加熱不燃燒煙草制品研究現(xiàn)狀和未來(lái)展望＊

張 驥，張振濤，楊俊玲，張化福

（中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所，北京100190）

隨著《煙草框架公約》的全球性履約，控制吸煙成為世界衛(wèi)生組織、締約國(guó)政府的一致呼聲和行動(dòng)，以社會(huì)輿論和公共禁令相結(jié)合的形式逐步推進(jìn)。為履行《煙草控制框架公約》特別是第8 條關(guān)于“防止接觸煙草煙霧”的規(guī)定，許多國(guó)家都制訂、實(shí)施了嚴(yán)格的公共場(chǎng)所吸煙禁令[1-2]。同時(shí)，隨著收入水平的不斷提高，人們的健康意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，傳統(tǒng)煙草消費(fèi)在全球一些主要消費(fèi)國(guó)家和地區(qū)基本上都出現(xiàn)了下滑的趨勢(shì)。各跨國(guó)煙草公司紛紛布局減害替煙的新型煙草制品領(lǐng)域。受國(guó)際新型煙草制品的發(fā)展潮流影響，國(guó)內(nèi)對(duì)新型煙草的監(jiān)管態(tài)度也趨于積極[3]。2018-07 煙草總局印發(fā)的改革要點(diǎn)通知中，已明確深化新型煙草創(chuàng)新改革，推進(jìn)新型煙草制品定型化、產(chǎn)業(yè)化、品牌化發(fā)展?！秶?guó)家煙草專賣局2018 年全面深化改革工作要點(diǎn)》也提出：“推進(jìn)新型煙草制品全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展。加快推進(jìn)新型煙草制品技術(shù)、產(chǎn)品、裝備研發(fā)創(chuàng)新，推動(dòng)新型煙草制品定型化、產(chǎn)業(yè)化、品牌化發(fā)展。加強(qiáng)新型煙草制品標(biāo)準(zhǔn)研究與布局。”

新型煙草制品（Reduced Risk Products，減害產(chǎn)品）主要是相對(duì)于傳統(tǒng)燃吸方式的卷煙煙草制品而言，根據(jù)使用形式來(lái)分，新型煙草制品包括有煙氣、無(wú)煙氣兩大類，其中有煙氣產(chǎn)品主要包括電子煙（蒸汽煙）、加熱不燃燒煙草制品（Heat not burn tobacco，HNB）。新型煙草制品具有無(wú)需燃燒、基本無(wú)焦油、提供尼古丁三大特點(diǎn)，因其“減害”特性逐步進(jìn)入大眾視野，其中尤其以電子煙和HNB 煙草制品兩大主流產(chǎn)品發(fā)展最為迅速。相對(duì)于不含煙草成分的蒸汽式電子煙，使用真正煙草成分作為煙彈的HNB 本質(zhì)上就是一種煙草制品，能夠更大程度地保留煙草風(fēng)味，抽吸時(shí)也與傳統(tǒng)卷煙的口感更為相似，口感和使用感也更接近傳統(tǒng)煙草，更容易接收和轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)消費(fèi)者[4-5]。2019-04-30，美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)菲莫國(guó)際（PMI）的HNB 產(chǎn)品IQOS通過(guò)PMTA，并授權(quán)該公司旗下的HNB 設(shè)備IQOS、萬(wàn)寶路煙彈及萬(wàn)寶路薄荷煙彈等產(chǎn)品可在美銷售后，全球HNB 煙草制品領(lǐng)域迎來(lái)了新一輪的發(fā)展狂潮?，F(xiàn)今，對(duì)于HNB 煙草制品的發(fā)展歷程、專利和技術(shù)分析的相關(guān)研究和論文已有不少，但對(duì)于國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的HNB 煙草制品，在技術(shù)、產(chǎn)品、裝備等方面仍缺乏全面的總結(jié)和分析。針對(duì)上述問(wèn)題，本文對(duì)HNB 煙草制品的產(chǎn)品特色和主要構(gòu)成，國(guó)外和國(guó)內(nèi)的代表性HNB 煙草制品及其創(chuàng)新技術(shù)，HNB 煙草制品的未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述性的總結(jié)和介紹，以期為國(guó)內(nèi)廣大科研機(jī)構(gòu)、研究人員、煙草企業(yè)研究了解HNB 煙草制品的研究現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展提供參考。

