利用生物活性材料降低卷煙主流煙氣關(guān)鍵有害成分含量的研究.pdf

1、煙草消費(fèi)所導(dǎo)致的健康問(wèn)題日益突出，低焦油、低危害卷煙已經(jīng)成為國(guó)際煙草行業(yè)主要發(fā)展方向。本論文系統(tǒng)研究了煙用普通醋酸纖維濾嘴及二醋酸纖維絲束的生產(chǎn)工藝，以生物活性材料過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽為代表性改性添加劑，制備能夠顯著降低卷煙主流煙氣關(guān)鍵有害成分含量的改性濾嘴和醋酸纖維絲束，并對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)行深入研究，主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下： (1)設(shè)計(jì)并制作了一套單通道模擬吸煙及主流煙氣收集裝置； (2)建立了使用薄層層析一毛細(xì)管氣相色

2、譜(TLC-GC/PID)同時(shí)定性、定量分析卷煙主流煙氣中16種多環(huán)芳烴的測(cè)定方法： (3)建立了使用高效液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)同時(shí)定性、定量分析主流煙氣中四種煙草特有亞硝胺的測(cè)定方法： (4)完善了以2-叔丁基硝酮(PBN)的苯溶液為自旋捕捉劑溶液，使用電子順磁共振一電子自旋捕集技術(shù)(EPR-Spintrap)定性定量分析卷煙主流煙氣中氣相自由基含量的煙氣自由基分析方法： (5)系統(tǒng)研究了普

3、通醋纖濾嘴生產(chǎn)工藝，確定在絲束的開(kāi)松上膠過(guò)程中以干粉噴霧的方式將濾嘴改性添加劑加入濾嘴體系的改性方案； (6)系統(tǒng)研究了煙用二醋酸纖維絲束的生產(chǎn)工藝，確定在絲束上油過(guò)程中，利用含添加劑上油乳液將可溶性改性添加劑均勻添加到煙用二醋酸纖維單絲表面的絲束改性方案； (7)以固定化過(guò)氧化氫酶為代表性改性添加劑，制備了能夠選擇性降低卷煙主流煙氣中氣相自由基含量的改性濾嘴。結(jié)果表明，含有約10mg/支固定化過(guò)氧化氫酶微粒的改性濾嘴中

4、能使卷煙主流煙氣中氣相自由基含量下降38.84％，并且對(duì)卷煙常規(guī)指標(biāo)(吸阻、水分和煙氣煙堿量)沒(méi)有明顯影響；使用自制模擬吸煙裝置，結(jié)合非常規(guī)模擬吸煙方案，發(fā)現(xiàn)主流煙氣中總粒相物對(duì)改性濾嘴的降自由基作用具有明顯促進(jìn)作用；通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)證實(shí)改性濾嘴中的固定化過(guò)氧化氫酶主要是在有過(guò)氧化物存在的條件下，迅速催化降解主流煙氣中的氮氧化物，破壞氣相自由基反應(yīng)鏈，從而有效降低卷煙主流煙氣中氣相自由基的含量； (8)以還原型谷胱甘肽為代表性改性

5、添加劑，制備了能夠選擇性降低卷煙主流煙氣中氣相自由基、煙草特有亞硝胺和酚類化合物含量的改性醋酸纖維絲束。結(jié)果表明，含添加劑油劑對(duì)醋酸纖維絲束的上油性能、機(jī)械加工性能及其物理性能沒(méi)有顯著影響；對(duì)改性醋纖絲束的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性醋纖表面的還原型谷胱甘肽有效含量低至0.32mg/g(換算至濾嘴添加量約0.032mg/支)時(shí)，仍然能顯著降低卷煙主流煙氣中氣相自由基、煙草特有亞硝胺和酚類物質(zhì)含量，其中氣相自由基含量同比下降25.07％，TSN

6、As總量同比下降21.52％(其中NNK和NNN的降幅分別達(dá)到32.14％和28.04％)，總酚同比下降16.54％；并且由于改性醋纖濾嘴能有效降低煙氣中的酚類化合物，因而降低了煙氣的刺激性，使卷煙煙氣口感更加柔和； (9)分別使用MDA-TBA方法和Ames波動(dòng)試驗(yàn)，從卷煙主流煙氣的氧化損傷作用和煙氣冷凝物致突變性，評(píng)價(jià)改性濾嘴對(duì)卷煙安全性的影響。結(jié)果表明，含有活性添加劑的改性醋纖濾嘴能夠顯著降低卷煙煙氣的生物毒性，通過(guò)在濾嘴

7、中添加固定化過(guò)氧化氫酶或谷胱甘肽對(duì)主流煙氣及其氣相成分的急性氧化損傷作用的抑制效率分別為43.57％、41.65％和38.57％、39.32％；使主流煙氣直接和間接致突變能力分別下降41.94％和11.54％和32.35％和55.56％。 綜上所述，本文以過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽為代表性生物活性材料，通過(guò)對(duì)卷煙濾嘴和煙用二醋酸纖維的相關(guān)改性，有效降低了卷煙主流煙氣中氣相自由基和煙草特有亞硝胺等關(guān)鍵有害成分的含量，提高了卷煙安全性。本