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[硕士论文] 高琳禹
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:消费卷烟时带给吸烟者的喉部的冲击感和劲头体会是影响卷烟感官品质的重要因素。在主流烟气中,烟碱是影响劲头和致瘾性的重要成分。其中,烟气中烟碱在气相中的比例直接影响消费者喉部冲击感,主要原因在于,气相烟碱能被口腔黏膜直接快速吸收,产生刺激感和冲击感。目前,对烟气中烟碱的检测主要通过剑桥滤片捕集烟气中的粒相物后,由气相色谱法进行分析,该法无法将气相烟碱与粒相烟碱完全分离。本课题利用扩散管技术,在已有的扩散管技术的基础上,改进扩散管方法,使之适用于卷烟主流烟气的气、粒相烟碱检测;对主流烟气中的气相、粒相烟碱在烟气经滤嘴过滤后的出口进行直接分离,利用扩散管基本模型计算,分别获得气相和粒相烟碱含量,在相对湿度为60%的条件下,考察了不同温度下的3R4F卷烟烟气、不同恒定加热温度下产生的3R4F卷烟烟气、不同恒定加热温度下产生的IQOS卷烟烟气中气、粒相烟碱进行分离分析及比较。
  总结本文研究工作,获得的结果主要有以下几点
  1、建立了适用于卷烟烟气中气相、粒相烟碱分离分析的扩散管装置。该装置的分离核心为一根内壁具有柠檬酸涂层的高纯硅圆管,长1000mm,内径8mm,外壁由水浴提供恒温环境,气溶胶以417 cm3 s-1通过扩散管。由于气相、粒相烟碱在管中的扩散行为差异,扩散管内壁对气相、粒相烟碱吸收量不同而取得分离效果。在涂层方法上,本文采用了旋转法制备柠檬酸涂层,该法涂布均匀,径向各小管中柠檬酸涂层的质量均值为0.17 g/5cm。
  2、对比不同温度下烟气中烟碱的气相、粒相含量分布,得出以下结论:
  (1)在298K至333K温度范围内,除距离管入口0-5cm处的烟碱吸收量较小外,管壁柠檬酸涂层对烟气气溶胶中的烟碱吸收量随着管长的增大而呈指数下降,其下降速率受5-10cm处烟碱吸收量的影响。在接近管入口处,管壁中烟碱吸收量下降明显,在管中后部,管壁中的烟碱吸收量保持稳定。
  (2)烟气气溶胶中烟碱的气相、粒相含量分布与烟气温度有关。烟气温度越高,气相烟碱占比越大,298K时,气相烟碱质量为0.33μg,占比为0.061%,而333 K时气相烟碱质量为6.3μg,占比上升至1.56%。在接近人体口腔温度的308 K下,气相烟碱质量为0.61μg,占比为0.095%。
  3、烟丝配方对烟气中气相烟碱含量及占比影响较大。万宝路、云烟、机制雪茄烟气中气相烟碱占比分别为0.360%,0.086%,0.110%,气相烟碱含量分别为3.295μg,0.735μg,0.617μg。
  4、对比不同恒定加热温度下的3R4F卷烟烟气中的烟碱气、粒相含量分布,得出以下结论:
  (1)加热温度越高,烟气中的气相烟碱占比越小,加热温度由453K提升至513K时,气相烟碱占比由1.70%降低至1.60%,随温度的降幅为0.02%/K。
  (2)相比于点燃方式下的3R4F卷烟烟气,尽管加热方式产生的烟气中气相烟碱占比为1.64%,大于点燃方式下的0.095%,但气相烟碱质量差异较大,加热方式产生的气相烟碱质量为0.017μg,而点燃方式产生的气相烟碱质量为0.61μg。因此,加热方式并不利于3R4F卷烟中游离烟碱的释放。
  5、对比不同恒定加热温度下的IQOS卷烟烟气中的烟碱气、粒相含量分布,得出以下结论:
  (1)加热温度越高,烟气中的气相烟碱占比越小。加热温度由453K提升至483 K时,气相烟碱占比由3.85%降至2.68%,随温度的降幅为0.09%/K,气相烟碱质量从2.99μg降至1.73μg。
  (2)对比相同加热温度下IQOS烟气与3R4F烟气,IQOS烟气中总烟碱质量、气相烟碱质量及占比均高于3R4F,这可能是由于IQOS烟丝配方、结构物性的影响,更易使烟碱分子以游离态形式挥发形成气相烟碱而存在于烟气中。
[硕士论文] 王姗姗
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:类黄酮化合物作为烟草中重要的致香前体物,可以影响烟叶的香味、吃味以及颜色等品质。本研究借助基因共表达分析筛选潜在的类黄酮合成相关转录因子,同源克隆候选转录因子基因,利用RNA干涉(RNA interference,RNAi)、过表达(Over expression,OE)和高效液相色谱-串联质谱(High performance liquid chromatography-tandem massspectrometry,HPLC-MS/MS)等技术手段,从反向遗传学角度研究新挖掘的转录因子在调控类黄酮生物合成过程中的功能。主要研究结果如下:
  (1)基于烟草全基因组表达谱数据,分析发现打顶可以改变烟叶中类黄酮生物合成的流向,而且打顶还会影响烟叶中的激素信号和蔗糖信号。烟苗喷施脱落酸(Abscisicacid,ABA)和茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonate,MeJA)激素溶液,烟叶中可溶性糖含量显著降低、芸香苷含量显著升高;喷施赤霉素(Gibberellic acid,GA)激素溶液,烟叶中可溶性糖含量显著增加、芸香苷含量显著下降。说明MeJA、ABA和GA等植物激素和蔗糖信号在芸香苷合成过程中具有一定的调控作用。
  (2)通过植物激素信号通路相关基因、蔗糖代谢相关基因、类黄酮合成相关基因及转录因子基因进行共表达分析,结合文献调研筛选确定NtMYB27、NtMYB48、NtMYB12a、NtMYB12b和NtPDF2等5个基因作为类黄酮合成相关候选转录因子基因进行研究。
  (3) NtMYB27 CDS全长为597 bp,编码198个氨基酸;NtMYB48 CDS全长为666bp,编码221个氨基酸;NtMYB12a CDS全长为1254 bp,编码417个氨基酸;NtMYB12bCDS全长为1248 bp,编码415个氨基酸;NtPDF2 CDS全长为2199 bp,编码732个氨基酸残基。上述基因表达均具有明显的时空特异性,且易受到多种胁迫和激素处理的调控,预示着这些基因在烟草响应各种非生物胁迫和激素信号途径中具有重要作用。
  (4) RNAiT1代转基因烟株中NtMYB27和NtPDF2基因表达量降低,烟叶黄酮醇和芸香苷的含量升高;而当RNAi T1代转基因烟株中NtMYB12a和NtMYB12b降低,烟叶黄酮醇和芸香苷的含量降低。说明NtMYB27和NtPDF2与烟草黄酮醇和芸香苷合成存在负调控关系,而NtMYB12a和NtMYB12b与烟草黄酮醇和芸香苷合成存在正调控关系。
  (5)烟草NtMYB12a基因过量表达促进了类黄酮途径中NtPAL、Nt4CL、NtCHS、NtCHI、NtF3H和NtFLS等基因的表达。NtMYB12aT1代转基因材料NtMYB12a基因表达量变化时,NtPAL、Nt4CL、NtCHS、NtCHI、NtF3H和NtFLS等基因的表达也会随之发生变化,而NtDFR、NtANS和NtUGT等基因表达量没有明显变化,预示着NtMYB12a基因可能是通过调控类黄酮途径相关基因的表达进而影响烟叶中黄酮醇和芸香苷含量。
  (6)蔗糖可以影响NtMYB12a基因的表达。GUS组织化学染色结果表明:蔗糖浓度升高可以增强NtMYB12a基因的表达,但这种效应存在两重性,当蔗糖浓度过高时反而抑制NtMYB12a基因的表达。
