烤烟烟叶理化特性和抽吸条件对镉向主流烟气迁移影响的研究

选择不同产地、不同部位的烤烟原烟卷烟,不同焦油量的商品卷烟为样品,应用吸烟机模拟吸烟,研究了烟叶主要理化指标和抽吸条件对主流烟气镉迁移的影响.结果表明:①产地间烟叶镉含量及单位质量烟丝镉的主流烟气迁移量差异较大,一般南方烟叶大于北方烟叶;部位间镉的烟气迁移率差异较大,上部叶＞中部叶＞下部叶;②随烟叶钾含量增高,静燃速率加快,镉迁移率降低,迁移量减少;烟叶镉含量与主流烟气迁移量呈正相关;烟碱等指标对镉迁移率、迁移量也有显著影响;③应用烟叶理化指标对镉主流烟气迁移率、迁移量可进行较准确的预测;④随抽吸容量的增加、抽吸时间间隔的减小,镉迁移量显著增加;相对标准抽吸条件,深度抽吸条件下镉迁移增加量随烟丝中镉含量的增加而增加.     

河南主产烟区烤烟主流烟气巴豆醛释放量差异及聚类分析

为研究河南主产烟区烤烟单料烟主流烟气中巴豆醛释放量的变化特征,采集河南主产烟区上、中、下3个部位烤烟样本144份,采用高效液相色谱法测定单料烟主流烟气中巴豆醛的释放量,并进行聚类分析。结果表明,河南主产烟区上、中、下3个部位烟叶主流烟气中巴豆醛释放量的均值分别为21.86、23.72、23.91 μg/支,其中中部叶的变幅较大;上部叶与下部叶巴豆醛释放量差异显著,中部叶与下部叶和上部叶差异不显著;主栽的4个品种中烟叶主流烟气中巴豆醛释放量表现为秦烟96 > 中烟203 > 豫烟10号 > 中烟100,秦烟96与中烟100的下部叶和中部叶巴豆醛释放量存在显著差异,其他品种间及上部叶的各品种间差异不显著;根据聚类分析结果将河南产烟区烤烟主流烟气中巴豆醛释放量类型初步分为高释放型、中释放型、低释放型3大类型,高释放型主要分布在三门峡、洛阳和南阳大部分产区,中释放型主要分布在漯河、平顶山和许昌大部分产区,低释放型只有平顶山和漯河少部分产区。     

烟草叶片区位中铅分布的差异

为明确重金属铅在烟叶中的分布情况,测定了不同类型烟草各部位烟叶不同区位中的铅含量。结果表明:①烟叶区位间铅含量分布规律基本表现为:叶尖部、叶边缘较高,叶基部、叶中部次之,主脉最低;②烟叶部位间铅含量表现为:下部叶中部叶上部叶;③相同区位的不同部位烟叶中铅的分布规律基本表现为:下部叶最高,中部叶和上部叶较低。     

烤烟主流烟气中氢氰酸释放量的差异性及主要影响因素分析

为研究我国烤烟主产区烟叶卷烟主流烟气中氢氰酸释放量的差异及主要的影响因素,选取了我国5个主产区,上中下三部位的烤烟烟叶作为试验材料,测定了烟叶化学成分含量和卷烟主流烟气中氢氰酸释放量,并进行方差分析、相关性分析、多元线性回归与通径分析。结果表明,产区间氢氰酸释放量差异达显著性水平,其中黄淮烟区极显著高于其他4个产区;部位间氢氰酸释放量差异达极显著水平,表现为：上部叶>中部叶>下部叶。主流烟气中氢氰酸释放量与烟叶中总植物碱、挥发碱、氨、总氮以及氨基酸等含氮类物质以及丙二酸和氯呈显著性正相关;与总糖、还原糖以及钾氯比呈显著性负相关。回归分析和通径分析结果表明,影响主流烟气中氢氰酸释放量的主要因素为：总氮>总植物碱>脯氨酸>氨>氯。多元逐步回归分析建立了主流烟气中氢氰酸释放量的回归模型,该模型能够解释61.3%因变量的变化,准确预测仍需综合其他因素进一步优化模型。     

