烟草在线专稿　　摘要：焦油是卷烟烟气中主要的有害物质，　是引起吸烟死亡的主要原因之一。本文总结了近几年来国内外卷烟降焦减害技术的主要研究内容和发展趋势，重点介绍了在选育并推广焦油和其他有害物质生成量较少的烟叶品种、改善栽培管理技术、应用天然药物、改进和改善卷烟纸、深入开发滤嘴卷烟、改善叶组配方及工艺加工方面等在卷烟降焦减害方面的应用研究进展。

　　关键词：卷烟；减害；降焦

　　一、卷烟焦油的产生及危害

　　卷烟燃烧产生的烟气分为气相和粒相两部分，气相物质占92%，粒相物质占8%。烟气中含有多种有害成分，现普遍认为焦油是卷烟烟气中最主要的有害物质。大量研究表明，焦油中99.4%的成分对人体无害，甚至有相当一部分低挥发性成分是卷烟特有香味的来源，只有0.6%的成分对人体有害[1]。虽然其有害化学物质的含量不高，但含其化学成分的种类众多，如：焦油、尼古丁、硫类、苯环类、其他衍生物等。这些有害物质进入人体内会产生一系列疾病和肿瘤，如肺癌、口腔癌、冠心病等，严重危及人体健康，因此世界各国对卷烟中焦油含量进行了明确的法律限定，并把其作为衡量卷烟质量和安全性的重要指标之一[2]。

　　二、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[3]：

　　（一）较少焦油的生成量：通过适当的农艺及栽培方法，控制烟丝含量、改变烟丝松紧度、加入添加剂等工业加工方法减少卷烟制品的含焦油量。

　　（二）改善烟气过滤功效：完善滤嘴设计工艺，如加入吸附剂、增长滤嘴长度等。

　　（三）提高通风率：采用其他卷烟制作工艺，如卷烟纸打孔等方式来提高通风率，达到降低主流烟气浓度的作用。

　　三、卷烟减害降焦的主要研究内容和发展趋势

　　影响卷烟焦油含量量的因素众多，然而众多因素之间有着千丝万缕的联系，发生相互作用，所以单因素或多因素的变动都会影响到卷烟焦油量。现研究主要从农业和工业措施着手，去寻求稳定焦油量产生的途径。

　　（一）农业措施

　　1、选育并推广焦油和其他有害物质生成量较少的烟叶品种

　　卷烟燃吸过程中焦油的释放量与烟叶燃烧中的焦油的释放量直接相关，而烟叶燃烧产生的焦油量与烟叶品种有很大关系。因此，可以对烟叶品种的基因进行改良育成低焦油烟草品种。目前已有多个国家通过各种育种手段，成功培育出了一些低焦油烟草品种。如加拿大选育出了低焦油烤烟品种Delgold、Newdel和Canld等并已在生产上推广。国外烟草研究机构已经研究出烟碱和亚硝胺较低的烟草品种，经过完备的小区试验后投入了大田生产。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0.03mg/支[4]。

　　卷烟中的焦油含量与烟叶中的有机钾含量密切相关。中国农业科学院[5]烟草研究所根据烟叶中有机钾含量与焦油含量呈负相关的研究结果，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，为今后富钾烟草品种的培育做准备。

　　2、改善栽培管理技术

　　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、打顶抹权时期和留叶数等技术，对烟叶理化特性都有明显影响[3]。烟草中的含钾物质能有效地促进烟叶燃烧，使得卷烟制品燃烧率大幅提高，同时能有效的降低卷烟制品燃烧时的温度，减少卷烟制品中有害化学成分以及烟油等的释放量。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[6]。提高烟叶含钾量的农业措施主要有[7]：（1）选育富钾烟草品种；（2）改善土壤理化性状，提高钾利用率；（3）施用含解钾菌的生物钾肥，促进土壤钾素释放；（4）　采用适当的施肥方式（施用时间、位置），提高土壤钾肥施用量。微量元素Fe、Zn、B等是烟株体内许多酶的组成成分和活化剂，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，应根据当地环境条件及烟草品种类型，正确施用微肥。烟叶中氯的含量高将严重影响其燃烧性，在种植过程中应避免施用含氯肥料和农药以及控制灌溉水质量，进而降低焦油含量。

　　成熟度是衡量烟叶质量的核心指标，烟气中粒相物质的含量与烟叶成熟度密切相关，烟叶采收的成熟度不同，直接影响到烟叶含氮量等化学组分的含量。研究显示，未熟烟叶在安全性和内在质量上不达标。过度成熟的烟叶，在发酵，制成卷烟制品的过程中，除极少数糖类含量变化较小以外，其他糖类及有机质均明显下降；而氮、烟碱、挥发碱和挥发碱、烟碱等重要化学指标明显升高[8，9]。

　　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20%-30%[2]。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[10]。

　　（二）工业措施

　　1、改善叶组配方及工艺加工

　　叶组配方设计就是把有协同作用的各种类型、等级的烟叶进行合理配合，包括烟叶产地、部位、膨胀烟丝、梗丝和薄片等，从而改善卷烟质量的一门技术。实际生产实践表明，在卷烟配方中掺用10%的膨胀烟丝，可以提高烟丝的填充能力，减少烟丝密度，可降低卷烟焦油量近20%，同时还可节省烟丝7%左右[4]。

