2023年38卷第3期
2023, 38(3): 1-10.
doi: 10.12187/2023.03.001
摘要:
对提取自5种新疆特色植物的花青素类色素进行理化特性、抗氧化活性和降解动力学研究,结果表明:不同色素提取物的颜色响应差异显著(P<0.05);黑枸杞色素(BWP)含有5种单体化合物,以锦葵素3-O-葡萄糖苷含量最高(23.18 μg/g DW);桑葚色素(MMP)含有4种单体化合物,以矢车菊素3-O-半乳糖苷含量最高(300.87 μg/g DW);玫瑰花色素(RFP)含有7种单体化合物,以飞燕草素3-O-葡萄糖苷含量最高(144.34 μg/g DW);葡萄皮色素(GPP)含有7种单体化合物,以飞燕草素3-O-葡萄糖苷含量最高(116.45 μg/g DW);紫苏叶色素(PLP)含有3种单体化合物,以矢车菊素含量最高(144.10 μg/g DW)。其中,GPP耐热性最好,降解初始温度为165.71℃。不同色素提取物热降解过程均符合一级反应动力学模型;当pH值为3.0时,PLP最稳定,活化能(Ea)为22.539 kJ/mol;当pH值为7.0时,RFP最稳定,Ea为13.851 kJ/mol。相关性分析表明色素提取物中花青素的含量与其抗氧化活性有显著相关性(P<0.05);RFP的体外抗氧化活性最强,其IC50DPPH和IC50ABTS分别为7.32 μg/mL和71.50 μg/mL,总抗氧化活性(T-AOC)为4 073.00 U/g DW。
对提取自5种新疆特色植物的花青素类色素进行理化特性、抗氧化活性和降解动力学研究,结果表明:不同色素提取物的颜色响应差异显著(P<0.05);黑枸杞色素(BWP)含有5种单体化合物,以锦葵素3-O-葡萄糖苷含量最高(23.18 μg/g DW);桑葚色素(MMP)含有4种单体化合物,以矢车菊素3-O-半乳糖苷含量最高(300.87 μg/g DW);玫瑰花色素(RFP)含有7种单体化合物,以飞燕草素3-O-葡萄糖苷含量最高(144.34 μg/g DW);葡萄皮色素(GPP)含有7种单体化合物,以飞燕草素3-O-葡萄糖苷含量最高(116.45 μg/g DW);紫苏叶色素(PLP)含有3种单体化合物,以矢车菊素含量最高(144.10 μg/g DW)。其中,GPP耐热性最好,降解初始温度为165.71℃。不同色素提取物热降解过程均符合一级反应动力学模型;当pH值为3.0时,PLP最稳定,活化能(Ea)为22.539 kJ/mol;当pH值为7.0时,RFP最稳定,Ea为13.851 kJ/mol。相关性分析表明色素提取物中花青素的含量与其抗氧化活性有显著相关性(P<0.05);RFP的体外抗氧化活性最强,其IC50DPPH和IC50ABTS分别为7.32 μg/mL和71.50 μg/mL,总抗氧化活性(T-AOC)为4 073.00 U/g DW。
2023, 38(3): 11-16.
doi: 10.12187/2023.03.002
摘要:
鉴于湿实验方法已无法满足快速鉴别苦味肽的需求,提出一种新颖的融合了传统手工特征和预训练深度特征的预测方法Bitter-Fus。该方法首先使用预训练蛋白质序列语言模型自动地从多肽序列中提取深度学习特征,然后将该特征输入长短期记忆(LSTM)网络中进行降维处理以保留与多肽序列最相关的深度特征,最后将降维后的深度特征与传统氨基酸组成(AAC)方法提取的手工特征融合并输入前馈神经网络中构建预测模型。验证实验结果表明:预测方法Bitter-Fus在10折交叉验证测试中获得了0.902的准确性和0.805的马修斯相关系数,在独立数据集测试中准确性和马修斯相关系数分别达到0.930和0.862,明显优于当前最先进的苦味肽预测方法BERT4Bitter和iBitter-SCM。
鉴于湿实验方法已无法满足快速鉴别苦味肽的需求,提出一种新颖的融合了传统手工特征和预训练深度特征的预测方法Bitter-Fus。该方法首先使用预训练蛋白质序列语言模型自动地从多肽序列中提取深度学习特征,然后将该特征输入长短期记忆(LSTM)网络中进行降维处理以保留与多肽序列最相关的深度特征,最后将降维后的深度特征与传统氨基酸组成(AAC)方法提取的手工特征融合并输入前馈神经网络中构建预测模型。验证实验结果表明:预测方法Bitter-Fus在10折交叉验证测试中获得了0.902的准确性和0.805的马修斯相关系数,在独立数据集测试中准确性和马修斯相关系数分别达到0.930和0.862,明显优于当前最先进的苦味肽预测方法BERT4Bitter和iBitter-SCM。
2023, 38(3): 17-24,54.
