| 烟草工业科研进展概况 |
| 作者： 谢剑平、刘朝贤、张晓兵、胡军、闪红光、王瑞华 发表时间：2006-3-17 |
一、烟草工艺相关学科
2004年，烟草行业进一步深入贯彻《中国卷烟科技发展纲要》精神，按照“坚持中式卷烟的发展方向，以培育名优品牌为基点，深入研究中式卷烟的理论内涵和技术关键，以降焦减害、降低生产成本为中心任务，进一步增强我国卷烟产品的竞争力”的工作思路，提出了烟草育种、特色工艺、调香技术和降焦减害等领域战略性课题，认真制定规划，组织力量攻关，不断提高科技自主创新能力和核心竞争力。烟草工业科研方面，开展了中式卷烟关键技术的研究工作，不断推进中式卷烟特色工艺和核心技术研究，使中式卷烟特色工艺技术取得实质性进展；卷烟降焦减害技术的深入研究，使烟草行业的控焦保质能力进一步提高；中式卷烟香精香料核心技术研究工作全面启动，在理论上对烟草行业香精香料技术的发展进行了总结，使烟用香精香料技术的研究进入了一个新的高潮。
国内烟草工艺技术主要是继续围绕着卷烟产品质量的稳定与提高，原料价值和使用效率提高，开展工艺技术研究，并将阶段性技术成果付诸生产实际，产生了较好效果。
（一）制丝工艺技术水平分析及提高质量的技术
继续开展卷烟生产制丝线工艺技术水平分析，以“提质控焦”为主要目标，研究提高卷烟生产企业卷烟产品质量水平，稳定性卷烟产品质量，缩小卷烟产品焦油波动范围（平均级差控制在1.8mg/支以内），提高企业技术、生产和管理人员的素质。最终达到提高卷烟企业经济效益、增强卷烟生产企业核心竞争力的目的。
制丝工艺技术水平分析及提高质量的技术，在楚雄、龙岩、常德、淮阴、哈尔滨等卷烟企业试点和上海、玉溪、长沙、曲靖、宁波、厦门、武汉等卷烟企业示范基础上，2004年在南京、许昌、柳州、青岛、南昌、济南、成都、广州等卷烟企业进行了技术集成推广。重点开展打叶复烤工艺参数优化技术、卷烟生产工序质量评价技术、白肋烟加料与烘焙技术“卷烟三纸一棒”降焦与控焦技术、提高CO2膨胀烟丝质量技术、叶丝和梗丝在线膨胀新技术等技术推广，许多企业取得阶段性成果和效果。
经过三年多的实施，取得显著效果。12家试点企业和示范企业平均卷烟感官质量得分提高0.65分；卷烟烟支重量标准偏差下降了3mg/支左右；批内卷烟焦油波动值下降了1.1mg，达到0.84mg。
（二）特色工艺应用技术
通过原料特性（感官特性、化学特性、加工特性）、原料分组基本原则、原料分组加料、关键工序控制因素、设备性能、相关技术等技术研究，建立起一套较为科学、合理的卷烟原料及加工过程中感官质量评价内容、评价标准和结果表达的方法；提出主产区主要等级、部位的烟叶在不同加工过程中质量变化趋势；提供具有可操作性、可指导卷烟生产应用的原料分组的基本原则；提出不同质量缺陷的卷烟原料所采用的功能性料液及加料方式；提出分组加工的技术要求、质量控制模式；工艺设备的开发提供技术依据。卷烟企业应用特色工艺技术应用基础及共性技术研究成果，开展烟片分组处理、烟片及叶丝分组处理研究。企业根据卷烟产品的需要，对卷烟原料进行分组打叶处理，对叶片进行分组加工与加料处理，对叶丝进行分组加工处理，实施卷烟加工的个性化、精细化和数字化，实现卷烟产品系统化设计、精细化加工、智能化控制。
