碱性氨基酸在卷烟成型纸中的应用研究

何雪峰; 沈靖轩; 肖维毅; 黄海群; 岳宁; 熊姗姗

doi:10.12101/j.issn.1004-390X(n).201810032

碱性氨基酸在卷烟成型纸中的应用研究

1.
云南瑞升烟草技术(集团)有限公司，云南昆明 650106
2.
郑州轻工业大学食品与生物工程学院，河南郑州 450002

基金项目: 云南省科技型中小企业技术创新暨产业发展专项（2015XB041）

详细信息

作者简介:
何雪峰（1986—），男，云南陆良人，硕士，工程师，主要从事卷烟辅助材料开发。E-mail：hexuefeng@reascend.com

通信作者:
肖维毅（1981—），男，云南普洱人，学士，高级工程师，主要从事卷烟辅助材料开发。E-mail：xiaoweiyi@reascend.com

中图分类号: TS 426
计量
- 文章访问数: 2263
- HTML全文浏览量: 811
- PDF下载量: 7
出版历程
- 收稿日期: 2018-10-29
- 修回日期: 2019-09-04
- 网络出版日期: 2019-11-28
- 发布日期: 2019-10-31

摘要:

目的研究碱性氨基酸添加到卷烟滤棒成型纸中对烟气“增香保润”的影响。

方法采用感官评价、常规烟气、烟气pH值和主流烟气等分析方法对添加碱性氨基酸滤棒成型纸的卷烟进行分析。

结果碱性氨基酸应用到卷烟滤棒成型纸中后，烟香丰富性、柔和性及舒适性等方面都得到了一定程度地提升，常规烟气和烟气pH值无显著变化，卷烟主流烟气成分含量变化较大，小分子酸、苯系物和酚类等在烟气中具有刺激性的成分含量有所下降，这与感官评价结果具有一定的吻合性。

结论初步说明碱性氨基酸添加到卷烟成型纸中进行“增香保润”成型纸的开发具有可行性，可进行深入研究以拓展其在卷烟辅助材料上的应用范围。

关键词:

碱性氨基酸 /
卷烟 /
成型纸

The Application of Cationic Amino Acids in the Wrap Paper of Cigarette

1.
Yunnan Reascend Tabcco Technology (Group) Co., Ltd., Kunming 650106, China
2.
School of Food and Bioengineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China

Abstract:

PurposeTo study the impact of cationic amino acid was added to the wrap paper of cigarette on enriching cigarette aroma and humectant.

MethodThe wrap paper of cigarette added cationic amino acid was analyzed by sensory evaluation, conventional smoke, pH of smoke, mainstream cigarette smoke.

ResultsThe wrap paper of cigarette added cationic amino acid could enrich cigarette aroma and humectant, but conventional smoke and pH of smoke don’t change significantly. Besides, mainstream cigarette smoke ingredients that are irritating such as small molecule acids, benzene compound and phenols decline a lot, which corresponds with sensory evaluation results.

ConclusionIt shows that adding cationic amino into the wrap paper of cigarette to enrich cigarette aroma and humectant is feasible, but still it needs further investigation and expands the application range in cigarette auxiliary materials.

Keywords:

HTML全文

氨基酸在烟草中的应用，目前公认的是氨基酸应用到烟丝中参与棕色化反应，对烟草的颜色和香味起重要作用，烟草中总氨基酸含量与香气量和劲头正相关，与香气质、刺激性、杂气分值负相关^[1-4]。而将氨基酸添加到卷烟滤棒中，尤其是滤棒成型纸上，使其不参与燃烧，直接与卷烟烟气接触，产生“增香”又不影响吃味的研究较少。因此，根据卷烟烟气呈弱酸性这一特点，本研究选择碱性氨基酸[即能水解的氨基个数多于能水解的羧基个数(溶液呈碱性)的氨基酸，主要有精氨酸、赖氨酸和组氨酸^[5]]配比一定量的保润剂甘油，将其添加到滤棒成型纸上进行卷烟“增香保润”的研究，为碱性氨基酸在卷烟成型纸上的应用提供依据，也为功能成型纸在卷烟“增香保润”中的应用提供参考。

1. 材料与方法

1.1 成型纸样品制备

课题组前期研究发现：保润剂甘油与碱性氨基酸配合使用能降低单独在滤棒成型纸中添加碱性氨基酸后产生的刺激，故采用保润剂甘油与碱性氨基酸配比使用，达到烟气“增香”且“保润”的作用。分别称量0.5 g L-精氨酸、L-赖氨酸和L-组氨酸等碱性氨基酸(湖北鑫源顺医药化工有限公司，分析级)，将其与甘油和水按质量比1∶1∶10配制成6 g溶液，搅拌均匀，用滴管按0.1 mL/支的量分别滴加到某规格卷烟成型纸上，自然风干后即得样品成型纸A、B、C。

1.2 测定指标

以分别使用成型纸A、B、C的某牌号卷烟为对象，以使用空白成型纸的同一卷烟为对照，测定以下指标。

1.2.1 卷烟感官评吸

组织具有国家卷烟评吸资格的专家评吸组11人，按GB 5606.4—2005^[6]进行感官评吸，并记录评吸结果。

1.2.2 常规烟气检测

采用GB 5606.5—2005^[7]标准，对滤棒成型纸中添加碱性氨基酸(L-精氨酸、L-赖氨酸和L-组氨酸)的卷烟进行常规烟气检测。

1.2.3 卷烟烟气pH检测

采用《卷烟主流烟气pH值的测定》TCJC-ZY-IV-030-2012标准的方法检测滤棒成型纸中添加碱性氨基酸(L-精氨酸、L-赖氨酸和L-组氨酸)的卷烟烟气的pH。