[硕士论文] 赵振杰
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:本研究以烟草BY-2细胞为材料建立了烟草愈伤组织和悬浮细胞培养体系,利用固体培养和悬浮细胞培养试验,对纳米碳溶胶处理后细胞生物量、主要营养元素积累量、植物内源激素含量、水通道蛋白基因和细胞分裂基因的表达量以及悬浮细胞生长特性等进行了测定,研究了纳米碳溶胶在两种不同培养条件下对烟草细胞生长的影响。同时通过iTRAQ定量蛋白组学技术探讨了纳米碳溶胶影响烟草细胞生长的分子作用机理,并通过透射电镜和荧光标记等技术手段探讨了纳米碳颗粒在植物细胞内部可能存在的分布情况。主要结果如下:
  (1)悬浮细胞培养试验结果显示.纳米碳溶胶处理对培养前、中期的悬浮细胞密度、密实体积以及死亡率无显著影响,表现出一定的生物相容性;在培养后期,较高的处理浓度(10 mg/L)对细胞生长产生一定的抑制作用,表现为细胞密度下降和细胞活力降低。
  (2)愈伤组织培养试验结果显示:固体培养基中添加纳米碳溶胶能有效促进烟草愈伤组织生长,增加N、P、K养分积累量;其中50 mg/L浓度处理,愈伤组织养分积累量增加幅度最大,分别为413%、276%和470%。同时,纳米碳溶胶显著提高培养前期水通道蛋白基因NtPIP1和细胞周期蛋白基因CycB的表达量,是其促进愈伤组织生长的重要基础。50 mg/L的纳米碳溶胶在愈伤组织培养的不同时期,提高了Zeatin、GA3、IAA在烟草细胞中的含量水平。
  (3) iTRAQ定量蛋白组学试验结果显示:对50 mg/L浓度处理8天的愈伤组织进行蛋白组学试验,通过倍数变化大于1.4倍且小于0.71倍的标准筛选到差异蛋白质198个。差异蛋白的GO富集分析结果表明,GO富集条目主要涉及线粒体内膜、泛醇-细胞色素C还原酶活性、蛋白质结构域特异性结合、植物型次生细胞壁合成、细胞色素C氧化酶活性和钙依赖性磷脂结合等。KEGG通路富集结果表明,差异蛋白涉及的途径主要为碳代谢、钙信号通路和氧化磷酸化。结果表明纳米碳处理影响愈伤组织的线粒体功能和钙信号调节通路。
  (4)在固体MS(Murashige and Skoogmedium)培养条件下,纳米碳颗粒主要附着在细胞壁外侧,然而在悬浮细胞培养条件下,纳米碳颗粒大量进入悬浮细胞并且附着在液泡表面。对洋葱内表皮细胞的观察可以看出纳米碳颗粒主要分布在细胞壁中,部分纳米碳颗粒进入到细胞内部。
[硕士论文] 李旭
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:在卷烟加工过程中,烟草物料在经历烟片复烤、烟丝干燥等一些较高强度的干燥脱水热加工后,需要对在制品进行冷却处理再进入后续加工工序。为了研究冷却方式及条件对冷却后烟丝物理特性的影响,本课题通过自行搭建的烟丝冷却装置,以河南许昌烤烟为试验原料,考察了不同冷却方式、通风冷却不同工艺参数对冷却后烟丝形态结构及物理质量的变化规律,并分析了通风冷却过程中烟丝的传质传热特性,为今后冷却工艺的深化应用提供了数据参考。本课题得出的主要结论如下:
  (1)建立了烘后烟丝通风冷却检测装置,可实现不同冷却风温、风量、风湿度条件下的通风冷却试验,同时建立了烘后烟丝卷曲形态的检测方法,可通过计算机视觉技术并使用形状描述算法,计算出烟丝的卷曲度。
  (2)考察了烟丝冷却过程含水率和温度变化特征,建立了较适宜形容烟丝风冷过程的传质传热模型。结果表明:随着冷却风温的降低、冷却风量的增加和冷却风湿度的减小,烟丝的冷却速率逐渐增大;随着冷却风温增加、冷却风量增加、冷却风湿度减小,烟丝水分损失量逐渐增加;自然冷却过程烟丝平均冷却速率和水分损失量均明显低于通风冷却过程。基于能量守恒建立的传热方程和经验传质方程,可准确描述烟丝不同通风冷却过程温度和含水率变化特征。
  (3)考察了原料条件、干燥条件对烟丝冷却后形态结构的影响规律。结果表明:自然冷却条件下,对不同等级烟叶原料和不同切丝宽度的烟丝原料而言,上部烟叶烟丝以及切丝宽度为10mm的烟丝卷曲度最大,随着干燥温度的提高和烟丝初始含水率的增加,烟丝的卷曲度呈增加的趋势。
  (4)考察了冷却方式、通风冷却条件对烟丝冷却后形态结构的影响规律。结果表明:通风冷却条件下,随着冷却风温的降低,烟丝的卷曲度逐渐变大,风温为25℃风温冷却后烟丝的内孔容积较大。随着冷却风量的增大,烟丝的卷曲度逐渐减小,但内孔容积逐渐增大。与通风冷却相比,自然冷却后烟丝的卷曲度和内孔容积均较小。
  (5)考察了原料条件、干燥条件对烟丝冷却后物理质量的影响规律。结果表明.自然冷却方式下,烟丝结构在大于3.35mm范围占有较高的比例,特征尺寸较大,但是耐加工性相对较差,下部叶烟丝的填充性和弹性均最好,宽度为12mm的烟丝填充值和弹性值均最大;随着干燥温度的加大,烟丝的填充性和弹性逐渐减小,随着烟丝初始含水率的增加,烟丝的填充值呈增加的趋势,烟丝的弹性值呈减小的趋势。
  (6)考察了冷却方式、通风冷却条件对烟丝冷却后物理质量的影响规律。通风冷却方式下,随着冷却风温的增加、冷却风量的减小、冷却风湿度的增加,烟丝结构中的中长丝比例增加,烟丝的特征尺寸及耐加工性均逐渐增大。与自然冷却相比,通风冷却后烟丝的填充值均能得到不同程度的提高,弹性值虽有变化,但无显著影响。
[硕士论文] 吴丽洒
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:为了解细支卷烟主流烟气成分的释放特征,以叶组相同的细支卷烟和常规卷烟为研究对象,从单支卷烟释放量考察了细支卷烟和常规卷烟常规烟气成分的释放量差异,从单支卷烟、单位焦油、单位烟碱释放量等方面考察了细支卷烟和常规卷烟中16种多环芳烃(PAHs)的释放量差异,并在ISO以及加拿大深度抽吸(HCI)两种模式下对常规卷烟和细支卷烟进行了分析。本文开展了以下工作:
  一、通过优化超声提取时间、气相色谱-质谱联用(GC/MS)色谱条件,建立了固相萃取-GC/MS法测定卷烟主流烟气中该16种PAHs的分析方法,并利用该方法检测了9个不同品牌不同盒标焦油量的烤烟型卷烟。该方法简单、快速、准确,实现了16种PAHs的较好分离,适用于卷烟主流烟气中的16种PAHs的同时测定。9个卷烟样品PAHs的总释放量在586.00~1475.79 ng/支之间,且随着盒标焦油量的降低而减小。
  二、利用建立好的方法,分析了ISO抽吸模式下细支卷烟和常规卷烟主流烟气中常规烟气成分(TPM、烟碱、焦油、CO、H2O)和16种PAHs的释放量差异。从单支卷烟释放量、单位焦油释放量、单位烟碱释放量和单位质量烟丝释放量几个方面考察主流烟气的释放差异,并结合文献报道,初步推测了产生结果可能的原因。
  三、利用建立好的方法,分析了HCI抽吸模式下细支卷烟和常规卷烟主流烟气中常规烟气成分和16种PAHs的释放量差异。从单支卷烟、单位焦油、单位烟碱和单位质量烟丝释放量几个方面,分析了主流烟气中的常规成分和16种PAHs在两种规格卷烟主流烟气中的释放差异。
  四、考察了细支卷烟和常规卷烟主流烟气中常规烟气成分和16种PAHs分别在两种抽吸模式下的释放量差异,初步探讨了抽吸模式的改变对于细支卷烟和常规卷烟烟气成分释放量的影响。
[硕士论文] 程璇
