烟草化学分析技术的应用及发展的研究

摘 要 研究烟草在燃烧过程中的燃烧条件和烟草中的化学成分构成变化，裂解相色谱模拟分析技术是一种非常好的手段。为促进该分析技术的发展，文章主要对裂解气相色谱法与近红外光谱技术进行分析，并对国内烟草化学应用和发展情况进行探讨。

关键词 烟草化学分析技术；应用；发展研究

中图分类号：TS411 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0005-02

烟草学应用基础学科的理论和方法，以烟草和制品为研究对象，从大致上可以分成烟草农学和工程学两个方面。烟草工程所涉及学科范围主要包括烟草化学、烟用香料、烟草机械和信息等。

卷烟在燃吸的过程中，卷烟中的添加剂和烟丝化学成分需要经过蒸馏、裂解、合成、聚合、冷凝等过程。其中裂解是卷烟燃烧过程中的一个主要环节，在裂解的过程中，大部分的烟气也由此而产生。由于烟草的复杂性，在燃吸的过程中，温度分布也具有一定的复杂性。为了能够进一步探索烟草成分以及烟气之间的规律和成因，目前主要对烟草热解建模和燃烧机理进行研究，并由此开拓成重要的研究领域。本文主要对烟叶和烟气的化学成分以及特点进行分析检测，从而对烟草的微观世界进行认识，通过对烟草化学进行分析，从而借助相应的测定数据，为生产部门的产品开发、工艺改进、生产控制以及卷烟安全性的控制提供重要依据。

1 烟草的化学成分分析概况

烟草的质量主要包括外观质量、内在质量、化学成分、安全性等方面，因此，在进行烟草的质量评定时，应该要对以上几个方面进行分析。人们在吸烟的过程中，不可避免吸入各种化学成分，并对身体造成一定的影响。

由于烟草化学成分与人们对烟草制品的质量意识存在着密切的关系，因此必须要进行严格的分析，随着时代的发展，各样的分析仪器逐步出现，对烟草的化学成分进行详细分析。目前对烟草化学成分进行分析的主要包括裂解气相色谱法与近红外光谱技术等。下文主要对这两种方法进行分析。

2 测量方法技术概况

2.1 热裂解技术

目前，从已有的卷烟燃烧中的烟气可以判定出烟草具有5000余种的化合物，其中一些化合物对人体有着严重的影响和危害。根据相关试验证明：烟草的温度低于600℃的时候，裂解烟草产物会随着温度的升高而变得越来越复杂，裂解的产物中含有较高的葡萄糖和果糖；当烟草的温度为700℃时，烟草会产生对人体有害的苯系化合物，并随着温度的升高不断明显增加。此外，在不同的试验条件下，通过对烟草进行裂解，从而能够鉴定出不同的化合物。

除了在单体化学成分中进行裂解，目前的研究还对烟草香料进行热裂解分析，从而有助于对烟草的香料筛选。根据相关调查显示，烟草香料通过分析，可以有效分解出70多种产物，如薄荷烯、琥珀酸、薄荷醇等产物。

2.2 近红外光谱分析技术

除了上述的方法之外，近红外光谱分析技术也是重要的检测工具之一，根据相关研究显示，利用红外光谱技术对烟草进行分析，能够有效发现烟草样品的总生物碱，并有效分析出烟草中的15种矿物质，为烟草配方的鉴定工作奠定坚实基础。

3 测试技术

3.1 裂解反应

3.1.1 样品进样量以及进样方式

在进行进样量的选择时，应该要选取质量适中的样品，这样能让样品进行一瞬间的裂解，当裂解时候，若气味较高的话，可以增加二次反应的可能性。这样容易给质谱离子源造成影响。在进行液体样品取样的时候，应该在石英玻璃管当中加入少量的石英棉，从而能起固定作用。在石英玻璃管的两端中填塞少量石英棉，并装入裂解仪器中进行反应裂解。

3.1.2 构建裂解反应环境

裂解反应的环境也是影响实验结果的重要因素，因此必须要构建良好的裂解反应氛围。

根据相关调查人员发现，在进行裂解的过程中，随着温度的变化，不同条件下的产物也呈现不同的变化，从而能有效分解出相应动力学条件。因此，必须要对化学反应的环境进行考虑。

3.1.3 裂解方式的选择

根据相关调查发现，不同温度下，选择的裂解方式都应该各不相同。相关研究人员在研究烟碱裂解产物中发现，在不同的温度下进行裂解，在700℃左右的烟碱下进行裂解，烟碱的裂解情况达到80%以上。在进行燃烧的时候，大部分的蒸馏原型通过非裂解释放出来。

3.2 近红外光谱常规分析技术

关于近红外光谱常规分析技术主要包括漫反射光谱法和透射光谱法两种情况，然而在一般情况下，测试人员通常使用透射光谱法，并通过透射法将固定样品进行分析，如还原糖、水溶性总糖、氮提取物、烟碱提取物、总氮等。

3.2.1 样品的选择方式

本次选用的仪器主要是美国制造的自动进样器和电子天平。试剂和样品主要包括：甲醇、浓硫酸、甲基苯磺酸等。将烟草的样品在45℃的温度下进行烘干和粉碎。

3.2.2 反应环境的选择

将样品放入锥形瓶当中，并储存到室温当中，加上约10 mL左右的正己烷振荡萃取并进行静止分层。事后，对烟草的挥发酸和非挥发酸进行分析测定。

3.2.3 分析条件的选择

构建良好的反应环境，具体包括：在常温下进行反应，选择的进样口温度约250℃左右，并持续进行升温，以6℃/分钟的速度，将温度上升至280℃左右，并停留4 min-5 min，对其进行观察。

4 试验的发展研究

在试验的过程中，一些参考文献对于卷烟燃烧过程中的试验条件均参差不一，并不具备统一性和严谨性，导致了最终的调查结果差异性较大，一些试验过程中的检验数据也不具备重复性，彼此之间的数据和试验结果也相差较大，导致实验结果相互矛盾。因此必须要采取合适的试验方法进行研究。

4.1 研究能为卷烟配方和降焦减害提供科学指导

传统烟用香料的筛选主要包括两种方法：感观评吸和吸烟机对烟气进行收集后分析。通过这样的分析方法，对香烟的有害物质进行分析和鉴定，从而为香料的使用以及有害物质的降低提供理论依据。

4.2 定性向定量的转变

目前对烟草成分的研究主要处于粗放型阶段。对于一些烟草的分析研究并不全面，比如纤维素、半纤维素。胶质、木质素等方面的研究进行测评，从深度上来看，大部分的文献是对样品进行分析鉴定和归类。但对于分解环境、分解时间、加热速率等情况对烟气物质造成影响等方面并没有深入研究。这些随着社会技术的不断进步，将会对烟草进行进一步的研究分析，从而为烟草的制造提供合理的建议。

5 结束语

烟草化学管理和吸烟问题日益受到人们的重视和关注，如何减少对烟草产品的危害，工作人员应该要对烟草等方面进行管理和调查。本文主要介绍了两种不同的化学分析法，为日后的烟草制造提供几点合理的建议。

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作者简介

吕成军（1973-），男，山东滕州人，专科，研究方向：烟草化学分析。