長(zhǎng)白山(LEVENDIS)加熱不燃燒新型煙草制品的研制與開發(fā)

樸洪偉 鄭伯壯 樸光石 金昕 劉斌 陳永森 楊紅運(yùn) 金勇華 崔成哲 朱良華

摘? 要：對(duì)長(zhǎng)白山（LEVENDIS）加熱不燃燒煙草制品煙彈的制作過程和性能進(jìn)行詳細(xì)闡述，并與菲飛利浦·莫里斯公司生產(chǎn)的iQOS加熱不燃燒產(chǎn)品以及傳統(tǒng)卷煙3R4F，對(duì)外觀質(zhì)量、工藝技術(shù)特性、感官質(zhì)量、減害性能、毒理學(xué)評(píng)價(jià)等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。結(jié)果表明： （1）煙彈具有結(jié)構(gòu)組成獨(dú)特，外觀新穎的特性，具有專用制造工藝技術(shù)的創(chuàng)新性和工藝加工方法的新穎性、合理性和適用性等加工工藝技術(shù)的先進(jìn)性。（2）感官質(zhì)量?jī)?yōu)于iQOS加熱不燃燒產(chǎn)品，減害性能優(yōu)于傳統(tǒng)卷煙，毒性低于傳統(tǒng)卷煙。

關(guān)鍵詞：加熱不燃燒煙彈? 外觀質(zhì)量? 工藝技術(shù)特性? 感官質(zhì)量? 減害性能? 毒性

中圖分類號(hào)：TS45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）12（c）-0110-06

Abstract： Complication in details for the manufacturing process and product property;Co-Evaluation with HNB of Philips-Morris （i-QOS） and Traditional Cigarette， such as 3R4F： Appearance Quality， Process Technology Process，Taste Evaluation， Property on decreasing harmful elements，Toxicology analysis. Results：1， this product provide unique structure， fresh appearance， the manufacture process also present the innovation with new technology and new process combine the reasonable，applicable，advanced pattern.2，Better than i-QOS on taste evaluation， better performance on decreasing harmful elements and lower toxic than traditional cigarettes.

Key Words： HNB（Heat not burn bullet）; Appearance quality; Process technology property： Taste evaluation;Property of decreasing harmful element; Toxic and side effect

加熱不燃燒（Heat-not-bum，HNB）煙草制品是一種加熱由煙草原料制成的煙棒以釋放含有煙堿的氣溶膠而非直接燃燒煙草原料的煙草制品[1-2]，相對(duì)于傳統(tǒng)卷煙其主要特征是不需燃燒，焦油等有害成分含量較低，同時(shí)能滿足人體攝入一定尼古丁的需求。加熱不燃燒產(chǎn)品是新型煙草制品的一種，通過器具的特殊加熱源對(duì)煙彈中的原料進(jìn)行加熱，揮發(fā)其中的尼古丁及香味物質(zhì)產(chǎn)生煙氣來滿足消費(fèi)者的吸煙需求[3]。本文通過長(zhǎng)白山（LEVENDIS）加熱不燃燒煙草制品煙彈的制作過程和性能的詳細(xì)闡述以及與iQOS加熱不燃燒產(chǎn)品和傳統(tǒng)卷煙的對(duì)比，闡明了長(zhǎng)白山（LEVENDIS）加熱不燃燒制品煙彈的制作方法和性能優(yōu)勢(shì)、感官質(zhì)量和減害性能的優(yōu)越性以及低毒性的特性，對(duì)加熱不燃燒新型煙草制品的設(shè)計(jì)開發(fā)提供參考。

1? 材料與方法

1.1 主要材料、試劑與儀器

材料： 津巴布韋烤煙（煙堿含量2.8%），美國(guó)烤煙（煙堿含量 3.7%），云南紅河烤煙（煙堿含量2.3%），再造煙葉，傳統(tǒng)梗絲，膨脹梗，吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司產(chǎn);煙嘴，連接段，堵頭段，紙管，封口紙，ABS食品級(jí)塑料件，均由上海聚華科技股份有限公司提供。

試劑：甘油（99.5%）、1，2-丙二醇（99.8%），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn);辛葵酸甘油酯、芳樟醇、乙酸愈創(chuàng)木酚酯、柏木油、香根油、纈草油等，均為色譜純，果香香基，上海聚華科技股份有限公司產(chǎn)。