1 HNB 煙草制品簡(jiǎn)介

HNB 煙草制品又稱低溫卷煙，如圖1 所示，一般主要由如下三部分組成：由煙末加工而成的片狀煙草材料構(gòu)成的煙彈（tobacco stick），可以插入煙棒并對(duì)其進(jìn)行加熱的煙具/加熱棒（holder），給加熱棒中的電池充電的充電器（Charger）。

圖1 HNB 煙草制品的主要組成

HNB 煙草制品的原理是利用外部熱源加熱特制煙草而非點(diǎn)燃煙草以產(chǎn)生煙草風(fēng)味氣體（通過(guò)控制加熱溫度實(shí)現(xiàn)，一般將溫度加熱至350 ℃以下，低于傳統(tǒng)卷煙的600 ℃），加熱方式主要有電加熱、碳加熱、燃料加熱等[6]。TORIKAI等人[7]的研究表明，在所分析的29 種有害卷煙煙氣成分中，有96.6%的有害成分主要形成在800 ℃溫度范圍內(nèi)。煙葉中尼古丁和多數(shù)香味成分在300～600 ℃的溫度區(qū)間即可從煙草中釋放出來(lái)。HNB 煙草制品通過(guò)將煙草加熱而非燃燒的方式，可避免產(chǎn)生焦油等多種有害物質(zhì)，同時(shí)較大程度地保留了香味成分，是新型煙草制品中最熱門的產(chǎn)品之一。

HNB 煙草制品的煙彈與傳統(tǒng)卷煙的煙彈有很大不同，主要由4 部分組成，如圖2 所示，具有如下特點(diǎn)：①相較于傳統(tǒng)卷煙，HNB 煙草制品中的煙草段通常不是由煙絲型填充物（煙葉絲或煙梗絲）組成，而是由添加了大量的煙霧生成劑、香精香料等物質(zhì)的煙草薄片/再造煙葉/重組煙葉組成；②煙草段所含有的煙草材料的質(zhì)量要比傳統(tǒng)卷煙少得多，一般為320 mg 左右，而傳統(tǒng)卷煙中一支煙彈中煙草材料的含量一般為550 mg 左右；③煙彈中包含兩個(gè)特殊且獨(dú)立的過(guò)濾部分，一個(gè)為主要由聚乳酸（PLA）組成，遇熱軟化形變，吸收煙氣熱量，從而達(dá)到冷卻氣溶膠/降低煙氣溫度目的的冷卻過(guò)濾段（Polymer-Film Filter），另一個(gè)為主要由低密度醋酸纖維絲束段組成，模仿卷煙感官同時(shí)過(guò)濾有害物質(zhì)的過(guò)濾嘴（Mouth Piece Filter）；④此外，還有起到支撐隔離煙草段和冷卻過(guò)濾段作用的中空醋酸纖維段（Hollow Acetate Tube）[8-9]。THS2.2 及其電加熱煙草制品插入到加熱棒時(shí)的橫截面如圖3 所示。

2 國(guó)際HNB 代表性產(chǎn)品及產(chǎn)品特色

菲莫國(guó)際、英美煙草（BAT）、日本煙草以及帝國(guó)煙草是全球四大跨國(guó)煙草巨頭，幾乎壟斷了除中煙以外的煙草市場(chǎng)。隨著世界煙草控制持續(xù)推進(jìn)，卷煙等傳統(tǒng)煙草制品銷量有所下降，新型煙草制品尤其是HNB 煙草制品銷量增速顯著。2018 年新型煙草市場(chǎng)持續(xù)保持高增速態(tài)勢(shì)，全球新型煙草銷售規(guī)模達(dá)到277.4 億美元，同比增長(zhǎng)60.6%，其中HNB 煙草制品約占119 億美元。因吸煙文化、霧化式電子煙管控問(wèn)題，日韓等東亞國(guó)家對(duì)于HNB 煙草制品的接受度更高[18]。在這一潮流的趨勢(shì)下，菲莫國(guó)際、英美煙草、日本煙草和帝國(guó)煙草這全球四大煙草巨頭都積極轉(zhuǎn)型布局新型煙草，其在HNB 煙草制品方面的產(chǎn)品布局如表1 所示。

