烟草减害降焦研究进展

摘要：卷烟减害降焦是一项系统工程，烟 草 行 业 对 其 进 行 了 大 量 研 究。 就 卷 烟 降 焦 的 基 本 途 径 进 行了总结，重点对工业和农业所采用的减害降焦技术与方法以及目前研究进展进行了综述 ，并对其 发展趋势进行了简要概括。 关 键 词 ：烟 草 ；焦 油 ；减 害 ；降 焦 技 术 中 图 分 类 号 ：Ｓ５７２ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００４－３２６８（２０１２）０１－００１１－０５
收 稿 日 期 ：２０１１－０６－２１ 基 金 项 目 ：中 国 烟 草 总 公 司 科 技 重 点 项 目 （１１０２００９０２０４０） 作 者 简 介 ：孙 计 平 （１９７８－），女 ，河 北 玉 田 人 ，助 理 研 究 员 ，硕 士 ，主 要 从 事 烟 草 育 种 研 究 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｊｉｐｉｎｇ２００２＠１２６．ｃｏｍ
自２０ 世 纪 ５０ 年 代 以 来，为 了 降 低 卷 烟 主 流 烟 气中的焦油含量以 及 其 中 的 微 量 有 害 化 学 成 分，提 高卷烟的安全性，烟 草 科 研 人 员 进 行 了 大 量 的 科 学 研究［６］。２００４年 朱 尊 权 院 士 提 出 “降 焦 只 是 手 段， 而减害才是我们真 正 的 目 的”，为 了 保 持 香 味，在 降 焦 达 到 一 定 程 度 时 ，应 该 把 重 点 放 在 “减 害 ”，建 议 科 研方针改“降 焦 减 害”为 “减 害 降 焦”［７］。 此 后，中 国 烟 草 行 业 的 “降 焦 工 程 ”被 “减 害 降 焦 ”这 个 名 词 逐 步
根据烟叶中有机钾含量与焦油含量呈负相关的 研究结果，中国农业 科 学 院 烟 草 研 究 所 已 找 出 富 钾 的育种材料，并着手 进 行 烟 草 钾 积 累 效 率 的 遗 传 规 律研究，为富钾 烟 草 品 种 的 培 育 作 准 备。 培 育 富 钾 烟草的目 的 是 发 挥 烟 草 品 种 吸 钾 能 力 强 的 遗 传 特 性 ，充 分 利 用 土 壤 肥 料 中 的 钾 素 ，从 而 生 产 出 钾 含 量 高的烟叶，降低烟叶焦油生成量 。 ［１５］
河 南 农 业 科 学 ，２０１２，４１（１）：１１－１５ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
烟草减害降焦研究进展
孙 计 平 ，李 雪 君 ，孙 焕 ，王 红 军 ，孙 喜 坤
（河南省农业科学院 烟草研究中心，河南省烟草公司烟草研究所，河南 许昌 ４６１０００）
如何降低卷烟 焦 油 含 量，是 烟 草 行 业 和 医 学 界 普遍关心的问题。 近 年 来，随 着 反 吸 烟 呼 声 的 高 涨 和对卷烟安全性要 求 的 提 高，卷 烟 减 害 降 焦 愈 显 重 要 。 ［１］ 减害降焦 是 烟 草 行 业 不 可 回 避 的 问 题［２］，然 而 不 能 单 纯 降 焦 ，降 焦 要 把 握 “高 香 气 、低 焦 油 、低 危 害 ”原 则 ［３］。
烤烟 作 为 含 糖 量 最 高 的 一 种 烟 草 类 型，其 各 个 品种的含糖量是有 差 异 的，各 品 种 烟 叶 烟 气 粒 相 物 质含量也同样存在差异 。 ［１６］ 但 是，多 年 来 烤 烟 品 种 选育工作的目标主要集 中 在 优 质、稳 产、多 抗 上 ［１７］ ， 在 其 品 质 目 标 中 ，虽 已 涉 及 含 糖 量 指 标 ，但 多 是 从 吸 味方面 考 虑，对 于 各 品 种 烟 叶 烟 气 中 的 总 粒 相 物 （ＴＰＭ）基本未涉及。因此，品种 选 育 作 为 农 业 生 产 方面的降焦油措施 之 一，应 在 其 选 育 目 标 中 增 加 烟 气 总 粒 相 物 的 指 标 要 求 ，通 过 有 效 的 育 种 手 段 ，在 不 明显影响烟碱含量 和 香 气 浓 度 的 同 时，使 其 烟 气 中 的总粒相物有所降 低，按 此 选 育 出 烟 气 焦 油 含 量 较 低的烤烟品种，作为开发低焦油卷烟的主料烟 。 ［１８］ ２．２ 栽 培 和 调 制 技 术 ２．２．１ 栽培技术 烟叶 的 种 植 密 度、施 肥 量［１９］、施 肥种 类［２０］及 配 比、灌 溉 量 和 灌 溉 方 式、打 顶 抹 杈［２１］ 时期和留叶数等技 术，对 烟 叶 理 化 特 性 都 有 明 显 影 响。各国烟草种植 都 重 视 优 化 栽 培 技 术，为 安 全 卷 烟提供优质原料。 为 推 动 减 害 降 焦 工 程，中 国 的 烟 叶种植也提出了“无公害”的技术防线 。 ［２２］