目前，特色工艺技术研究正在烟草行业逐步实施。企业正在围绕着原料来源状况和产品具体特点，开展“分组加工和加料处理技术”等研究工作，部分企业已初步实现“卷烟原料分组加工技术”。通过原料分组加工（包括工艺参数）和加料处理技术以及不同干燥方式组合使用，提高了原料使用效率，使原料价值最大化，提升了产品质量，降低原料成本。
叶丝干燥新技术（HDT）。该项新技术由德国HAUNI公司研发，也是高湿叶丝在较高温气流输送干燥塔中进行快速脱水，使叶丝膨胀与干燥。目前德国、中国台湾、印尼、俄罗斯、也门、中国大陆投入使用，应用结果表明，该项技术具有一定特点：①可提高叶丝的填充能力，可减少卷烟中的烟丝用量，降低卷烟生产成本；②可降低卷烟焦油量；③加大了调整卷烟配方设计的余地；④由于采用气流干燥技术使干燥加快，减少了干头干尾烟丝量等等。
二、烟草化学及相关学科
2004年，烟草化学学科重点围绕卷烟降焦减害和产品质量稳定性控制等方面开展工作，建立了多项烟草主要化学成分的分析方法和卷烟烟气中有关有害成分的分析测试方法，取得了多项研究成果。
（一）应用近红外检测技术快速测定烟叶主要化学成分（20项指标）
近红外光谱技术是近年来迅速发展起来的一种方便、高效、低成本的绿色分析技术。其分析简便、快速、低成本、无污染及样品的非破坏性和多组分同时测定等优点，已受到广泛关注。目前该技术被广泛地应用于食品、纺织、制药、石油、化工、酿酒等行业的品质监测、控制和相关研究。国内外应用近红外对烟草相关检测进行了研究，如烟草常规成分、烟叶的产地等级、卷烟焦油以及卷烟的一些辅助材料鉴别等。由郑州烟草研究院牵头，组织云南烟草科学研究院、上海烟草（集团）公司、长沙卷烟厂、昆明卷烟厂等五家单位根据近红外的优势和检测的要求，选择水溶性总糖、还原糖、总氮、总植物碱、蛋白质、氯、钾、硫酸根、硝酸根、石油醚萃取物总量、中性石油醚萃取物总量、多酚、纤维素、灰分、水溶性灰分碱、pH、总挥发碱、总挥发酸、淀粉、烟叶含水率等20项指标作为研究内容，2004年已完成我国云南、贵州、福建、河南等17个省区的700余个烤烟、白肋烟和香料烟烟叶样品20项指标的测定，根据分析结果建立了包括有总挥发酸、总挥发碱、石油醚提取物总量、石油醚提取物中性成分、多酚、淀粉、纤维素、硫酸根、pH、灰分、水溶性灰份碱度、水溶性总糖、还原糖、总氮、总植物碱、氯、钾等17项指标的烤烟型近红外定量分析模型，并通过模型的验证和评价对模型进行优化。结果表明，上述17项指标均能建立稳定的近红外预测模型。可以预见，随着烟草行业研究的不断深入，近红外光谱技术将凭借其独特的技术优势为烟草的品质监测和控制发挥巨大的作用。
（二）环境烟草烟气对室内空气质量影响的研究
环境烟草烟气对室内空气质量的影响是目前国际烟草研究的一个热点话题。环境烟草烟气是由支流烟气和人体呼出的主流烟气与空气混合经高度稀释（100-1000倍）、衰变后形成的气溶胶，它与主流烟气和支流烟气在成分含量、气相粒相分配比和气溶胶颗粒大小上存在极大的差异。因此，只有建立真实可信的环境烟草烟气分析方法，测定真实环境中的环境烟草烟气，才能对环境烟草烟气进行客观的评价。2004年郑州烟草研究院建立起了国内首个环境烟草烟气实验舱。该实验舱可以将大气中的有害成分过滤掉，达到美国联邦标准100级要求。实验舱温湿度在湿度：35～85%±5%，温度：15～40℃±2℃范围内可以控制，实验舱新风换气次数可以控制在3～15次/小时范围之内。