摘要：為了解調節濕度對加熱卷煙(Heatedtobaccoproducts，HTPs)煙氣釋放行為的影響，以市售的兩款典型加熱卷煙(HTP‒1，配套中心加熱器具;HTP‒2，配套外周兩段式加熱器具)為研究對象，考察了不同調節濕度下加熱卷煙煙氣主要成分的逐口釋放量，并討論了調節濕度對兩款煙支煙氣逐口釋放行為的影響規律。結果表明：①兩款加熱卷煙煙氣具有各自特有的逐口釋放行為，調節濕度對兩款加熱卷煙煙氣不同成分逐口釋放行為的影響既有規律性，也有特殊性;②隨調節濕度增大，兩款煙支相同抽吸口數序號的前幾口煙氣煙堿、煙氣甘油釋放量減少，相同口數序號的煙氣水分釋放量增加;③不同調節濕度對HTP‒1煙氣煙堿、煙氣甘油的逐口釋放趨勢，對煙堿逐口所占比例隨抽吸口數序號的變化趨勢有明顯影響，但對HTP‒2煙氣各成分的逐口釋放趨勢和逐口所占比例隨抽吸口數序號的變化趨勢均沒有明顯影響。

　　關鍵詞：加熱卷煙;調節濕度;調節時間;含水率;甘油;煙堿;逐口釋放

　　加熱卷煙作為新型煙草制品的重要形式，因其采用加熱煙草材料而不是燃燒的方式產生氣溶膠，被證明能夠大大降低煙氣中有害物質的產生[1‒2]，受到國內外煙草公司技術研發人員的極大關注[3‒4]。近年來，國外煙草企業及科研機構偏重于加熱卷煙減害效果的評價研究，在分析對比加熱卷煙和傳統卷煙有害成分釋放量的變化、細胞或動物毒理性以及人群暴露研究等方面做了一定工作[2,5‒7]。國內加熱卷煙研究起步較晚，特別是對加熱卷煙成品煙氣質量控制的基礎研究相對缺乏。

　　目前已見文獻報道的有張麗等[8]對加熱卷煙煙氣中主要成分的轉移效率研究，張洪非等[9]研究的抽吸模式對主流煙氣釋放物的影響以及李朝建等[10]開展的煙支含水率與煙氣中水分、甘油、煙堿的相關性研究等工作，均是整支煙煙氣受到各種因素影響而產生的變化，無法體現產品煙氣釋放趨勢、釋放均勻性等煙氣逐口釋放特征受到的影響，難以為產品煙氣的精細調控提供指導。在加熱卷煙煙氣逐口釋放研究方面，目前僅有龔淑果等[11]分析了兩種不同加熱方式的加熱卷煙在兩種抽吸模式下的煙氣主要成分逐口釋放情況，而對于加熱卷煙關注的基本指標(例如含水率)以及環境條件(例如環境濕度)對煙氣逐口釋放特征的影響研究尚未見報道。

　　考慮到加熱卷煙中煙草原料的吸濕‒解濕特性以及甘油的吸濕特性，煙支含水率易受到環境濕度的影響，環境濕度會在加熱卷煙產品生產、檢測等環節對產品質量控制和質量評價等產生較大影響，本研究中選擇考察不同濕度調節后加熱卷煙煙氣的逐口釋放量，分析不同濕度調節后煙氣的逐口釋放特征，旨在了解煙支調節濕度對煙氣逐口釋放行為的影響規律，為加熱卷煙研發中精細調控產品品質提供參考。

　　1材料與方法

　　1.1材料、試劑和儀器HTP‒1加熱卷煙(圓周23mm，長度45mm)，配套器具A(中心加熱)(市售);HTP‒2加熱卷煙(圓周17mm，長度84mm)，配套器具B(外周兩段式加熱)(市售);Ø44mm劍橋濾片(英國Whatman公司)。

　　甲醇、異丙醇(色譜純，印度RCILabscan公司);定制煙堿標準溶液(4000mg/L于異丙醇，上海安譜實驗公司);甘油標準品[≥99.9%，阿拉丁試劑(上海)有限公司];一級水(實驗室自制);1,4‒丁二醇(≥99.0%，美國SigmaAldrich公司);正十七烷(≥99.8%，美國Acros公司)。

