摘要 ［目的］系統(tǒng)考察外加水溶性糖對卷煙煙氣常規(guī)成分和七害成分釋放量的影響，［方法］以內(nèi)源水溶性糖含量較高（C2F-DF2020，總糖30.84%）、較低（B3F-DH2020，總糖7.37%）的2種烤煙煙葉為參試對象，選用葡萄糖、蔗糖2種糖料，進(jìn)行加糖量梯度試驗(yàn)（加糖量0%、2%、4%、6%、8%、10%），測定24個(gè)卷煙小樣的煙氣常規(guī)成分；在小樣試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以內(nèi)源水溶性糖含量中等的（B2F-XG2018，總糖16.61%）煙葉為對象，進(jìn)行中樣試驗(yàn)（葡萄糖添加量0%、1%、3%、5%），測定4個(gè)卷煙中樣的煙氣常規(guī)成分和七害成分。［結(jié)果］小樣試驗(yàn)結(jié)果顯示，無論煙葉內(nèi)源水溶性糖含量是高還是低，也無論外加糖源是葡萄糖還是蔗糖，煙氣焦油量都不會(huì)隨加糖量的增加而升高；中樣試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著加糖量的增加，煙氣焦油量不會(huì)隨之升高，七害成分中含氮化合物如煙草特有NNK、HCN、氨等釋放量呈下降趨勢，卷煙危害性指數(shù)呈下降趨勢。［結(jié)論］外加水溶性糖不會(huì)導(dǎo)致煙氣焦油量和卷煙危害性指數(shù)升高。

關(guān)鍵詞 烤煙；水溶性糖；焦油；煙氣危害性成分

中圖分類號 TS 41+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）23-0172-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.23.037

Effect of Adding Water-soluble Sugar on the Release of Cigarette Smoke Components

CHEN Bin，YANG Kai，TANG Zhao-qi et al

（Technology Center of Shanghai Tobacco Group Co.， Ltd.， Shanghai 201315）

Abstract ［Objective］In order to systematically investigate the effect of added water-soluble sugar on tar and other harmful components of cigarette smoke. ［Method］Two kinds of flue-cured tobacco leaves with high water-soluble sugar content （C2F-DF2020， total sugar 30.84%） and low water-soluble sugar content （B3F-DH2020， total sugar 7.37%） were selected as the test objects， glucose and sucrose with the weight ratios of 0 （control）， 2%， 4%， 6%， 8%， and 10% were added and the routine mainstream smoke indexes of 24 cigarette samples were determined;on the basis of the above laboratory tests， take B2F-XG2018 tobacco leaf with medium content of water-soluble sugar （total sugar 16.61%） as the object， carry out the factory tests （glucose addition 0%， 1%， 3%， 5%）， and determined the routine mainstream smoke indexes and seven harmful components of four cigarette samples. ［Result］The results showed that： no matter whether the content of endogenous water-soluble sugar in tobacco leaves was high or low， and whether the added sugar source was glucose or sucrose， the tar content of smoke did not increase with the increase of sugar addition;with the increase of sugar addition， the release of nitrogen compounds such as tobacco specific NNK， HCN， ammonia showed a downward trend， while the harm index of cigarettes showed a downward trend. ［Conclusion］The addition of water-soluble sugar will not lead to the increase of tar content and 7 harmful components in smoke.

Key words Flue-cured tobacco;Water-soluble sugar;Tar;Harmful components in smoke

基金項(xiàng)目 上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目（K2020-1-009P）。

作者簡介 陳斌（1990—），男，甘肅武威人，助理工程師，碩士，從事煙草原料質(zhì)量分析研究。

*通信作者，高級農(nóng)藝師，碩士，從事煙草栽培、煙葉原料分析和評價(jià)研究。

收稿日期 2024-01-01

水溶性糖是煙草加工過程中最常用的添加劑［1-3］。在發(fā)揮其有益效果的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注其對卷煙煙氣有害成分的影響，這對于指導(dǎo)煙草行業(yè)糖料的科學(xué)使用具有十分重要的意義［4］。卷煙煙氣中的有害成分多存在于焦油中，因此，煙氣焦油量是評價(jià)煙氣危害性最常用的指標(biāo)［5-6］。但關(guān)于外加水溶性糖對煙氣焦油量的影響及關(guān)系問題，國內(nèi)外煙草科技界的認(rèn)識不一致。長期以來，國內(nèi)煙草行業(yè)一直有“糖高焦油高”的說法，認(rèn)為加糖會(huì)導(dǎo)致煙氣焦油量升高［7］。國外煙草科技人員以白肋煙和混合型卷煙配方為參試對象的研究表明，外加水溶性糖不會(huì)對煙氣焦油量產(chǎn)生明顯的影響［1，8-9］。

