影響，對(duì)雜氣、刺激性、回甜感、干燥感、細(xì)膩度等影響較大［16］。

對(duì)于醇酚類和氮雜環(huán)類化合物，梗絲煙氣中此類成分的單位焦油釋放量均低于葉絲煙氣，梗絲/葉絲比值為0.17～0.76。這些化合物多數(shù)對(duì)香氣和吸味有正面作用。其中，羥基麥芽酚具有甜味特征；苯甲醇具有弱花香的香味特征。吡啶類化合物對(duì)余味有一定影響，這可能是由于它們與呋喃酮和環(huán)戊烯酮協(xié)同作用［17］，進(jìn)而降低了甜焦糖味。3-甲基吡啶和4-甲基吡啶對(duì)煙氣吸味也有影響，二者可增強(qiáng)豐滿度，具有類似白肋煙的吸味。苯酚、對(duì)甲基苯酚、鄰苯二酚等酚類化合物主要來(lái)自蛋白質(zhì)、綠原酸等前體化合物的熱解［11,18］，而煙梗中蛋白質(zhì)、綠原酸等含量遠(yuǎn)低于煙葉。

對(duì)于醛酮類化合物，梗絲煙氣中的甲基乙烯基酮、2-丁酮、2,3-戊二酮、3-戊酮等化合物的單位焦油釋放量均高于葉絲煙氣，梗絲/葉絲比值為1.12～2.55；這些成分主要來(lái)自纖維素、糖的熱解，盡管梗絲中的水溶性糖低于葉絲（比值為0.8），但梗絲中的纖維素等遠(yuǎn)高于葉絲，從而導(dǎo)致上述酮類化合物在梗絲煙氣中的占比高于葉絲煙氣。另外，梗絲卷煙燃燒時(shí)燃燒錐較大，會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)其中纖維素的熱解，進(jìn)而產(chǎn)生更多的小分子酮類化合物。梗絲煙氣中的苯甲醛、巨豆三烯酮的單位焦油釋放量低于葉絲煙氣，梗絲/葉絲比值分別為0.47 和0.09。梗絲煙氣中的巨豆三烯酮的單位焦油釋放量遠(yuǎn)低于葉絲煙氣，其為重要的香味成分之一，具有煙草香和辛香底韻，能顯著增強(qiáng)煙香、改善吸味［16］。

對(duì)于呋喃類化合物，梗絲煙氣中的3-甲基呋喃的單位焦油釋放量高于葉絲煙氣，梗絲/葉絲比值為1.46；其余的苯并呋喃、2,3-二氫苯并呋喃、呋喃酮，梗絲煙氣則顯著低于葉絲煙氣，梗絲/葉絲比值為0.13～0.47。呋喃類物質(zhì)一般具有甜烤香、焦糖香特征。對(duì)于酯類化合物，其在梗絲煙氣中的單位焦油釋放量低于葉絲煙氣，梗絲/葉絲比值為0.51～0.61。其中，十六酸甲酯和亞油酸甲酯的煙氣吸味為甜、醇和，煙氣香味為醇和。

在53 種差異化合物中，66%的化合物的葉絲煙氣單位焦油釋放量高于梗絲煙氣，其中42%的化合物在2 倍以上，一些甚至在10 倍以上，例如新植二烯、檸檬烯、巨豆三烯酮等。盡管梗絲煙氣化學(xué)成分與葉絲煙氣化學(xué)成分的類別并無(wú)明顯差異，但其比例存在很大差異。這與煙?；瘜W(xué)成分含量特點(diǎn)和梗絲卷煙燃燒狀態(tài)密切相關(guān)［19-22］。梗絲煙氣中小分子的烷烴類和酮類、羥基羧酸類化合物等的單位焦油釋放量高于葉絲煙氣外，其余成分大多較低于葉絲煙氣。卷煙煙氣的感官特征是化合物協(xié)同作用的結(jié)果，盡管梗絲煙氣中也存在較多致香成分，但是許多成分的比例各異，使煙氣呈現(xiàn)刺激性大、木質(zhì)氣重等感官特征。

3 結(jié)論

采用GC-MS 分析了葉絲及梗絲煙氣中的297種揮發(fā)和半揮發(fā)性成分，并經(jīng)多元統(tǒng)計(jì)分析篩選出53 種差異化合物。在種類上，包括烴類、羧酸類、醇酚類、氮雜環(huán)類、醛酮類、呋喃類、酯類化合物，其中，烴類、羧酸類、醇酚類、氮雜環(huán)類化合物占比較高；在相對(duì)比例上，葉絲和梗絲煙氣單位焦油釋放量存在較大差異，66%的化合物的葉絲煙氣釋放量高于梗絲煙氣，42%的化合物在梗絲煙氣的2 倍以上，少量成分如新植二烯、檸檬烯、巨豆三烯酮等甚至在10 倍以上。梗絲煙氣中許多化合物的比例失調(diào)導(dǎo)致其呈現(xiàn)刺激性大、雜氣重的煙氣特征。梗絲煙氣特征（梗味）并不是由于個(gè)別煙氣成分的感官作用所致，而應(yīng)該是煙氣整體缺陷（不平衡）造成的。