通过研究建立了环境烟草烟气中主要有害成分和污染指标物的分析测定方法，分析ETS中的RSP、一氧化碳、氮氧化物、氨气、酚类物质以及一些挥发有机物（苯、甲苯等）共47种有害成分，确立适当可行的收集分析方法。同时在环境烟草烟气实验室内对国内外主要牌号卷烟产生的ETS中的RSP、一氧化碳、氮氧化物、氨气、酚类物质以及一些挥发有机物（苯、甲苯等）共47种有害成分进行测定。所测定卷烟产生ETS中RSP的释放量在3381.6～5229.0ug/m3之间，烟碱释放量在107.4～187.6ug/m3之间，酚类成分总释放量在70.1～111.2ug/m3之间，挥发性羰基化合物总释放量在957.8～1575.7ug/m3之间，一氧化碳释放量在13639～22989ug/m3之间，氨气释放量在678.3～1206.5ug/m3之间，VOCs成分总释放量在1117.3～1532.9ug/m3之间，有害成分的释放量与卷烟单支含丝量有一定的相关性，在所测定的样品中国内外卷烟，卷烟类型对于ETS中有害成分的释放量没有明显的影响。结果表明，绝大部分有害成分与指标物（烟碱、3-乙烯基吡啶、麦斯明、UVPM、FPM、茄尼醇、莨菪亭）之间的比例关系比较稳定，卷烟类型、牌号、焦油量对这种比例关系的影响比较小。另外，对典型的室内环境（会议室、办公室、酒吧、饭店、宾馆客房）的ETS状况进行测量，并对卷烟产生的ETS对室内空气中有害成分所占比例进行评估，结果表明：在大部分的室内环境中，吸烟对室内空气质量的影响都不超过30％，采用有效的通风条件可以明显地消除ETS对室内空气质量的影响。
（三）国内外主要品牌卷烟主流烟气中部分有害成分（芳香胺、挥发性羰基化合物、挥发酚）的对比研究
对国内外36种卷烟主流烟气中部分有害成分（芳香胺、主要挥发性羰基化合物、挥发酚）的输送量进行了对比分析，对比了国内外各种类型卷烟的差别。结果表明卷烟主流烟气中芳香胺化合物的含量在4.41～33.2ng/支之间，混合型卷烟烟气中的含量明显高于烤烟型卷烟烟气，这与白肋烟中氨基酸、蛋白质等芳香胺前体化合物含量较高有密切关系。同一类型国内外卷烟在芳香胺含量上差别并不明显，基本趋势是随着焦油量降低而减少；卷烟主流烟气中羰基化合物的含量在193～1536μg/支之间，其含量主要受到焦油含量的影响。从平均结果上看，国内烤烟型卷烟主流烟气中羰基化合物的含量最高，混合型卷烟烟气中羰基化合物的含量普遍较低，但在较高焦油的混合型产品的烟气中，羰基化合物的含量也相当高，国内低焦油混合型产品烟气中羰基化合物的含量是最低的。建立了采用高效液相色谱直接分析卷烟主流烟气中7种主要酚类成分的方法，该方法使用1%醋酸萃取烟气总粒相物，萃取液经过滤后直接进行HPLC分析，采用了荧光检测器，大大提高了分析灵敏度。该方法测定卷烟主流烟气中各种酚类化合物的变异系数都在5%以下，回收率在99.8%～103.7%之间。采用该方法对国内50种名优卷烟进行了分析。结果发现我国卷烟烟气中酚类成分总量的输送量的范围在68.35～286.85μg/支之间，平均为216.24μg/支，卷烟烟气中酚类成分的输送量与卷烟烟气焦油量存在明显的相关性。烤烟型卷烟烟气中对－苯二酚和邻－苯二酚在总量中所占比例要高于混合型卷烟；苯酚、邻、间、对-甲酚在酚类总量中所占比例，混合型卷烟高于烤烟型卷烟。