圖2 HNB 煙彈的橫截面圖

圖3 THS2.2 及其電加熱煙草制品插入到加熱棒時(shí)的橫截面

表1 國(guó)際HNB 代表性產(chǎn)品評(píng)估

HNB 煙草制品發(fā)展迅猛，已成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。目前市面上主要代表性產(chǎn)品包括菲莫國(guó)際的IQOS、英美煙草的Glo、日本煙草的Ploom Tech、韓國(guó)KT&G 的Lil。其中，菲莫國(guó)際是入局最早、投資力度最大的跨國(guó)煙草公司，至今已投資超50 億美元用于低風(fēng)險(xiǎn)煙草產(chǎn)品的研發(fā)和科學(xué)檢驗(yàn)[19]。目前已開(kāi)發(fā)出四種低風(fēng)險(xiǎn)煙草產(chǎn)品系列，其中IQOS和Teeps 都可歸屬于HNB 產(chǎn)品類。2018 年IQOS 實(shí)際終端市場(chǎng)銷量為443 億支，同比增長(zhǎng)93.4%。英美煙草的加熱不燃燒產(chǎn)品以Glo 為代表，產(chǎn)品于2016 年在日本首發(fā)。2018年其新型煙草板塊營(yíng)收達(dá)到9.01 億英鎊，同比增長(zhǎng)95%。日本煙草以Ploom Tech 為HNB 產(chǎn)品代表，截至2018 年底，其已銷售近280 億支加熱不燃燒煙彈。帝國(guó)煙草作為最后一家進(jìn)入HNB 煙草領(lǐng)域的大型煙草制造商，其代表性HNB產(chǎn)品“Pulze”也已于2019-05 和配套的煙彈ID 一起，在日本的福岡地區(qū)嘗試銷售[20-21]。

3 國(guó)內(nèi)中煙集團(tuán)代表性HNB 煙草產(chǎn)品及技術(shù)創(chuàng)新

在全球新型煙草產(chǎn)品規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)的背景下，中國(guó)新型煙草制品也迅速興起。自2017 年以來(lái)，各省中煙公司和國(guó)內(nèi)煙草企業(yè)紛紛涉足新型煙草制品技術(shù)領(lǐng)域，并已擁有大量的HNB 煙草制品技術(shù)和專利儲(chǔ)備[17]。截至2018-03，國(guó)內(nèi)企業(yè)和個(gè)人共有HNB 煙草制品發(fā)明專利343 項(xiàng)、實(shí)用新型專利365 項(xiàng)、外觀設(shè)計(jì)專利39 項(xiàng)。其中，云南中煙、湖北中煙、四川中煙、湖南中煙四家中煙公司在HNB 煙草制品領(lǐng)域的專利數(shù)均在50 件以上。各中煙公司在產(chǎn)品和技術(shù)方面進(jìn)行創(chuàng)新時(shí)，為盡可能繞開(kāi)IQOS 加熱片加熱方式，減少與IQOS 的知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛紛紛推出其他多種加熱方式，如化學(xué)加熱、紅外加熱等。2018 年下半年以來(lái)，各省級(jí)中煙公司陸續(xù)發(fā)布了旗下的HNB 煙草產(chǎn)品，如表2 所示。