计算机技术 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:数据挖掘技术将有价值的信息和知识从海量的数据中挖掘出来,而聚类分析作为数据挖掘的一个重要分支,被广泛应用于生物医学、金融、互联网、图像处理等领域。其中,基于划分的聚类算法具有思想简单、时间复杂度低,更适于快速处理海量数据的特点,因此更具研究意义和实践价值。
  模糊C均值(FCM)聚类算法作为一种常用的基于划分的聚类方法,存在K值不确定、对初始簇中心点敏感等问题。针对以上问题,本文提出了改进算法,并将该算法应用于烟支的质量检测。论文的主要工作如下:
  (1)将Canopy算法和密度峰值聚类算法思想运用到FCM算法中,提出了改进FCM算法初始簇中心的方法。针对传统FCM算法的聚类数目不确定且聚类结果对初始簇中心的选择过度敏感的不足,本文提出了结合Canopy算法及密度峰值算法优化的FCM算法。首先使用Canopy算法对样本数据集进行一遍聚类,得出簇中心点的个数。进而结合密度峰值算法的思想,构造簇中心选择指数,确定较为精确的初始聚类中心点。在UCI数据集上的实验结果表明,本文提出的算法较传统的模糊C均值聚类算法,能更快的找到最优的簇中心点,并加快了算法的收敛速度,具有更好的性能。
  (2)将本文提出的聚类算法应用在烟草行业中,在烟支数据集上进行了两组实验。首先使用本文提出的聚类算法对烟支进行品牌划分及预测,使不同品牌的烟支划分到不同的簇中,相同品牌的烟支聚到同一个簇中。其次,通过分析烟支的单重、长度、圆周、吸阻等物理指标,用本文提出的聚类算法寻找离群点,进而找到烟支数据的不合格产品,并计算各品牌烟支的合格率。两组实验证明,本文提出的聚类算法,在烟支的划分预测任务下可获得更好的效果,可辅助卷烟厂对烟支进行质量检测。
[硕士论文] 王柯涵
烟草学 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:晒烟在我国种植历史悠久、品种多样,是发展低焦、减害的中式卷烟尤其是混合型卷烟的重要原料。晒烟挥发油作为烟气品质的重要成分,成分复杂,且影响烟叶外观品质。了解晒烟调制过程中挥发油含量的变化趋势,尤其是其中的植醇和新植二烯含量变化,对于认识调制过程与烟叶品质间的关系有重要帮助。
  本研究首先探索了用紫外分光光度法定量烟叶挥发油,进而优化了同时蒸馏萃取器的器型和提取挥发油的方法参数;动态取样分析了晒烟常规调制中主要香气物质含量变化;并以外施H2O2和NO的方式探索了调制期间活性氧与烟叶挥发油主要成分植醇和新植二烯含量的关系。主要研究结果如下:
  1.在紫外光范围内,烟叶挥发油溶液随浓度增大发生红移现象;但其浓度与在波长239nm的吸光度有最佳线性回归关系(R2=0.9993),且其线性回归方程有较好的稳定性和可靠性,可用于定量烟叶挥发油含量。
  2.确定了单热源同时蒸馏萃取器的6孔接收内管提取效率最高;经正交实验分析确定了提取烟叶挥发油时6孔内管单热源同时蒸馏萃取器各因素影响作用大小为:氯化钠量>提取时间>料液比;最优提取参数组合分别为:料液比为1∶25、NaCl用量40g、蒸馏提取时间为3h。
  3.以气相色谱-质谱联用仪测定了晾晒烟叶调制变黄阶段的挥发油成分,发现1)晒烟中西柏烷类物质茄酮在变黄后期增加较快,主要类胡萝卜素降解物质都在调制变黄后期达到最大值;2)烟叶在晒制第1-7d内,虽然有叶绿素降解,但并未见到大量的植醇出现,新植二烯含量低;第7-13d内叶绿素基本降解结束、新植二烯含量大幅增加,二者相关性极高;期间仅有少量植醇检出,且其含量变化与新植二烯含量变化相关性较低,物质量关系上也不匹配,推测在“叶绿素-植醇-新植二烯”这条路径中存在着尚未知晓的植醇快速转化途径。
  4.外加低浓度的NO会使晒制期烟叶叶绿素降解较慢;高浓度的NO会使其叶绿素降解加快;喷施H2O2的烟叶调制期间,叶绿素降解速度快于喷施NO的烟叶;与喷施NO的烟叶相比,喷施H2O2的烟叶中酚类物质大幅减少,且叶色更易变黄、变深。通过外施活性氧可以调控烟叶调制期物质转化的进度、提升烟叶调制效果。
[博士论文] 王小莉
烟草学 河南农业大学 2018(学位年度)
摘要:卷烟增香保润一直是制约我国卷烟质量提升的瓶颈技术。多糖由于具有多羟基结构可以吸附保留水分,且其可以在烟草表面形成膜状结构减缓水分散失,因此,多糖正在被开发成一种新型的烟草保润材料。同时多糖可以在烟支燃吸时裂解成多种香气物质从而起到增香的效果,因此,多糖作为一种天然的烟草保润增香材料吸引了众多研究者的关注。本研究对象为香加皮(Cortex Periplocae),亦被称为北五加皮,属于萝蘼科植物杠柳(Periploca sepium Punge.)的干燥根皮,主产于我国华北和东北地区。香加皮具有特殊的香气,作为传统的中药常用于强心和祛湿治疗,现代研究发现还有抗肿瘤等作用。
  本研究采用“水提醇沉”法从香加皮中提取水溶性粗多糖。通过正交试验以提取时间、液料比、温度和次数四个因素筛选了影响提取效率和提取能效比的最优提取组合。通过均值和极差分析,对多糖提取率影响因素的重要性依次为提取次数,提取时间,液料比和提取温度;提取率最高的提取工艺组合是提取温度为60℃,提取时间为1h,提取液料比为10mL/g,提取次数为3次。根据正交试验的均值和极差分析,发现影响提取能效比的主要因素为液料比,其次为提取时间,再次为提取次数,最后为提取温度。能效比最高的提取组合工艺为提取温度为50℃,提取时间为1h,提取液料比为10mL/g,提取次数为3次。选取了四种不同类型的树脂对多糖溶液进行脱色研究,发现碱性大孔吸附树脂D301对香加皮提取液中的色素和多糖有一定的选择性,在料液比为0.2-0.25g/mL,脱色时间为1h,pH为5~6时脱色能效比较高,达到2.5以上。
  对脱色脱蛋白后的粗多糖采用DEAE-52纤维素离子交换色谱和SephadexG-100凝胶色谱依次进行纯化,得到极性由小到大的三个纯化多糖组分CPP1、CPP2和CPP3。采用高效凝胶色谱(HPGPC)对三个组分进行均匀性和分子量检测,发现三个多糖的出峰时间分别为17.2,14.5和15.2min,对应的平均分子量分别为12.2,34.4和15.9kDa。
  对CPP1、CPP2和CPP3进行紫外扫描、蛋白质含量检测以及多糖含量检测,发现纯化后三个多糖中不含蛋白质,糖含量分别为93.57%、90.38%和86.24%。利用三氟乙酸水解、衍生化后经气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对三个多糖的单糖组成分析发现,三种多糖均含有鼠李糖(rhamnose,Rha)、阿拉伯糖(arabinose,Ara)、甘露糖(mannose,Man)、葡萄糖(glucose,Glc)和半乳糖(galactose,Gal)。其中CPP1中以葡萄糖和半乳糖为主,CPP2中以半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖为主,CPP3中以葡萄糖、半乳糖和鼠李糖为主。