儀器：SM400 20型孔道吸煙機(jī)，英國(guó)Filtrona公司產(chǎn);KBF240型恒溫恒濕箱，德國(guó)Binder公司產(chǎn);CP225D型電子天平（感量0.0001g），德國(guó)Sartorius公司產(chǎn);游標(biāo)卡尺（感量0.1mm），哈爾濱量具廠產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 煙彈的制備

（1）載體原料的選擇：通過粉碎機(jī)將材料打碎、篩選，制成合適尺寸的載體，并檢測(cè)吸收率。

（2）載體顆粒去雜工藝處理因膨脹梗粒本身還存在木質(zhì)氣，故采用生物酶、發(fā)酵、美拉德反應(yīng)等技術(shù)處理載體顆粒，減少或消除載體顆粒本身所具有的不良雜氣或雜味。

（3）提取分離：微濾、柱分離、膜分離、超臨界提取? ?把煙葉原料分別經(jīng)過微濾、柱分離、膜分離、超臨界提取等工藝得到相應(yīng)的提取物，并對(duì)不同工藝的提取物進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。

（4）氣溶膠生成劑（發(fā)煙劑）選擇及配方版塊確定挑選多種符合食品安全的發(fā)煙劑，如甘油、丙二醇等，分別用相同的煙草原料顆粒作為載體回填，制作成煙彈進(jìn)行評(píng)吸，選出適用的單體發(fā)煙劑，再用選出的單體發(fā)煙劑調(diào)配出評(píng)吸效果最佳發(fā)煙劑版塊配方。

（5）回填料液配方的確定。以各種煙草提取物、單體發(fā)煙劑、發(fā)煙劑配方版塊、煙用香精為原料，調(diào)配滿足產(chǎn)品要求的膨脹梗顆?；靥盍弦号浞健?/p>

（6）結(jié)構(gòu)技術(shù)特性和外觀設(shè)計(jì)以及制造工藝流程的確定根據(jù)煙彈的發(fā)煙原理，確定其結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)，制作煙彈。對(duì)結(jié)構(gòu)組成的獨(dú)特性、外觀的新穎性、創(chuàng)意的獨(dú)創(chuàng)性進(jìn)行闡述，對(duì)所研制的煙彈制定專用制造工藝流程并對(duì)該流程進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.2 煙彈的檢測(cè)

由上海新型煙草制品研究院對(duì)煙彈的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

1.2.3 長(zhǎng)白山（Levendis）和iQOS加熱不燃燒卷煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

把長(zhǎng)白山（Levendis）和iQOS加熱不燃燒卷煙樣品于溫度（22±2） ℃、相對(duì)濕度（60±5）%的恒溫恒濕箱中平衡水分48h，由7名卷煙感官評(píng)吸員對(duì)兩種樣品進(jìn)行感官質(zhì)量對(duì)比評(píng)價(jià)。

1.2.4 長(zhǎng)白山（LEVENDIS）和iQOS氣溶膠以及傳統(tǒng)卷煙化學(xué)成分

由上海新型煙草制品研究院（申請(qǐng)受理號(hào)JSSH20200004）把長(zhǎng)白山（LEVENDIS）樣品于溫度22±2℃，相對(duì)濕度60±5%的恒溫恒濕箱中平衡48h， 在加拿大深度抽吸模式（Health Canada Intense ，HCI smoking regimen）的抽吸條件下，以鐘型、抽吸容量55ml、抽吸時(shí)長(zhǎng)2s、抽吸間隔30s為抽吸參數(shù)，參照GB/T 19609-2004[4]， CORESTA RECOMMENDED METHODS No. 62 - Determination of Nicotine in Tobacco and Tobacco Products by Gas Chromatographic Analysis ，CORESTA RECOMMENDED METHODS No.60 - Determination of 1，2-Propylene Glycol and Glycerol in Tobacco and Tobacco Products by Gas Chromatography，GB/T 23356-2009[5]，CORESTA RECOMMENDED METHODS No. 75 - Determination of Tobacco Specific Nitrosamines in Mainstream Cigarette Smoke by LC-MS/MS，YC/T 253-2008[6]，YC/T 377-2010[7]，GB/T 21130-2007[8]，YC/T 255-2008[9]，YC/T 254-2008[10]的方法及建議檢測(cè)總粒相物，煙堿，甘油，CO， TSNAs（NNK 、NNN 、NAB 、NAT），HCN，NH3，B[a]P，酚類化合物，羰基化合物等成分的煙氣釋放量。

1.2.5 安全性能和毒理學(xué)評(píng)價(jià)