　　Climacell404恒溫恒濕箱(德國MMM公司);XPE205電子天平(感量0.00001g，瑞士Mettler公司);7890A氣相色譜儀(美國Agilent公司);X500E電子煙吸煙機(上海新型煙草制品研究院有限公司);Milli‒Q型超純水儀(美國Millipore公司)。

　　1.2方法

　　1.2.1煙支調節參照GB/T16447—2004[12]的方法，將煙支開包取出，放置在22℃及設定相對濕度(RH)為30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%的恒溫恒濕箱內，根據實驗需要選擇調節時間為1、3、6、12、24、30、48、72h。

　　1.2.2加熱卷煙的逐口抽吸及煙氣捕集參考加拿大深度抽吸模式(ISO20778:2018[13])進行抽吸，具體參數為：鐘形曲線，抽吸容量55.0mL，抽吸時間2.0s，抽吸間隔30s，通氣孔均不進行封堵。每張濾片捕集10支煙的同一抽吸口數序號的煙氣。器具A預熱25s后抽吸第一口煙氣，每支煙抽吸12口;器具B預熱45s后抽吸第一口煙氣，每支煙抽吸8口。所有樣品平行測定兩次。

　　1.2.3煙支原料含水率的測定按照YC/T345—2010[14]的方法檢測煙支原料含水率。

　　1.2.4煙氣中水分、甘油、煙堿釋放量的測定按照CORESTA84號[15]推薦方法檢測煙氣中水分、甘油和煙堿的釋放量。

　　2結果與討論

　　本研究的目的是考察調節濕度對加熱卷煙成品煙支逐口煙氣釋放行為的影響。由于市面上主要以兩家國際煙草公司的中心加熱類型和外周加熱類型的加熱卷煙為代表，所以本研究中從這兩家公司的兩種類型市售加熱卷煙中分別選擇一款煙支作為研究對象，分析了調節濕度對兩款代表性的加熱卷煙產品各自逐口煙氣釋放行為的影響。實驗中，先對兩款煙支分別進行了質量篩選，并通過控制相同的調節時間，減少其他因素的干擾，盡量實現自變量僅為調節濕度，使兩款煙支分別滿足單一變量原則。為使文章結構緊湊，在后文中將兩款煙支的結果放在一起討論，并作了簡單的比較和分析。

　　2.1煙支調節條件的選擇

　　2.1.1煙支調節時間的優化

　　為優化煙支在RH為30%~60%條件下的調節時間，考察了RH為30%和60%條件下，煙支相對質量(不同調節時間煙支稱量質量與開包時煙支稱量質量的比值，以百分比計)隨調節時間的變化趨勢。在RH為30%條件下，HTP–1、HTP–2兩款煙支均表現為失重，并且變化趨勢一致，失重速度先快后慢，在調節30h后質量基本穩定;在RH為60%條件下，兩款煙支表現為先小幅增重，后小幅失重，并且整個調節過程中，兩款煙支相對質量波動幅度基本在0.2%以內，參照GB/T16447—2004[12]中的平衡檢驗條件，可認為煙支已到達平衡。為了減少調節濕度以外的因素對實驗帶來的影響，選擇樣品在RH為30%~60%范圍內平衡48h。

　　2.1.2煙支調節濕度的優化

　　為探究調節濕度對加熱卷煙煙氣逐口釋放行為的影響，首先考察了RH為30%~60%范圍內不同調節濕度對煙支原料含水率(煙支開包時，HTP–1和HTP‒2煙支原料含水率分別為11.8%和11.7%)的影響。

　　煙支在不同濕度下調節，煙支原料將具有不同的含水率，且煙支原料含水率與調節濕度成正相關關系。根據調節濕度和煙支含水率的對應關系，選擇能夠產生一定含水率跨度的3個調節濕度(RH為30%、45%、60%)條件對煙支進行調節，平衡后煙支的含水率分別為6%、9%和13%左右，考察調節濕度變化對加熱卷煙煙氣逐口釋放行為的影響。