（四）叶组配方质量稳定性化学指标控制研究
叶组配方质量及其稳定性将直接影响卷烟产品的质量及其稳定性，如何对其进行科学的评价，企业日常生产和配方替代过程中应遵循什么样的原则和要求，怎么为卷烟配方、产品开发、加香加料、加工工艺提供必要的支撑，实现对卷烟产品质量稳定性的控制，是生产企业非常关心和急待解决的问题。通过测定模拟叶组配方替代中烟叶的植物碱、还原糖、总糖、总氮、总挥发碱、钾、氯、淀粉、pH、石油醚以及香味成分等化学成分的变化，并结合感官评吸，运用化学计量学的方法，建立了叶组配方质量稳定性化学指标数学模型，并通过实际配方对模型进行了验证。结果显示，该模型与实际吻合率较高，具有较强的实用性。 |
三、烟用香精香料及相关学科
（一）香原料的开发应用
1、合成香料的开发
湖南师范大学以亚异丙基丙酮，1，3-戊二烯为原料经DielsAlder反应合成了3-羟基-1-(2，6，6-三甲基-3-环己烯基)-1-丁酮。将此目标化合物用作香料成分加入卷烟，用GC2MS检测其烟气成分，发现此化合物在卷烟燃吸时能发生裂解反应，向烟气释放具有致香作用的δ-突厥酮；云南曲靖卷烟厂采用相转移催化法合成了一种乙基香兰素的葡萄糖苷，其结构通过各种波谱数据得到表征，同时利用热解分析和评吸研究了其作为盘纸添加剂增香的可能性；郑州烟草研究院完成了二氢大马酮和降龙涎醚的中试合成，产品纯度及加香效果达到进口产品的水平；上海华宝和云南烟草研究院开展了巨豆三烯酮的合成研究。郑州烟草研究院进行了微波技术合成香料的研究；云南大学以薄荷醇、光气和酚类化合物为原料，吡啶为催化剂合成了系列烟用酚类碳酸薄荷酯潜香物质；厦门卷烟厂技术中心以环己酮、环戊酮、过氧化氢和高氯酸等为原料进行了合成环十六内酯、环十五内酯、环十四内酯和环十三内酯的前体物，并进行了热解试验和卷烟加香试验。
2、天然香料的开发
利用新技术进行天然香料的提取和分离成为天然香料开发的一个重要领域。云南烟草研究院和郑州烟草研究院分别利用超临界二氧化碳萃取技术进行了树苔净油、烟草净油、胡卢巴籽、香椿等香料萃取及应用研究；郑州烟草研究院进行了微波技术萃取天然香料的研究；云南烟草研究院利用棕色化反应对水果提取物进行了深加工，并研究了其在低焦油卷烟的加香效果；云南瑞升公司进行了发酵新鲜鸢尾和无花果的制备和其卷烟加香应用研究；武烟集团进行了小花茉莉净油的分子蒸馏分离研究。这些研究为今后国内天然香料的深加工及新型天然香料和中草药的开发应用提供了新的方法和思路。
（二）香精分析及质量控制技术
由于卷烟加香加料直接影响到卷烟的吸食品质和产品质量稳定，所以烟用香精的成分分析和质量控制一直是卷烟生产企业非常关注的一个问题，行业内外对此进行了大量的深入研究。
1、香精分析技术
同时蒸馏萃取顶空、固相微萃取、毛细管气相色谱/质谱联用等前处理手段和分析方法在烟用香精分析方面得到了广泛的应用，并取得一定的进展。
武汉大学化学采用固相微萃取与气相色谱/质谱法分析了烟用香精的香气成分；常德卷烟厂、南京卷烟厂分别进行了同时蒸馏萃取法在香精中挥发性成分的定性和定量检测上的应用研究；深圳市通港实业有限公司进行了烟用香精挥发性成分的静态顶空与固相微萃取采样分析比较研究；芜湖卷烟厂采用自动热脱附-气质法快速测定烟用香精香料的挥发性化学成分；中国科学院上海有机化学研究所进行了自动化静态顶空-气相色谱-质谱和顶空-固相微萃取-毛细管气相色谱-质谱联用方法快速分析香精挥发性成分的研究，他们同时采用保留指数检索对质谱检索结果进行进一步的确认，以提高对挥发性成分定性分析的准确性。这些研究紧跟国际上比较先进的分析检测方法，针对烟用香精香料的特点，取得了较好的研究成果。