對此，有學(xué)者認(rèn)為，參試對象本身所含內(nèi)源水溶性糖含量［10］，以及外加水溶性糖的種類［11］等因素，都可能會(huì)影響該類研究的結(jié)果和結(jié)論。但迄今為止，關(guān)于上述2個(gè)因素對煙氣焦油量的影響研究，國內(nèi)外都鮮見系統(tǒng)的實(shí)證報(bào)道。

為此，該研究選用內(nèi)源水溶性糖含量較高、較低的2種烤煙煙葉作為參試對象；選用代表性的還原糖——葡萄糖、代表性的非還原糖——蔗糖作為參試糖料，進(jìn)行超大劑量加糖試驗(yàn)；并在上述小樣試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用內(nèi)源水溶性糖含量中等的1種烤煙煙葉進(jìn)行中樣驗(yàn)證試驗(yàn)，以期為正確認(rèn)識外加水溶性糖對煙氣焦油量及煙氣七害成分［亞硝胺（NNK）、CO、氨、巴豆醛、苯并芘、苯酚、氰化氫（HCN）］的影響，推動(dòng)糖料的深度開發(fā)利用提供實(shí)證依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 小樣試驗(yàn)

參試煙葉：某東南煙區(qū)2020年產(chǎn)B3F（B3F-DH2020）、某東南煙區(qū)2020年產(chǎn)C2F（C2F-DF2020）復(fù)烤片煙，切成煙絲，待用。

稱取0、4、8、12、16、20 g固體糖（葡萄糖、蔗糖），用20 mL純凈水溶解后，分別噴加到各200 g煙絲上，放置2 h使煙絲充分吸收料液后，在90～110 ℃下將煙絲烘至含水率12%左右，即得到加糖量分別為0%、2%、4%、6%、8%、10%的煙絲樣品共24個(gè)。用打煙器制作單料煙樣品，每支單料煙的重量控制在（890±20）mg。

1.2 中樣試驗(yàn)

參試煙葉：某西南煙區(qū)2018年產(chǎn)B2F（B2F-XG2018）復(fù)烤片煙。

在上海卷煙廠“500 kg試驗(yàn)線”制絲，噴加葡萄糖0%、1%、3%、5%；采用統(tǒng)一的輔材及參數(shù)，由卷接包車間制作單料煙樣品（機(jī)卷）共4個(gè)。

1.3 樣品檢測

（1）參照YC/T 159—2019、YC/T 161—2002、YC/T 162—2011、YC/T 173—2003、YC/T 222—2007、YC/T 468—2013標(biāo)準(zhǔn)要求，測定小樣試驗(yàn)煙絲樣品的主要化學(xué)成分含量。

（2）參照GB/T 19609—2004、GB/T 23355—2009、GB/T 23356—2009標(biāo)準(zhǔn)要求，測定單料煙煙氣常規(guī)成分。其中，小樣試驗(yàn)的單料煙樣品去除濾材之后檢測，中樣試驗(yàn)的單料煙樣品則含濾材檢測。

（3）參照YC/T 377—2019、YC/T 253—2019、YC/T 254—2008、YC/T 255—2008、GB/T 21130—2007標(biāo)準(zhǔn)要求，測定中樣試驗(yàn)單料煙樣品的煙氣危害性成分（七害成分）。

2 結(jié)果與分析

2.1 小樣試驗(yàn)

2.1.1 外加糖對煙葉主要化學(xué)成分含量的影響。

優(yōu)質(zhì)烤煙理想的水溶性糖含量及比例指標(biāo)是：總糖18%～22%，還原糖16%～18%［12］。與此相比，該研究選用的2種參試煙葉（表1），B3F-DH2020的水溶性糖含量較低，C2F-DF2020的水溶性糖含量較高。

加糖之后，B3F-DH2020煙葉主要化學(xué)成分含量的變化情況見表2。從表2可知，隨著加糖量的增加，煙堿、總氮、鉀、氯含量都呈持續(xù)下降的趨勢。雖然這4種化學(xué)成分的絕對含量并沒有減少，但因?yàn)榧犹侵鬅熑~的干物質(zhì)總量增加，該4種化學(xué)成分的相對含量就下降了。