　　2.2調節濕度對加熱卷煙煙氣逐口釋放特征的影響

　　2.2.1調節濕度對煙氣氣溶膠捕集量的逐口釋放趨勢、釋放量及釋放均勻性的影響

　　兩款加熱卷煙在不同濕度下調節后，煙氣氣溶膠捕集量(Aerosolcollectedmass,ACM)的逐口分析結果。將HTP–1、HTP–2分別在RH為30%、45%、60%條件下調節后，其各自煙氣ACM的逐口釋放趨勢基本不變，均是先增加后降低，在第3口時釋放量達到最高。在相同抽吸口數序號時，兩款煙支的煙氣ACM均隨調節濕度升高而增加。由逐口煙氣ACM值計算得到的相對標準偏差(RSD)之間的比較表明，HTP–1在RH為60%條件下調節后，ACM逐口釋放均勻性最好，而HTP–2在RH為30%條件下調節后的均勻性略優于RH為45%、60%條件下的均勻性，但是RSD相差不大。

　　2.3調節濕度對加熱卷煙煙氣各成分逐口所占比例的影響

　　為進一步了解調節濕度對逐口煙氣組成的影響，分別分析了HTP–1、HTP–2煙氣各成分所占比例(各成分釋放量與ACM之比)隨抽吸口數序號的變化情況。

　　2.3.1煙堿

　　兩款加熱卷煙在不同濕度下調節后，煙氣煙堿所占比例隨抽吸口數序號的變化曲線。調節濕度對兩款煙支煙氣煙堿所占比例隨抽吸口數序號的變化趨勢影響有所不同，其中HTP–1在RH為30%、45%條件下調節時，其煙氣煙堿所占比例隨抽吸口數序號增大表現為先降低后逐漸升高的趨勢，并且最低點有隨調節濕度增大而前移的趨勢，而當HTP–1在RH為60%條件下調節時，其煙氣煙堿所占比例隨抽吸口數序號增大表現為逐漸升高的趨勢，這種趨勢其實是前幾口煙氣煙堿隨調節濕度增大而大幅下降造成的;而HTP–2在3個濕度條件下調節，其煙氣煙堿所占比例隨抽吸口數序號增大的變化趨勢基本一致，均表現出先升高后下降、再升高再下降的趨勢，這種變化趨勢可能與器具B的兩段式加熱模式有關。在相同口數序號時，兩款加熱卷煙煙氣煙堿所占比例均表現出隨調節濕度減小而升高的趨勢，說明降低調節濕度有利于提高煙氣中煙堿所占比例。

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　　3結論

　　(1)HTP–1和HTP–2在相同抽吸口數序號下的ACM和水分釋放量均隨調節濕度增大而增大，且ACM和水分逐口釋放趨勢的變化隨調節濕度改變不明顯。(2)不同于HTP–2的各相同口數序號下煙氣甘油、煙氣煙堿釋放量均隨調節濕度增大而減少，HTP–1前幾口的煙氣甘油、煙氣煙堿釋放量隨調節濕度增大而減少，后幾口隨調節濕度增大而增大，HTP–1煙氣甘油、煙氣煙堿逐口釋放趨勢的變化隨調節濕度改變較明顯。

　　(3)調節濕度對兩款煙支不同煙氣成分逐口均勻性的改善表現出兩種方式，第一種是通過改變煙氣成分的逐口釋放趨勢改善逐口均勻性，如HTP–1的煙氣煙堿和煙氣甘油;第二種是在基本不改變逐口釋放趨勢的情況下，通過改變煙氣成分的釋放量來改善逐口均勻性，如HTP–2的煙氣甘油、煙氣煙堿及兩款煙支的煙氣水分。(4)HTP–1和HTP–2在相同抽吸口數序號下的煙堿和甘油所占比例均隨調節濕度增大而降低，但HTP–1由于前幾口煙氣煙堿所占比例降低幅度相對較大，煙堿所占比例隨抽吸口數序號的變化趨勢發生明顯的改變。

　　參考文獻

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　　作者：劉廣超1，劉鴻2，張瑋2，謝焰1，高嶧涵1，吳達2，鄭賽晶*1