doi: 10.12187/2023.03.003
摘要:
采用扫描电子显微镜(SEM)、流式细胞分析、荧光染色等方法研究介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)等离子体对单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)的杀灭效果及对其细胞形态、细胞膜变化、胞内活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)水平等的影响。结果表明:经放电功率为20.8 W的DBD等离子体处理80 s后,L.monocytogenes菌落数从初始8.26 lg CFU/mL降低至1.30 lg CFU/mL,其胞内ROS相对水平显著升高了9.5倍(P<0.05);DBD等离子体处理会破坏L.monocytogenes的细胞形态,增强细胞膜通透性并使其发生去极化,且细胞损伤程度随处理时间的延长而显著增加;经DBD等离子体处理后,生理盐水的pH值显著降低,氧化还原电位(ORP)、NO3-、NO-2和H2O2浓度均显著升高。DBD等离子体杀灭L.monocytogenes的作用机制是其可损伤细胞膜、诱导氧化应激损伤等。
采用扫描电子显微镜(SEM)、流式细胞分析、荧光染色等方法研究介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)等离子体对单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)的杀灭效果及对其细胞形态、细胞膜变化、胞内活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)水平等的影响。结果表明:经放电功率为20.8 W的DBD等离子体处理80 s后,L.monocytogenes菌落数从初始8.26 lg CFU/mL降低至1.30 lg CFU/mL,其胞内ROS相对水平显著升高了9.5倍(P<0.05);DBD等离子体处理会破坏L.monocytogenes的细胞形态,增强细胞膜通透性并使其发生去极化,且细胞损伤程度随处理时间的延长而显著增加;经DBD等离子体处理后,生理盐水的pH值显著降低,氧化还原电位(ORP)、NO3-、NO-2和H2O2浓度均显著升高。DBD等离子体杀灭L.monocytogenes的作用机制是其可损伤细胞膜、诱导氧化应激损伤等。
2023, 38(3): 25-34.
doi: 10.12187/2023.03.004
摘要:
为研究不同干燥方式对香椿外观、挥发性成分的种类和含量的影响,以新鲜香椿为研究对象,利用气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)联用技术结合主成分分析对新鲜香椿、不同方式(真空微波干燥、热泵干燥、真空冷冻干燥)干燥香椿样品及其复水后样品的挥发性成分变化进行比较分析。结果表明:经真空冷冻干燥的香椿样品色泽诱人,收缩率较低,复水性最低;不同干燥香椿样品中共鉴定出40种挥发性成分,不同干燥香椿复水样品中共鉴定出44种挥发性成分;以新鲜香椿为对照,真空冷冻干燥香椿复水样品保留成分较多,且新产生的化合物最多,而真空微波干燥香椿复水样品保留成分最少;主成分分析很好地实现了不同干燥香椿及其复水样品的区分,其中真空微波干燥样品与热泵干燥样品风味较为接近。综合分析可知,真空冷冻干燥方式比较有利于香椿风味的保存及恢复,是香椿加工产品适宜的干燥方式。
为研究不同干燥方式对香椿外观、挥发性成分的种类和含量的影响,以新鲜香椿为研究对象,利用气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)联用技术结合主成分分析对新鲜香椿、不同方式(真空微波干燥、热泵干燥、真空冷冻干燥)干燥香椿样品及其复水后样品的挥发性成分变化进行比较分析。结果表明:经真空冷冻干燥的香椿样品色泽诱人,收缩率较低,复水性最低;不同干燥香椿样品中共鉴定出40种挥发性成分,不同干燥香椿复水样品中共鉴定出44种挥发性成分;以新鲜香椿为对照,真空冷冻干燥香椿复水样品保留成分较多,且新产生的化合物最多,而真空微波干燥香椿复水样品保留成分最少;主成分分析很好地实现了不同干燥香椿及其复水样品的区分,其中真空微波干燥样品与热泵干燥样品风味较为接近。综合分析可知,真空冷冻干燥方式比较有利于香椿风味的保存及恢复,是香椿加工产品适宜的干燥方式。
2023, 38(3): 35-45.