  利用红外、核磁对多糖结构进行鉴定,发现三个样品具有多糖特征吸收峰。红外结果显示,三个样品在1050cm-1处有吡喃糖吸收峰,在1078,1068,1033、1016和927cm-1处的强吸收峰显示三个样品含有大量的葡萄糖和半乳糖。851和756cm-1处的吸收峰表明三个多糖分别含有α和β糖苷键,说明三个样品是非淀粉性多糖。三个多糖红外谱图中均不含有羰基振动峰(1740cm-1处)说明不含糖醛酸,即三个多糖均为中性多糖。核磁结果显示,三个多糖样品在4.9-5.6ppm和4.3-4.9ppm的位移显示含有α和β异头碳,说明有α和β糖苷键存在。三个多糖有98.57ppm处的α-d-葡萄糖吡喃糖位移,有102.9~101.2ppm的半乳糖吡喃糖和葡萄糖吡喃糖信号,有107.3~109.3ppm的阿拉伯糖呋喃糖信号。有100.7ppm的(1→3)-α-半乳糖残基的信号,有105ppm的(1→2/6)-α-葡萄糖残基的信号,有67~70ppm的(1→6)-β-d半乳糖残基信号。三个多糖均未发现羰基的信号(170~180ppm处),说明不含有糖醛酸,再次证明三个多糖为中性多糖。
  通过扫描电镜可以看出,三个多糖均具呈多孔形貌,这是在以往的文献中没报道过的。CPP2具有30~50μm孔径,CPP1具有5~10μm孔径,CPP3具有小于2μm的孔径。香加皮多糖具有独特的多孔形貌为其在烟草保润和增香方面提供良好的应用前景。
  对三个多糖进行富硒化修饰,得到含硒量达313.4~412.1μg/g的硒化多糖。经过红外光谱检测,硒化多糖具有比普通多糖样品新增926cm-1或840cm-1处的吸收峰,文献报道分别是Se-O-C和Se=O的吸收峰,证明无机硒与多糖反应成功链接到香加皮多糖上转化为有机硒。通过四个抗氧化反应体系考察香加皮多糖富硒化修饰前后的抗氧化性。结果显示香加皮多糖具有较强的抗氧化性,抗氧化能力的强弱顺序是CPP3>CPP2>CPP1。这可能是CPP3含有较多的甘露糖与鼠李糖,以及极性较大的缘故。对比修饰前后多糖抗氧化性发现,经过富硒化修饰的三个多糖在四个抗氧化能力方面均有提高,说明富硒化可以提高多糖的抗氧化活性。
  考察了三个多糖分别在低湿和高湿条件下对烟丝的保润性。发现在低湿条件下烟丝失水率优于空白,但劣于甘油;在高湿环境下吸水率优于空白和甘油。说明香加皮多糖对烟丝具有一定的保润性和防潮功能。
  对三个多糖进行热重分析。随着从室温升至900℃,发现CPP1和CPP2整体均呈五个阶段,分别为失水阶段,这一阶段多糖中吸附的自由水散失;平稳阶段,多糖样品质量几乎无变化;多糖快速失重阶段,这一阶段多糖经高温快速裂解生成小分子物质散失,其中CPP1在300~400℃,CPP2在250~350℃;缓慢失重阶段,这一阶段多糖没有明显的快速失重台阶;平稳阶段,失重率几乎无变化。CPP3呈现六个阶段,增加了在560~580℃的失重台阶,这是前两个多糖没有的。三个多糖具有相同的单糖种类组成,热稳定性的差异可能与多糖的链接结构有关。
  对三个多糖的热裂解产物进行分析,发现在300℃时,由于裂解温度较低,裂解不充分,裂解产物较少;在600和900℃时产生大量的热解产物,主要有杂环类、酮类、醛类、酯类、烯类、酸类、酚类等对烟草香味有贡献的香气物质,如糠醛、5-甲基糠醛、2-甲基-1,3-环戊二酮、苯乙酸苯乙酯等。说明香加皮多糖在保润的同时具有增香的效果。
  通过对多糖吸附乙酸苯乙酯前后裂解产物进行对比,发现多糖可以吸附乙酸苯乙酯,裂解产物在各裂解温度下均有明显增加,增加较多的是酯类、烯类、酮类、呋喃类、酸类等。接触式与非接触式吸附后对比发现,接触式可以吸附大量的乙酸苯乙酯,而非接触式吸附量较少。证明多糖可以作为香精香料吸附剂以用于烟草增香。
  将三个多糖通过非接触式吸附和接触式吸附乙酸苯乙酯,然后喷施到烟丝上进行加香研究。对裂解产物分析发现,多糖可以吸附乙酸苯乙酯,乙酸苯乙酯的主要裂解产物为苯乙烯。非接触式吸附量较少,在烟草香气物质中不突出,从量上考虑与烟气协调性较好。接触式吸附量较大,经过挥发和裂解,高于除烟碱外的其它物质,从量上考虑与烟气协调性较差。后续需要优化香加皮多糖对香气物质的吸附方式和添加方式。
[硕士论文] 李生栋
烟草学 河南农业大学 2018(学位年度)
摘要:为促进烟叶烘烤精益化发展,推动烟叶烘烤智能化进程,以烤烟品种“K326”、“云烟87”、“云烟85”为试验材料,采用三段式烘烤工艺以烟叶水分变化为基础对密集烘烤过程中水分变化模型、模型参数匹配、模型应用效果等进行研究,主要试验结果如下:
  (1)烟叶水分变化研究。烘烤过程烟叶水分比和干基含水率整体趋势均表现为随烘烤时长的增加而减少。品种间,烟叶烘烤过程中干燥速率随干基含水率的减小整体呈现下降趋势,在干基含水率大于4.0g/g时平均干燥速率较大,4.0~1.0g/g之间平均干燥速率次之,1.0g/g至烘烤结束平均干燥速率最小。部位间,下部叶干燥速率随烟叶干基含水率的减小基本呈下降趋势,在干基含水率3.5~1.5g/g之间干燥速率最大,1.5~0.5g/g之间出现较明显干燥速率峰。中部叶和上部叶在干基含水率3.0~1.5g/g时平均干燥速率较小;1.5~0.5g/g时平均干燥速率最大,干基含水率0.5g/g至烘烤结束,平均干燥速率最小。
  (2)烟叶水分变化模型拟合研究。烘烤过程中烟叶水分比变化以Wang and singh模型拟合效果最佳。K326、云烟87、云烟85模型拟合决定系数(R2)分别为0.9959、0.9878、0.9892,下部叶、中部叶、上部叶模型拟合R2分别为0.9928、0.9733、0.9653。以模型预测值为横轴x,以实测值为纵轴y建立直角坐标系对模型进行线性拟合检验,结果表明K326、云烟87、云烟85模型验证R2分别为0.9694、0.9715、0.9658;下部叶、中部叶、上部叶模型验证R2分别为0.9915、0.9879、0.9770。试验表明Wang and singh模型可为烘烤过程中烟叶水分比变化提供良好的描述和预测且具有良好的模型稳定性。
  (3)烟叶水分变化模型参数研究。品种、部位、产区间烟叶烘烤过程中Wang and singh模型模拟R2均大于0.95,且模型参数a与模型参数调整系数呈正相关,与干燥参数b呈负相关。模型参数调整系数与模型参数a、b线性回归结果表明,参数调整系数与模型参数a、b显著水平P均小于0.05,且线性拟合R2均大于0.95。表明模型参数调整系数可精准估算模型参数,加快烟叶烘烤过程中水分比变化的精准预测,提高模型的实际可用性。
  (4)模型应用效果研究。经济效益方面,模型烘烤在产量、产值、均价方面略高于常规烘烤;外观质量方面,模型烘烤可分别提升橘黄烟和上等烟比例5.55%和4.52%,降低低次等烟比例0.41%;化学成分方面,模型烘烤可显著提高总糖、还原糖含量和糖碱比,提高烟叶内在化学成分的协调性;感官质量方面,模型烘烤可显著提高下部叶香气质、香气量、浓度和劲头得分,显著提高中部叶浓度、刺激性和余味得分和上部叶香气量得分;与常规相比模型烘烤可分别提升下部叶、中部叶、上部叶整体感官评价得分1.62、2.25、0.59分。
[硕士论文] 王宇辰
烟草学 河南农业大学 2018(学位年度)
摘要:以2015-2016年登封市四个植烟区烤烟烟叶化学成分、物理特性及单料烟主流烟气常规成分、有害成分为研究对象,通过与许昌襄县、漯河郾城烤烟样品对比,对登封烟区烤烟主要理化性质和主流烟气成分进行了分析。采用偏最小二乘回归(PLSR)构建了基于登封烟叶理化指标的主流烟气7种主要有害成分和焦油释放量模型,分析了烟叶理化性质与烟气有害成分间的相关关系,并对模型预测能力进行了验证评估。主要研究结论如下:
  1.登封烤烟主要理化性质分析。烟叶常规化学成分含量:还原糖在16.72-24.08%之间,总糖在18.62-25.97%之间,烟碱在1.62-2.05%之间,总氮在1.73-2.22%之间,钾离子在0.97-1.27%之间,氯离子在0.41-0.51%之间,糖碱比在8.94-13.39之间,氮碱比在0.99-1.19之间,钾氯比在1.02-3.01之间。烟叶有机酸成分:非挥发性有机酸和高级脂肪酸总量在61.61-70.84mg/g之间,非挥发性有机酸含量占比较大。烟叶物理特性:叶片厚度在89-172μm之间,拉力在1.86-4.82N之间、填充值在2.86-5.08cm3/g之间,平衡含水率在11.03-14.49%之间,叶质重在51.00-94.40g/m2之间。整体来看,登封烤烟烟叶主要理化性质年份间数据较稳定,以中部叶化学成分含量最为适宜,化学成分协调性和物理特性表现较好。通过与许昌、漯河烤烟中部叶对比发现,登封烤烟中部叶总糖含量较低,钾离子含量低于漯河,氯离子含量较高,钾氯比较低,高级饱和脂肪酸和有机酸总量较高,厚度和叶质重较低。
  2.登封烤烟主流烟气成分分析。主流烟气常规化学成分:烟气烟碱的释放量在0.95-3.25mg/支之间,下部叶烟气烟碱释放量低;烟气水分含量在1.48-3.74mg/支之间;焦油释放量在11.42-20.97mg/支之间,上部叶焦油释放量明显高于中下部叶;总粒相物含量在14.62-26.06mg/支之间,整体表现为上部叶>中部叶>下部叶。主流烟气7种有害成分:巴豆醛释放量以中部叶最高,其他6种有害成分释放量和卷烟烟气危害性评价指数(H值)均为上部叶最高,下部叶最低。整体来看,登封烤烟主流烟气焦油、总粒相物以及7种主要有害成分释放量和H值低于许昌襄县,与漯河郾城水平相近,具有较高的烟叶安全性。
  3.主流烟气有害成分释放量PLSR模型及相关性分析。将登封烤烟烟叶理化指标变量与烟气7种有害成分和焦油释放量进行初步PLSR分析,筛选出22项理化指标纳入回归方程,其中化学成分指标变量与烟气有害成分变量相关性较强,除叶片厚度外,物理特性指标变量与之相关性较弱。解释变量经筛选后重新进行PLS回归拟合,并分别对每种烟气有害成分在PLSR模型中最优的主成分个数进行选择,建立基于烟叶理化性质的主流烟气有害成分释放量回归模型。根据PLSR分析各项理化指标与烟气有害成分的相关关系,结果表明烟叶常规化学成分、多种有机酸成分以及叶片厚度与多种有害成分间相关性显著。PLS回归模型的验证评估结果表明,除NNK外,其余有害成分释放量回归模型均具有较高的稳定性和预测能力(R2>0.7),巴豆醛和氨释放量回归模型预测能力最佳(R2>0.9)。
[硕士论文] 魏硕
烟草学 河南农业大学 2018(学位年度)
摘要:为进一步完善烟叶烘烤干燥基础理论和优化工艺提供支撑,以烤烟上部带茎烟叶和常规烟叶(不带茎)为试验材料,利用核磁成像技术、质外体染色法、核磁共振波谱法、阿贝折射仪法,分别研究了烘烤过程中关键温度点烟叶的水分迁移及状态变化,主要研究结果如下:
  (1)烟叶水分由叶基主脉木质部导管出发,优先进入最近的侧脉,通过其木质部导管迁移到达叶基部边缘,一部分水分沿主脉向前迁移进入下一邻近侧脉,并由其木质部导管迁移到达叶基部边缘,与先前的侧脉水分汇合,依次向前迁移,最终到达叶尖部;鲜烟叶主脉木质部导管水分迁移速率由叶基向叶尖呈逐渐减小趋势,距离叶基越近的侧脉木质部导管水分迁移速率越大;烟叶侧脉木质部导管的水分横向迁移速率大于主脉木质部导管的纵向迁移速率。带茎烟叶茎秆形态学下端的水分可以直接通过烟叶主脉木质部导管迁移至叶片组织中,而茎秆形态学上端的水分不能迁移至烟叶中。
  (2)烘烤过程带茎烟叶主脉木质部导管水分迁移速率逐渐下降,主脉水分经侧脉向叶片迁移效率高于主脉直接向叶片迁移的;随着带茎长度的增加,对烟叶主脉和叶片组织的水分散失的延缓程度增加,其中茎秆长度为2cm的带茎烟叶在烘烤后期54℃时水分迁移方向发生逆转,部分主脉水分向茎秆迁移,68℃时带茎烟叶茎秆和主脉之间水分迁移基本停止,烟叶完成干筋。
  (3)核磁共振弛豫图谱显示,茎秆和叶片组织存在结合水、不易流动水和自由水3种状态水分,主脉组织只存在不易流动水和自由水2种状态水分,茎秆和主脉组织各状态水分的流动性大于对应叶片组织的。烘烤过程中烟叶组织各状态水分按照流动性由大到小排除,自由水首先散失减少,不易流动水通过转化为自由水而散失,而结合水难以干燥脱除。
  (4)带茎烘烤过程中烟叶叶片组织自由水含量高于常规烟叶的,但其弛豫时间之间不存在显著差异。茎秆自由水是带茎烘烤延缓烟叶叶片组织水分散失的根源,其中烟叶位于茎秆形态学上端时,茎秆自由水延缓烟叶叶片组织水分散失效果显著,而烟叶位于茎秆形态学下端时,仅在变黄期对烟叶叶片组织的水分散失有显著延缓作用;随着烟叶带茎长度的增加,茎秆自由水对烟叶叶片组织的水分散失的延缓程度增大。
[硕士论文] 陈二龙
作物(烟草) 河南农业大学 2018(学位年度)
摘要:为防控烘烤过程中烟叶霉变,以云烟85的适熟中部叶(第9~11位)为材料,使用FEI Quanta200扫描电镜观察烟叶主脉超微结构,采用碘显色的方法测定烟叶淀粉含量,利用流动分析仪进行测定(API)测定烟叶总糖含量和还原糖含量,CS-C3S-52FR萤石摄像头和MIK-TH702型温湿度记录仪分别记录烘烤过程中烟叶状态和烤中的温度,以及相对湿度,利用自主设计的风机风向变控系统和分风系统防控烤中烟叶霉变。研究结果主要为:
  1.烟叶霉变的研究结果显示,不同部位的烟叶,以下部烟叶霉变发生率最高,其次是中部烟叶,上部烟叶霉变发生率最低;不同成熟度烟叶,随着成熟度的增加,烟叶霉变发生率先下降后上升,其中适熟烟叶的霉变发生率最低,过熟烟叶的霉变发生率最高;成熟度和烟叶部位对烟叶霉变的影响,以成熟度所占比例较大;烟叶中糖类化合物以淀粉含量,淀粉/总糖,淀粉/还原糖含量与烟叶霉变具有显著相关性,烟叶淀粉含量与烟叶总糖含量的比值为0.7左右,且烟叶淀粉含量与烟叶还原糖含量的比值为0.8左右,烟叶霉变发生率最低。
  2.霉变烟叶主脉超微结构的研究结果显示,0~12h烟叶主脉端口破损,且有部分晶体产生,12~24h晶体裂解,且出现菌丝,48~60h时,霉菌迅速生长繁殖,霉菌生长量以表皮>皮层>中柱;0~12h,烟叶主脉表皮细胞有微量的霉菌孢子萌发,表皮细胞宽度缓慢收缩,12h之后收缩程度快速增加,12~24h出现菌丝,霉菌快速生长繁殖期处于48~60h之间,60h表皮腺毛干瘪;烟叶霉变的爆发时间处于变黄中期,烟叶主脉组织的破损与霉菌在烟叶主脉上的生长繁殖具有相互促进的作用,烟叶主脉表皮易被感染霉菌,因此,应减少烟叶在采摘和烘烤过程中对主脉组织的损伤。
  3.烘烤过程中烟叶霉变发生率呈S型变化;气流上升式四层密集烤房的一层至四层的烟叶霉变开始时间分别为:30.3、28.7、23.2和22.3h;霉变爆发时间分别为:49.3、46.9、44.7和43.4h;霉变终止时间分别为:63.3、62.7、57.3和56.7h;四层气流上升式密集烤房的一层与二层,三层与四层的霉变发生无显著差异外,其余均存在极显著性差异;随着烤房内的装烟层次上升,温度逐渐降低,相对湿度逐渐升高,且低温高湿时间持续越长,霉变较为严重;烟叶霉变的发生与烘烤过程中的温湿度有关,为防止烘烤期间烟叶霉变,应在43.4h之前使高温层的温度≥41.5℃,相对湿度≤77.8%。
  4.风向变控系统使低温层的温度上升,减小烘烤过程中烤房内的温差,在12-48h之间,使烤房的温差控制在1.5℃以下,与常规相比,减小烤房内的温差为1.5℃左右,此外,风向变控系统使低温层的相对湿度降低,减少低温区冷凝水含量,在12-48h之间,低温区冷凝水含量减少22.2%,进而有效缓解烤中烟叶霉变;分风装置提升低温层的温度,使整个烘烤过程中的温差控制在合理范围内,使变黄前期和变黄中期的烤房内温差处于1.0-1.5℃之间,使变黄末期的烤房内温差处于1.5-2.0℃之间,且分风装置降低低温层的相对湿度,进而减少烟叶在烘烤过程中霉变,改进的烤房内烟叶霉变发生率与常规烤房相比,存在显著性差异。