1.2.4 主流烟气成分检测

检测方法：取20支卷烟样品按照GB/T 16447—2004^[8]方法平衡后，采用标准抽吸条件^[9]的要求用剑桥滤片对卷烟主流烟气粒相物进行捕集；抽吸完成后，将剑桥滤片置于100 mL锥形瓶中，加入50 mL丙酮，超声萃取30 min，然后取20 mL萃取液于50 mL浓缩瓶，在50 ℃、35 kPa条件下浓缩至0.5 mL，加入50 μL内标定容至1 mL，采用Agilent 6890-5973N气相色谱质谱联用仪(美国)进行分析。

仪器条件：进样口温度为260 ℃，载气：He，色谱柱：Agilent HP-5MS弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，流速为1 mL/min，GC/MS接口温度为280 ℃，离子源为EI源，电子能量为70 eV，扫描范围为35~45 amu，离子源温度为230 ℃，升温梯度为40 ℃保持2 min，以3 ℃/min的速率升到180 ℃，保持2min，再以5 ℃/min速率升到230 ℃。标准图谱库：NIST98和WILEY275标准谱库。

1.3 数据统计与分析

采用Excel软件进行数据处理，SPSS 17.0软件进行方差分析，SNK法进行多重比较分析。

2. 结果与分析

2.1 对卷烟感官评吸的影响

由表1可知：与对照相比，在卷烟成型纸中添加3种碱性氨基酸的卷烟样品后，其香气浓度及丰富性都有不同程度地提升，烟气柔和性及舒适性方面也在一定程度得到改善。

表 1 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟的感官质量影响

Table 1. Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the cigarette sensory

处理 treatment	评吸描述cigarette sensory effects
CK1	香气充足、稍粗糙，略有刺激，较净、较舒适 sufficient aroma, slightly rough, a little stimulation, pure, more comfortable
CK2	香气充足、稍粗糙，较净、较舒适 sufficient aroma, slightly rough, pure, more comfortable
A	香气丰满、细腻、清晰、柔和，干净、舒适 aroma plump, fine, clear, soft, clean and comfortable
B	香气丰满、细腻、清晰，余味尚净 aroma is plump, delicate, clear, aftertaste is net
C	香气浓馥、细腻、清晰，满足感较好，干净、舒适 fragrance thick fragrant, fine, clear, satisfaction is good, clean and comfortable
注：CK1. 空白；CK2. 甘油+水；A. 0.5 g L-精氨酸+0.5 g甘油+5 g水；B. 0.5 g L-赖氨酸+0.5 g甘油+5 g水；C. 0.5 g L-组氨酸+0.5 g甘油+5 g水；下同。 Note: CK1. blank; CK2. 0.5 g glycerol+5 g H₂O; A. 0.5 g L-arginine+0.5 g glycerol+5 g H₂O; B. 0.5 g L-lysine+0.5 g glycerol+5 g H₂O; C. 0.5 g L-histidine+0.5 g glycerol+5 g H₂O; the same as below.

下载: 导出CSV

| 显示表格

2.2 对常规烟气的影响

由表2可知：碱性氨基酸和甘油应用于滤棒成型纸后，除精氨酸(A)使烟气水分下降外(9.77%)，卷烟常规烟气的其他指标变化不大。

表 2 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟常规烟气的影响

Table 2. Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the conventional smoke

处理 treatment	总粒相物/mg TPM	水分/mg moisture	烟气烟碱量/mg nicotine	焦油量/mg tar	抽吸口数/(口·支⁻¹) puffs	CO/mg
CK1	12.75	1.74	0.97	10.04	7.1	14.5
A	12.36	1.57	1.02	9.77	7.1	14.6
B	12.65	1.71	0.96	9.98	7.1	14.0
C	12.53	1.65	0.99	9.89	7.1	14.3

下载: 导出CSV

| 显示表格

2.3 对卷烟烟气pH的影响

由表3可知：3种碱性氨基酸添加到卷烟成型纸中，卷烟烟气的pH值变化不大。

表 3 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟烟气pH的影响

Table 3. Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the smoke pH

处理 treatment	pH
CK1	6.09
A	6.12
B	6.10
C	6.13

下载: 导出CSV

| 显示表格

2.4 对主流烟气的影响

由表4可知：在3种样品和对照卷烟中均检出75种物质，主要有酸类、酮类、醇类、酚类、醛类、苯系物、烯烃类、酯类、杂环化合物等类别化合物。

表 4 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟主流烟气成分的影响

Table 4. Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the mainstream cigarette smoke

保留时间/min retention time	物质名称 substance name	相对含量/(μg·cig.⁻¹) relative content
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	CK1	A	B	C
4.74	2,3-丁二酮2, 3-butyl diketone	3.60	1.97	2.20	2.00
4.99	乙酸acetic acid	10.38	4.82	3.95	5.19
6.41	丙酸propionic acid	1.27	0.22	0.42	0.39
7.14	丙二醇propylene glycol	2.54	0.44	0.26	1.05
8.41	环戊酮cyclopentanone	0.42	0.66	0.50	0.56
9.87	糠醛furfural	2.12	0.44	0.85	0.69

下载: 导出CSV

| 显示表格

将表4结果进行分类，计算主流烟气中各类化合物相对含量，结果(表5)表明：与空白对照相比，成型纸中添加3种碱性氨基酸对卷烟主流烟气成分有显著影响，尤其对卷烟主流烟气中酸类、酮类、醇类、酚类、醛类、苯系物等各类化合物含量有显著影响(F_A>F_α、F_B>F_α)。添加3种碱性氨基酸卷烟主流烟气各类成分与空白对照的相对含量变化量(表6)表明：3种碱性氨基酸组间无显著性差异，各自对卷烟主流烟气成分的影响效果差异不显著，各类成分含量变化有显著性差异(F_A<F_α、F_B>F_α)。