烟叶部位、产地与卷烟主流烟气7种有害成分释放量关系研究

为研究烟叶不同部位、产地对卷烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响,分析了5个国内产地的烤烟型单料烟的上部、中部、下部样本。结果表明烟叶部位与主流烟气中7种有害成分释放量总体上的关系为:氢氰酸(HCN)、苯酚、氨(NH3)、焦油、危害性指数呈上部>中部>下部;巴豆醛为上部<中部<下部;中部烟叶N-亚硝胺(NNK)的释放量较低,一氧化碳(CO)释放量较高;苯并芘(BaP)释放量变化规律性不强。烟叶不同部位与卷烟主流烟气中单位焦油有害成分释放量的关系为:CO、HCN、苯酚、巴豆醛、NH3、BaP呈上部<中部<下部变化趋势;NNK、危害性指数有一致规律,均为中部烟叶较低。     

初烤烟叶外观质量与其烟气组分的关系

通过对183份烟叶样品外观质量与其烟气组分关系的研究,发现云烟85、红花大金元和K326三个烤烟品种的TPM释放量和焦油释放量都没有显著差异。烟叶的着生部位对其烟气组分测定值有很大影响,都表现为上部中部下部。颜色对下部和上部烟叶的烟气组分测定值影响很小;而对中部烟叶的烟气组分测定值有显著影响,随着颜色加深,TPM释放量和焦油释放量呈现上升的趋势。烟叶身份对中、下部烟叶烟气组分影响较大,而对上部烟叶的烟气组分影响不明显;中、下部烟叶的烟气组分测定值都表现为身份适中烟叶身份稍薄烟叶身份薄烟叶。中、下部烟叶色泽越深,烟叶CO释放量和TPM释放量越高。烟叶油分对烟气组分测定值影响较小,未见较一致的规律性。     

不同品种烤烟各部位烟叶成熟过程中非挥发性有机酸含量的变化

为探明不同品种烤烟各部位烟叶成熟过程中多元有机酸和高级脂肪酸含量变化的差异,以红大、云烟87、K326、中烟100为材料进行了研究。结果表明,中烟100中非挥发性有机酸含量较低,而红大、云烟87和K326较高,下部叶非挥性有机酸含量显著高于中部叶和上部叶。烟叶中多元有机酸含量随成熟增加而逐渐减少,上部叶、中部叶的高级脂肪酸含量则随成熟度增加表现出先减后增再减的趋势,而下部叶则表现为随成熟度增加而逐渐下降的趋势。     

自制装置加热下不同烟叶原料香味成分释放差异

为了考察不同类型、不同产地、不同部位烟叶在加热状态下烟气香味成分释放量的差异,研发了具有内加热功能的加热卷烟烟具装置和配套使用的烟支;采用GC/MS法,按照抽吸容量55 mL、抽吸频率30 s、抽吸持续时间2 s的模式,抽吸4支烟支(每支抽吸10口,共40口),测定主流烟气醛酮类、呋喃类和吡喃类、含氮化合物、低级脂肪酸、高级脂肪酸等32种香味成分的释放量,并对比分析不同烟叶原料的差异。结果表明:(1)建立的香味成分分析方法重复性较好,能够满足香味成分释放量分析要求;(2)明确了不同类型、产地、部位烟叶在加热状态下香味成分释放量的差异,即不同类型烟叶样品香味成分释放量差异显著,不同产地烤烟存在一定差异,不同部位烤烟差异较小。     

