烟草化学分析技术的应用及发展

莫敏 梁海玲 杨芳 满杰 韩伟(贵州中烟工业有限责任公司，贵州 贵阳 550009)

0 引言

将烟草以及制品作为研究对象的烟草科学应用基础学科的理论以及方式，能够将其分成两个方面，分别是烟草农学与工程学。和烟草工程有关的科学范围有烟草化学以及烟用香料和烟草信息、烟草机械等。香烟在点燃之后，烟草当中含有的一些化学成分以及添加剂等要对齐进行裂解以及蒸馏、聚合、合成、冷凝等一系列的过程。卷烟在燃烧过程中最重要的一个流程就是裂解，裂解期间，会产生大量的烟气。因为烟草具有繁琐性的特征，因为，卷烟在被点燃之后，然后期间，其温度分布也比较繁琐化。现阶段，深入研究了烟草热解建模以及燃烧机理，并且将其作为了重点研究的范围，这样才能够更加了解烟草成本和烟气形成的原因以及规律等。本篇文章检测分析了烟叶以及烟气两者的化学成分与特征等方面，通过对其进行检测分析，对烟草微观世界的认知程度也更为深入，分析烟草化学，然后通过有关检测结果的数据结合，给烟草制造企业中的产品开发以及工艺优化和生产控制、卷烟安全稳定性控制供给了可靠的参考依据。

1 烟草的化学成分分析及测量方式技术的概况

1.1 烟草的化学成分分析概述

烟草质量概括烟草外观的质量以及烟草内在的质量和烟草化学成分、烟草安全性等多个方面，基于此，在评定烟草质量的过程中，必须要深入分析上述所提到的几个方面[1]。人们在抽烟期间，会有多种不同的烟草化学成分进入到抽烟者的体内，这些烟草化学成分会给抽烟者的身体健康带来严重的威胁。因此烟草化学成分和抽烟者对香烟制品的质量认知具备紧密型的关联，所以，有必要仔细认真的对其进行分析，我国时代呈逐渐进步的发展趋势，不同类型以及不同作用的分析设备也渐渐的步入市场中，这些分析设备的出现更加利于详细分析烟草的化学成分。现阶段，主要采用了裂解气相色谱法以及近红外光谱等技术来分析烟草的化学成分。下文主要分析了裂解气相色谱法与近红外光谱技术。

1.2 测量烟草化学成分的相关技术概况分析

(1)热裂解技术分析。现阶段，根据市面上售卖烟草种类在点燃之后散发的烟气分析中，可以确认其中有较多种类的化合物存在，这些化合物当中部分的化学物会给人的身体健康带来不可挽回的伤害，甚至于患肺癌等致命性的病症[2]。通过对有关实验进行研究发现，烟草温度在六百度以下期间，裂解烟草产物会根据烟草温度的上升变得逐渐复杂化，裂解的产物当中有浓度较高的果糖以及葡萄糖存在，在烟草温度在七百度以上期间，烟草会有苯系化合物进入到人身体当中，这种化学物会给人体带来一定的危害，并且这种化合物会根据烟草温度的在不断上身呈持续增加的趋势。除此之外，实验条件不一样的情况下，对烟草进行裂解，能够从烟草当中发现不一样的化合物。不仅对单体化学成分当中实行了裂解分析技术，现在的研究当中，还在烟草香料当中进行了热裂解分析技术，这样更加利于筛选烟草的香料。通过对有关调查数据分析，能够更高效率的将不同的产物分解出来，比如有琉拍酸以及薄荷醇和薄荷烯等产物。

(2)近红外光谱分析技术分析。除上面所讲述的方式以外，烟草化学成分检测中比较主要的工具还有近红外光谱分析技术，通过对有关研究结果的数据进行分析可知，烟草化学成分分析的时候采用近红外光谱分析技术，可以更加高效率的鉴定出烟草样品的总生物碱，并且还可以高效率的分析出烟草当中含有的多种矿物质，通过近红外光谱分析技术对烟草化学成分的分析，能够给烟草配方的鉴定工作提供了更坚固的基础。

2 测试烟草化学成分的有关技术分析

2.1 裂解反应

(1)烟草样品进样的量以及进样的方式。挑选烟草样品进样量的时候，为了能够使烟草样品可以进行快速的裂解，则需要选择质量合适的烟草样品。在裂解的过程中，如果产生的气味比较浓烈的情况下，就有可能增加二次反应，这种情况极有可能给影响到质谱离子源。取样液体样品是，为了可以让其发挥出固定的作用，则需要将少量的石英棉加入在石英玻璃管内。将少量的石英棉填塞在石英玻璃管的两侧，并且将其放置于裂解仪器当中，使其能够进行反应裂解。

(2)构建裂解反应环境。能够对实验结果带来影响的主要因素之一还包括裂解反应的环境，所以，又必须要打造完善的裂解反应的氛围[3]。通过对有关调查结果的分析可知，裂解期间，产物会根据温度的转变出现不一样的变化，这样可以更加高效率的分解出来对应动力学的条件。基于此，要重点考虑化学反应的环境氛围。

