卷烟焦油中自由基清除的研究
李丛民1 尹海川2
(1.湖北来凤卷烟厂技术中心，445700；2.云南大学化学系有机化学研究室，650091)
摘要：[目的]探讨清除卷烟焦油中的自由基。[方法]通过添加叶黄素和硒化合物入卷烟中，采用电子自旋共振波谱法和原子荧光光谱法分析叶黄素和硒化合物对清除卷烟焦油中自由基的效果。[结果]自由基的峰高随叶黄素或硒化合物含量的增加而降低。[结论]叶黄素和硒化合物均有清除焦油中自由基的效果。
关键词：叶黄素；硒化合物；自由基；清除
Study on the Removal of Free Radical in Tar of Cigarette Smoke.
LICong-min,YIN Hai-chuan,etal.Technology
center of H ubei Laifeng Cigarette Manufacture, 445700
Abstract:[Objective]To explore the clearing effectof free radical in tar of cigarettesmokeby adding xanthophyll and selenide into cigarette. [Methods]The assays of concentrations of xanthophyll and selenide, as well as tar of cigarette smoke were perfermed by electron spin resonance spectroscopy and atomic fluorescence spectrometry.[Results]The peak values of free radical decreased with the increasing concentrations of xanthophyll and selenide added into cigarettes.[Conclusion]Xanthophyll and selenide were effective for removal of free radical in tar of cigarette smoke.
Key words:Xanthophyll；Selenium；Free radical；Removal
烟气中的自由基是卷烟高温裂解的副产物，每口烟气中含量约为106个，其中主要有醌/半醌自由基、烷基自由基和烷氧基自由基等，被吸入人体的自由基易与DNA结合形成加合物，导致细胞损伤和癌变[1]。类胡萝卜素清除人体内的自由基已有深入的研究，对烟气和焦油中的自由基清除研究尚未见报道。
1 材料与方法
1.1 卷烟的制作
1.1.1 将添加0.05%、0.1%、0.2%和0.5%叶黄素(属胡萝卜素类物质)的烟丝和对照烟丝，经干燥、平衡水分，制成达到国际吸烟标准(ISO4387)规格要求的卷烟。
1.1.2 将添加硒唑啉(Selenazoline)、硒脲(Selenourea)、Na2SeO3、K2Se处理的烟丝(加量10～20mg/kg)和对照烟丝，经干燥、平衡水分，制成达到国际吸烟标准(ISO4387)规格要求的卷烟。
1.2 焦油的收焦
按国际吸烟标准平行检测，焦油收集在剑桥玻璃纤维滤片上。
1.3 自由基的含量分析测试
焦油分析采用电子自旋共振波谱法(ESR)，以Mn2+/CaO作内标，中心磁场强度3260±250G，调制幅度6.3G，响应时间0.3s，微波功率5MW，扫描时间4min/360mm，用WeakPitch标定浓度，放大倍数1000倍。
1.4 烟气中硒含量的分析测定
烟气中硒含量分析，采用原子荧光光谱法(AFS)，激发波长367nm，发射波长540nm。
2 结果
2.1 叶黄素对焦油中自由基的清除效果见表1。
表1 叶黄素对焦油中自由基的清除效果
| 叶黄素加量(%) | 自由基峰高(cm/g) | 比对照样降低(%) |
| 0.05 | 1.31 | 6.43 |
| 0.10 | 1.25 | 10.7 |
| 0.20 | 1.23 | 12.2 |
| 0.30 | 1.21 | 12.3 |
2.2 微量元素硒对焦油中自由基的清除效果见表2。
3 讨论
3.1 表1自由基峰高随添加叶黄素的量增加而降低(r=-0.9046，P<0.05)，说明添加叶黄素入卷烟中对焦油中自由基有明显的清除作用。叶黄素清除焦油中自由基可能有电子转移[2]和自由基加成[3]两条途径。
3.1.1 电子转移途径叶黄素可以通过电子转移途径与自由基反应，使自由基还原，叶黄素氧化为自由基正离子[Xan·+]。
叶黄素自由基正离子经过自动衰变，其动力学似为双分子过程。
3.1.2 自由加成途径叶黄素可以通过自由基加成清除自由基，形成叶黄素加合自由基[R-Xan]。
叶黄素加合自由基或经双分子衰变或经加合衰变失去自由基，或氧化形成过氧化基行使有效的抗氧化作用，减弱自由基的毒性。
3.2 表2中添加硒化合物比对照样的焦油中自由基浓度均低，说明微量元素硒对焦油中自由基有明显的清除作用，且随主流烟气中硒含量的增加，自由基峰高降低(r=-0.9317，P<0.025)。微量元素硒对焦油中自由基的清除机理可能是硒对自由基产生附集加合作用，形成容易衰变的硒加合自由基，缩短自由基的保留时间[4]。
表2 微量元素硒对焦油中自由基的清除效果
| 样品处理方式 | 主流烟气硒含量 (μg/支) |
自由基峰高 (cm/g) |
比对照样降低 (%) |
| 对照样 | 0.024 | 1.39 | - |
| Na2SeO3 | 0.036 | 1.25 | 10.6 |
| 硒化钾 | 0.043 | 1.21 | 12.8 |
| 硒脲 | 0.130 | 1.06 | 23.7 |
| 硒唑啉 | 0.140 | 1.05 | 24.5 |
4 参考文献
[1] 金闻博，雍国平.尼古丁化学.北京:中国轻工业出版社，1993.107～114.
[2] JeevarajanJA，WeiCC，Jeevarajan
AS et al.J.The mechanism of the decay free
radical.Phys.Chem.1996，100:532～538.
[3] EverettSA，Dennis M F，Patel K B，et
al.Free radical clearing by means of
carotenoinds.Biol.Chem.1996，271:3988～3994.
[4] 金闻博，雍国平.尼古丁化学.中国轻工业出版社，1993.193～194.
《环境与健康杂志》，2000年，第3期，158-159页