doi: 10.12187/2023.03.005
摘要:
以两种市售香椿茶(三一香椿茶和安徽香椿茶)为研究对象,采用对比实验,借助紫外分光光度法、气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术和气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)联用技术检测并对比分析其主要活性成分、抗氧化活性及挥发性成分的差异。结果表明:三一香椿茶的酚氨比和咖啡碱含量均比安徽香椿茶高,而其他活性成分(如水浸出物、游离氨基酸、茶多酚等)含量与此相反。三一香椿茶的DPPH自由基清除能力和总还原能力均略低于安徽香椿茶,但·OH清除能力高于安徽香椿茶。在两种市售香椿茶中分别检出90种和75种挥发性成分,主要为碳氢类、醇类和醛类化合物,其中GC-MS联用技术分析结果显示,三一香椿茶中主要挥发性成分为香叶醇、苯甲醛、水杨酸甲酯等,安徽香椿茶中主要挥发性成分为β-石竹烯、α-石竹烯、金合欢烯等;GC-IMS联用技术分析结果显示,三一香椿茶中主要挥发性成分为醛类、醇类和酮类,安徽香椿茶中醛类化合物的种类和相对含量最高,通过GC-IMS指纹谱图和PCA分析可以很好地区分两种香椿茶中的挥发性成分。利用这两种联用技术进行协同分析,能更全面地获得香椿茶的风味信息,为改善香椿茶风味提供参考。
以两种市售香椿茶(三一香椿茶和安徽香椿茶)为研究对象,采用对比实验,借助紫外分光光度法、气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术和气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)联用技术检测并对比分析其主要活性成分、抗氧化活性及挥发性成分的差异。结果表明:三一香椿茶的酚氨比和咖啡碱含量均比安徽香椿茶高,而其他活性成分(如水浸出物、游离氨基酸、茶多酚等)含量与此相反。三一香椿茶的DPPH自由基清除能力和总还原能力均略低于安徽香椿茶,但·OH清除能力高于安徽香椿茶。在两种市售香椿茶中分别检出90种和75种挥发性成分,主要为碳氢类、醇类和醛类化合物,其中GC-MS联用技术分析结果显示,三一香椿茶中主要挥发性成分为香叶醇、苯甲醛、水杨酸甲酯等,安徽香椿茶中主要挥发性成分为β-石竹烯、α-石竹烯、金合欢烯等;GC-IMS联用技术分析结果显示,三一香椿茶中主要挥发性成分为醛类、醇类和酮类,安徽香椿茶中醛类化合物的种类和相对含量最高,通过GC-IMS指纹谱图和PCA分析可以很好地区分两种香椿茶中的挥发性成分。利用这两种联用技术进行协同分析,能更全面地获得香椿茶的风味信息,为改善香椿茶风味提供参考。
2023, 38(3): 46-54.
