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小议烟气自由基的降低

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小议烟气自由基的降低

研究表明,在复合嘴棒中添加茶叶以清除自由基,发现与普通醋酸纤维滤嘴卷烟相比,茶叶滤嘴在降低焦油的同时,能显著降低卷烟烟气气相自由基和固相自由基,烟气在通过复合卷烟滤嘴过程中,可直接与焦油中自由基反应清除部分自由基,从而达到降低和清除的目的[12-13]。

诃子(TerminaliachebulaRetz.)属使君子科,落叶乔木,果实长圆形或卵圆形。分布于云南西部和西南部,主产于云南永德、龙陵、镇康、施甸、昌宁、耿马、双江、保山、沪水、潞西、瑞丽、凤庆、景东。诃子果实含鞣质20%~40%,其成分为诃黎勒酸(ChebulagicAcid)、诃子酸(ChebulinicAcid)、原诃子酸(Terchebin)等。诃子抗氧化有效成分主要是鞣花单宁、鞣质和黄酮类化合物[14]。毛绍春等[15]通过对诃子提取物降低香烟烟气自由基等方面的研究发现,选择85%乙醇作溶剂,用超声波辅助提取诃子抗氧化成分的得率最高,所得的抗氧化成分对香烟烟气气相和粒自由基的清除率最高,从滤嘴中添加抗氧化剂对烟气自由基的清除最有效。

云南栘衣(Docyniadelavayi(Franch.)Schneid.)为蔷薇科栘衣属(Docynia)植物,是云南特有的野生果树之一,在全省各地州均有分布,是云南腾冲一带极为常见的野生果实。云南栘衣果中含有丰富的鞣质、粗蛋白、粗纤维以及氨基酸等人体所需要的营养成分[16]。官智等[17]对云南栘衣树皮的化学成分进行了研究,从树皮中分离出了白杨素、柚皮素、槲皮素和广寄生甙等黄酮类成分。毛绍春等[18]研究了云南移衣树皮提取物对香烟烟气自由基的清除作用,发现在香烟过滤嘴中添加栘依树抗氧化剂,降低了香烟烟气中的自由基,进而降低了香烟烟气对姐妹染色单体交换的损伤;加入栘依树的试验烟具有较高的安全性;试验烟与对照烟相比,还有增加香气、调和味道、减少杂气和刺激性等特点。栘依树抗氧化剂作为低毒香烟的添加剂,具有较广阔的应用前景。

鹤庆五味子(S.wilsoniana)为五味子科五味子属(Schisandra)植物,产于云南西北部,其果实在民间常用作“五味子”的代用品。鹤庆五味子中富含木脂素、三萜酸及其内酯、黄酮等多种活性成分[19-20];而且GC-MS测定结果表明,五味子中含有丰富的香气物质。杨光宇等[21]利用GC-MS检测发现鹤庆五味子中含有檀烯、苯甲醇、β-蒎烯、柠檬烯、桉叶素、芳樟醇、异佛尔酮、氧化异佛尔酮、柠檬醛、异胡薄荷醇、β-紫罗兰酮、四氢猕猴桃内酯、二氢猕猴桃内酯、金合欢醇、乙酸金合欢酯、六氢金合欢基丙酮等烟草中常用的香气成分;并通过在烟丝中加入鹤庆五味子浸膏后,对卷烟进行感官评吸和对卷烟烟气有害成分的影响进行了初步试验,结果显示在卷烟中添加五味子提取物能明显增补烟香,丰满香气,与烟香较易谐调,对去除卷烟杂气、减少刺激有良好效果。而且五味子提取物还具有降低焦油、降低一氧化碳、清除自由基、降低有害成分的效果,是一种理想的烟用添加剂。