表2 國(guó)內(nèi)中煙集團(tuán)代表性HNB 產(chǎn)品及技術(shù)創(chuàng)新

國(guó)內(nèi)四川、云南、廣東、湖北、安徽五大省級(jí)中煙公司備戰(zhàn)最為積極，此外還有一些民營(yíng)企業(yè)。不過(guò)因政策因素，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的HNB 煙草制品主要是出口海外。就省級(jí)中煙而言，四川中煙切入最早。2017-10，四川中煙就在韓國(guó)推出了“功夫-寬窄”系列。繼四川中煙之后，各省級(jí)中煙對(duì)HNB 卷煙市場(chǎng)的投入逐漸浮出水面，2018-07 廣東中煙的加熱不燃燒品牌MU+、ING 系列產(chǎn)品在老撾上市。2018-09，湖北中煙的加熱不燃燒煙具M(jìn)OK、煙彈COO，在多特蒙德國(guó)際煙草展上亮相，10 月在韓國(guó)首爾上市。安徽中煙也于2019-01 將首批顆粒型加熱不燃燒煙草制品——都寶在滁州卷煙廠正式出口，亮相國(guó)際市場(chǎng)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)各中煙公司也積極與國(guó)內(nèi)外的煙草企業(yè)進(jìn)行合作研發(fā)，國(guó)內(nèi)的HNB 煙草制品無(wú)論在產(chǎn)品還是在技術(shù)上，均呈現(xiàn)百花齊放的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

4 結(jié)論和展望

近年來(lái)，隨著消費(fèi)升級(jí)和人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，新型煙草制品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)引起廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為煙草行業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。中國(guó)作為全球最大煙草生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，煙草總局也日漸重視新型煙草的研發(fā)。其中，HNB 煙草制品因能在降低吸煙危害同時(shí)最大程度還原傳統(tǒng)香煙吸食口感，而得到了迅速發(fā)展。國(guó)內(nèi)各中煙公司也紛紛試水HNB 煙草制品出口海外市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也有望在監(jiān)管完善后逐步打開(kāi)。但與國(guó)際幾大跨國(guó)煙草巨頭相比，國(guó)內(nèi)中煙體系對(duì)于HNB 煙草制品的相關(guān)研究起步較晚，雖已擁有大量的HNB 煙草制品技術(shù)和專利儲(chǔ)備，但是其中核心專利仍相對(duì)較少。

未來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)新型煙草政策的進(jìn)一步放開(kāi)，HNB 煙草制品技術(shù)和市場(chǎng)的逐步成熟，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)必將迎來(lái)本土企業(yè)與跨國(guó)企業(yè)的一場(chǎng)場(chǎng)挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)飛速發(fā)展的HNB 煙草市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和煙草企業(yè)應(yīng)圍繞如下幾個(gè)要點(diǎn)，加速推進(jìn)HNB 煙草制品的創(chuàng)新與發(fā)展：①堅(jiān)持自主研發(fā)和專利布局，繞開(kāi)或突破國(guó)外IQOS 等跨國(guó)煙草公司的專利封鎖，推動(dòng)技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，提升HNB 煙草制品的核心競(jìng)爭(zhēng)力；②在技術(shù)內(nèi)涵、產(chǎn)品特點(diǎn)和消費(fèi)體驗(yàn)上打造并彰顯鮮明的中式特色，進(jìn)一步豐富中式HNB 煙草制品的形式和類別，打造完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、良好感官體驗(yàn)感和抽吸品質(zhì)的HNB 煙草制品強(qiáng)勢(shì)品牌；③努力實(shí)現(xiàn)HNB 煙草制品行業(yè)的技術(shù)、裝備、產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的整體突破，在煙草原料方面，加快研發(fā)適用于HNB 煙草制品的煙草薄片和添加輔料，在裝備配套方面，積極探索對(duì)現(xiàn)有煙機(jī)設(shè)備的升級(jí)改造再利用，在產(chǎn)品研發(fā)方面，凝聚發(fā)展合力，打造知名品牌；④緊跟國(guó)內(nèi)新型煙草政策，對(duì)國(guó)內(nèi)HNB 煙草制品市場(chǎng)做好充分的戰(zhàn)略預(yù)判和措施應(yīng)對(duì)，時(shí)刻關(guān)注國(guó)際HNB 煙草制品的發(fā)展趨勢(shì)，積極探索并逐步推進(jìn)全球市場(chǎng)布局。