doi: 10.12187/2023.03.006
摘要:
采用超临界CO2法萃取富硒百香果籽油,在单因素试验基础上,采用RSM-CCD (响应面曲线-中心复合设计法)研究萃取温度、萃取压力、静态萃取时间和动态萃取时间对富硒百香果籽油萃取率的影响,并对超临界CO2法和索氏抽提法萃取的富硒百香果籽油理化性质、脂肪酸含量和抗氧化活性进行对比分析。结果表明:采用超临界CO2法萃取富硒百香果籽油的最佳工艺条件为萃取温度50℃、萃取压力34 MPa、静态萃取时间109 min、动态萃取时间97 min、CO2流速1.0 L/min,在此工艺条件下所得百香果籽油为透明淡黄色液体,萃取率可达72.33%;超临界CO2法萃取的富硒百香果籽油中不饱和脂肪酸含量达80.11％,略高于索氏抽提法萃取的富硒百香果籽油中脂肪酸含量(78.71%),油脂酸价、过氧化值、抗氧化活性等均优于索氏抽提法萃取的油脂,油脂品质更好。
采用超临界CO2法萃取富硒百香果籽油,在单因素试验基础上,采用RSM-CCD (响应面曲线-中心复合设计法)研究萃取温度、萃取压力、静态萃取时间和动态萃取时间对富硒百香果籽油萃取率的影响,并对超临界CO2法和索氏抽提法萃取的富硒百香果籽油理化性质、脂肪酸含量和抗氧化活性进行对比分析。结果表明:采用超临界CO2法萃取富硒百香果籽油的最佳工艺条件为萃取温度50℃、萃取压力34 MPa、静态萃取时间109 min、动态萃取时间97 min、CO2流速1.0 L/min,在此工艺条件下所得百香果籽油为透明淡黄色液体,萃取率可达72.33%;超临界CO2法萃取的富硒百香果籽油中不饱和脂肪酸含量达80.11％,略高于索氏抽提法萃取的富硒百香果籽油中脂肪酸含量(78.71%),油脂酸价、过氧化值、抗氧化活性等均优于索氏抽提法萃取的油脂,油脂品质更好。
2023, 38(3): 55-62.
doi: 10.12187/2023.03.007
摘要:
基于植物多糖降解的必要性,综述了植物多糖的降解方法及降解产物的理化性质和生物活性,认为:物理降解法降解效率高、绿色环保、操作简单,但存在降解不彻底、反应不充分、生产成本高等不足;化学降解法简便易行、对降解设备要求低,但存在降解产物不易分离、污染环境等问题;生物降解法反应条件温和、降解速率快且产物均一,但存在降解成本高、对条件要求严格等不足;多种降解方法协同使用可弥补单一降解方法的不足,提高植物多糖的降解效率;降解可显著降低植物多糖的分子质量、特性黏度,提高植物多糖的抗氧化、抗肿瘤、抗炎、降血糖、降血脂等生物活性。未来可在开发操作简单、绿色环保、定向降解、产物均一的降解方法、降解产物高级结构与生物活性的构效关系等方面进行深入研究,以进一步推进植物多糖的发展和应用。
基于植物多糖降解的必要性,综述了植物多糖的降解方法及降解产物的理化性质和生物活性,认为:物理降解法降解效率高、绿色环保、操作简单,但存在降解不彻底、反应不充分、生产成本高等不足;化学降解法简便易行、对降解设备要求低,但存在降解产物不易分离、污染环境等问题;生物降解法反应条件温和、降解速率快且产物均一,但存在降解成本高、对条件要求严格等不足;多种降解方法协同使用可弥补单一降解方法的不足,提高植物多糖的降解效率;降解可显著降低植物多糖的分子质量、特性黏度,提高植物多糖的抗氧化、抗肿瘤、抗炎、降血糖、降血脂等生物活性。未来可在开发操作简单、绿色环保、定向降解、产物均一的降解方法、降解产物高级结构与生物活性的构效关系等方面进行深入研究,以进一步推进植物多糖的发展和应用。
2023, 38(3): 63-72.
