烟草减害降焦的途径研究

烟草减害降焦的途径研究

摘要：烟草减害降焦与人类的健康和环境保护息息相关，已成为烟草行业和医学界关注的焦点。目前，我们可以通过农业和工

业两个方面来实现减害降焦。现就这两个方面的具体有效措施

进行综述，并对其未来发展趋势进行展望。

关键词：烟草减害降焦途径研究

在构成烟气总量中，粒相物质占8%，除去水分和烟碱这些粒相物质，就是我们通常所说的焦油。它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。在吸烟过程中，除了纸烟的外层部分外，基本上都是供氧不足条件下燃烧的，不仅产生大量的一氧化碳，而且随着焦化温度的升高，生成多环芳烃的种类增多，如苯、荼、芘、酚等致癌物，多在700—900℃生成，而苯酚类和富马酸等促癌物，则在500—700℃低温度条件下生成。但焦油又与卷烟的香气有一定关系，彻底除去既无必要又不可能，因此，降焦要把握“高香气、低焦油、低危害”原则［1］。

1、农业方面

1.1选育推广低焦油烟草品种

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。目前国际上通过各种育种途径培育出一些焦油产出量低的烟草品种，如美国维克特烟草公司（ＶｅｃｔｏｒＴｏｂａｃｃｏ）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０．２５ｍｇ／支，其烟气烟碱量小于０.０３ｍ

ｇ／支［2，3］。另外，Sato先生从烤烟品种Hicks与低生物碱的雪茄烟品种NFT706杂交后代中选育出3个低焦油品系。

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。

1.2提高烟叶含钾量

烟叶中的钾尤其是有机钾含量与焦油关系密切；在一定范围内，有机钾含量增加可以降低焦油产出量。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：

（1）提高土壤钾肥施用量。

（2）改善土壤理化性状，提高钾利用率。

（3）调整钾肥形态和性状，提高钾利用率。

（4）施用含解钾菌的生物钾肥，促进土壤钾素释放。

（5）选育富钾烟草品种。

1.3优化栽培技术措施

烟叶的种植密度、施肥量、施肥种类及配比、灌溉量和灌溉方式、打顶抹杈时期和留叶数等技术，对烟叶理化特性都有明显影响。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。采用适当的施肥方式（施用时间、位置），尽可能多地增加钾肥用量，对于降低烟气中的焦油含量有一定作用。

微量元素Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂ等是烟株体内许多酶的组成成分和活化剂，微量元素的供给对烟叶正常生长、致香物质形成及烟气成分有一定的影响。因此，探索施用微肥对烤烟烟气特性的影响，对降低烟气中有害物质含量具有较大意义［4］。烟叶氯含量过高严重影响其燃烧性，通过避免施用含氯肥料和农药以及控制灌溉水质量，可以提高烟叶燃烧性，进而降低焦油含量。

法国科学家对烤烟品种ＩＴ３４３１打顶与烟叶焦油释放量的

关系进行了研究，结果表明，晚打顶可使烟叶的焦油含量下降０％～３０％。我国的试验结果也表明，ＮＣ８９在初花期打顶、留叶２３片，每克烟丝可降低焦油量２．１～３．８ｍｇ［5］。另外，研究发现，喷施化学药物可降低烟叶亚硝胺类物质的含量［6］。烟叶生产过程中，尽量选择良好的植物生态环境、限定使用农药等有害物质的种类和用量、控制农药残留量等，均能有效降低烟叶中有害物质含量。

1.4发展低焦油类型烟草

不同类型烟草焦油量差异较大，一般认为，混合型卷烟安全性高于烤烟型卷烟。国际市场上具有竞争力的低焦油卷烟产品均为混合型卷烟。国外非常重视发展晾晒烟生产，其种植面积在烟草总种植面积中占有相当大的比列。

1.5成熟度与调制

卷烟焦油的产生量与烟叶的成熟程度密切相关，发育完好的成熟

烟叶组织结构疏松、孔隙较大、密度减小、填充性强、燃烧性强、含糖量低，可使卷烟的焦油产生量减少。同时，成熟度高的烟叶，烟香味浓度增加，青杂气和刺激性减少，烟叶的可用性增强［7］。烟叶成熟度的差异，直接关系到烟叶含氮量等化学组分的含量。烟叶采收的成熟度不同，其烟气中粒相物质的含量也会有差异；烘烤调制过程，特别是变黄期温度、时间的不同，其干物质含量也不同，烟气的各种成分含量也就不同［8］。艾复清等［9］对贵烟４号变黄阶段烘烤环境与烤后烟叶焦油含量及香吃味的研究结果表明，控制变黄温度在３７～３９℃、相对湿度７５％～８０％或９０％～９５％有利于降低焦油含量，因此，通过试验掌握适宜的采收成熟度以及烘烤调制手段，可以降低焦油含量。

美国Ｒ·Ｊ·雷诺士公司开发出了用热交换器代替烤炉烘烤烟叶的技术，可显著降低烤烟中亚硝胺类物质的含量。研究结果显示，烤房改用热交换器，可使烤烟中亚硝胺类物质的平均含量至少下降

８０％。美国星科公司已开发出一种可以有效防止烤后烟叶中形成亚硝胺类物质的烟叶调制技术［10］。

1.6生物技术

新的强大的基因组技术将加快重要基因的鉴定和特性描述过程。为鉴定转化过程的基因资源，可利用来源于烟草衰老叶片转化特性的等位基因的ｃＤＮＡ文库，构建一个表达序列标签（ＥＳＴ）数据库，该数据库和ＥＳＴ数据库基因微阵表达分布，能提供尼古丁转化基因的新机会。可用于培育低有害成分的转基因烟草：由于新基因

的导入，转基因烟草可能发生代谢上的潜在变化，还原糖、次生物碱、烟碱、总氮、内部毒力都会发生量值变化。这种转基因烟叶将能控制有毒物质，优化品质。预测在未来１０年里应用于种植实践［11］。

2、工业方面

2.1发展滤嘴香烟

滤嘴可除去烟碱和焦油等对健康有不良影响的物质。由于滤嘴过滤效率与抽吸阻力是叠加的，因而工业上加长滤嘴，加长烟支，以提高过滤效率。滤嘴内加入活性炭、碱性金属氧化物等，可有选择地吸附有害物质。滤嘴上打孔，可稀释进入口腔的烟气，降低有害物质浓度。

2.2提高卷烟盘纸的透气度

提高卷烟盘纸的透气度，不仅可以使烟支的静燃速度加快，抽吸口数减少，而且对烟气有冲淡作用，从而降低烟支焦油的产生量。目前增加卷烟盘纸的透气度有两种方法：一是在造纸工艺过程中，采用增加填充材料和斜网抄纸；二是在已生产出的普通纸上施加静电火花，打出微小的孔隙而使盘纸产生透气度。

2.3采用膨胀技术

如冷冻烟叶，增加烟丝体积和孔隙度。除主料烟之外再适当增加一些叶薄而弹性强的烟叶作填充料，这样烟丝填充力增高，可改善烟叶的燃烧性。

（1）在线膨胀

英国迪更森工程公司（DikinSon Engineering）研制出了一种新