电子烟如何还原出真烟口感?

   电子烟是作为传统香烟的替代品所研发的产品,其目的是达到传统烟草给予人的感官享受并减少因吸食传统烟草带来的安全隐患。

 
  一、传统烟草口感的作用机制
 
  吸烟是一种味觉和嗅觉的多重体验。每个人对于烟草的感知度都是多元化、私人化的。烟草给予人的感官主要来自于燃吸过程中产生的香气、劲头、吃味、刺激性等几个因素的综合体验。只有了解传统烟草是如何作用于人类感官才可以研制出足矣替代传统烟草的新型香烟。
 
  传统烟草行业一般烟草品质划分为风格特征和品质特征,前者主要包括香型、香韵、香气状态等烟叶不同风格指标,后者包括了香气特征、烟气特征和口感特性等。
 
  我们在实验室中会将传统烟草的口感特性利用多种统计分析方法进行判别。
 
  以YC/T138-1998《烟草及烟草制品感官评价方法》为标准,并对香气质、香气量、杂气、劲头、浓度、余味、刺激性、灰色和燃烧性进行打分,每单项指标满分9分。其中口感特性包括刺激性和余味,满分为18分
 电子烟如何还原出真烟口感
  烟草中含有多种化学物质,在燃吸的过程中均会影响到烟草口感,在实验室中我们一般采用相关分析方式来研究烟草口感特性与化学成分指标的关系。
 
  由下图可知,总植物碱、总氮、蛋白质、挥发碱与余味、刺激性和口感特性呈现显著或极显著的负相关关系。总糖、还原糖、糖碱比与余味、刺激性和口感特性均呈极显著的正相关关系;PH值、氮碱比与刺激性和口感特性均呈显著或极显著的正相关关系,但与余味的关系不显著。钾、氯、挥发酸、钾氯比与口感特性等指标的关系均不显著。
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  而我们知道不论传统烟草亦或是新型香烟都是采用添加香精香料进行调味。而传统烟草中主要的致香物质对于烟草口感的作用也可在实验室中通过因子分析法得出相关数据:
 
  再将传统烟草的口感特性与多酚、有机酸类物质进行关联度分析:
 
  可以得出的结论是影响烟草口感的主要化合物为:绿原酸、芸香苷、棕榈酸、亚油酸、硬脂酸、油酸、琥珀酸、肉豆蔻酸、丙二酸等,主要为高级脂肪酸。
 
  最后我们在实验室中建立BP神经网络模型和多元回归模型得出传统烟草中的各指标间的作用机制
 
  以上数据仅为传统烟草的原料分析,还未考虑到烟草工业中的卷制、烘烤、调香等工艺步骤。导致传统烟草口感变化的因素及其复杂,想要能够尽量还原出烟草口感并非一项简单的工作。
 
  二、电子烟烟油的调配原理
 
  目前全球的烟草行业主要在售的卷烟类型分为:烤烟和混合烟。国烟基本都是烤烟口味,外烟以混合烟为主。采用的都是烟草添加香精香料的制作工艺,不同的仅是烟草品类和香料配方。
 
  而电子烟烟油原料:丙二醇、丙三醇、香精香料和尼古丁。
 
  香烟的口感:烟丝和香料通过燃烧释放味道。
 
  电子烟的口感:烟油通过加热雾化释放味道。
 
  最大的区别在于,燃烧属于化学变化,加热雾化更多的是物理变化。
 
  传统烟草中添加香料香精是因为烟叶经过降焦减害调制和自然发酵,香味或多或少存在一些缺陷。为了保持卷烟产品质量的相对稳定,在合理设计叶组配方的同时,也通过加烟用香精香料物质来克服香味缺陷,即加香也是提高产品质量的一个重要措施。同样这样的做法是保证在不同年份的自然气候下生产的烟叶都可在吸食的味道上保证一致。相同品牌的葡萄酒可以一口品出葡萄的年份,而相同品牌的香烟是绝对抽不出烟叶年份产地的区别,这个就是添加香精香料的最基本述求。
 
  烟油成分:
 
  丙二醇:溶解尼古丁及香精香料;
 
  丙三醇:溶解丙二醇,模拟烟雾,主要的烟雾源;
 
  香精香料:调香,模拟传统烟草口感;
 
  烟碱:尼古丁。
 
  三、电子烟油还原烟草口感需要做哪些工作
 
  电子烟油如何才能达到烟草口感是一个非常深远的研究课题。从最简单的几个方向去探究一下,一款能让用户基本满足口感的烟油需要做到哪些:
 
  1、香精香料的配方还原
 
  为还原传统烟草的口感特性,必须尽可能的与传统烟草中的致香成分一致。
 
  传统烟草中的使用的香料为烟用香料。烟用香料的监管,国家烟草专卖局以国烟运[98]746号文件印发了《烟草制品生产企业烟用香料香精使用暂行管理办法》
 
  烟用香料基本分为:天然香料和人工合成香料。天然香料:由烟草的花、叶、茎、根和果实中提取的易挥发芳香组分的混合物。最常用的商品化品种有烟草浸膏、烟草花浸膏、烟草净油等3种。
 
  目前的行业难点在于:在我国烟草种植属于计划种植经济农作物,需要与中烟集团签订《烟叶种植收购合同》。缺乏烟草背景的企业无法获取关键的香料萃取源。
 
  2、成分配比
 
  相同香料配方的烟油在不同的溶解液中的雾化效果是截然不同的。
 
  固定电子烟烟油烟碱和水的体积和含量以及电子雾化烟具,分别比较雾化剂丙二醇(Propylene glycol):丙三醇(glycerol)(PG:VG)不同体积比电子烟气溶胶中烟碱的释放量,结果见下表。实验结果表明,随着丙二醇含量增加,电子烟气溶胶烟碱释放物也随之增大。这是因为在相同功率下,随着雾化剂中丙二醇(沸点 188℃)体积增加,丙三醇(沸点 290℃)体积降低导致雾化剂的共沸点降低,电子烟气溶胶烟碱释放物的含量也随之增加。
 
  由此可以得出,丙二醇与烟碱含量为极正相关,如何在香料溶解度,尼古丁含量、烟雾大小中进行合理的成分配比是极其重要的。
 
  3、雾化温度
 
  电子烟为电子产品,多是利用电能转化为热能进行工作。在考虑安全的因素下合理的制定雾化温度将能对电子烟的口感带来更有效的增益。(高温易导致丙三醇裂解产生甲醛)
 
  传统烟草的燃吸温度可达720°,而电子烟油的安全温度仅为340°。在不同的温度环境下,如何使各致香因子完全雾化是一项极其复杂的调制工作。
 
  根据我们实验室中对传统烟草的燃烧温度对于口感变化研究得出以下结论:
 
  在 150~400 ℃,烟草中 O—H、N—H、C—O 和 C—N 基本消失,C O 只有少量残留,同时生成了大量芳香成分,其与 C—H 同为焦炭中主要官能团;在400 ℃~580 ℃,主要发生C—H 和芳香成分的氧化反应,并释放大量热量,同时,初步生成各种无机盐;在 600 ℃以上时,主要发生各种无机盐的生成和转化反应,并吸收热量。
 
  而电子烟的温度与口感的变化如下表:
 
  温度/功率对于烟油的口感有极正相关影响,达到峰值后趋于无相关;抽吸曲线、抽吸持续时间和抽吸容量是影响烟油口感的主要因素,抽吸频率对烟油口感的影响较小。
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