2.1.2 外加糖對卷煙煙氣常規(guī)成分的影響。

從表3、4和圖1可以看出，以內(nèi)源水溶性糖含量較低的B3F-DH2020和內(nèi)源水溶性糖含量較高的C2F-DF2020為參試煙葉、以葡萄糖和蔗糖為外加糖源，煙氣焦油量均未隨著加糖量的增加而升高。分析加糖量與煙氣焦油量的線性回歸關(guān)系，結(jié)果顯示（圖2）加糖量與煙氣焦油量總體呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（y焦油量=-0.130x加糖量+23.944，R2=0.739，P=0.028）。

由表3、4可知，隨著加糖量的增加，煙氣CO釋放量基本不變或呈輕微下降趨勢，煙氣總粒相物及煙堿量呈輕微下降趨勢。

2.2 中樣試驗(yàn)

參試煙葉B2F-XG2018的主要化學(xué)成分含量測定結(jié)果顯示，總糖含量16.61%、還原糖15.38%、煙堿4.18%、總氮2.58%、鉀1.61%、氯0.38%；該參試煙葉的水溶

性糖含量處于中等水平。

中樣試驗(yàn)4個(gè)機(jī)卷樣品的煙支物理參數(shù)和煙氣常規(guī)成

分測定結(jié)果見表5。由表5可知，4個(gè)卷煙樣品煙支重量和

吸阻基本一致。隨著葡萄糖添加量的增加，CO釋放量基本

不變；煙氣總粒相物、焦油、煙堿則呈輕微下降趨勢。

中樣試驗(yàn)4個(gè)機(jī)卷樣品的煙氣七害成分測定結(jié)果見表6。由表6可知，隨著葡萄糖添加量的增加，七害成分中含氮化合物如亞硝胺（NNK）、氨、氰化氫（HCN）等，其釋放量呈輕微下降趨勢； CO釋放量基本不變；巴豆醛和苯并芘2項(xiàng)成分的釋放量呈輕微升高趨勢；整體危害性評價(jià)指數(shù)則呈輕微下降趨勢。

3 討論

3.1 外加糖對煙氣焦油量的影響

小樣試驗(yàn)結(jié)果顯示，無論是以內(nèi)源水溶性糖含量很高的C2F-DF2020為參試煙葉，還是以內(nèi)源水溶性糖含量很低的B3F-DH2020為參試煙葉，也無論是以葡萄糖為外加糖源，還是以蔗糖為外加糖源，煙氣焦油量都不會(huì)隨加糖量的增加而升高。以內(nèi)源水溶性糖含量中等的B2F-XG2018為參試煙葉進(jìn)行的中樣驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果同樣如此。因此認(rèn)為，外加水溶性糖不會(huì)導(dǎo)致煙氣焦油量升高。原因可能為：

3.1.1

煙葉的水溶性糖含量不是影響煙氣焦油量的主要因素。陳愛國等［13-16］關(guān)于煙葉化學(xué)成分與煙氣焦油量的關(guān)系研究表明，與水溶性糖相比，煙葉的煙堿、總氮含量是對煙氣焦油量影響更大的因素（相對而言，水溶性糖含量對煙氣焦油量的影響甚小，不是影響煙氣焦油量的主要因素）；煙堿、總氮含量與煙氣焦油量呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系。該觀點(diǎn)可以對筆者研究的結(jié)果作出合理解釋。筆者研究結(jié)果顯示，隨著加糖量的增加，煙葉的煙堿、總氮含量呈下降趨勢（表2），因此，煙氣焦油量呈輕微下降趨勢（表3、4）。另外，該研究中，C2F-DF2020煙葉的水溶性糖含量遠(yuǎn)高于B3F-DH2020，煙堿和總氮含量明顯低于B3F-DH2020，而其煙氣焦油量明顯低于B3F-DH2020，該結(jié)果也印證了上述觀點(diǎn)的正確性。

3.1.2 外加水溶性糖可能有助于提高煙絲的吸附過濾作用。燃吸過程中，當(dāng)主流煙氣從煙支的前段燃燒端被抽吸到后段時(shí)，后段煙支會(huì)起到冷凝和吸附過濾作用［17］。Thornton等［18］在煙絲表面噴加糖水溶液，制得加糖卷煙，進(jìn)行燃吸試驗(yàn)；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與不加糖的對照處理相比，在加糖卷煙的后段未燃燒的煙支中，測得了更高的煙堿含量。其認(rèn)為，煙絲加糖可大幅提高后段煙支對煙堿等主流煙氣內(nèi)含物的吸附過濾作用。其機(jī)理可能是，主流煙氣在煙絲段冷凝下來，煙絲表面糖類極易吸水，溶化狀態(tài)的糖進(jìn)一步促進(jìn)焦油、煙堿等物質(zhì)的吸收，在接下來的抽吸中，再燃燒熱解為其他小分子。因此，加糖不會(huì)導(dǎo)致包括焦油在內(nèi)的主流煙氣總粒相物增加。