2、香精质量品控研究
武汉大学和武汉烟草集团利用气相色谱及气相色谱/质谱法对17种品牌卷烟的62种香精进行了分析，研究了香精特征组分的确定方法，并进一步探讨了香精组分对吸味的影响，建立了香精质量控制方法，设计了烟用香精的质控软件对香精质量进行自动判断；常德卷烟厂、颐中烟草集团、江西南昌卷烟厂、云南瑞升公司和曲靖卷烟厂也分别利用色谱/质谱指纹图谱对烟用香精香料质量控制和卷烟产品质量控制进行了研究。虽然目前这些方法还不十分成熟，但这些研究为今后形成一套较为科学的香精质量控制检测方法提供了很好的参考和借鉴。
（三）调香技术
郑州烟草研究院开展了“中式卷烟香精香料核心技术研究”国家局重点项目，进行了香料单体在卷烟中的作用评价方法、代表性香料单体转移率和低焦油卷烟香味补偿技术等方面的研究，并在部分酯类单体在卷烟中的转移行为研究方面取得了一定的进展。
郑州烟草研究院分别对糖类、有机酸和天然香料提取物等98种香料单体及添加剂和酯类、挥发性有机酸类、吡嗪类、吡啶类和酮类等88种香料单体及添加剂在混合型卷烟表料和表香中的作用进行了研究。根据实验结果从风格特征、丰满程度、谐调性、细腻程度、凝聚性、杂气、刺激、余味等方面分别筛选出了若干种香料单体及添加剂，并在此基础上提出了混合型卷烟表料和表香的调配模式。
昆明卷烟厂利用优质津巴布韦烟叶制备的烟用香料经气质联用分析的指纹图谱为模版，应用仿香技术在昆明某品牌烟末制备的香料中增补一些烟草重要香味成分，使其达到优质津巴布韦烟叶制备的烟用香料的加香效果。
济南卷烟厂通过膨化工艺对烟气粒相水分含量的影响及其机理的分析，开发出一种在膨胀烟丝中添加的香料，增加烟气水分，改善吃味。
延吉卷烟厂针对实验室传统加香加料方法产生的误差进行了分析，提出了一种新的加香试验操作方法，使小试加香加料精度满足实际生产的工艺要求，提高产品设计中阶段性试验的重复性。
（四）降焦减害及安全性
含中草药的中式低害卷烟作为中式卷烟的重要分支，最具有中国特色。随着“含中草药的中式低害卷烟”市场日趋成熟，现代化的制造技术日新月异，其发展前景无比广阔。当前，含中草药的中式低害卷烟的研制、生产方兴未艾，已成为行业的热点。重庆烟草工业公司利用天然植物提取能缓解呼吸道疾病的有效成分，进行了减缓烟气对呼吸系统不良影响的滤嘴添加剂研究；华宝公司用60%的酒精按重量比10:1萃取天然食品原料柠檬油或甜橙油中水溶性的香味物质，与钾盐一起配成溶液，作为卷烟添加剂使用到卷烟中，能有效降低主流烟气中一氧化碳含量，并能较好地维持卷烟原有的风味。湖北省烟草化学研究室进行了Maillard反应中间体清除活性氧自由基作用的研究。
四、烟草标准检测及相关学科
（一）制、修订并清理了一批重要的标准
完成了《卷烟》国家标准的修订和《卷烟》国家标准宣贯教材的编写。清理了在用的烟草各类标准300项，废止过时标准近90余项，发布行业标准12项，同时报批国家标准9项，进行WTO/TBT通报1项。
（二）计量工作正常运转