表 5 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟主流烟气各类成分含量的影响

Table 5. Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the ingredients in mainstream cigarette smoke

化合物类别 compound category		相对含量/(μg·cig.⁻¹) relative content
化合物类别 compound category		CK1	A	B		C
酸类化合物acid compound		72.87	53.94	53.58		55.22
酮类化合物 ketone compound		79.03	69.08	69.00		72.51
醇类化合物 alcohol compound		38.55	33.56	33.91		36.26
酚类化合物 phenolic compound		32.41	28.08	28.70		28.45
醛类化合物aldehyde compound		38.97	34.22	35.32		34.19
苯系物benzene compound		16.33	11.62	11.90		11.94
烯烃类化合物olefin compound		57.62	56.58	56.90		56.44
酯类化合物ester compound		17.16	18.64	18.26		18.31
杂环化合物heterocyclic compound		29.45	29.83	29.73		30.45
方差分析 ANOVA
项目 item	离均差平方和 SS	自由度 df	均方 MS	F_A(B)	P	F_α
行line	251.609	3	83.870	9.283	0.001	3.287
列column	9 142.748	5	1 828.550	202.397	0.000	2.901
误差error	135.517	15	9.034
总计total variance	9 529.874	23

下载: 导出CSV

| 显示表格

表 6 成型纸中添加碱性氨基酸卷烟主流烟气各类成分变化量

Table 6. Variation of ingredients in mainstream cigarette smoke added with cationic amino acid to the wrap paper

化合物类别 compound category		与对照比相对含量变化量/% variation of relative content
化合物类别 compound category		A		B	C
酸类化合物acid compound		−25.98		−26.47	−24.22
酮类化合物 ketone compound		−12.59		−12.69	−8.26
醇类化合物 alcohol compound		−12.94		−12.04	−5.94
酚类化合物 phenolic compound		−13.36		−11.45	−12.22
醛类化合物aldehyde compound		−12.19		−9.37	−12.27
苯系物benzene compound		−28.84		−27.13	−26.88
方差分析 ANOVA
项目 item	离均差平方和SS	自由度 df	均方 MS	F_A(B)	P	F_α
行line	21.817	2	10.908	3.371	0.076	4.103
列column	950.214	5	190.043	58.721	0.000	3.326
误差error	32.364	10	3.236
总计total variance	1 004.394	17

下载: 导出CSV

| 显示表格

表4（续）
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	相对含量/(μg·cig.⁻¹) relative content
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	CK1	A	B	C
10.10	4-羟基-4-甲基-2-戊酮4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone	7.42	9.21	8.33	10.06
10.82	糠醇furfuryl alcohol	4.45	0.44	1.08	2.11
11.95	2-环戊烯-1,4-二酮2-cyclopentene-1, 4-diketone	0.21	0.22	0.19	0.25
12.03	苯乙烯styrene	1.91	1.10	1.25	0.91
12.75	2-甲基-2-环戊烯-1-酮2-methyl-2-cyclopentene-1-ketone	1.06	1.10	1.10	1.03
15.37	5-甲基-2-呋喃甲醛5- ethyl-2-furaldehyde	3.81	2.63	2.49	2.23
15.46	3-甲基-2-环戊烯-1-酮3-methyl-2-cyclopentene-1-ketone	0.21	0.22	0.21	0.21
15.96	2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃-3-酮 2, 4-2-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furan-3-ketone	1.48	0.88	1.03	0.82
16.67	1,2,3-三甲基-苯1,2,3-trimethyl-benzene	0.64	0.66	0.64	0.61
17.73	苯酚phenol	6.78	6.36	6.81	6.55
17.99	1-甲基-4-异丙基-环己烯1-methyl-4-isopropyl-cyclohexene	0.85	1.10	1.20	1.15
18.14	1-甲基-4-异丙基-苯1-methyl-4-isopropyl benzene	1.91	1.97	1.95	1.93
18.31	D-柠檬烯D-limonene	5.30	5.7	5.33	5.25
18.53	2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮 2-hydroxy-3-methyl-2-cyclopentene-1-ketone	5.30	4.39	5.06	4.26
18.96	2,3-二甲基-2-环戊烯-1-酮 2,3-dimethyl-2-cyclopentene-1-ketone	3.18	1.97	1.66	2.00
19.20	茚indene	3.18	3.07	3.09	3.15
20.40	2-甲基-苯酚2-methyl-phenol	5.30	4.39	4.51	4.78
21.27	4-甲基-苯酚4-methyl-phenol	7.20	7.02	7.21	7.05
21.49	3-甲基-苯酚3-methyl-phenol	3.39	0.22	0.22	0.51
24.66	2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮 2,3-dihydro-3,5-2-hydroxy-6-methyl-4H-pyran-4-ketone	19.28	17.76	17.99	18.24
26.89	3,5-二羟基-2-甲基-4H-吡喃-4-酮 3, 5-2-hydroxy-2-methyl-4H-pyran-4-ketone	4.03	3.29	3.18	3.22
27.48	苯甲酸benzoic acid	0.21	0.88	0.79	0.60
27.71	1,4,3,6-二脱水-α-D-吡喃葡糖 1,4,3,6-2-dehydration-alpha-D-pyran glucose	6.14	5.92	6.01	5.99
28.63	2,3-二氢-苯并呋喃2,3-dihydro-coumarone	6.14	6.14	6.12	6.10
29.13	5-(羟甲基)-2-呋喃甲醛5-(hydroxymethyl)-2-furaldehyde	27.54	26.32	26.55	26.12
30.66	2,3-二氢-1H-茚-1-酮2,3-2-H-1H-indene-1-ketone	1.06	1.32	1.12	1.35
31.59	吲哚indole	2.97	3.51	3.41	3.39
31.79	氢醌hydroquinone	11.23	7.89	8.01	8.23
33.47	3-羟基-苯甲醛3-hydroxy-benzaldehyde	0.42	0.22	0.31	0.29
33.83	烟碱nicotine	3.86	3.65	3.78	3.80
34.34	茄酮solanone	4.24	2.63	2.43	2.91
35.54	3-甲基-1H-吲哚3-methyl-1H-indole	4.24	4.61	4.28	4.56
36.13	香草醛vanillin	5.08	4.61	5.12	4.86
36.93	2,7-二甲基-萘2,7-dimethyl-naphthalene	0.64	0.22	0.35	0.28
37.17	麦斯明myosmine	3.81	7.46	6.59	5.98
38.36	丁香酚eugenol	3.60	3.95	3.83	3.42
39.58	烟碱烯nicotyrine	2.75	2.85	2.69	2.71
40.83	1,6-脱水-β-D-吡喃型葡萄糖 1,6-dehydration-beta-D-pyran glucose	19.07	19.52	18.89	19.25
41.97	2,3-二吡啶2,3-2-pyridine	6.99	6.80	6.90	6.98
43.70	巨豆三烯酮A megastigmatrienone A	2.12	2.63	2.58	2.66
43.98	巨豆三烯酮B megastigmatrienone B	5.93	6.36	5.90	6.05
45.51	巨豆三烯酮C megastigmatrienone C	6.78	6.36	6.26	6.30
46.00	巨豆三烯酮D megastigmatrienone D	12.71	8.11	9.26	10.59
46.89	3-氧代-α-紫罗兰醇3-oxygen generation-alpha-violet alcohol	8.90	8.55	8.80	9.01