doi: 10.12187/2023.03.008
摘要:
为考查纤维吸湿特性差异及其对加热卷烟专用再造烟叶涂布液吸收能力的影响,研究了5种植物纤维(亚麻纤维、草纤维、竹纤维、阔叶纤维、针叶纤维)、1种再生纤维(天丝纤维)结构及组成对其片基吸湿特性的影响,制备含有上述6种外加纤维的再造烟叶片基,并研究纤维吸湿特性与再造烟叶涂布性能的适配性。结果表明:1)6种纤维片基的吸湿特性有较大差异,其中天丝纤维吸湿特性最强,竹纤维次之,亚麻纤维最差;水分迁移过程中纤维片基的最大吸附速率和最大脱附速率均随着相对湿度的增加而显著增大。2)采用平行指数动力学PEK模型将纤维片基水分动态吸附-脱附拟合为快速和慢速两个过程,快速过程主导纤维片基中水分迁移行为,且随着相对湿度的增加,快速过程平衡吸水率变大,特征时间减小;慢速过程特征参数随相对湿度变化无明显规律。3)纤维微观结构形态、环境条件等因素与纤维吸湿特性密切相关,各纤维平衡吸水率与环境相对湿度呈正相关,与表观结晶度呈负相关,而温度对其影响较弱。4)外加纤维添加比例一定时,选择高吸湿特性纤维的再造烟叶片基对水和涂布液均具有较好的吸收性能。
为考查纤维吸湿特性差异及其对加热卷烟专用再造烟叶涂布液吸收能力的影响,研究了5种植物纤维(亚麻纤维、草纤维、竹纤维、阔叶纤维、针叶纤维)、1种再生纤维(天丝纤维)结构及组成对其片基吸湿特性的影响,制备含有上述6种外加纤维的再造烟叶片基,并研究纤维吸湿特性与再造烟叶涂布性能的适配性。结果表明:1)6种纤维片基的吸湿特性有较大差异,其中天丝纤维吸湿特性最强,竹纤维次之,亚麻纤维最差;水分迁移过程中纤维片基的最大吸附速率和最大脱附速率均随着相对湿度的增加而显著增大。2)采用平行指数动力学PEK模型将纤维片基水分动态吸附-脱附拟合为快速和慢速两个过程,快速过程主导纤维片基中水分迁移行为,且随着相对湿度的增加,快速过程平衡吸水率变大,特征时间减小;慢速过程特征参数随相对湿度变化无明显规律。3)纤维微观结构形态、环境条件等因素与纤维吸湿特性密切相关,各纤维平衡吸水率与环境相对湿度呈正相关,与表观结晶度呈负相关,而温度对其影响较弱。4)外加纤维添加比例一定时,选择高吸湿特性纤维的再造烟叶片基对水和涂布液均具有较好的吸收性能。
2023, 38(3): 73-80.
doi: 10.12187/2023.03.009
摘要:
为探究低氧条件下加热温度对烟草热解释放物及固相残余物理化结构演变的影响规律,使用管式炉反应器实现低氧条件下不同加热温度再造烟叶烟气成分捕集及固相残余物制备,通过GC-MS分析系统完成代表性烟气成分检测,并采用多种分析表征技术检测固相残余物的微观结构和化学组成。结果表明:再造烟叶受热过程中,甘油、丙二醇、烟碱等基础物质受热后多直接转移至烟气气溶胶中,巴豆醛、羟基丙酮、异戊二烯等随温度升高释放量增加,萘随温度升高释放量降低,愈创木酚、甲酚、苯酚、2,3-丁二酮、1-羟基-2-丁酮、2(5H)-呋喃酮等随温度变化呈现波动性,烟气中以异戊二烯为代表的低温裂解挥发性化合物相对含量随温度的升高而增加;固相残余物纤维骨架灰化程度随温度的升高而增加,370℃之前再造烟叶主要以低沸点物质的挥发/蒸馏及半纤维素和纤维素的脱羟/脱羧反应为主,随温度升高热解过程中存在氧化反应,且再造烟叶表面上更稳定的含氧官能团相对含量突增。
为探究低氧条件下加热温度对烟草热解释放物及固相残余物理化结构演变的影响规律,使用管式炉反应器实现低氧条件下不同加热温度再造烟叶烟气成分捕集及固相残余物制备,通过GC-MS分析系统完成代表性烟气成分检测,并采用多种分析表征技术检测固相残余物的微观结构和化学组成。结果表明:再造烟叶受热过程中,甘油、丙二醇、烟碱等基础物质受热后多直接转移至烟气气溶胶中,巴豆醛、羟基丙酮、异戊二烯等随温度升高释放量增加,萘随温度升高释放量降低,愈创木酚、甲酚、苯酚、2,3-丁二酮、1-羟基-2-丁酮、2(5H)-呋喃酮等随温度变化呈现波动性,烟气中以异戊二烯为代表的低温裂解挥发性化合物相对含量随温度的升高而增加;固相残余物纤维骨架灰化程度随温度的升高而增加,370℃之前再造烟叶主要以低沸点物质的挥发/蒸馏及半纤维素和纤维素的脱羟/脱羧反应为主,随温度升高热解过程中存在氧化反应,且再造烟叶表面上更稳定的含氧官能团相对含量突增。
2023, 38(3): 81-86.
