降低煙草特有亞硝胺含量的微波處理方法

降低煙草特有亞硝胺含量的微波處理方法

在煙草和煙氣中存在有4類N＇一亞硝胺化合物：揮發性N′一亞硝胺化合物（VNA）、不揮發性N＇一亞硝胺化合物（NVNA）、由煙草中殘留的農業化學品形成的N＇一亞硝胺化合物及煙草特有N’一亞硝胺化合物（TSNA）。

20世紀70年代初，Hoffmann和Hecht等人首次在煙草制品中發現了N＇一亞硝基降煙堿（NNN），這種物質在食品和飲料中的質量分數幾乎很少超過0.1＆#215；10-6，而在煙草中可達1.9～8.86＆#215；10ˉ5。除NNN外，TSNA還包括4－（N一甲基亞硝基）－（1－3一吡啶基）－1一丁酮（NNK）、N＇一亞硝基假木賊堿（NAB）和N＇一亞硝基新煙草堿（NAT）等。

欲獲得低TSNA含量的卷煙，可從煙草的種植、調制、儲存及卷煙產品研制等各環節加以控制。最新研究表明，在煙葉的調制過程中，采用微波輻射可明顯抑制TSNA的形成。本文主要介紹降低煙草中TSNA含量的微波調制方法。

1、基本原理

現在人們普遍認為，新鮮煙葉中幾乎不含亞硝酸鹽或TSNA，這些化合物主要是在煙葉的調制和儲存過程中形成。研究表明，煙葉自變黃期結束到完全褐變這一時期（晾曬煙采收2～3周后或烤煙采收1周后），TSNA的累積較多。

這一時期，煙葉水分喪失較多，細胞的完整性遭到破壞，營養物質自細胞內流到細胞間，較高的濕度、適宜的溫度及缺氧等條件為微生物的生長和繁殖提供了便利，而微生物的活動可使煙葉中的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽與生物堿（如煙堿等）反應形成TSNA。在煙葉尚未褐變、正處于變黃期、細胞還保持其完整性時采用微波輻射，可有效殺除在煙葉調制過程中產生亞硝胺的有害細菌，從而抑制TSNA的形成和累積，使其含量明顯降至新鮮煙葉所含的水平，同時還能保留其原有的香氣和吸味。

2、微波調制方法

微波一般是指位于遠紅外區和射頻頻譜之間的電磁波。微波的波長約1mm~30cm，頻率約1000～300000MHz，其加熱方式與傳統加熱方式有本質的差別。微波穿透性很強，可很快使物質表面幾厘米以下受熱，且所需加熱時間短。

只要能保證煙草受到有效輻射，原則上可使用任何微波設備。但微波使用設備應與微波發生器相匹配，以確保能量的較好傳輸；微波爐腔內還應安裝攪拌裝置及傳輸帶，以確保煙葉受到均勻輻射；另外也要防止微波泄漏。

微波條件包括微波頻率、功率、輻射時間等。微波頻率常為900～2500MHz（915~2450MHz效果最好）；功率有600W～300kW、600～1000W（廚房用微波爐）、2~75kW、5~50kW（商用多功能微波爐）幾種；微波輻射時間僅需10s~5min，甚至只需ls。

一般來說，微波爐的功率越高，輻射所需時間越短。若功率為800～1000W，加熱1～2.5min較好；若功率為2～75kW，只需5～60s；常用功率為50kW，加熱時間僅需10～30s（煙葉以單片形式受輻射）。當然，在利用微波調制煙葉前，應測知微波爐的最佳場強、功率及煙葉總含水率等各種參數，以確保煙葉經過一定時間的微波輻射后，不需炭火烘烤就可使含水率降至10％，這樣的煙葉更加適合人們的消費。

3、應用效果

用微波輻射調制的煙葉與用其它方法調制的煙葉相比，至少有一種TSNA的含量有所降低。較理想的結果是，經微波處理的非新鮮煙葉的TSNA（NNN，NNK，NAB及NAT）含量低于0.2μg／g，甚至低于0.1μg／g；NNN含量低于 0.15μg／g，甚至低于0.05μg／g；NNK含量低于0.002μg／g，甚至低于0.0005μg／g。因為影響TSNA形成的因素很多，這些數據并非是絕對的。

用經過微波處理后的黃色煙葉生產的卷煙與未經過微波處理的或經其它降低TSNA方法處理過的黃色煙葉制成的卷煙相比，前者TSNA的含量（至少其中一種TSNA的含量）要比后者的低75％～99％。上述結論可通過檢測[4]對應的卷煙產品得出。

在TSNA開始大量累積之前，用微波處理煙葉效果最好；也可在TSNA形成過程中或TSNA開始大量累積時，用微波輻射煙葉，以抑制TSNA的進一步累積；若煙葉調制結束后才使用微波輻射，其效果不理想，除非預先將調制好的煙葉加水浸潤，再用微波輻射；其它形式的煙草（如重組煙草薄片），也要在微波輻射前噴灑一定量的水，使其總含水率約達到10％～20%。這樣處理后的煙草中，TSNA的含量（單獨某種或總量）要比未經處理的棕色煙草至少低25％~50％。

經微波輻射后，煙葉中的含水率會降低，有時會低于煙葉總質量的10％，甚至低于5％，所以在將煙葉制成卷煙等產品之前，可重新加入一定量的水，使其與棕色煙或烤煙的含水率（如弗吉尼亞烤煙的含水率為11％～15％）近似相等。

帶梗煙葉用微波輻射之前，需用物理方法擠壓除去大量水分，以確保均勻干燥，縮短輻射時間。尤其當指定梗絲為卷煙葉組配方之一時，用這種方法無疑是行之有效的。如果沒有這樣的要求，可預先將煙梗剔除，再用微波處理。

用微波技術調制的煙葉可部分或全部替代用普通方法烤制的煙葉，用以制造各種煙草制品，甚至煙用香精香料和食品添加劑。對于用來抽吸的煙草制品而言，微波處理技術不僅可以降低TSNA的含量，而且不影響煙草的香氣和吸味，并能保證正常的煙堿含量；對于嚼煙、鼻煙和食品添加劑等煙制品而言，微波處理技術可使其具有濃厚而令人愉悅的香味。

4、應用前景

1998年美國弗吉尼亞彼得斯堡的星科公司為一項微波處理煙草的技術申請了專利，據報道，星科公司研究的這項技術不僅可用來處理弗吉尼亞烤煙，還可用來處理白肋煙。該公司計劃于2001年在肯塔基州的白肋煙種植場修建100座微波調制倉，用以調制68t低TSNA含量的白肋煙。另外，星科公司2001年還計劃在6個州建1000個這樣的調制倉，用以調制9072t低TSNA含量的烤煙。僅Brown＆Williamson公司2001年就向星科公司訂購了超過6800t的低TSNA烤煙。星科公司還計劃在今后兩年內，利用微波技術降低其所有品牌中TSNA的含量。星科公司的產品促銷計劃如果成功，其它煙草公司可能也會效仿他們，并對自己擁有的專利技術進行更為仔細的審查。

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