國內(nèi)煙草行業(yè)一直以來都有“糖高焦油高”的說法。該說法的產(chǎn)生的原因或者適用的場景可能主要有2個(gè)：一是對比烤煙和白肋煙糖含量和焦油量，通?？緹熖呛扛?，焦油量也更高；二是對比中部煙葉和下部煙葉糖含量和焦油量，中部煙葉通常內(nèi)源糖含量更高，焦油量也更高。事實(shí)上，這2種比較都是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇致员容^，在這2種情況下，糖含量不是唯一的變量，也不是最重要的變量。白肋煙和下部煙葉焦油量相對較低，更重要的原因是這2種煙葉相對更薄、燃燒性更好，而不是糖含量較高?！疤歉呓褂透摺钡恼f法可能是一個(gè)籠統(tǒng)的、泛泛的、容易使人誤解的說法。

內(nèi)源糖與焦油量的關(guān)系研究方面，1977年，左天覺先生在美國農(nóng)業(yè)部主持了一項(xiàng)里程碑式的研究［19］，詳細(xì)考察了煙草化學(xué)成分和物理特性與煙氣成分相關(guān)性，結(jié)果表明，煙葉總糖和焦油的相關(guān)系數(shù)為-0.025，未達(dá)到顯著性水平，總糖含量對焦油釋放量的影響較小。國內(nèi)大量的關(guān)于煙葉內(nèi)源糖與焦油釋放量關(guān)系的研究也表明，內(nèi)源水溶性糖與煙氣焦油量之間無明顯相關(guān)性或呈負(fù)相關(guān)關(guān)系［13-16］。外加糖對卷煙焦油釋放量的影響方面，國外以白肋煙和混合型卷煙配方為參試對象的研究表明，外加水溶性糖不會(huì)對煙氣焦油量產(chǎn)生明顯的影響［1，8-9］。筆者的研究結(jié)果也表明，外加糖不會(huì)導(dǎo)致卷煙焦油釋放量增加。

3.2 外加糖對煙氣七害成分的影響

關(guān)于外加水溶性糖對煙氣七害成分的影響研究鮮見報(bào)道。相對多見的是，關(guān)于煙葉內(nèi)源水溶性糖含量與煙氣七害成分的關(guān)系研究報(bào)道。

Cai等［20］分析了煙葉73種內(nèi)源化學(xué)成分對煙氣危害性指數(shù)的影響，結(jié)果顯示，煙葉水溶性糖含量對煙氣危害性指數(shù)的影響不顯著。袁秀秀等［21］研究了烤煙常規(guī)化學(xué)成分含量與煙氣七害成分釋放量的關(guān)系，結(jié)果顯示，總糖、還原糖含量與巴豆醛釋放量呈正相關(guān)關(guān)系，與苯酚、氨和NNK釋放量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。黃朝章等［22-23］的研究表明，煙葉總糖、還原糖含量與主流煙氣HCN釋放量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。該研究結(jié)果（表6）與袁秀秀等［21-23］的結(jié)論基本一致。Roemer等［1］認(rèn)為，隨著加糖量的增加，整體上煙氣成分中羰基成分產(chǎn)率會(huì)增加，而含氮成分產(chǎn)率會(huì)降低，一方面是卷煙中部分含氮煙草成分被糖替代，另一方面可能是含氮產(chǎn)物前體物被過量的羰基化合物捕獲。

總體而言，隨著加糖量的增加，煙氣危害性指數(shù)呈輕微下降趨勢。筆者認(rèn)為，導(dǎo)致該結(jié)果的直接原因是煙氣焦油量降低。煙氣七害成分中的大多數(shù)成分存在于焦油中，隨著加糖量的增加，煙氣焦油量呈輕微下降趨勢，因此，煙氣危害性指數(shù)亦呈輕微下降趨勢。

4 結(jié)論

煙氣焦油量不會(huì)隨外加糖含量的增加而升高；隨加糖量的增加，煙氣七害成分釋放量變化趨勢不一，但卷煙危害性指數(shù)隨加糖量的增加呈輕微下降趨勢。

參考文獻(xiàn)

［1］ ROEMER E，SCHORP M K，PIAD J，et al.Scientific assessment of the use of sugars as cigarette tobacco ingredients：A review of published and other publicly available studies［J］.Crit Rev Toxicol，2012，42（3）：244-278.