doi: 10.12187/2023.03.010
摘要:
为研究滤嘴通风对加热卷烟气溶胶释放的影响,制备了滤嘴空腔段通风孔数量分别为0、2、4、6、8的1#—5#加热卷烟样品,分别采用微探针取样原位气溶胶表征方法和热电偶测温法考查了通风孔数量对气溶胶物理特性和温度的影响规律。结果表明:滤嘴通风改变了气溶胶的粒径分布,通风孔后气溶胶的粒数浓度和体积浓度随通风孔数量的增加呈降低趋势,5#样品气溶胶体积浓度相较于1#样品降低了57.4%,通风减小了气溶胶的粒数中值粒径,但其随通风孔数量的变化规律不显著;通风孔后气溶胶的温度随通风孔数量的增加呈降低趋势,5#样品气溶胶温度相较于1#样品降低了23.0℃;通风孔前、后气溶胶体积浓度与温度均呈现中轴线处高,且沿径向随距离增大逐渐降低的分布趋势。
为研究滤嘴通风对加热卷烟气溶胶释放的影响,制备了滤嘴空腔段通风孔数量分别为0、2、4、6、8的1#—5#加热卷烟样品,分别采用微探针取样原位气溶胶表征方法和热电偶测温法考查了通风孔数量对气溶胶物理特性和温度的影响规律。结果表明:滤嘴通风改变了气溶胶的粒径分布,通风孔后气溶胶的粒数浓度和体积浓度随通风孔数量的增加呈降低趋势,5#样品气溶胶体积浓度相较于1#样品降低了57.4%,通风减小了气溶胶的粒数中值粒径,但其随通风孔数量的变化规律不显著;通风孔后气溶胶的温度随通风孔数量的增加呈降低趋势,5#样品气溶胶温度相较于1#样品降低了23.0℃;通风孔前、后气溶胶体积浓度与温度均呈现中轴线处高,且沿径向随距离增大逐渐降低的分布趋势。
2023, 38(3): 87-93,111.
doi: 10.12187/2023.03.011
摘要:
为在加热过程中有效调控叶丝关键成分含量,在180℃、200℃和220℃加热温度下,利用宏量型烟草高温热转化热重技术考查加热温度对加热卷烟叶丝(含水率1.5%)热失重过程及关键成分热释放特性的影响。结果表明:升高加热温度,会增加叶丝质量分数变化值,提高叶丝质量分数变化率,降低叶丝热失重过程的稳定性;当加热温度分别为200℃和220℃时,各关键成分的质量分数变化值和变化率由大到小依次为烟碱、甘油、水分、其他成分,其中烟碱基本完全释放;当加热温度为180℃时,叶丝关键成分质量分数变化值和变化率由大到小依次为烟碱、水分、甘油、其他成分,其中烟碱、甘油、水分的质量分数变化值较高,其他成分的质量分数变化值较低。
为在加热过程中有效调控叶丝关键成分含量,在180℃、200℃和220℃加热温度下,利用宏量型烟草高温热转化热重技术考查加热温度对加热卷烟叶丝(含水率1.5%)热失重过程及关键成分热释放特性的影响。结果表明:升高加热温度,会增加叶丝质量分数变化值,提高叶丝质量分数变化率,降低叶丝热失重过程的稳定性;当加热温度分别为200℃和220℃时,各关键成分的质量分数变化值和变化率由大到小依次为烟碱、甘油、水分、其他成分,其中烟碱基本完全释放;当加热温度为180℃时,叶丝关键成分质量分数变化值和变化率由大到小依次为烟碱、水分、甘油、其他成分,其中烟碱、甘油、水分的质量分数变化值较高,其他成分的质量分数变化值较低。
2023, 38(3): 94-101.