下载: 导出CSV

| 显示表格

表4（续）
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	相对含量/(μg·cig.⁻¹) relative content
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	CK1	A	B	C
47.51	邻羟基联苯adjacent hydroxyl diphenyl	13.14	8.77	8.96	9.12
48.12	2,2-异亚丙基二(5-甲基呋喃) 2,2-vision and propyl-2-(5-methyl furan)	2.12	2.19	2.13	2.26
50.84	十四酸myristic acid	9.11	3.29	4.55	4.23
53.19	新植二烯 7,11,15-trimethyl-3-methylidenehexadec-1-ene	31.14	30.7	31.25	30.88
55.72	十六酸甲酯palmitic acid methyl ester	10.59	10.31	10.42	10.96
56.97	十六酸sixteen acid	24.58	17.54	16.89	17.99
57.45	莨菪葶scopoletin	6.78	6.58	6.68	6.58
58.36	9H-吡啶并[3,4-b]吲哚 9H-pyridine and indole [3,4-b]	6.99	6.58	6.89	7.16
60.21	亚油酸甲酯linoleic acid methyl ester	6.78	5.70	5.81	6.15
60.38	亚麻酸甲酯linolenic acid methyl ester	4.66	7.02	6.59	6.38
60.67	植醇phytol	6.14	5.48	5.69	5.55
60.94	十八酸甲酯stearic acid methyl ester	5.72	5.92	5.86	5.78
61.37	亚油酸linoleic acid	5.93	5.48	5.52	5.31
61.56	亚麻酸linolenic acid	12.92	12.94	12.90	12.92
61.92	十八酸stearic acid	8.47	8.77	8.56	8.59
66.41	9-十八碳烯酰胺(Z)-9-octadecenamide	3.39	2.41	2.33	2.59
67.71	2,2-亚甲基二[6-叔丁基-4-甲基-苯酚] 2,2-methylene-2-[6-tert-butyl-4-methyl-phenol]	6.14	6.14	6.12	6.14
75.86	角鲨烯squalene	5.08	5.26	5.19	5.24
78.20	胆甾烷-3,5-二烯cholestane-3,5-diene	3.39	2.63	2.69	2.98
83.37	豆甾烷-3,5-二烯doxane-3,5-diene	7.20	7.24	7.30	7.32
85.59	胆甾基-5-烯-3-醇cholestero-5-ene-3-alcohol	4.03	4.61	4.72	4.88
86.04	维生素E vitamin E	29.24	29.61	29.22	29.24
90.48	菜油甾醇vinyl oil sterol	1.69	1.10	1.21	1.10
91.69	豆甾醇stigmasterol	8.26	9.65	8.99	9.23
94.84	γ-谷甾醇gamma sitosterol	2.54	3.29	3.16	3.33

下载: 导出CSV

| 显示表格

由表7可知：酸类和苯系物含量的降低量分为一组(1)，其他类成分含量的降低量分为一组(2)，说明3种碱性氨基酸对卷烟主流烟气中酸类和苯系物含量影响最大，降低最显著，对酮类、醇类、酚类和醛类含量影响次之，其含量也显著降低。该结果进一步明确了3种碱性氨基酸对卷烟主流烟气各类成分含量影响的差异性。

表 7 主流烟气各类成分变化量 SNK 分析结果

Table 7. SNK results of ingredients variation in mainstream cigarette smoke

分组情况 group	n	α = 0.05
分组情况 group	n	1	2
苯系物benzene compound	3	−27.616 7
酸类化合物acid compound	3	−25.556 7
酚类化合物 phenolic compound	3		−12.343 3
醛类化合物aldehyde compound	3		−11.276 7
酮类化合物 ketone compound	3		−11.180 0
醇类化合物 alcohol compound	3		−10.306 7
P		0.258	0.654