[硕士论文] 申丽霞
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:氨基酸是一类对烟草品质有重要影响的化合物,但其与卷烟烟气成分的定性和定量关系并不明确。因此,本文围绕氨基酸对卷烟主流烟气成分的贡献开展了以下工作:
  一、为明确脯氨酸对卷烟主流烟气成分的贡献,分别以15N标记和非标记脯氨酸进行烟丝添加,采用GC/MS法检测卷烟主流烟气气相和粒相成分,研究了脯氨酸与卷烟烟气成分的定性关系和量效关系。结果表明:①烟丝中脯氨酸参与了烟气中吡咯、1-甲基吡咯、2-吡咯烷酮、2乙酰基吡咯、吡嗪和(1吡咯烷基)乙腈的生成。②烟丝中脯氨酸对烟气中(1-吡咯烷基)乙腈的贡献率达65%;对吡咯、2-乙酰基吡咯的贡献率分别为36%和12%;对1-甲基吡咯、吡嗪和2-吡咯烷酮的贡献率相对较小,均小于10%。
  二、为明确苯丙氨酸对卷烟主流烟气成分的贡献,以13C9标记苯丙氨酸进行烟丝添加,采用GC/MS法检测卷烟主流烟气气相和粒相成分,研究了苯丙氨酸对卷烟烟气成分的定性关系和量效关系。定性结果表明:烟丝中苯丙氨酸参与了烟气中苯、甲苯、乙苯、苯乙烯和苯乙醛5种化合物的生成。量效关系表明:苯丙氨酸对苯乙醛的贡献率相对较大,贡献率大于10%;对苯乙烯、乙苯的贡献率次之,贡献率小于5%;对苯和甲苯的贡献率相对较小,均小于1%。
  三、为明确缬氨酸对卷烟主流烟气成分的贡献,以13C5-15N标记缬氨酸进行烟丝添加,采用GC/MS法检测卷烟主流烟气气相和粒相成分,研究了缬氨酸对卷烟烟气成分的定性关系和量效关系。定性结果表明,烟丝中缬氨酸参与了烟气中2-甲基丙醛、3-甲基丁酸、2-甲基吡嗪、异丁烷、2-甲基-1-丙烯和2-环戊烯-1-酮6种化合物的生成。量效关系表明:缬氨酸对2-甲基丙醛的贡献率相对较大,贡献率达69%,对异丁烷、2-甲基吡嗪、3-甲基丁酸、2-甲基-1-丙烯、2-环戊烯-1-酮的贡献率相对较小,均小于5%。
[硕士论文] 李茹洋
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:为开发用于卷烟烟气体外毒理学评价的三维细胞支架,采用高内相乳液法制备材料,以其为载体进行人肺腺癌细胞A549的三维培养,依据细胞增殖速度和细胞形态,获得了三维细胞支架的最佳制备参数。在三维细胞体系下,评价3R4F和CM8两种参比卷烟烟气总粒相物(TPM)的细胞毒性,并与二维平板细胞进行对比。主要研究内容如下:
  1.根据后续烟气体外毒理学评价的要求,设计了三维细胞支架的合成模具。通过高内相乳液法,制备了不同单体(苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯)、水相体积比(80%、85%、90%)、乳化剂用量(2.4 g、1.9 g和1.4 g)的三维细胞支架,通过扫描电镜和对支架的结构进行了表征。以其为载体进行A549细胞的三维培养,考察了不同时间的细胞增殖情况,通过扫描电镜观察细胞的生长形态。结果表明:1)在设计的三维细胞支架合成模具中,通过高内相乳液法可一次性大量合成特定形状的(直径:34mm,厚度:2mm)块状固体材料,可满足后续烟气体外毒理学评价的要求;2)不同单体制备的三维细胞支架均具有互通多孔结构,A549细胞在不同单体制备的三维细胞支架上都可吸附、增殖并融合形成细胞层,以St为单体制备的三维细胞支架上细胞的生长形态更好,最终选择St为单体制备三维细胞支架;2)当水相体积比从80%增加到90%时,材料的泡孔孔径从6.5μm增加到12μm。A549细胞在水相体积比为90%的支架上增殖最快,在不同水相体积比支架上的生长形态差异不大,制备三维细胞支架的较佳水相体积比为90%;3)当乳化剂用量从2.4 g(连续相的50%)降到1.4 g(连续相的30%)时,三维细胞支架的泡孔孔径增大,支架的互通性变差。A549细胞在乳化剂用量为2.4 g的支架上增殖速度最快,在三种支架上的生长形态差异不大,制备三维细胞支架的较佳乳化剂用量为2.4 g。
  2.为了进一步提高三维细胞支架的细胞亲和性,采用在单体中加入亲水性单体或颗粒和在支架上包被聚赖氨酸两种改性方法,研究A549细胞在不同改性方法制备的三维细胞支架上的增殖情况。结果表明:1)加入丙烯酸(Aa)和丙烯酸异辛酯(EHA)亲水性单体改性的三维细胞支架泡孔孔径变大,加入亲水性颗粒羟基磷灰石(HAP)改性的支架泡孔完整性变差,孔壁变厚,但泡孔孔径不变。细胞在用Aa改性的支架上增殖速度最快,且细胞形态良好,在用HAP改性的支架上基本不增殖,在支架上只能看到细小的细胞碎片;2)细胞在用L构型的聚赖氨酸溶液包被的支架上增殖良好,在用D构型的聚赖氨酸溶液包被的支架上的增殖受到了抑制。其中在用分子量为70000-15000的L构型聚赖氨酸包被的支架上的增殖速度最快,且细胞形态良好;(3)两种改性方法相比,采用Aa改性的支架具有更高的细胞增殖速度,因此,三维细胞支架较佳的改性方法为在单体中加入亲水性单体Aa。
  3.选用采用Aa改性的三维细胞支架培养细胞,进行烟气细胞毒性评价,并与二维平板细胞进行了比较。结果表明:1)细胞培养21d后,三维细胞支架上A549细胞的OD值为3.601,高于二维平板上细胞长满时的OD值(3.055);2)3R4F和CM8两种参比卷烟的TPM与二维和三维培养的A549细胞的存活率均有良好的剂量一反应关系,且在高TPM浓度时,三维细胞体系的细胞存活率高于二维细胞体系。
[硕士论文] 徐冰霞
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:本课题首次在国内开展了大规模电子烟消费人群吸烟行为研究,全面考察了熟练的电子烟消费者与初始电子烟使用者,使用不同电子烟产品的吸烟行为。主要研究内容及成果如下:
  一、基于Borgwaldt公司CReSS Pocket吸烟行为记录仪,建立了电子烟消费者抽吸参数研究方法。采用外标曲线法对记录仪的抽吸容量与时间参数进行校准,在20~250 mL、1.2~5.0 s抽吸范围内,该方法的相对误差在[-1.1%,3.3%]之间,变异系数≤3.6%。解决了记录仪在高抽吸容量、长抽吸持续时间下测试不准确的问题。研制了一种吸烟行为记录仪接口装置,实现了吸烟行为记录仪与不同口径电子烟的匹配,通过改变记录仪测试方向消除了电子烟烟液沉积对测试精密度的影响。
  二、通过流行病学手段对北京、上海、广州、深圳四个典型电子烟消费城市的511名电子烟消费者的吸烟行为进行横断面研究。数据表明:中国电子烟消费群体以高学历年轻男性为主;在消费偏好上,大部分(96.1%)消费者使用续液式电子烟具,烟液口味选择中倾向选择水果味,烟液中烟碱含量多为低烟碱,日均抽吸口数均值为81口/天;在对电子烟认知及烟草使用历史方面,戒烟为消费者使用电子烟的主要初始原因,消费者中80.3%为卷烟与电子烟双重使用者,40.8%消费者认为电子烟有危害性,而88.5%消费者认为电子烟危害性小于卷烟;在抽吸参数研究中,中国电子烟消费者单口抽吸容量均值为87.2 mL,中位值为75.4mL,持续时间均值为2.0s,中位值为1.9s;抽吸间隔均值为13.7s,中位值为11.3s。
