基于烟气成分分析的卷烟感官味觉探究

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3.0 牛悦 2024-11-19 4 4 1.98MB 60 页 15积分

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摘要

迄今为止，科学家已从卷烟烟气中鉴定出 5000 多种化学成分，有害成分约 44

种，其中对人体造成直接危害的有 20 多种。考虑到卷烟对于抽烟者的危害，世界

上已很多国家和地区对烟草广告、销售以及吸烟场所进行了严格限制。反吸烟运

动也使烟草行业的生存和发展面临严峻考验。

目前，国内外烟草行业以及研究机构都投入大量的人力物力对卷烟烟气中含

有的有害成分以及如何降低卷烟的危害进行研究和攻关。多项研究成果得以实施

应用，很大程度上减少了卷烟烟气中的各种有害物质。但是卷烟烟气成分的变化

会影响到卷烟的风味，这也是阻碍人们继续全面采用降焦技术的最重要原因。我

国是世界上最大的烟草生产和消费国，面临的挑战格外严峻。因此，开展既不影

响卷烟味觉，又能有效降低卷烟烟气危害的方法研究将有特殊的价值——该研究

的效果是：在迎合我国广大烟民对烟味需求的同时也促进了烟草行业的正常发展

本文首先对卷烟烟气中的有害成分进行了总结，并分别阐述了烟碱、稠环芳

烃、N-亚硝胺、苯、酚类物质、醛和酮类物质、氯、一氧化碳、氰化氢、放射性

物质和自由基等国际上公认有害化学物质的化学性质、对人体产生的危害、形成

原因以及去除和降低方法。

然后运用相关性分析对实验数据进行分析并确定出以人工测评数据和 GC-MS

测得数据为基础进行下一步分析和建模。采用线性回归方法，以卷烟味觉变量为

因变量，卷烟烟气中的化学成分为自变量进行建模，分别得到了卷烟酸味、甜味、

苦味、咸味等九种味觉变量的线性回归模型。结合对有害成分的总结，将影响卷

烟味觉的化学成分分成四类，分别为正向相关的有害成分、负向相关的有害成分、

正向相关的其它成分和负向相关的其它成分。

最后，根据这四种分类提出了调节卷烟味觉的建议。在调节卷烟味觉时应当

首先考虑减少烟气中有害成分的含量；其次根据相关性增加或降低非有害成分的

含量；再次利用添加剂等技术进行调节；最后适量增加有害物质的含量。

关键词：卷烟烟气卷烟味觉线性回归

ABSTRACT

China is the world's largest producer and consumer of tobacco. So far, scientists

have identified more than 5000 kinds of chemical composition from cigarette smoke,

about 44 of which are harmful materials, and more than 20 kinds of chemical

composition may cause immediate harm to human body. Considering the harm of

cigarette smoke to smokers, many countries and regions in the world have tough

restrictions on tobacco advertising, sales and smoking place. At the same time,

anti-smoking campaign also makes the tobacco industry facing serious situation.

Therefore, the tobacco industry should take some measure to handle these problems.

At present, the tobacco industry and research institutions have invested a lot of

manpower and material resources in researching how to reduce the harm of cigarette.

Many harmful materials have been reduced in a great degree by using some of the

research results. But, the change in the composition of the cigarette causes the change of

cigarette taste. This is one of the most important reasons to block the use of these

technologies. So, if a new method can reduce the harm of cigarette with keeping the

original cigarette taste, the smokers will smoke low-harm cigarette. Meanwhile, the

tobacco industry will develop well.

At first, the harmful components in cigarette smoke were summarized and

classified in this paper. And then, this paper described the usage of linear regression

analysis in looking for relationship between taste of cigarette and components in

cigarette smoke. Components having remarkable linear relation with tastes had been

fingered out. Nine linear equations were established between them. Based on the

summary and classify of harmful compositions, the components selected into models

could be divided into four categories: harmful components having linear relation with

the taste, harmful components having no linear relation with the taste, components

having linear relation with the taste and components having no linear relation with the

taste.

According to the four classifications, a series of measures to adjust cigarettes taste

raised. At first, harmful components having linear relation with the taste should be

reduced when you adjust cigarettes taste; Secondly, the content of harmless chemical

compositions should be change according to their relationships with cigarettes taste;

Thirdly, other methods should be used to change cigarettes taste such as adding some

additives; Finally harmful components can be added into cigarettes to improve

cigarettes taste, but this method should be used carefully.

Key Word: Cigarette smoke Cigarettes taste Linear regression

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ......................................................... 1