木蝴蝶,又名玉蝴蝶,是紫葳科植物木蝴蝶(Oroxylumindicum(L.)Vent.)的干燥成熟种子,主产于云南思茅、普洱、墨江以及广西、贵州等地。木蝴蝶化学成分以黄酮及其苷类为主,许多成分在黄芩中都已经发现过,但是木蝴蝶苷B在黄芩和其他植物中迄今为止没有发现过,同时木蝴蝶中还含有0.3%的挥发油成分[22]。毛绍春[23]利用ESR检测了木蝴蝶提取物对香烟烟气自由基的清除效果,结果表明,木蝴蝶提取物对单线态1O2自由基和混合氧自由基的清除率分别为17.6%~67.9%和11.8%~53.6%,对香烟烟气气相、粒相自由基的清除率分别为29.2%和12.4%。木蝴蝶提取物有较强的抗氧化性能,对香烟烟气自由基有一定的清除作用。宋旭艳等[24]研究发现,添加了木蝴蝶提取物的卷烟对比空白对照样,在镇咳祛痰方面具有较显著的功效,烟气危害性指数降低,且无明显急性毒性,并能够在一定程度上提高产品的抽吸品质,使烟气协调性较好,烟气中没有明显的原生植物的药材气息和不愉快的气息,烟气柔和,余味较干净舒适。

云南松(PinusyunnanensisFranch.)是松科常绿针叶乔木,在云南的亚热带高原,从南到北,从东到西,从海拔700m的河谷至3200m的山地阳坡,云南松均有大面积分布,约占云南省森林面积的70%[25]。张晓龙等[26]利用GC-MS对云南松树皮进行分析,发现树皮中含有76中挥发性成分。毛绍春等[27]利用ESR法检测了云南松树皮提取物清除卷烟烟气自由基的能力,结果显示松树皮提取物能明显降低卷烟气相、粒相及总自由基,其中滤嘴中添加松树皮提取物的效果优于烟丝中添加,也优于用同样方法添加同量葡萄籽提取物。滤嘴中添加50μl/支0.2%松树皮提取物的乙醇溶液时,其卷烟烟气中的气相、粒相和总自由基分别降低64.1%、43.9%和60.0%,说明云南松树皮提取物具有较强的抗氧化活性,可用于卷烟烟气自由基的清除。

云南地理地貌复杂,海拔高差悬殊差异大,土壤类型各异,为各种生态类型的天然植物生栖繁衍提供了良好环境,云南境内已知的高等植物种类有16000多种[28],占我国总数的50%以上[29],其中蕴含丰富的蕨类、裸子类、被子类等植物资源。同时,云南有各类野生或半栽培果树500余种,约占全国野生果树总数的一半,这些特有野生果树分属于35科54属,约占全国134科659属1076种总数的26.1%、8.2%、15.2%[30]。其中,枇杷属、悬钩子属、黄皮属、猕猴桃属、藤黄属、越橘属、柿属、荚蒾属等是在全国同属果树植物中特有种较多的属,在全国野生果树中,作为果树的种数本身很少的买麻藤科、防己科等植物,在云南几乎都有分布。天然植物普遍具有抗氧化性,云南丰富的植物资源为开发烟用植物资源提供了强大的资源库。例如,云南特有的干巴菌、螺旋藻、余甘子、酸木瓜、酸角、猕猴桃、悬钩子、核桃[31-37]等均具有较强的抗氧化活性,文中所提及的几种植物资源仅仅是云南繁多具有开发利用价值资源中的代表,进一步寻找、开发和利用好特有植物资源作为烟用功能性植物对于突出云南卷烟风格和降焦减害具有深远意义。目前,已有较多关于通过向卷烟中添加植物或中草药提取物而降低自由基的研究报道。大量的研究表明,原花色素类、黄酮类、多酚类、皂苷类、鞣质类、维生素类等含量较高的植物对自由基的降低与清除效果尤为突出,这提示我们在寻找与开发上应重视此类成分含量高的植物资源。此外,由于卷烟烟气中的自由基是在卷烟燃吸时产生的,虽然目前的研究表明向烟草中添加抗氧化剂能清除烟气中的自由基,但卷烟燃烧是一个复杂的化学变化过程,在较高温度的燃烧环境下抗氧化剂的物质结构是否会发生变化,其对自由基的作用机制究竟是什么,这些问题尚待研究。通过研究的不断深入和对这些问题的解答,将为我们寻找更好的卷烟添加剂提供更加开阔的思路和方法。(本文作者:王娜、张苏阳、陈佳、王定伟、李文基 单位:云南农业大学烟草学院、云南瑞升烟草技术( 集团) 有限公司、云南还原医学生物科技有限公司)