2004年计量相关器具1500余件，有效地开展了行业量值传递工作，保证了行业质检工作的科学性。
（三）烟草制品的检验
1、对36个名优卷烟（含规格）及产量较大的非名优卷烟品牌进行了全项目统检和两次市场抽查，2004年全国卷烟焦油含量加权平均值为13.6毫克，比2003年的14.3毫克又降低0.7毫克/支。
2、开展了对2004年国产、进口卷烟中农药残留量进行监督检测工作。
3、进一步完善监测方法和检测手段，开展了烟用材料的检验。先后开展了烟用丝束、烟用滤棒、卷烟纸、接装纸、香精香料等辅助材料的统检和市场抽检。检测数据显示，2004年辅助材料的质量比2003年有了提高，特别是烟用接装纸的质量水平有了较大提高。通过对原料和辅料的监督检验，为国家局加强辅料公平竞价交易的管理，以及烟叶流通领域的管理，为企业的产品开发，产品质量稳定和提高提供了有力的支持。同时，相当一部分企业已着手建立或完善企业质量检验机构，实施对进厂原纸和油墨卫生指标的有效监控。
（四）持续提高实验室检验能力
继2003年，行业质检站进一步推进GB/T15481(idtISO17025)《检测和校准实验室能力的通用要求》贯标工作，通过建立和不断完善质检站质量管理体系，进一步促进了烟草行业质检机构的质量管理水平的提高。截至目前，行业已经有16个省级烟草质检站、4个企业质检站通过了中国实验室国家认可委员会的评审。
（五）打击假冒伪劣烟草制品
面临烟草、烟草制品及烟草专用机械打假严峻形势，针对制假手段的不断变化情况，依据《假冒伪劣卷烟鉴别检验规程》，不断完善检验手段，研究制定《假冒伪劣烟草专用机械鉴别检验规程（试行）》，2000年以来，行业省级质检站共鉴别检验卷烟188万批次，涉案总基数4.19亿条。2004年对4批丝束，12批滤棒和3批烟叶进行了真伪鉴别。2004年开展假冒烟机鉴别检验，承担了51台（套）烟机和4个批次的零配件的鉴别检验，对专卖部门的打假工作给予了大力的支持。
（六）积极参与烟草国际标准化活动及国际共同实验研究和相关国际学术交流活动
1、完成了国际标准投票10次；正式启动了WTO/TBT工作站烟草行业的联络工作；参加了第25届ISOTC126会议，介绍了郑州烟草研究院负责制定的YC/T186－2004《卷烟烟丝弹性的测定方法》标准，为进行ISO标准正式提案做准备。
2、2004年，通过“2004年卷烟烟气分析、卷烟纸、烟用醋酸纤维丝束国际共同实验研究”，参加CORESTA常规分析分学组组织的化学连续流动分析、农用化学品分学组组织的农药残留实验室间比对和分析方法验证，以及卷烟点火特性共同实验和省级检测站交叉检验测试数据差异分析，有效验证了各参试实验室的检验能力。参加“2004年卷烟烟气分析、卷烟纸、烟用醋酸纤维丝束国际共同实验研究”及交叉检验质检站包括各省级烟草质量监督检测站、行业36家重点卷烟生产企业、国内外卷烟纸和醋酸纤维丝束生产企业、国际同类实验室等，共计80余家。
3、2004年派出多人次参加烟气分析、烟叶、卷烟产品品质等国际学术交流与共同研究。在CORESTA等国际会议及技术刊物上发表论文多篇，并举办了“2004年度卷烟烟气、卷烟纸、醋纤丝束共同实验及检测技术研讨会”，200多位国内外代表参加了研讨和技术交流。
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