下载: 导出CSV

| 显示表格

3. 讨论

通过将碱性氨基酸(精氨酸、赖氨酸、组氨酸)添加到滤棒成型纸中进行感官评价、常规烟气、烟气pH值及主流烟气等分析，完成了碱性氨基酸在滤棒成型纸中的可用性评价。结果表明：碱性氨基酸应用到卷烟滤棒成型纸中后，卷烟香气浓度、丰富性、柔和性及舒适性等方面都得到了一定程度地提升，常规烟气和烟气pH值无显著变化，对卷烟主流烟气成分的影响显著，尤其能使主流烟气中的酸类和苯系物含量显著降低，其次是酮类、醇类、酚类和醛类含量降低。研究认为^[1]：小分子酸、苯系物、酚类等成分在卷烟烟气中多表现为具有刺激性，而这类成分含量的降低能增加烟气的柔和性和舒适感，这一结果与卷烟感官评价结果恰好具有一定的吻合性。而香气浓度和丰富性的提高可能与碱性基团的引入有关^[10]。一般认为氨基酸在燃烧裂解过程中也会形成具有刺激性的含氮化合物，对烟气吸味产生不良影响，且氨基酸含量太高，烟气辛辣、味苦、刺激性强烈，含量太低则烟气平淡无味，丰满度差^[10-13]。而氨基酸尤其是碱性氨基酸在不参与燃烧的滤棒中对吸味的影响研究较少，本文尝试这一研究，得到的研究结果与“添加碱性氨基酸参与卷烟燃烧可弥补烟香丰富性和浓度”的结论基本一致，而不同的是碱性氨基酸应用到滤嘴中不参与燃烧，可以改善烟气舒适性，起到积极正面的效果。

目前有关碱性氨基酸在卷烟滤嘴中的应用研究多为选择性降低卷烟烟气中的有害成分，如赖氨酸和精氨酸等碱性氨基酸对于降低卷烟烟气中HCN和巴豆醛的释放量具有较好效果，并且提出了其降害效果机理可能与均为碱性氨基酸有关^[14-17]。我们研究了碱性氨基酸添加到卷烟滤棒成型纸中对烟气“增香保润”的影响，初步说明了该功能型成型纸的开发思路可行，拓宽了其在卷烟中的用途，对于指导碱性氨基酸在卷烟滤棒中的进一步应用具有参考意义。但由于试验条件的限制，烟气中具有刺激性成分的小分子酸、酮、醇以及酚含量有所下降，这一机理未能深入研究，有待在后期工作中进行深入研究，以提供更加科学的数据支撑，为其在卷烟滤嘴上的应用提供可靠依据。

表 1 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟的感官质量影响

Table 1 Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the cigarette sensory

处理 treatment	评吸描述cigarette sensory effects
CK1	香气充足、稍粗糙，略有刺激，较净、较舒适 sufficient aroma, slightly rough, a little stimulation, pure, more comfortable
CK2	香气充足、稍粗糙，较净、较舒适 sufficient aroma, slightly rough, pure, more comfortable
A	香气丰满、细腻、清晰、柔和，干净、舒适 aroma plump, fine, clear, soft, clean and comfortable
B	香气丰满、细腻、清晰，余味尚净 aroma is plump, delicate, clear, aftertaste is net
C	香气浓馥、细腻、清晰，满足感较好，干净、舒适 fragrance thick fragrant, fine, clear, satisfaction is good, clean and comfortable
注：CK1. 空白；CK2. 甘油+水；A. 0.5 g L-精氨酸+0.5 g甘油+5 g水；B. 0.5 g L-赖氨酸+0.5 g甘油+5 g水；C. 0.5 g L-组氨酸+0.5 g甘油+5 g水；下同。 Note: CK1. blank; CK2. 0.5 g glycerol+5 g H₂O; A. 0.5 g L-arginine+0.5 g glycerol+5 g H₂O; B. 0.5 g L-lysine+0.5 g glycerol+5 g H₂O; C. 0.5 g L-histidine+0.5 g glycerol+5 g H₂O; the same as below.

下载: 导出CSV

表 2 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟常规烟气的影响

Table 2 Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the conventional smoke

处理 treatment	总粒相物/mg TPM	水分/mg moisture	烟气烟碱量/mg nicotine	焦油量/mg tar	抽吸口数/(口·支⁻¹) puffs	CO/mg
CK1	12.75	1.74	0.97	10.04	7.1	14.5
A	12.36	1.57	1.02	9.77	7.1	14.6
B	12.65	1.71	0.96	9.98	7.1	14.0
C	12.53	1.65	0.99	9.89	7.1	14.3

下载: 导出CSV

表 3 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟烟气pH的影响

Table 3 Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the smoke pH

处理 treatment	pH
CK1	6.09
A	6.12
B	6.10
C	6.13

下载: 导出CSV

表 4 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟主流烟气成分的影响

Table 4 Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the mainstream cigarette smoke

保留时间/min retention time	物质名称 substance name	相对含量/(μg·cig.⁻¹) relative content
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	CK1	A	B	C
4.74	2,3-丁二酮2, 3-butyl diketone	3.60	1.97	2.20	2.00
4.99	乙酸acetic acid	10.38	4.82	3.95	5.19
6.41	丙酸propionic acid	1.27	0.22	0.42	0.39
7.14	丙二醇propylene glycol	2.54	0.44	0.26	1.05
8.41	环戊酮cyclopentanone	0.42	0.66	0.50	0.56
9.87	糠醛furfural	2.12	0.44	0.85	0.69