２．１ 品 种 选 育 培育焦油和其他有害物质生成量较少的优质、
高抗烟草新品种一直是烟草农业技术研究的重要目 标之一。目前国际上十分重视对低焦油烟草品种的 选 育 ，通 过 多 种 育 种 技 术 ，已 成 功 地 培 育 出 了 一 些 低 焦油 烟 草 品 种。 如 美 国 维 克 特 烟 草 公 司 （Ｖｅｃｔｏｒ Ｔｏｂａｃｃｏ）培育出低亚 硝 胺 和 低 烟 碱 的 烟 草 新 品 种， 并已开始大田生产。这种烟草烟碱和亚硝胺含量很 低，用 其 生 产 的 卷 烟 含 烟 碱 约 ０．２５ ｍｇ／支，其 烟 气 烟碱量小于 ０．０３ ｍｇ／支 。 ［１，１３－１４］
２ 烟 草 农 业 减 害 降 焦 技 术 研 究 进 展
我 国 卷 烟 烟 叶 原 料 焦 油 量 偏 高 ，香 气 不 足 ，制 约 了工业降焦技术的充分 使 用。 左 天 觉［１１］曾 指 出，随 着烟草生产技术的 发 展，有 可 能 通 过 农 业 技 术 降 低 烟叶焦油产生量。 然 而，由 于 农 业 措 施 远 没 有 卷 烟 工 艺 的 改 进 见 效 快 ，一 直 以 来 对 农 业 降 焦 重 视 不 够 ， 我国在采用农业措施降低焦油含量方面的研究也较 少，缺乏相应的 研 究 基 础。 但 在 目 前 烟 叶 质 量 制 约 工业降焦的状况下，通 过 辅 材 和 工 艺 措 施 降 焦 的 可 能性减小且影响烟 叶 的 香 味，因 此 降 低 焦 油 含 量 的 研究将向烟叶原料生产方面转移 。 ［１２］
原 料 保 障 是 实 现 “卷 烟 上 水 平 ”的 重 要 支 撑 。 卷 烟减害降焦是烟草 行 业 的 重 大 课 题，也 是 社 会 关 注 的焦点。相关研究 发 现，烟 气 输 出 量 和 烟 气 组 成 取 决于烟叶的特性，烟 叶 原 料 是 卷 烟 焦 油 释 放 量 的 决 定性因 素 。 ［１３］ 烟 叶 所 含 糖 分 越 高，焦 油 含 量 就 越 高；而 有 机 钾 的 含 量 越 高，其 焦 油 含 量 越 低。 因 此， 选择 含 糖 量 低、有 机 钾 含 量 高、焦 油／烟 碱 比 值 低 的 烟叶可以降 低 焦 油 含 量［１４］；另 外，可 以 通 过 烟 草 品 种选育、栽培和调制 技 术 以 及 生 物 技 术 等 手 段 来 生 产低焦油低危害的 烟 叶，为 低 焦 油 含 量 卷 烟 的 生 产 打好原料基础。
二是 提 高 烟 气 过 滤 效 率：通 过 改 变 滤 嘴 辅 材 和 参 数 、加 入 吸 附 剂 等 来 完 成 。
三是 稀 释 主 流 烟 气：使 用 打 孔 滤 嘴 和 高 透 气 度 卷烟纸来提高烟支和滤嘴段的通风率。
经过 多 年 的 科 学 研 究 和 生 产 实 践，已 摸 索 出 一 系列卷烟减害降焦的有效方法。总体上可分为２个 技术领域：烟草农业 减 害 降 焦 工 程 和 卷 烟 工 业 减 害 降焦工程。
１ 卷 烟 减 害 降 焦 历 程 回 顾
１．１ 焦 油 的 定 义 卷烟焦油是指卷烟烟气粒相物中除水分和烟碱
以外所剩下的部分，是 卷 烟 烟 丝 中 的 有 机 物 质 在 缺
氧条件下不完全燃 烧 产 生 的，由 多 种 烃 类 及 烃 的 氧 化物、硫化物和 氮 化 物 等 组 成 的 复 杂 化 合 物。 焦 油 中有害成分约占总量 的 ０．６％ 。 ［４］ 虽 然 焦 油 中 也 含 有香气成分等无害 或 有 益 成 分，但 由 于 无 法 选 择 性 地去除焦油中的有 害 成 分，工 业 上 Hale Waihona Puke Baidu 直 把 降 焦 作 为 目 标［５］，国 际 上 一 般 以 焦 油 量 的 高 低 来 评 价 卷 烟 的 安全性。 １．２ 减 害 降 焦 工 程 的 发 展
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｆ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｒｅｌｉｅｖｅ Ｈａｒｍ ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｅ Ｔａｒ