烟叶原料、加工工艺与掺配品对卷烟主流烟气气溶胶释放的影响

为综合评价卷烟产品设计开发中的重要参数对烟气气溶胶释放影响,本文使用快速粒径谱仪(DMS500)研究不同烟叶原料的产地部位、加工工艺参数及配方烟丝掺配比例下卷烟主流烟气气溶胶特性。结果显示：质量中值粒径(MMD)和颗粒数量浓度(C_N)稳定性较好且相对独立,可用于表征不同品类卷烟的气溶胶释放特征;烟叶原料差异和配方差异对主流烟气气溶胶粒径和浓度的影响较大,加工工艺影响较小;烟叶的部位影响气溶胶的中值粒径(上部>中部>下部)和逐口浓度变化率(上部<中部<下部叶),烟叶产地主要影响气溶胶中值粒径(湖南>贵州>云南);增加配方中的薄片和掺配品比例可降低气溶胶中值粒径且显著增加气溶胶的数量浓度。研究结果可以为卷烟配方设计和产品开发提供新的分析依据。     

不同品种烤烟对土壤微量元素的响应

为了探明不同品种烤烟对土壤微量元素的响应能力,选用K326、云烟87和红花大金元(红大)3个品种,测定了烤烟根际土壤、根系及不同部位烟叶微量元素含量。结果表明:不同品种烤烟对土壤微量元素的响应能力表现为K326云烟87红大,不同微量元素在烤烟根系中的含量为FeMnZnCu。烟叶Cu含量表现为上部叶中部叶下部叶;Mn含量表现为下部叶中部叶上部叶;K326和红大烟叶Fe、Zn表现为下部叶中部叶上部叶,而云烟87则表现为中部叶下部叶上部叶。因此,对烤烟补充微肥时,应根据烤烟品种的特性合理进行,从而提升烟叶产量和品质。     

大气沉降对烟叶重金属含量的影响及铅同位素示踪

为探究大气沉降对烟叶中重金属含量的影响,于2015年6~9月以黄淮烟区某地的一般农区、公路两侧和工厂（水泥厂）周边等不同类型农区为研究对象,分析大气重金属沉降通量、表层土壤和烟叶重金属含量及其相关性,并利用Pb同位素示踪探讨了烟叶Pb的重要来源。结果表明:不同类型农区土壤重金属含量和大气重金属沉降通量存在差异,工厂周边大气As、Pb沉降通量分别为7.19 μg·m2·d-1和40.10 μg·m2·d-1,高于一般农区和公路两侧。公路两侧中部叶Pb含量为1.27 mg·kg-1,高于一般农区和工厂周边,而工厂周边上部叶Cr、As、Pb含量分别为0.66 mg·kg-1、0.29 mg·kg-1和2.37 mg·kg-1,高于一般农区和公路两侧。下部叶Cr、Pb含量与其大气沉降通量呈极显著正相关;上部叶Cr含量与表层土壤Cr含量呈极显著正相关,As含量与其沉降通量和表层土壤含量均呈显著正相关。同位素分析结果表明,一般农区的下部叶和上部叶、公路两侧的上部叶和工厂周边的中部叶207Pb/206Pb比值与大气降尘中207Pb/206Pb比值相对接近,与土壤207Pb/206Pb比值则差异相对较大,也显示受大气沉降影响的特征。大气沉降是黄淮烟区烟叶重金属尤其是铅的重要来源之一。      

烤烟烟叶细胞壁物质的对比分析

测定了我国6个省88种烤烟烟叶样品的总细胞壁物质、全纤维素、果胶质、木质素的含量。结果表明:①各地区各等级烟叶总细胞壁物质、全纤维素、果胶质和木质素含量分别在26%~35%、13%~18%、5%~9%和3.5%~7.5%范围内;②除贵州毕节的稍高,云南弥勒的偏低外,其它各产区相同等级烤烟烟叶的总细胞壁物质、全纤维素、果胶质和木质素含量的差异微小;③在品种和产地相同的条件下,烟叶总细胞壁物质、全纤维素和果胶质的含量均随等级的升高而减小,而木质素的含量随等级的升高略有升高;④不同部位烟叶的总细胞壁物质含量是下部叶的最高,中部叶最低,上部叶居中;果胶质含量随烟叶部位的升高逐渐增高,而全纤维素和木质素含量则逐渐降低;⑤相同部位不同颜色烟叶的总细胞壁物质、全纤维素、木质素含量都是柠檬黄>桔黄,果胶质含量则正好相反;⑥厚度中等烟叶的总细胞壁物质含量最低,身份稍厚的全纤维素含量最低,果胶质含量随着厚度的增加而逐渐增大,木质素含量则随着厚度的增加而逐渐减少;⑦油分多的烟叶的总细胞壁物质和全纤维素含量最低,少的最高,木质素含量随油分由多到少略有增高之势,果胶质含量与烟叶油分多少似无明显关系。     