下载: 导出CSV

表 5 成型纸中添加碱性氨基酸对卷烟主流烟气各类成分含量的影响

Table 5 Effects of adding cationic amino acid to the wrap paper on the ingredients in mainstream cigarette smoke

化合物类别 compound category		相对含量/(μg·cig.⁻¹) relative content
化合物类别 compound category		CK1	A	B		C
酸类化合物acid compound		72.87	53.94	53.58		55.22
酮类化合物 ketone compound		79.03	69.08	69.00		72.51
醇类化合物 alcohol compound		38.55	33.56	33.91		36.26
酚类化合物 phenolic compound		32.41	28.08	28.70		28.45
醛类化合物aldehyde compound		38.97	34.22	35.32		34.19
苯系物benzene compound		16.33	11.62	11.90		11.94
烯烃类化合物olefin compound		57.62	56.58	56.90		56.44
酯类化合物ester compound		17.16	18.64	18.26		18.31
杂环化合物heterocyclic compound		29.45	29.83	29.73		30.45
方差分析 ANOVA
项目 item	离均差平方和 SS	自由度 df	均方 MS	F_A(B)	P	F_α
行line	251.609	3	83.870	9.283	0.001	3.287
列column	9 142.748	5	1 828.550	202.397	0.000	2.901
误差error	135.517	15	9.034
总计total variance	9 529.874	23

下载: 导出CSV

表 6 成型纸中添加碱性氨基酸卷烟主流烟气各类成分变化量

Table 6 Variation of ingredients in mainstream cigarette smoke added with cationic amino acid to the wrap paper

化合物类别 compound category		与对照比相对含量变化量/% variation of relative content
化合物类别 compound category		A		B	C
酸类化合物acid compound		−25.98		−26.47	−24.22
酮类化合物 ketone compound		−12.59		−12.69	−8.26
醇类化合物 alcohol compound		−12.94		−12.04	−5.94
酚类化合物 phenolic compound		−13.36		−11.45	−12.22
醛类化合物aldehyde compound		−12.19		−9.37	−12.27
苯系物benzene compound		−28.84		−27.13	−26.88
方差分析 ANOVA
项目 item	离均差平方和SS	自由度 df	均方 MS	F_A(B)	P	F_α
行line	21.817	2	10.908	3.371	0.076	4.103
列column	950.214	5	190.043	58.721	0.000	3.326
误差error	32.364	10	3.236
总计total variance	1 004.394	17

下载: 导出CSV

表4（续）
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	相对含量/(μg·cig.⁻¹) relative content
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	CK1	A	B	C
10.10	4-羟基-4-甲基-2-戊酮4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone	7.42	9.21	8.33	10.06
10.82	糠醇furfuryl alcohol	4.45	0.44	1.08	2.11
11.95	2-环戊烯-1,4-二酮2-cyclopentene-1, 4-diketone	0.21	0.22	0.19	0.25
12.03	苯乙烯styrene	1.91	1.10	1.25	0.91
12.75	2-甲基-2-环戊烯-1-酮2-methyl-2-cyclopentene-1-ketone	1.06	1.10	1.10	1.03
15.37	5-甲基-2-呋喃甲醛5- ethyl-2-furaldehyde	3.81	2.63	2.49	2.23
15.46	3-甲基-2-环戊烯-1-酮3-methyl-2-cyclopentene-1-ketone	0.21	0.22	0.21	0.21
15.96	2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃-3-酮 2, 4-2-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furan-3-ketone	1.48	0.88	1.03	0.82
16.67	1,2,3-三甲基-苯1,2,3-trimethyl-benzene	0.64	0.66	0.64	0.61
17.73	苯酚phenol	6.78	6.36	6.81	6.55
17.99	1-甲基-4-异丙基-环己烯1-methyl-4-isopropyl-cyclohexene	0.85	1.10	1.20	1.15
18.14	1-甲基-4-异丙基-苯1-methyl-4-isopropyl benzene	1.91	1.97	1.95	1.93
18.31	D-柠檬烯D-limonene	5.30	5.7	5.33	5.25
18.53	2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮 2-hydroxy-3-methyl-2-cyclopentene-1-ketone	5.30	4.39	5.06	4.26
18.96	2,3-二甲基-2-环戊烯-1-酮 2,3-dimethyl-2-cyclopentene-1-ketone	3.18	1.97	1.66	2.00
19.20	茚indene	3.18	3.07	3.09	3.15
20.40	2-甲基-苯酚2-methyl-phenol	5.30	4.39	4.51	4.78
21.27	4-甲基-苯酚4-methyl-phenol	7.20	7.02	7.21	7.05
21.49	3-甲基-苯酚3-methyl-phenol	3.39	0.22	0.22	0.51
24.66	2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮 2,3-dihydro-3,5-2-hydroxy-6-methyl-4H-pyran-4-ketone	19.28	17.76	17.99	18.24
26.89	3,5-二羟基-2-甲基-4H-吡喃-4-酮 3, 5-2-hydroxy-2-methyl-4H-pyran-4-ketone	4.03	3.29	3.18	3.22
27.48	苯甲酸benzoic acid	0.21	0.88	0.79	0.60
27.71	1,4,3,6-二脱水-α-D-吡喃葡糖 1,4,3,6-2-dehydration-alpha-D-pyran glucose	6.14	5.92	6.01	5.99
28.63	2,3-二氢-苯并呋喃2,3-dihydro-coumarone	6.14	6.14	6.12	6.10
29.13	5-(羟甲基)-2-呋喃甲醛5-(hydroxymethyl)-2-furaldehyde	27.54	26.32	26.55	26.12
30.66	2,3-二氢-1H-茚-1-酮2,3-2-H-1H-indene-1-ketone	1.06	1.32	1.12	1.35
31.59	吲哚indole	2.97	3.51	3.41	3.39
31.79	氢醌hydroquinone	11.23	7.89	8.01	8.23
33.47	3-羟基-苯甲醛3-hydroxy-benzaldehyde	0.42	0.22	0.31	0.29
33.83	烟碱nicotine	3.86	3.65	3.78	3.80
34.34	茄酮solanone	4.24	2.63	2.43	2.91
35.54	3-甲基-1H-吲哚3-methyl-1H-indole	4.24	4.61	4.28	4.56
36.13	香草醛vanillin	5.08	4.61	5.12	4.86
36.93	2,7-二甲基-萘2,7-dimethyl-naphthalene	0.64	0.22	0.35	0.28
37.17	麦斯明myosmine	3.81	7.46	6.59	5.98
38.36	丁香酚eugenol	3.60	3.95	3.83	3.42
39.58	烟碱烯nicotyrine	2.75	2.85	2.69	2.71
40.83	1,6-脱水-β-D-吡喃型葡萄糖 1,6-dehydration-beta-D-pyran glucose	19.07	19.52	18.89	19.25
41.97	2,3-二吡啶2,3-2-pyridine	6.99	6.80	6.90	6.98
43.70	巨豆三烯酮A megastigmatrienone A	2.12	2.63	2.58	2.66
43.98	巨豆三烯酮B megastigmatrienone B	5.93	6.36	5.90	6.05
45.51	巨豆三烯酮C megastigmatrienone C	6.78	6.36	6.26	6.30
46.00	巨豆三烯酮D megastigmatrienone D	12.71	8.11	9.26	10.59
46.89	3-氧代-α-紫罗兰醇3-oxygen generation-alpha-violet alcohol	8.90	8.55	8.80	9.01