　　目前，世界各国广泛发展混合型卷烟，并认为是降低卷烟焦油量的一种十分有效的方式。

　　加工工艺对卷烟品质及吸味等起着至关重要的作用。在生产之前，应先通过制丝过程的工艺试验，摸清制丝生产不同工序工艺技术参数对卷烟感官质量的影响，同时针对卷烟原料的特性，确定制丝生产过程中宜采用的处理方式，促进烟叶内部成分发生有利于提高卷烟内在品质的化学变化，使烟叶中的不利成分进一步分解，香味成分增加，烟叶中各种成分比例更趋合理，吃味醇和，协调一致，从而使烟叶品质得到全面改善和提高，以改善卷烟产品的口感和质量[11]。

　　2、改进和改善卷烟纸

　　卷烟纸的透气度会对烟气中的有害成分造成影响。透气度高的卷烟纸可增加空气中氧气的吸入量，为烟叶充分燃烧提供有利条件，氧化作用加强，减少不充分燃烧所产生的残留物质，从而减少焦油、尼古丁等物质的吸入量以及排放量。因此卷烟的抽吸口数、烟气焦油、烟碱和CO量随卷烟纸自然透气度的增加而减少，但透气度不能无限增大，到80CU时会影响抽吸口味，一般以60-70CU为宜[12]。

　　提高卷烟纸透气度最主要的方法是降低卷烟纸的定量和容积密度，或增加填料用量，或改变填料及植物纤维的特性[13]。目前应用较多的填充物质是碳酸钙加工品。随着卷烟工艺不得不断发展，工业公司采用开始尝试采用其他填充物质。如在将氧化镁放入卷纸中，对保护烟丝清洁度起到了较好的作用，在不影响主流烟气的同时减少对外界空气的污染。英美烟草公司在卷烟纸中添加一种Li、Al　或Ca的氢氧化物和甲酸钾，美国雷诺士公司在卷烟纸中添加无机矿物质和羧酸盐等成分，可降低50%的侧流烟气，减少对周围环境的污染，并且烟纸不透明度、灰分、透气度都有不同程度改善，但这种环保型卷烟纸定量较高，对卷烟的吸味有一定影响[14]。卷烟纸内的助燃剂含量一般为卷烟纸重量的0.5%-2%，其含量虽少，但可通过添加助燃剂降低燃烧热解的初始温度，目前常用的助燃剂有碱金属的柠檬酸盐、硝酸盐、酒石酸盐、氯化物等[15]。

　　3、深入开发滤嘴卷烟

　　卷烟烟气中含有大量焦油，1支普通无过滤嘴卷烟烟气中含焦油量可达25-30mg；　而加上滤嘴，可减少4-5mg。

　　滤嘴有单一滤嘴和复合滤嘴两种形式。单一滤嘴由一种滤材卷制而成，其过滤效率和吸阻均随滤嘴长度而增加。复合滤嘴一般由二段滤嘴所组成，或在二段滤嘴间留一空隙，填加所需的吸附剂。通常一段滤材为醋酸纤维滤材，另一段为皱纹纸或醋酸纤维或在滤材中掺入添加剂[16]

　　改进滤嘴是发展低危害性卷烟的重要途径，有以下几种基本方式：

　　（1）采用滤嘴通风稀释技术，其降焦原理是通过在水松纸上打孔、使用高透气度滤棒成型纸或在滤棒上制成凹槽等方式，将空气引入主流烟气进行稀释，使吸入人体的焦油量相对减少，它的效果取决于稀释率的大小[17]

　　（2）采用多种不同形状的特殊滤嘴，已在一些品牌卷烟中得到了应用，并取得了一定的成效。

　　（3）含吸附剂和添加剂的复合滤嘴，以其对焦油的过滤、效果比醋酸纤维滤嘴高得多的优势得到了广泛的运用[18]。

　　4、应用卷烟添加剂

　　为了改善烟草的理化性能和卷烟吸食品质，通常在卷烟生产加工过程中加入更添加剂，包括香精香料、保润剂、助燃剂、防霉剂和吸附剂等。按照不同结构及性质可将添加剂分为天然药物添加剂和功能材料添加剂。

　　（1）天然药物添加剂

　　在卷烟中加入天然非合成的药物或其提取物，对减低卷烟制品危害有着较好的作用。

　　动物类天然药物是动物本身具有入药价值与功效的部分。国内外的研究结果表明，动物类天然药物具有一定的吸附焦油、CO等有害物质的作用，所以动物类天然药物被普遍用于卷烟烟嘴中。

　　植物类天然药物是指具有一定药用价值的植物，一般含有能防治疾病的化学成分。我国研究人员利用中药化学原理，深入研究植物类天然药物，研究出大量效果显著的卷烟填料，成效显著。现正处于研究阶段的非烟草型香烟，将中草药代替烟叶直接卷制成卷烟不仅可以避免尼古丁等有害成分对人体的伤害，还可以通过发挥中草药的保健功能，增强人体的免疫能力。

　　矿物类天然药物是在矿物质中提取或直接使用其本身，经过加工后能够作为药物使用的矿物质。利用其吸附、过滤及氧化还原作用可去除卷烟烟气中的有害物质[19，20]。

　　（2）功能材料添加剂

　　随着材料制备