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水溶性糖是烟草中重要的化学成分,对烟叶品质和卷烟风味都有重要影响。大量研究表明:在卷烟燃烧过程中,糖类发生热解、蒸馏和燃烧,能产生大量致香成分,形成卷烟风味物质,降低卷烟刺激性,使卷烟吃味醇和,然而却很少有研究涉及烟草中水溶性糖对卷烟不利的一面。事实上,卷烟烟气中的甲醛主要是由糖类物质裂解产生的。基于卷烟减害技术要求,本论文对卷烟燃烧过程中水溶性糖产生甲醛的可能途径进行了研究,具体内容如下:
1)为了了解卷烟燃烧过程中甲醛形成的物质基础,建立了烟草中水溶性糖的超高效液相-蒸发光散射分析方法,分析了烟草中水溶性糖的含量。结果表明:果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖是烟草中主要的水溶性糖,烤烟型烟草中水溶性糖含量较高,约为13％～21.5％之间,香料烟和白肋烟中含量低。
2)为了考察卷烟燃烧过程中水溶性糖与主流烟气甲醛的量效关系,在基准烟丝中添加不同梯度质量分数的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖。结果表明:在一定范围内,烟草中水溶性糖含量与卷烟主流烟气中甲醛释放量之间呈现正相关,糖含量越高,卷烟烟气中甲醛释放量也越大。
3)为了探讨卷烟燃烧过程中甲醛形成的温度范围,利用热重和热裂解技术结合高效液相色谱法对葡萄糖热解产生的甲醛进行分析。结果表明:葡萄糖在低温阶段就能热解生成甲醛。在空气中,以10℃／min升温速率,流量为200mL／min热重条件分析下,葡萄糖热解产生甲醛含量最多的温度区域是300℃～350℃之间；在氮氧氛围下(9％O2),葡萄糖热裂解产生甲醛含量最大的裂解温度是在400℃。
4)为了探索卷烟燃烧过程中甲醛形成的可能途径,利用热重和热裂解技术分析技术结合色谱-质谱法对葡萄糖及同位素标记葡萄糖热解产生的甲醛进行了初步分析。结果表明:甲醛生成的主要来源是6位碳和1位碳,2、3、4、5位碳断裂产生的甲醛较少,6位碳生成的甲醛最多。