下载: 导出CSV

表4（续）
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	相对含量/(μg·cig.⁻¹) relative content
保留时间/min retention time	物质名称 substance name	CK1	A	B	C
47.51	邻羟基联苯adjacent hydroxyl diphenyl	13.14	8.77	8.96	9.12
48.12	2,2-异亚丙基二(5-甲基呋喃) 2,2-vision and propyl-2-(5-methyl furan)	2.12	2.19	2.13	2.26
50.84	十四酸myristic acid	9.11	3.29	4.55	4.23
53.19	新植二烯 7,11,15-trimethyl-3-methylidenehexadec-1-ene	31.14	30.7	31.25	30.88
55.72	十六酸甲酯palmitic acid methyl ester	10.59	10.31	10.42	10.96
56.97	十六酸sixteen acid	24.58	17.54	16.89	17.99
57.45	莨菪葶scopoletin	6.78	6.58	6.68	6.58
58.36	9H-吡啶并[3,4-b]吲哚 9H-pyridine and indole [3,4-b]	6.99	6.58	6.89	7.16
60.21	亚油酸甲酯linoleic acid methyl ester	6.78	5.70	5.81	6.15
60.38	亚麻酸甲酯linolenic acid methyl ester	4.66	7.02	6.59	6.38
60.67	植醇phytol	6.14	5.48	5.69	5.55
60.94	十八酸甲酯stearic acid methyl ester	5.72	5.92	5.86	5.78
61.37	亚油酸linoleic acid	5.93	5.48	5.52	5.31
61.56	亚麻酸linolenic acid	12.92	12.94	12.90	12.92
61.92	十八酸stearic acid	8.47	8.77	8.56	8.59
66.41	9-十八碳烯酰胺(Z)-9-octadecenamide	3.39	2.41	2.33	2.59
67.71	2,2-亚甲基二[6-叔丁基-4-甲基-苯酚] 2,2-methylene-2-[6-tert-butyl-4-methyl-phenol]	6.14	6.14	6.12	6.14
75.86	角鲨烯squalene	5.08	5.26	5.19	5.24
78.20	胆甾烷-3,5-二烯cholestane-3,5-diene	3.39	2.63	2.69	2.98
83.37	豆甾烷-3,5-二烯doxane-3,5-diene	7.20	7.24	7.30	7.32
85.59	胆甾基-5-烯-3-醇cholestero-5-ene-3-alcohol	4.03	4.61	4.72	4.88
86.04	维生素E vitamin E	29.24	29.61	29.22	29.24
90.48	菜油甾醇vinyl oil sterol	1.69	1.10	1.21	1.10
91.69	豆甾醇stigmasterol	8.26	9.65	8.99	9.23
94.84	γ-谷甾醇gamma sitosterol	2.54	3.29	3.16	3.33

下载: 导出CSV

表 7 主流烟气各类成分变化量 SNK 分析结果

Table 7 SNK results of ingredients variation in mainstream cigarette smoke

分组情况 group	n	α = 0.05
分组情况 group	n	1	2
苯系物benzene compound	3	−27.616 7
酸类化合物acid compound	3	−25.556 7
酚类化合物 phenolic compound	3		−12.343 3
醛类化合物aldehyde compound	3		−11.276 7
酮类化合物 ketone compound	3		−11.180 0
醇类化合物 alcohol compound	3		−10.306 7
P		0.258	0.654

下载: 导出CSV

参考文献(17)