土壤水分状况与烤烟生长及磷肥利用的关系

研究表明,烤烟生长期内水分状况的丰缺直接影响烟叶生长、产量和对磷肥的利用率。对叶片生长影响的大小顺序为:上部叶片>中部叶片>下部叶片。所受干旱程度越严重,对叶片生长的抑制作用越明显,产量和磷肥利用率下降越大。生育后期遭遇严重干旱胁迫,对其叶片生长、产量和磷肥利用率的影响最大,生育中期受其影响较小,而在生育前期则几乎不受影响。     

3种农药在土壤-烟株系统中的迁移降解特征

为明确甲霜灵、噁霜灵和烯酰吗啉3种农药从土壤向烟草叶片的迁移降解及在不同部位叶片中的分布特征,在烟田进行灌根施药,采用GC-MS/MS测定农药残留量,研究了灌根施药方式对烟叶农药残留的影响。结果表明,灌根施药后,3种农药在土壤中的残留量逐渐降低且降解动态符合一级动力学方程;在烟叶中的残留量先升高后降低,不同部位的残留量呈现下部叶 > 中部叶 > 上部叶的趋势。甲霜灵、烯酰吗啉在施药后第7天烟叶农药残留量低于最大残留限量标准,噁霜灵在施药后第28天烟叶农药残留量仍高于最大残留限量标准。可见,按推荐高剂量进行灌根施药后,烟叶中甲霜灵、烯酰吗啉超限风险较低,噁霜灵超限风险较高。     

烤烟表面颜色的量化及其与胡萝卜素类物质的关系

为揭示我国不同产区烤烟颜色特征差异的成因,采用L*a*b*均匀颜色空间的颜色表征方法对我国11个省60个产烟县的C3F烟叶进行了测量分析,并研究了烤烟颜色的色空间分布指标与类胡萝卜素含量的关系。结果表明:①我国不同产区烤烟颜色的色空间指标明度L*、红度a*、黄度b*、色饱和度c*及类胡萝卜素类物质差异明显,东南烟区烟叶的明度、黄度和色饱和度较低,红度较高,类胡萝卜素含量较低,叶黄素比例较高;长江中上游和西南烟区烟叶的明度、黄度和色饱和度较高,红度相对较低,类胡萝卜素含量较高;北方烟区烟叶的明度相对较高,色饱和度相对较低,类胡萝卜素含量较低。②烤烟类胡萝卜素类物质与颜色色空间分布指标关系密切,随类胡萝卜素含量的提高,红度、黄度、色饱和度等指标均呈现出显著上升趋势,明黄度比值呈显著下降趋势。     

烟叶配伍性评价方法及规律性

为探索烟叶间的配伍性及其变化规律,对河南烟区13种上部烟叶进行了两两组合试验,并对其配伍性进行了感官评吸评价,将评价结果转换为配伍性得分,利用配伍性得分分析了烟叶配伍性的变化规律。结果表明,同小区烟叶间的配伍性较好;不同小区相同等级的烟叶相配时,等级越低,配伍性越好;不同等级的烟叶相配时,级差越小,配伍性越好。     