對(duì)加熱不燃燒產(chǎn)品與電子煙和傳統(tǒng)卷煙的安全性能進(jìn)行比較，根據(jù)參考文獻(xiàn)中同類產(chǎn)品的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)毒性。

2? 結(jié)果與討論

2.1 煙彈技術(shù)指標(biāo)及檢測(cè)指標(biāo)分析

2.1.1 技術(shù)指標(biāo)分析

（1）煙草原料載體吸收率見表1。由表1可知，膨脹梗顆粒的吸收率為84%，大于再造煙葉（38%）和傳統(tǒng)梗絲（48%），所以選擇膨脹梗顆粒作為煙彈原料載體。

（2）不同提取分離工藝的提取物感官質(zhì)量見表2。由表2可知，采用不同提取分離工藝的煙草提取物有不同的效果，從綜合經(jīng)濟(jì)效益、提取物內(nèi)在質(zhì)量等方面考慮，選擇微濾+柱分離+膜分離+超臨界提取作為提取分離工藝。

（3）添加發(fā)煙劑的目的是為了在較低溫度加熱狀態(tài)下，快速釋放吸食所需的成分，并使煙氣揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生大量的霧氣，以增加煙霧量，感受類似抽吸傳統(tǒng)卷煙的感官體會(huì)。評(píng)吸結(jié)果見表3。由表3可知，三種發(fā)煙劑煙霧量無明顯差距，根據(jù)配方選擇與回填料液中的香精香料溶解性好的甘油為發(fā)煙劑。

（4）以煙用香精為原料調(diào)配的回填料液配方，見表4，由表4可知， 經(jīng)過多次試驗(yàn)調(diào)配而成的膨脹梗顆粒回填料液，斌于卷煙豐滿而細(xì)膩的香氣，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo).

（5）結(jié)構(gòu)技術(shù)特性和外觀設(shè)計(jì)以及制造工藝技術(shù)分析。

煙彈結(jié)構(gòu)由煙嘴、內(nèi)置香珠連接段、堵頭段、紙管、封口紙等組成見圖1。圖1顯示，煙彈的發(fā)煙原理是封口紙與堵頭段之間的紙管內(nèi)含有的顆粒經(jīng)受熱后揮發(fā)氣溶膠，為避免與iQOS的專利糾紛，載體原料采用膨脹煙梗顆粒，起過濾和降溫作用的煙嘴段采用ABS食品級(jí)材質(zhì)的塑料件，采用內(nèi)置香珠的連接段，防止顆粒掉落的封口紙等特殊結(jié)構(gòu);煙具外觀設(shè)計(jì)圖見圖2。圖2顯示， 煙彈外觀設(shè)計(jì)新穎，創(chuàng)意獨(dú)特，具有時(shí)代感;對(duì)所研制的煙彈制定專用制造工藝流程見圖3。圖3顯示，煙彈制造工藝流程多道工序采用自動(dòng)上料、檢測(cè)、計(jì)量等技術(shù)手段，體現(xiàn)專用制造工藝技術(shù)的創(chuàng)新性和工藝加工方法的新穎性、先進(jìn)性、合理性和適用性，并符合法律法規(guī)。

2.1.2 檢測(cè)指標(biāo)分析

由上海新型煙草制品研究院對(duì)長(zhǎng)白山（LEVENDIS）煙彈指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表5。由表5可知， 煙彈的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均符合要求。

2.2 長(zhǎng)白山（LEVENDIS）和iQOS加熱不燃燒卷煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

周惠明，華青，陶立奇等[11]深入研究了在加熱非燃燒狀態(tài)下，再造煙葉顆粒香味成分的釋放行為，重點(diǎn)分析了溫度控制對(duì)加熱不燃燒卷煙香氣成分的影響，朱浩[12]等研究了3種HNB制品的26種煙熏香成分釋放情況，重點(diǎn)關(guān)注了與傳統(tǒng)卷煙的對(duì)比。對(duì)長(zhǎng)白山（LEVENDIS）和iQOS加熱不燃燒卷煙進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)見表6。由表6可知， 長(zhǎng)白山（LEVENDIS）比iQOS具有煙氣細(xì)膩，雜氣（味）少，余味純凈、舒適等感官質(zhì)量特性，其感官質(zhì)量?jī)?yōu)于iQOS，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.3 長(zhǎng)白山（LEVENDIS）與iQOS氣溶膠以及傳統(tǒng)卷煙化學(xué)成分分析