［2］ TALHOUT R，OPPERHUIZEN A，VAN AMSTERDAM J G.Sugars as tobacco ingredient：Effects on mainstream smoke composition［J］.Food Chem Toxicol，2006，44（11）：1789-1798.

［3］ 董高峰，張強(qiáng)，王浩雅，等.不同溫度和恒溫時(shí)間對卷煙料液中糖類成分含量的影響［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，23（10）：85-87.

［4］ 陳斌，徐瑋杰，湯朝起，等.水溶性糖對卷煙煙氣焦油和醛類等有害成分的影響研究綜述［J］.中國煙草學(xué)報(bào)，2023，29（6）：127-134.

［5］ 朱尊權(quán).煙葉的可用性與卷煙的安全性［J］.煙草科技，2000，33（8）：3-6.

［6］ 杜詠梅，肖協(xié)忠，王允白.煙氣焦油與卷煙安全性［J］.中國煙草科學(xué)，2002（2）：31-34.

［7］ 陳慶林.關(guān)于在煙葉配方中使用糖料對焦油影響的看法［J］.煙草科技，1988（5）：19-21.

［8］ COGGINS C R E，WAGNER K A，WERLEY M S，et al.A comprehensive evaluation of the toxicology of cigarette ingredients：Carbohydrates and natural products［J］.Inhal Toxicol，2011，23（S1）：13-40.

［9］ BAKER R R.The generation of formaldehyde in cigarettes：Overview and recent experiments［J］.Food Chem Toxicol，2006，44（11）：1799-1822.

［10］ 于建軍，章新軍，畢慶文，等.烤煙煙葉理化特性對煙氣煙堿、CO、焦油量的影響［J］.中國煙草科學(xué)，2003，24（3）：5-8.

［11］ 王月俠.糖和酸在卷煙加料中的作用研究進(jìn)展［J］.煙草科技，1998，31（4）：11-13.

［12］ 彭清.我國烤煙煙葉化學(xué)成分特征分析及香型空間分布格局研究［D］.重慶：西南大學(xué)，2013.

［13］ 陳愛國，劉光亮，陶健，等.烤煙焦油釋放量與化學(xué)成分的關(guān)系及其空間分布特征［J］.中國煙草科學(xué)，2017，38（4）：51-57.

［14］ 常乃杰，張?jiān)瀑F，劉青麗，等.應(yīng)用SPSS軟件研究典型中間香型烤煙常規(guī)化學(xué)成分與煙氣成分的關(guān)系［J］.煙草科技，2017，50（4）：31-36.

［15］ 徐旭光，王雅妮，陳愛國，等.氮鉀用量對吉林烤煙焦油釋放量及重要化學(xué)性狀的影響［J］.中國煙草科學(xué)，2015，36（2）：55-59.

［16］ 厲昌坤，周顯升，王允白，等.烤煙煙葉焦油釋放量與部分化學(xué)成分的關(guān)系研究［J］.中國煙草科學(xué)，2004，25（2）：25-27.

［17］ 謝劍平.煙草與煙氣化學(xué)成分［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

［18］ THORNTON R E，MASSEY S R.Some effects of adding sugar to tobacco［J］.Contrib Tob Res，1975，8（1）：11-15.

［19］ TSO T C，CHAPLIN J F.Simple correlation and multiple regression among leaf characteristics，smoke components，and biological responses of bright tobaccos［M］.Washington：United States Department of Agriculture，Economic Research Service，1977.

［20］ CAI B，LI Z T，WANG R G，et al.Emission level of seven mainstream smoke toxicants from cigarette with variable tobacco leaf constituents［J］.Regul Toxicol Pharmacol，2019，103：181-188.

［21］ 袁秀秀，馮銀龍，李春光，等.施氮量對烤煙常規(guī)化學(xué)成分含量及主流煙氣中7種有害成分釋放量的影響［J］.中國煙草學(xué)報(bào)，2017，23（2）：37-41.

［22］ 黃朝章，蔡國華，趙藝強(qiáng)，等.單料煙主流煙氣HCN與煙葉常規(guī)化學(xué)成分的相關(guān)性［J］.煙草科技，2013，46（2）：62-64.

［23］ 蒯雁，杜詠梅，張懷寶，等.烤煙主流煙氣中氫氰酸釋放量的差異性及主要影響因素分析［J］.中國煙草科學(xué)，2014，35（3）：85-89.