doi: 10.12187/2023.03.012
摘要:
采用热重技术对烤烟、白肋烟、香料烟、雪茄烟原料的低温热解特性进行分析,同时对烟叶原料在加热条件下的感官品质进行评价,并进一步统计分析热解特性与感官品质之间的相关关系。结果表明:各烟叶在线性升温-恒温烘焙的加热条件下均经历4个失重阶段(脱水干燥阶段、挥发性成分脱除阶段、纤维素类成分分解阶段和恒温烘焙阶段),但在不同失重阶段中的热解特征参数存在一定差异;随着甘油施加量的升高(0%~15%),各烟叶原料在挥发性成分脱除阶段的最大失重速率及失重率均有所增大,烤烟的最大失重温度有所提高,而白肋烟、香料烟、雪茄烟则有所降低;当甘油施加量为15%时,其对烤烟在该阶段的失重率影响最大,对香料烟的影响最小;随着甘油施加量的增大,各烟叶样品的感官品质总分均有所提高;甘油施加量与烟气量、香气量、均匀性得分及感官品质总分呈极显著正相关,最大失重速率与杂气、刺激性、劲头得分及感官品质总分之间存在明显正相关关系,纤维素类成分分解阶段的最大失重速率与香气量、杂气、刺激性、纯净度、劲头得分及感官品质总分间存在负相关关系。
采用热重技术对烤烟、白肋烟、香料烟、雪茄烟原料的低温热解特性进行分析,同时对烟叶原料在加热条件下的感官品质进行评价,并进一步统计分析热解特性与感官品质之间的相关关系。结果表明:各烟叶在线性升温-恒温烘焙的加热条件下均经历4个失重阶段(脱水干燥阶段、挥发性成分脱除阶段、纤维素类成分分解阶段和恒温烘焙阶段),但在不同失重阶段中的热解特征参数存在一定差异;随着甘油施加量的升高(0%~15%),各烟叶原料在挥发性成分脱除阶段的最大失重速率及失重率均有所增大,烤烟的最大失重温度有所提高,而白肋烟、香料烟、雪茄烟则有所降低;当甘油施加量为15%时,其对烤烟在该阶段的失重率影响最大,对香料烟的影响最小;随着甘油施加量的增大,各烟叶样品的感官品质总分均有所提高;甘油施加量与烟气量、香气量、均匀性得分及感官品质总分呈极显著正相关,最大失重速率与杂气、刺激性、劲头得分及感官品质总分之间存在明显正相关关系,纤维素类成分分解阶段的最大失重速率与香气量、杂气、刺激性、纯净度、劲头得分及感官品质总分间存在负相关关系。
2023, 38(3): 102-111.
doi: 10.12187/2023.03.013
摘要:
按照正常生产条件,在芯材薄片生产环节加入13种正构烷烃类化合物制备加热卷烟,建立了适用于加热卷烟芯材、滤嘴和主流烟气粒相物中正构烷烃类化合物的GC-MS分析方法,通过测定加热卷烟中正构烷烃类化合物的含量、释放量和逐口释放量,研究了正构烷烃类化合物在加热卷烟中的转移行为。结果表明:1)13种正构烷烃类化合物主流烟气粒相转移率为0~53.5%、滤嘴截留率为12.6%~50.0%、烟支持留率为0.2%~35.4%、烟芯残留率为6.4%~29.3%、散失率为0.6%~81.5%;随着相对分子质量增大及沸点升高,正构烷烃类化合物主流烟气粒相物转移率、滤嘴截留率均呈先升高后降低趋势,烟芯残留率逐渐升高,烟支持留率先升高后趋于稳定;烟支持留率和滤嘴截留率与化合物沸点在一定范围内呈现较好的正相关关系。2)正构烷烃类化合物随抽吸口数增多,其逐口释放量呈先增大后减小趋势,但释放量最大值出现的口序不一致,化合物沸点越低,其释放量最大值出现的口序越早。3)正构烷烃类化合物逐口释放量的变异系数范围为0.28~0.44,十三烷(沸点235℃)和十四烷(沸点254℃)的逐口释放量变异系数较小,逐口释放稳定性较好。综合正构烷烃类化合物在加热卷烟中的烟支持留率、主流烟气粒相物转移率、逐口释放稳定性等评价数据,提出了适用于加热卷烟的添加剂沸点范围为250℃左右的建议。
按照正常生产条件,在芯材薄片生产环节加入13种正构烷烃类化合物制备加热卷烟,建立了适用于加热卷烟芯材、滤嘴和主流烟气粒相物中正构烷烃类化合物的GC-MS分析方法,通过测定加热卷烟中正构烷烃类化合物的含量、释放量和逐口释放量,研究了正构烷烃类化合物在加热卷烟中的转移行为。结果表明:1)13种正构烷烃类化合物主流烟气粒相转移率为0~53.5%、滤嘴截留率为12.6%~50.0%、烟支持留率为0.2%~35.4%、烟芯残留率为6.4%~29.3%、散失率为0.6%~81.5%;随着相对分子质量增大及沸点升高,正构烷烃类化合物主流烟气粒相物转移率、滤嘴截留率均呈先升高后降低趋势,烟芯残留率逐渐升高,烟支持留率先升高后趋于稳定;烟支持留率和滤嘴截留率与化合物沸点在一定范围内呈现较好的正相关关系。2)正构烷烃类化合物随抽吸口数增多,其逐口释放量呈先增大后减小趋势,但释放量最大值出现的口序不一致,化合物沸点越低,其释放量最大值出现的口序越早。3)正构烷烃类化合物逐口释放量的变异系数范围为0.28~0.44,十三烷(沸点235℃)和十四烷(沸点254℃)的逐口释放量变异系数较小,逐口释放稳定性较好。综合正构烷烃类化合物在加热卷烟中的烟支持留率、主流烟气粒相物转移率、逐口释放稳定性等评价数据,提出了适用于加热卷烟的添加剂沸点范围为250℃左右的建议。
2023, 38(3): 112-118.