(3)裂解方式的选择。通过对有关调查结果进行分析之后可知，温度不一样的情况下，选用的裂解方式也要不一样[4]。有关研究的工作人员在进行烟碱裂解产物研究的过程中发现，在不一样温度的情况下进行裂解，在七百度左右的烟碱下进行裂解，烟碱的裂解状况已经超过了百分之八十。在烟草点燃的过程中，通过非裂解会有量的蒸馏原型会释放出来。

2.2 近红外光谱常规分析技术

近红外光谱常规分析技术主要包括两种状况，分别是透射光谱法以及漫反射光谱法，通常状况下，有关的测试工作者一般选用透射光谱法，并且借助于透射光谱法分析水溶性总糖以及氮提取物和烟碱提取物、还原糖、总氮等样品。

(1)反应环境的选择。在锥形瓶内放入烟草样品，并且将其放置于合适温度的室内当中，还需要将十毫升左右的正己烷振荡萃取加入其中，然后对其进行静止分层。分层之后，开始测定分析烟草的非挥发酸以及挥发酸。

(2)分析条件的选择。打造完善的裂解反应环境氛围，进行反应的时候，通常在常温下进行，选用的进样口温度建议在二百五十度左右，要维持其温度可以持续上升，每分钟升温六度的速度，温度升到二百八十度左右的时候，停留四秒到五秒左右的时间，对其进行观察。

3 烟草化学分析实验的发展及实验条件

3.1 烟草化学分析实验的发展

实验期间，由于人们对烟草燃烧过程观察的实验条件有所不同，所以并没有一定的严谨性以及统一性，这也给最后的调查结果带来较大的差距[5]。多部分实验过程中的检验数据其实并没有重复的，不同实验过程中检验数据以及结果之间也会存在较大的差距，这样也会易于导致实验结果出现矛盾的状况，基于此，探索烟草化学成分分析的过程中需要采用更加先进化并且合适的方式进行。

现阶段，在定性转变定量方面，探索烟草化学成分的方式还比较粗放，针对多数烟草当中含有的成分分析并没有特别全面化，比如，测评烟草中含有的纤维素以及半纤维素和胶质、木质素等多个方面的探索，虽然多数烟草样品在鉴定以及归类和分析等方面较为全面化，但是并没有对烟草分解的氛围以及时间和加热速度等多个方面极有可能会影响到烟气物质进行深入探索。但是我国社会发展速度较快，为了让烟草在制作期间可以得到更全面化的建立，则需要保障全面化探索以及分析烟草成分。

3.2 烟草化学分析实验的条件

(1)样品进样量和进样方式。经过对烟草成分分析进行实验之后可知，烟草碳水化物进行热裂解的过程中，温度在六百度以下的情况下，裂解产物会根据温度的上升转变的更加繁琐化，但是温度在七百度左右的情况下，就会给人们身体健康带来一定的危害，温度在八百度的情况下，环类的化学物出现比较明显的增加现象[6]。随着热裂解温度样品的不断转换，最关键的就是选择进样品以及进样量，如果进样量偏大且样品比较厚的情况下，不但会造成热传递缓慢的状况发生，还会导致裂解产物的气体浓度偏大。因此，样品量必须要进行控制，液体样品选择建议在一毫升到两毫升之间，并且将适量的石英棉填入石英玻璃管内，这样还可以使进样品更加固定，固体样品就应该将样品放在石英玻璃管内中间的位置，然后将适量的石英棉填入石英玻璃管两端进行热裂解。

(2)热裂解的方面。卷烟的质量如果不过关，则会影响到人们在抽烟过程中对烟气的品质感受，并且卷烟的质量还会受到烟叶组配方案的影响，必须要精准化且客观化的对烟叶质量进行评价，还需要切实际的给卷烟配方供给技术方面的参考依据，这样可以给卷烟加工技术工艺和卷烟新品的扩展带来更大的意义[7]。现阶段，评价烟叶的质量，一般都是通过部分经验丰富的专业进行的，但是人工品析出来的结果极有可能会导致部分主观性的影响，因此，需要引进一些先进化的技术来完成，然而裂解气相色谱技术可以更加有效的给卷烟组配方案带来坚实可靠的依据，为了可以更加深入的明确烟丝在卷烟叶组配方案中实际的应用影响，则需要将烤烟叶片以及烟梗的实际化学成分的组成以及在不同温度的情况下热裂解的产物进行分析对比，这样还可以更深入的了解到热裂解的实际状况。

(3)香料方面的热裂解。制造卷烟的过程中，最不能缺少的主要材料就是香精和香料，通过探索香精以及香料在烟气中的裂解行为和对卷烟然后郭恒中分解出来的产物，可以更加高效率的认知到卷烟在燃烧期间香精以及香料的主要化学成分，裂解期间必须要及时的对其加热以及对样品进行干燥处理，这样才可以避免烟草样品裂解后经气相色谱柱分离，并且还可以避免因气相色谱柱导致较为严重的损坏，从而对实验的结果带来影响，通过热解单体的销量可知，在普及裂解产物期间，将无水硫酸钠加入其中，可以将裂解产物中的部分水分进行高效率的消除。

4 结语

现阶段，我国人民群众最为关注的话题就是烟草化学成分的管理以及抽烟的问题，怎样将烟草产品给人体带来的危害降低，还需有关的工作人员对烟草方面进行更深入的管理以及调查。本篇文章对两种不同的烟草化学分析方式进行了论述，希望以后能够更好的解决烟草给人体带来的危害问题。