  三、针对实际电子烟消费者和卷烟消费者,研究了消费者转抽指定烟弹式电子烟前后的抽吸参数变化,及对电子烟的满意度。结果表明:电子烟消费者转抽指定烟弹式电子烟后,抽吸容量由75.6 mL降低为58.9mL,抽吸持续时间由1.7s增加到2.1s,抽吸间隔由11.3s降为9.6s;转抽烟弹式电子烟后,电子烟消费者满意度下降,仅有43.3%的电子烟消费者愿意继续使用该产品,主要表现在口感和劲头与自用电子烟差别较大。卷烟消费者转抽指定电子烟后,单口抽吸容量由卷烟的47.1 mL增为54.2 mL,抽吸持续时间由为1.7s增至1.8s,抽吸间隔时间由14.4 s减小为10.2 s。满意度调查中,65.2%卷烟消费者认为使用舒适度较高。对电子烟的外观、劲头、口味调查中,分别有71.2%、72.7%和60.6%的消费者表示满意。
[硕士论文] 游敏
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:深入了解卷烟燃烧过程中动态吸阻的影响因素是建立卷烟动态吸阻模型的关键。为了探究卷烟燃烧过程中吸阻的影响因素,本文建立了卷烟燃烧过程中动态吸阻的表征方法,分别以标准烟3R4F、叶组配方相同的三种不同圆周卷烟为研究对象,在标准抽吸模式(ISO)下,考察了烟支在燃烧过程中,其随抽吸口数的递增,其卷烟自身物性参数和结构参数的变化,以及在有无滤嘴通风条件下,对燃烧过程中吸阻的影响因素分析。主要研究内容包括以下三个部分:
  (1)建立了卷烟动态吸阻的表征方法。通过理论计算表明.在ISO标准抽吸模式下,利用线性或者非线性关系式,将其压降区域内对时间的积分值的关系式求得的吸阻值等于恒速抽吸(测试卷烟吸阻国际标准GB/T2283815-2009)状态下的吸阻值,通过实验验证,结果表明:①利用线性关系式计算吸阻值,随着卷烟圆周变小,其误差会逐渐升高,但是总体不超过10%;②利用非线性关系式计算吸阻值,其误差均不超过5%,得到卷烟圆周变小,烟支的压降与通过气体的流速之间存在一定的非线性的结论。
  (2)通过卷烟动态吸阻的表征,考察了卷烟燃烧过程中温度对逐口抽吸过程中吸阻的影响,以及不同圆周,丝束对烟气的截留、有无滤嘴通风条件下对卷烟吸阻的影响。通过实验表明:①在卷烟燃烧过程中,烟支总吸阻随着抽吸口数的递增,整体呈现先上升、后下降,最后在再次上升的变化趋势;②通过利用N2焖灭燃烧锥的方式,发现随着抽吸口数的递增,烟支吸阻呈现先上升,后逐渐下降的趋势;③在焖灭状态下,卷烟抽吸过程中,逐口的吸阻值会比燃烧过程中要低,这表明卷烟燃烧过程中,温度对烟支吸阻的贡献比较大;④当卷烟圆周变小时,其燃烧过程中的动态吸阻会逐渐增大;⑤在有滤嘴通风的条件下,卷烟燃烧过程中的动态吸阻会整体降低,同时也会降低卷烟燃烧锥的温度,这表明滤嘴通风对卷烟燃烧过程中吸阻的降低具有双重效应。⑥在滤嘴通风或者无通风条件下,丝束对烟气的截留引起卷烟滤嘴段吸阻的变化不明显,可以忽略不计。
  (3)基于对卷烟燃烧过程中动态吸阻的影响因素的考察,建立了卷烟在未然状态下,卷烟在燃烧后,形成燃烧锥的焖灭状态下以及燃烧过程中的吸阻模型(不考虑滤嘴通风的影响)。通过模型的建立与实际的验证结果表明:①未燃烧状态下,其卷烟总吸阻的线性模型的误差均不超过10%,而在非线性的模型计算下其误差均不超过6%,这说明利用非线性模型能够有效提高结果的准确度;②在焖灭状态下,其模型的误差来源于吸阻表征的误差,其吸阻的误差不超过10%;③在燃烧状态下,通过温度的表征,将焖灭过程与燃烧过程中相联系,其吸阻模型的误差不超过9%;④卷烟滤嘴段的吸阻模型的误差不超过5%,在卷烟滤嘴通风打孔后,将模型进行简化,简化后的模型误差与原来相比不超过1%,通过从模型可以考察卷烟滤嘴段在打孔之后的流速与压降分布情况。
[硕士论文] 马亚萍
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:加热非燃烧卷烟作为一种新类型的烟草制品,通过特殊的加热源对烟草物料进行加热,从原理上改变了传统卷烟的燃烧方式,大大减少了烟草高温裂解燃烧产生的有害气体,侧流烟气和环境烟气也大幅度降低,正成为研究的热点。导热系数、热扩散系数和体积热容等热物性参数与传热过程密切相关,是进行传热过程分析计算的重要基础参数,对加热非燃烧卷烟研发设计具有重要意义。
  基于此,本文建立了适用于不同温度区间的热物性测量试验装置,采用瞬态平面热源法研究烟草类型、品种、部位、产区、温度、含水率、发烟剂含量和形态对烟草堆积体热物性的影响,建立了导热系数数学模型。主要研究内容可概括为以下几个部分:
  (1)建立了适用于不同温度区间的热物性测量试验装置和制样装置。热物性测量试验装置通过循环水浴或循环油浴控温,控温范围0~300℃,气氛为干空气或者高纯氮。
  (2)综合来看,烟草类型对热物性影响较大,品种、部位、产区对热物性影响较小。常温条件下,堆积密度0.158g/cm3的绝干烟草堆积体,导热系数、热扩散系数、体积热容的范围分别为0.051~0.068W/(m·K)、0.22~0.33mm2/s、0.18~0.25MJ/(m3·K),其中,再造烟叶的导热系数和体积热容明显大于其他类型烟草。
  (3)含水率、发烟剂含量、温度和形态对烟草堆积体的热物性有重要影响。温度、含水率、发烟剂含量、堆积密度增大,导热系数、体积热容增大,且含水率高的样品在温度越高的位置增幅越大,热扩散系数减小。样品尺寸增大,测量重复性减小,导热系数增大,导热系数对温度的敏感程度增大。含水率0~0.3范围内,烤烟、再造烟叶、香料烟含水率每增大一单位含水率导热系数分别增大0.15W/(m·K)、0.16W/(m·K)、0.15W/(m·K),平均增大0.153W/(m·K),不同类型烟草导热系数增幅大致相同;烤烟、再造烟叶、香料烟含水率每增大一单位含水率体积热容分别增大1.87MJ/(m3·K)、1.23MJ/(m3·K)、1.15MJ/(m3·K),平均增大1.42MJ/(m3·K),体积热容增大的幅度:烤烟>再造烟叶>香料烟。发烟剂含量每升高一个单位,烤烟烟丝和再造烟叶烟丝的导热系数分别增大0.0305W/(m·K)和0.0213W/(m·K),体积热容分别增大0.652MJ/(m3·K)和0.425MJ/(m3·K),导热系数和体积热容增大幅度:烤烟>再造烟叶。温度从22℃升高至75℃,绝干烟丝导热系数增大25%~45%,体积热容增大45%~110%,含水率0.17时,导热系数增大了60%,体积热容增大了100%。温度从100℃升高到200℃,不同丝状物料导热系数增大趋于稳定,体积热容增大5%~75%。
  (4)对导热系数建立了数学模型。该模型考虑了含水率、发烟剂含量、温度和堆积密度等因素,通过该模型可由各组分物性和体积分率计算得到不同状态下烟草堆积体的热物性。
[硕士论文] 王荣浩
食品科学 郑州烟草研究院;中国烟草总公司郑州烟草研究院 2018(学位年度)
摘要:烟草特有亚硝胺主要是由烟碱、降烟碱、新烟草碱和假木贼碱经过亚硝化作用而形成,由于其在烟叶和烟气中含量高、毒性强且在烟草中特有,所以备受社会和科学界的关注。目前已经鉴别出8种TSNAs,近年来研究较多的主要有4种-4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-毗啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基降烟碱(NNN)、N-亚硝基假木贼碱(NAB)和N-亚硝基新烟草碱(NAT);其中致癌性最强的是NNK和NNN,被国际癌症组织(IARC)列为Ⅰ类人体致癌物。NNK的中间产物能够通过细胞色素P450酶的介导与DNA反应形成DNA加合物,从而引发突变和癌症。不同的P450酶可能在NNK代谢中起不同的作用,因此研究某些关键P450酶对NNK在动物体内的代谢影响具有重要意义。研究内容主要包括以下四个部分:
  一、为准确评价DNA甲基转移酶的活性对4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮通过α-亚甲基羟基化代谢途径产生O6-甲基鸟嘌呤的影响,采用超高效液相色谱-高分辨质谱方法,分别对100 mg/kg NNK染毒后的生理盐水处理组、地西他滨处理组小鼠肝脏和肺中DNMT的活性、DNA甲基化程度,以及1-(3-吡啶基)-1-丁酮-4-羧酸、1-(3-吡啶基)-1-丁醇-4-羧酸和O6-甲基鸟嘌呤的质量分数进行了测定。结果表明:地西他滨能够抑制DNA甲基转移酶活性,降低DNA甲基化水平。地西他滨对NNK通过α-亚甲基羟基化代谢产生OPBA和HPBA途径无显著影响。抑制DNA甲基转移酶的活性,能减少NNK通过α-亚甲基羟基化代谢产生O6-mG的量。
  二、通过苯巴比妥钠和普罗地芬调节CYP2B1的活性,使用UPLC-HRMS方法对正常小鼠、苯巴比妥钠处置小鼠和普罗地芬处置小鼠的血浆、肝脏和肺组织中的NNK及其代谢产物的代谢特征进行研究,间接反映小鼠体内CYP2B1在NNK代谢中发挥的作用。通过对比NNK及其代谢产物在三种不同模型小鼠之间的代谢差异,推测出CYP2B1可能参与调控NNK的α-亚甲基羟基化和吡啶氮氧化代谢途径。
  三、利用建立的UPLC-HRMS方法,分析Cyp2e1基因敲除小鼠和野生型小鼠的血浆、肝脏及肺组织中NNK及其代谢物的代谢特征、药时曲线和药代动力学参数。结果表明,CYP2E1能够催化NNK在小鼠体内代谢,并可能参与调控了NNK和NNAL的α-羟基化代谢途径和吡啶氮氧化途径。
  四、利用建立的UPLC-HRMS方法,分析Cyp2a5基因敲除小鼠和野生型小鼠的血浆、肝脏及肺组织中NNK及其代谢物的代谢特征。结果表明,CYP2A5酶可能参与调控了NNK和NNAL的α-羟基化代谢途径和吡啶氮氧化反应。
[硕士论文] 周平
作物栽培学与耕作学 中国农业科学院 2018(学位年度)
摘要:为了丰富烤后烟叶的本香,提高感官质量,将烤烟鲜烟花蕾放入烤房中与烟叶一同烘烤,与常规烘烤做比较,通过检测分析烤后烟叶经济性状、外观质量、感官质量和化学成分含量的差异,了解烟叶感官质量与各化学成分之间的关系,从而深入探索叶花同烤提质增香的机理;为增强叶花同烤对烤后烟叶的增香效果,探索叶花同烤时烟花加入的适宜时期和适宜比例,通过检测烤后烟叶质量指标,明确叶花同烤适宜的叶花比例和烟花加入时期;为优化叶花同烤对烤后烟的感官质量,通过正交设计和二次响应面设计优化烘烤中变筋期的温湿度和稳温时间,分析各处理下烤后烟的经济性状和评吸质量。得到的结论如下:
  1.烤烟叶花同烤对烟叶质量的影响
  叶花同烤对烤后烟叶的常规经济性状、外观质量和常规化学成分的影响较小,而对感官质量和致香物质有较大的影响。其中显著提高了类胡萝卜素降解产物、类西柏烷类、美拉德反应产物和新植二烯等香气物质的含量。
  2.烘烤过程中烟叶化学成分(常规化学成分和致香物质)对感官质量的影响
  经典型相关分析发现整体的化学成分与评吸质量间存在显著的相关性,经过贡献率分析发现,变片、变筋和干片阶段是致香物质形成的主要时期,凋萎阶段影响很小,干筋阶段有不利的影响;而烤后烟常规化学成分的形成主要在烘烤前期,烘烤后期基本无变化。
  3.叶花同烤影响烟叶感官质量的机理研究
  通过检测叶花同烤和常规烘烤烟叶、烟花在烘烤前后的致香物质含量,发现烟花中含有大量与烟叶相同的致香物质,进一步对比分析发现,加入烟花同烤后烟叶中芳樟醇、β-大马酮、香叶基丙酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮类、3-羟基-β-二氢大马酮、茄酮、糠醛、5-甲基糠醛、β-环柠檬醛和3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮的含量显著高于常规处理的烤后烟叶,同时这些物质在烤后烟花中的含量显著低于烤前烟花中的。
  4.叶花同烤烟花加入的适宜时期和比例的研究
  叶花同烤在叶花重量比10∶1,于密集烘烤过程中42℃初时对烤后烟叶中性香气物质量的积累最有利,通过增加烤后烟的香气物质量来改善烤后烟的香吃味,同时增加上中等烟的比例,使经济性状也得到相应的提升。
  5.叶花同烤配套烘烤工艺的优化研究
  经二次响应面设计的结果表明,在五段五对应烘烤的基础上,于44~45.5℃时稳温2.4~5.0h,将会使烤后烟的上中等烟比例由80%提高到88%,均价由24.4元·kg-1提高到25.9元·kg-1,评吸质量由常规烘烤75分升高到76分,因此,在45℃左右适当的稳温4h左右可以有效提高烤后烟的经济性状和评吸质量。
  总之,本文属国内外首次开展叶花同烤对烟叶质量的影响,在密集式烘烤过程中加入烟草花蕾对烤后烟叶的感官质量和致香物质含量有显著影响,为利用烟花本香在烟叶烘烤调香开辟了一种新方法。
[硕士论文] 周晓峰
应用化学 中国科学技术大学 2018(学位年度)
摘要:烟草是中国重要的叶用经济作物,在烟草生产中使用农药是保障烟叶质量和产量的常用有效措施。农药残留是在农药使用后产生的不可避免的问题之一。烟草农药残留会随烟气转移到人体中从而对健康造成潜在威胁。随着人们健康意识的提高,烟草及其制品的安全性问题受到了广泛关注。吡蚜酮、高效氯氟氰菊酯、菌核净、甲基硫菌灵、仲丁灵和马来酰肼是烟草生产中推荐和广泛使用的六种农药。本文采用HPLC-LTQ Orbitrap MS分析方法,通过钙离子质量分数分析对调制后烟样中农药残留量进行了校正,分析了烘烤和晾制两种调制方式对上述六种农药残留量的影响,旨在为农药的合理使用及风险评估提供数据支持。
  论文的主要研究内容及结果如下:
  1.结合QuEChERS前处理方法,研究开发了烟草中吡蚜酮、高效氯氟氰菊酯、菌核净、甲基硫菌灵、仲丁灵和马来酰肼残留量的HPLC-LTQ Orbitrap MS分析方法,方法符合农药残留检测标准。
  2.采用HPLC-LTQ Orbitrap MS分析方法,通过钙离子质量分数分析对调制后烟样中农药残留量进行了校正,分析了烘烤和晾制两种调制方式对吡蚜酮、吡虫啉、溴氰虫酰胺、高效氯氟氰菊酯、菌核净、甲基硫菌灵、仲丁灵和马来酰肼残留量的影响。结果表明:通过钙离子质量分数变化分析,可知调制过程中烟叶干物质大量消耗,烘烤和晾制过程中干物质消耗分别为29.0%和52.2%;调制过程中所有农药均出现降解,烘烤与晾制过程中8种农药分别降解了28.1%-57.9%和45.1%-72.1%,晾制过程中农药降解率更高。
  3.根据调制前后吡蚜酮、吡虫啉、溴氰虫酰胺、高效氯氟氰菊酯、菌核净、甲基硫菌灵、仲丁灵和马来酰肼残留量的变化,结合调制过程中环境因素,分析探讨调制过程中农药降解机制。研究结果表明:晾制过程中,农药残留以微生物降解为主;烘烤过程中则是微生物作用与物理性作用互作的结果,农药的降解受其结构影响,而农药的内吸性能对微生物降解作用不利。
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