ＳＵＮ Ｊｉ－ｐｉｎｇ，ＬＩ Ｘｕｅ－ｊｕｎ，ＳＵＮ Ｈｕａｎ，ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ－ｊｕｎ，ＳＵＮ Ｘｉ－ｋｕｎ
（Ｔｏｂａｃｃｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔｏｂａｃｃｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｕｃｈａｎｇ ４６１０００，Ｃｈｉｎａ）
烟草中的有机钾能有效地提高烟叶的可燃率和 阴 燃 的 持 火 能 力 ，降 低 烟 叶 燃 烧 时 的 温 度 ，减 少 烟 气 中的焦油释放量和其他有害物质。提高烟叶含钾量 的 农 业 措 施 主 要 有 ：提 高 土 壤 钾 肥 施 用 量 ；改 善 土 壤 理化性状，提 高 钾 利 用 率；施 用 含 解 钾 菌 的 生 物 钾 肥 ，促 进 土 壤 钾 素 释 放 ；选 育 富 钾 烟 草 品 种 。 有 研 究 表 明 ，在 含 钾 量 低 的 砂 壤 土 上 ，同 一 品 种 随 着 钾 肥 施 用量增加，烤烟烟气中的 焦 油 含 量 减 少 。 ［２３］ 采 用 适
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｈａｒｍｆｕｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｗａｓ ａ ｓｙｓｔｅｍｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｓｔｕｄｉｅｄ ｓｙｓｔｅｍｉｃａｌｌｙ．Ｗｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａ ｒｅｔｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔａｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｓｍｏｋｅ．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔａｒ ａｎｄ ｒｅｌｉｖｉｎｇ ｈａｒｍ ｕｓｅｄ ｉｎ ｉｎｄｕｓ－ ｔｒｙ ａｎｄ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎ ａｄｄｉ－ ｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｏｂａｃｃｏ；ｔａｒ；ｒｅｌｉｅｖｅ ｈａｒｍ；ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔａｒ
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河南农业科学
第 ４１ 卷
取代。概括地说，减 害 降 焦 就 是 采 用 各 种 技 术 和 手 段降低卷烟焦油和 有 害 化 学 成 分，达 到 降 低 吸 烟 危 害健康 的 目 的 。 ［８］ 由 于 涉 及 新 技 术、新 工 艺、新 材 料 ，从 品 种 培 育 、栽 培 和 调 制 技 术 、叶 组 配 方 、加 工 工 艺到政 策、管 理 等，包 括 面 很 广，十 分 庞 大，因 此，称 之为减害降焦工程。 １．３ 卷 烟 降 焦 的 基 本 途 径
降低卷烟焦 油 含 量 的 生 产 技 术，主 要 体 现 在 ３ 个 方 面 ： ［９－１０］
一是 降 低 焦 油 的 产 生 量：通 过 农 业 措 施 降 低 烟 叶原料中焦 油 含 量，通 过 加 入 烟 草 薄 片、添 加 助 燃 剂 、膨 胀 烟 丝 、改 变 烟 支 规 格 、减 少 烟 丝 量 、减 少 卷 烟 抽吸口数等工艺措施降低卷烟制品焦油含量。
关于 减 害 和 降 焦 的 研 究 较 多，主 要 集 中 在 工 业 和 农 业 两 大 领 域 ，根 据 现 有 文 献 ，对 工 业 和 农 业 所 采 用的减害降焦技术 与 方 法 进 行 了 简 要 综 述，对 目 前 研究进展及发展趋 势 进 行 了 总 结，旨 在 为 进 一 步 开 展烟草减害降焦工作提供参考。