[1]	王瑞新. 烟草化学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2003.
[2]	郭俊成, 张悠金, 舒俊生, 等. 烟用美拉德反应香料研究[J]. 安徽农业大学学报, 2002, 29(1): 95. DOI: 10.3969/j.issn.1672-352X.2002.01.023.
[3]	周正红, 贾宗剑, 李静, 等. Maillard反应产物及其在烟草增香中的研究[J]. 暨南大学学报(自然科学版), 1996, 20(3): 110.
[4]	孙凤玲, 蔡妙颜, 李冰. Maillard反应及其产物在烟草加香中的作用[J]. 广东化工, 2005(1): 26. DOI: 10.3969/j.issn.1007-1865.2005.01.010.
[5]	孔毅, 杨婉, 吴梧桐. 我国氨基酸类药物研究进展[J]. 药物生物技术, 2007, 14(3): 230. DOI: 10.3969/j.issn.1005-8915.2007.03.018.
[6]	GB 5606.4—2005. 卷烟第4部分: 感官技术要求[S].
[7]	GB 5606.5—2005. 卷烟第5部分: 主流烟气 [S].
[8]	GB/T 16447—2004. 烟草及烟草制品调节和测试的大气环境[S].
[9]	GB/T 19609—2004. 卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油[S].
[10]	宋朝鹏, 徐成龙, 宫长荣, 等. 烘烤过程中烤烟不同类型游离氨基酸含量变化及对卷烟氨释放量影响[J]. 东北农业大学学报, 2013, 44(7): 132. DOI: 10.3969/j.issn.1005-9369.2013.07.025.
[11]	赵谋明, 饶国华, 林伟锋, 等. 烟草蛋白质研究进展[J]. 烟草科技, 2005(4): 31. DOI: 10.3969/j.issn.1002-0861.2005.04.011.
[12]	刘荣森, 张长水, 李建娥, 等. 烤烟成熟进程中游离氨基酸含量的变化[J]. 河南科技大学学报(自然科学版), 2010, 31(6): 66. DOI: 10.3969/j.issn.1672-6871.2010.06.017.
[13]	殷延齐, 刘惠民, 夏巧玲, 等. 卷烟烟丝中游离态氨基酸的主成分分析和聚类分析[J]. 烟草科技, 2007(10): 36. DOI: 10.3969/j.issn.1002-0861.2007.10.009.
[14]	陈俭. 利用氨基酸离子液体选择性降低卷烟烟气中的氰化氢和巴豆醛[D]. 郑州: 郑州大学, 2016.
[15]	张展, 陈俭, 马宇平, 等. 胆碱—赖氨酸离子液体选择性降低卷烟烟气中的氰化氢和巴豆醛[J]. 烟草科技, 2016, 49(6): 50. DOI: 10.16135/j.issn1002-0861.20160608.
[16]	河南中烟工业有限责任公司. 一种用于卷烟的聚乙烯醇—氨基酸多孔水凝胶复合材料: 201410699935.3[P]. 2017-01-25.
[17]	河南中烟工业有限责任公司. 一种功能性涂布料液及其在卷烟中的应用: 201410699489.6[P]. 2015-04-22.

施引文献(7)

期刊类型引用(5)

1.	白娟，罗婷，伍毅，仁醒龙，莫紫薇，李紫薇，徐潇，王晶. 基于主成分分析法研究老香黄提取物对卷烟品质的影响. 香料香精化妆品. 2023(03): 82-87+92 . 百度学术
2.	倪和朋，冯衍闯，郭丁荣，王晓斌，李腾，冯懂懂. 烟用接装纸中凉味剂的检测及释放行为分析. 包装工程. 2022(15): 226-233 . 百度学术
3.	冯懂懂，张贾宝，张震，倪和朋，郭丁荣，朱鑫超，梁淼，陶寅莹，张峻松. 烟用接装纸中苹果酸含量的分析研究. 农产品加工. 2022(17): 68-71 . 百度学术
4.	李红霞，朴永革，刘友杰，李锋，李宝志，付祺，张文龙. 超声波辅助提取绞股蓝多糖及其在卷烟中的应用. 云南民族大学学报(自然科学版). 2021(04): 347-354 . 百度学术
5.	高朝，张建波，尹嵩，范云常，田力. 碱性氨基酸的性能评价及其在卷烟中的应用研究. 应用化工. 2020(S2): 198-203 . 百度学术

其他类型引用(2)

资源附件(0)

表(9)

计量

文章访问数: 2263
PDF下载量: 7
被引次数: 7

1. 材料与方法
1.1 成型纸样品制备
1.2 测定指标
1.2.1 卷烟感官评吸
1.2.2 常规烟气检测
1.2.3 卷烟烟气pH检测
1.2.4 主流烟气成分检测
1.3 数据统计与分析
2. 结果与分析
2.1 对卷烟感官评吸的影响
2.2 对常规烟气的影响
2.3 对卷烟烟气pH的影响
2.4 对主流烟气的影响
3. 讨论

1. 材料与方法
1.1 成型纸样品制备
1.2 测定指标
1.2.1 卷烟感官评吸
1.2.2 常规烟气检测
1.2.3 卷烟烟气pH检测
1.2.4 主流烟气成分检测
1.3 数据统计与分析
2. 结果与分析
2.1 对卷烟感官评吸的影响
2.2 对常规烟气的影响
2.3 对卷烟烟气pH的影响
2.4 对主流烟气的影响
3. 讨论

参考文献(17)

施引文献

资源附件(0)

碱性氨基酸在卷烟成型纸中的应用研究

作者简介: 何雪峰（1986—），男，云南陆良人，硕士，工程师，主要从事卷烟辅助材料开发。E-mail：hexuefeng@reascend.com

通信作者: 肖维毅（1981—），男，云南普洱人，学士，高级工程师，主要从事卷烟辅助材料开发。E-mail：xiaoweiyi@reascend.com

计量

出版历程