doi: 10.12187/2023.03.014
摘要:
以发烟物料中常见液体(甘油、水、甘油-水混合液)作为测试液,基于接触角法对加热卷烟纸防渗透能力进行评价,考查透气度、表面处理对加热卷烟纸防渗透能力的影响,并探究该方法作为加热卷烟纸耐脂度测试替代方法的可行性。结果表明:随着加热卷烟纸透气度的增加,3种测试液的接触角呈下降趋势,加热卷烟纸防渗透能力下降;不同测试液的接触角均随着改性淀粉涂覆量的增加而增大,且甘油的接触角大于水、甘油-水混合液(质量比1∶1)的接触角,接触角法能够区分不同防渗透能力的加热卷烟纸样品;丙二醇与Kit3测试液、丙二醇-乙醇混合液(质量比10∶4)与Kit5测试液在加热卷烟纸表面的接触角检测结果无显著差异,选择丙二醇或特定比例丙二醇-乙醇混合液作为测试液进行接触角测试,可以替代传统耐脂度测试方法定量评估加热卷烟纸的防渗透能力。
以发烟物料中常见液体(甘油、水、甘油-水混合液)作为测试液,基于接触角法对加热卷烟纸防渗透能力进行评价,考查透气度、表面处理对加热卷烟纸防渗透能力的影响,并探究该方法作为加热卷烟纸耐脂度测试替代方法的可行性。结果表明:随着加热卷烟纸透气度的增加,3种测试液的接触角呈下降趋势,加热卷烟纸防渗透能力下降;不同测试液的接触角均随着改性淀粉涂覆量的增加而增大,且甘油的接触角大于水、甘油-水混合液(质量比1∶1)的接触角,接触角法能够区分不同防渗透能力的加热卷烟纸样品;丙二醇与Kit3测试液、丙二醇-乙醇混合液(质量比10∶4)与Kit5测试液在加热卷烟纸表面的接触角检测结果无显著差异,选择丙二醇或特定比例丙二醇-乙醇混合液作为测试液进行接触角测试,可以替代传统耐脂度测试方法定量评估加热卷烟纸的防渗透能力。
2023, 38(3): 119-126.
doi: 10.12187/2023.03.015
摘要:
基于TRIZ理论的流分析方法识别加热卷烟烟具传热过程的有效流和有害流,提出烟具容纳管结构优化、气道管结构简化、加热元件温度场调整等烟具降能耗优化方案,并在iRod烟具能耗控制过程中验证该方案的科学性与实用性。结果表明:改进后的加热卷烟烟具在保持感官吸味不变甚至略微提高的情况下,能耗降低约11.1%,加热卷烟续航提升2支;同时烟具外壳温度降低3.3℃,烟具握持手感显著提升。
基于TRIZ理论的流分析方法识别加热卷烟烟具传热过程的有效流和有害流,提出烟具容纳管结构优化、气道管结构简化、加热元件温度场调整等烟具降能耗优化方案,并在iRod烟具能耗控制过程中验证该方案的科学性与实用性。结果表明:改进后的加热卷烟烟具在保持感官吸味不变甚至略微提高的情况下,能耗降低约11.1%,加热卷烟续航提升2支;同时烟具外壳温度降低3.3℃,烟具握持手感显著提升。