§1.1 课题来源 .................................................... 1

§1.2 研究背景 .................................................... 1

§1.3 国内外相关研究现状 .......................................... 2

§1.4 本论文研究思路、创新点以及研究意义 .......................... 2

§1.4.1 论文的研究思路 ........................................... 2

§1.4.2 论文的创新点及研究意义 ................................... 3

§1.5 本章小结 .................................................... 3

第二章统计理论与方法 .............................................. 4

§2.1 相关性分析 .................................................. 4

§2.2 线性回归分析 ................................................ 5

§2.3 方差分析 .................................................... 6

§2.4 本章小结 .................................................... 6

第三章有害物质以及降低方法 ......................................... 7

§3.1 烟碱 ........................................................ 8

§3.2 稠环芳烃 .................................................... 8

§3.3 N-亚硝胺 .................................................... 9

§3.4 苯 ......................................................... 10

§3.5 酚类物质 ................................................... 10

§3.6 醛和酮 ..................................................... 11

§3.7 氯 ......................................................... 11

§3.8 一氧化碳 ................................................... 11

§3.9 氰化氢 ..................................................... 12

§3.10 放射性物质 ................................................ 12

§3.11 自由基 .................................................... 13

§3.12 本章小结 .................................................. 14

第四章数据处理和建模 .............................................. 15

§4.1 实验材料和方法 ............................................. 15

§4.1.1 材料和仪器 .............................................. 15

§4.1.2 方法 .................................................... 15

§4.2 相关性分析 ................................................. 16

§4.3 线性回归 ................................................... 17

§4.3.1 酸味变量的回归分析 ...................................... 17

§4.3.2 甜味变量的回归分析 ...................................... 20

§4.3.3 苦味变量的回归分析 ...................................... 23

§4.3.4 咸味变量的回归分析 ...................................... 26

§4.3.5 收敛感变量的回归分析 .................................... 29

§4.3.6 残留感变量的回归分析 .................................... 32

§4.3.7 刺激感变量的回归分析 .................................... 34

§4.3.8 热感变量的回归分析 ...................................... 37

§4.3.9 生津感变量的回归分析 .................................... 39

§4.3.10 预测 ................................................... 42

§4.4 卷烟味觉的调节建议 ......................................... 43

§4.5 本章小结 ................................................... 47

第五章结论与展望 .................................................. 49

参考文献 ........................................................... 50

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ..................... 56

致谢 ........................................................... 57

第一章绪论

§1.1 课题来源

“基于烟气成分分析的卷烟感官味觉探究”课题是国家烟草专卖局项目“卷

烟烟气味觉特征及其调控技术研究”（项目编号：110200901001）的重要组成部分。

§1.2研究背景

卷烟制品是一种比较特殊的消费产品，吸烟者通过吸入烟叶燃烧过程中产生

的烟气来获得生理上的刺激和心理上的满足。现代科学研究表明，卷烟燃烧产生

的烟焦油中的却存在着可能致癌或者诱发癌症的物质。吸烟者抽烟以后，烟气会

散发在周围的环境中，所以烟气中的有害成分不仅对抽烟者本人，还会对周围的

人群产生不良的影响和危害。

目前，中国是全球最大的烟草生产和消费国，大概有 3亿以上的烟民，占全

世界烟民总数的三分之一。其中，男性吸烟者人数为 2.9 亿，女性约为 1046 万。

同时还有 5.4 亿人受到二手烟的危害，每年死于吸烟相关疾病的人数高达 120 万，

比艾滋病、乙肝等各种传染病加在一起的死亡人数还要多 7倍[1]。经调查，我国 3

亿烟民中 33.88%为15 岁以上，其中男性高达 61%，且 3/4 是男性中青年，目前有

向女性及低龄化方向发展的趋势，而吸烟对青少年以及女性的危害性更大。

考虑到卷烟对于抽烟者的危害，目前，世界上已有相当数量的国家和地区对

烟草广告、销售以及吸烟场所进行了严格限制，反吸烟运动也使烟草生产厂商的

生存和发展面临威胁。

长久以来，医学界认为卷烟对人体的危害在于卷烟焦油中含有微量危害健康

的物质。国际上已经采用了一系列新工艺、技术来降低卷烟焦油量。在欧洲经济

共同体、美国以及一些发展中国家销售的低焦油和超低焦油卷烟所占的市场比例

越来越大[2]。

80 年代以后，我国烟草行业也把降低焦油等有害成分作为重要课题进行研究，

进行了多方面的技术攻关，并且获得了重大进展[3]。与此同时，与烟草行业有关的

企业、研究所等科研单位也开始投入大量的人力物力对卷烟烟气中含有的有害成

分以及如何降低卷烟的危害进行研究和攻关。目前，通过多方的努力，以烟草行

业为核心的降焦减害计划已取得较好的成绩，多项研究成果得以实施应用，在很

大程度上减低我国烟草焦油的平均水平的同时减少了卷烟烟气中的各种有害物质。

但是卷烟中焦油的含量很大程度影响着卷烟的感官味觉，一味的降低焦油的

含量会使卷烟失去原有的风味，这是阻碍全面采用降焦技术最重要的原因 [2]。所

以，如何在有效降低卷烟烟气危害的同时使卷烟的风味受最小的影响是卷烟行业

急需解决的问题。

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摘要：

摘要迄今为止，科学家已从卷烟烟气中鉴定出5000多种化学成分，有害成分约44种，其中对人体造成直接危害的有20多种。考虑到卷烟对于抽烟者的危害，世界上已很多国家和地区对烟草广告、销售以及吸烟场所进行了严格限制。反吸烟运动也使烟草行业的生存和发展面临严峻考验。目前，国内外烟草行业以及研究机构都投入大量的人力物力对卷烟烟气中含有的有害成分以及如何降低卷烟的危害进行研究和攻关。多项研究成果得以实施应用，很大程度上减少了卷烟烟气中的各种有害物质。但是卷烟烟气成分的变化会影响到卷烟的风味，这也是阻碍人们继续全面采用降焦技术的最重要原因。我国是世界上最大的烟草生产和消费国，面临的挑战格外严峻。因此，开展既...

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