我国主要烟叶产区烤烟化学成分特征与可用性评价

研究我国主要烟叶产区烤烟化学成分特征及其可用性,测定和计算了全国12个主要的种植省区102个县级产区不同部位不同品种烟叶6种常规化学成分含量（总糖、还原糖、总植物碱、总氮、氯和钾）及3种衍生指标数值（糖碱比、氮碱比和钾氯比）,通过隶属度函数和层次分析法构建了烟叶化学成分可用性指数（CCUI）,并运用秩相关分析,方差分析,多重比较和地统计学等方法进行数据处理。结果表明:①我国烟叶质量总体上较好,但优质烟叶较少,部位间差异较大,品种间差异较小,与国外主流烟叶相比,我国烟叶呈现出糖含量、糖碱比、钾氯比较高,而氯含量较低等特点;②我国大部分地区烟叶氯含量偏低,主要集中在西南地区,部分地区烟叶氯含量高于全国平均水平,主要集中在河南省附近;③与其他文献相比,本研究构建的CCUI其拐点和权重的选择更符合实际,指向性更好,同时我国CCUI地统计学分布图,为卷烟工业企业采购原料和叶组配方的选择提供了参考。④上部、中部、下部烟叶CCUI分布和高低有明显区别,且中部 > 下部 > 上部,并首次提出了下部烟叶CCUI最能反映烤烟区域生态适应性的观点。      

不同生态区烟叶无机元素的初步分析

初步分析了不同生态区域烟叶无机元素的部位特征,结果表明,Cu、P、S、Mo、B在上部烟叶含量较高,Fe、Mg、Si、Pb在下部烟叶含量较高;Se、Zn含量南方烟区上部叶较高,北方烟区下部叶较高;Mn、Ca、Cd在各部位烟叶中的分布情况不同生态区域差异较大.南方烟叶无机元素部位特征较明显,平均部位间CV值为2932%;北方烟叶中的无机元素部位特征不太显著,平均部位间CV值为16.22%;贵州类型烟叶中的Mn、P在部位间的分布情况倾向于北方烟叶.     

烟草主茎生长动态模拟与异速生长关系分析

研究烟草主茎节距和茎围的生长动态及二者生长关系可为烟草合理株型塑造提供科学依据。以中烟100为试验材料,获取了团棵期到现蕾期烟株主茎节距和茎围的生长数据,通过Richards方程模拟不同部位节距、茎围的生长动态,采用标准化主轴回归估计方法分析节距和茎围之间的异速生长关系。结果表明：（1）所有部位主茎节距与茎围的Richards生长动态模拟均符合“S”型生长曲线（R²> 0.9）,其中中部茎节距的Richards生长动态模拟模型为典型的“S”型曲线,且RMSE检验表明精度、准确度高;（2）不同部位主茎节距最大值大小顺序为上部>中部>下部,不同部位主茎茎围最大值大小顺序为下部>中部>上部;（3）标准化主轴回归估计表明不同部位主茎节距和茎围之间、不同时期主茎节距和茎围之间都呈极显著的异速生长关系（p<0.001）,异速生长斜率上部>中部>下部,团棵期>旺长期>现蕾期。以上结果表明,Richards方程与标准化主轴回归估计可以准确模拟烟草主茎生长动态及生长关系,烟草主茎先以节距伸长为主,后以茎围增加为主,烟草主茎伸长的关键时期是团棵与旺长期,主茎加粗的关键时期是现蕾期。本研究结果将有利于建立合理株型,提高烟株抗倒伏性。     

国产烤烟挥发碱含量对比分析

测定了全国6个省2002和2003年的170个烤烟烟叶样品的挥发碱含量。结果表明:①各产区各等级烟叶挥发碱含量集中在0.10%~0.45%范围内;②相同等级不同产区烟叶挥发碱含量以云南弥勒的最高,贵州毕节和四川会理的较高,福建和山东临沂的较低,河南宜阳的最低,各产区烟叶的挥发碱含量差异显著;③不同部位烟叶挥发碱含量是下部叶最低,中部叶次之,上部叶最高,而且上部叶比下部叶高2倍左右,挥发碱含量差异极显著;④各产区相同部位桔黄颜色烟叶的挥发碱含量均高于柠檬黄,烟叶挥发碱含量差异极显著;⑤烟叶挥发碱含量随其身份由薄到厚、油份由少到多和色度由淡到浓均逐渐增加,差异都极显著。