由上海新型煙草制品研究院檢測(cè)的長(zhǎng)白山（LEVENDIS）氣溶膠與Schaller等[13-14]在加拿大深度抽吸模式（Health Canada Intense ，HCI smoking regimen）的抽吸條件下檢測(cè)的iQOS氣溶膠和傳統(tǒng)卷煙3R4F主流煙氣的化學(xué)成分進(jìn)行對(duì)比見表7.由表7結(jié)果可知，與 3R4F 主流煙氣相比，長(zhǎng)白山（LEVENDI）氣溶膠中大多數(shù)HPHCs降低超過90%，如：無機(jī)化合物（CO、氰化氫等）99%以上，醛酮類化合物（甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、巴豆醛、丙酮、2-丁酮等）95%～99%，B[a]P100%，揮發(fā)性成分降低 98% 以上，煙草特有亞硝胺（NNK、NNN、NAT、NAB）94%～99%，酚類化合物（除間-甲酚和間-苯二酚外）95%以上，這與王沖等[15]在加熱不燃燒卷煙和傳統(tǒng)卷煙主流煙氣總粒相物主要成分的分析比較中論述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。長(zhǎng)白山（LEVENDI）氣溶膠中除酚類化合物中的間-苯二酚、間-甲酚、對(duì)-甲酚外的各項(xiàng)有害成分釋放量降低率均大于iQOS氣溶膠，表示LEVENDI氣溶膠的有害成分低于iQOS氣溶膠。

2.4 毒理學(xué)評(píng)價(jià)

為了解加熱不燃燒卷煙對(duì)吸煙者帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)，李翔等[16]對(duì)加熱不燃燒卷煙進(jìn)行毒理學(xué)評(píng)價(jià)，結(jié)果表明加熱不燃燒卷煙氣溶膠毒性低于傳統(tǒng)卷煙。Schaller等[17]采用中性紅攝入實(shí)驗(yàn)、Ames實(shí)驗(yàn)和小鼠淋巴瘤實(shí)驗(yàn)（Mouse lymphoma assayMLA）等體外毒性測(cè)試方法評(píng)價(jià)了菲莫國(guó)際的煙草加熱產(chǎn)品 THS 2.2（Tobacco Heating System 2.2）氣溶膠和參考煙3R4F主流煙氣的致突變性和細(xì)胞毒性。Ames、小鼠淋巴瘤和中性紅攝入實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與3R4F主流煙氣相比，THS2.2氣溶膠的致突變性和細(xì)胞毒性降低85%～95%，其毒理學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果，在一定程度上為加熱不燃燒煙草制品提供毒理學(xué)理論數(shù)據(jù)支撐。長(zhǎng)白山（LEVENDIS） 作為一種加熱不燃燒新型煙草制品， 是為了降低煙氣相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)，其類型的卷煙氣溶膠毒性低于傳統(tǒng)卷煙。

3? 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)白山（LEVENDIS）加熱不燃燒煙草制品煙彈原料載體是一種以膨脹煙梗和煙草提取物為主要原料，經(jīng)過對(duì)膨脹梗顆粒進(jìn)行處理后回填料液加工而成的產(chǎn)品，料液為煙草提取物及天然食用植物提取物、甘油等配制而成;煙香醇正、優(yōu)雅、較豐滿、較細(xì)膩、協(xié)調(diào)，并以獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和新穎的外觀，運(yùn)用先進(jìn)的專用制造工藝流程和精細(xì)化加工工藝技術(shù)，達(dá)到煙彈的制作目的，煙彈的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和檢測(cè)指標(biāo)，均達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo);其感官質(zhì)量?jī)?yōu)于iQOS，表現(xiàn)于煙氣細(xì)膩，雜氣少，余味純凈、舒適等指標(biāo);與3R4F主流煙氣相比，長(zhǎng)白山（LEVENDIS）氣溶膠中有害物質(zhì)大幅降低，其氣溶膠的有害成分低于iQOS氣溶膠。長(zhǎng)白山（LEVENDIS） 作為一種加熱不燃燒新型煙草制品，是為了降低煙氣相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)，其類型的卷煙氣溶膠毒性低于傳統(tǒng)卷煙。本文對(duì)長(zhǎng)白山（LEVENDIS）加熱不燃燒煙草制品煙彈的制作過程和性能進(jìn)行研究，結(jié)果對(duì)加熱不燃燒新型煙草制品的研制與開發(fā)具有一定的參考意義。

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