科普 | 你对加热不燃烧烟草制品(HNB)有多少了解?

2024-10-17 08:00 举报
加热不燃烧烟草制品,被简称为HNB(Heat Not Burning),也被称作加热烟草制品(Heated Tobacco Product, HTP).日本控烟进展惊...

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关键词：加热不燃烧烟草；分类；成分；专利

Key words: Heat Not Burning；classification；component；patent



背景

图1 湖北中烟COO（图片来源于https://image.baidu.com/）

1988年，美国雷诺烟草公司研发出来最早的一款加热不燃烧烟草，起名叫Premier，通过加热前端炭源，热空气进而加热烟丝后，使得气溶胶进入口腔。1998年，菲莫国际开启HNB的电加热先河，使得加热不燃烧烟草走向崛起。再到之后的英美烟草、日本烟草、中国中烟等的加入，使得HNB迅速发展到了群起阶段。加热不燃烧烟草制品，被简称为HNB（Heat Not Burning），也被称作加热烟草制品（Heated Tobacco Product, HTP）。

日本控烟进展惊人，GSTHR（全球烟草减害组织）官网的近期简报，10年内日本卷烟销量下降了52%，据简报调查，日本烟民相比损害自身健康，更担心二手烟危害家人健康的问题，因此新型烟草将是日本烟民的不二之选。日本的市场加热不燃烧替代传统卷烟超过30%以上。从1986年时回答“吸烟”的日本男性占59.7%，到2022年的调查，日本男性中的吸烟者占比为25.4%。

我们一般称HNB为加热不燃烧烟草产品，但在日本则习惯称之为加热烟草制品（HTP）和低风险产品（RRP）。日本的HNB售价也较高，如IQOS ILUMA PRIME的售价为12980日元，IQOS ILUMA售价为8980日元，旧款的IQOS 3 DUO售价约为6980日元。

日本是HNB的主要消费市场。2014年莫非国际在日本名古屋市推出IQOS加热不燃烧烟草制品时，日本消费者排队购买；日本烟草传媒与投资者关系部总经理Dinesh Babu Thotakura称“截止2020年，日本已经成为世界上最大的HNB市场”，同年，HNB创造了1.064万亿日元的收入。在日本，主要流行的HNB是IQOS和TEREA棒。

虽然日本有控烟的大背景，但作为传统烟的减害替代品，可以最大限度地减少公众对于污染空气的接触，减少二手烟对公众的影响，因此日本消费者对HNB的接受度高，使得日本的HNB市场规模的连年攀升。另外日本的HNB税收较为复杂，需要转换为“卷烟单位”，对一包6粒装七星烟弹（属于日本烟草的七星品牌）的零售价征收的从价税相当于对10.339支卷烟征收的税。



1.HNB烟草制品的分类与结构

1.1 HNB烟草制品的分类
HNB烟草制品的类别主要是有两大类，分别为炭加热产品和电加热产品，见表1。

1.2HNB烟草制品的结构
常规的HNB烟草制品跟传统卷烟的直观结构差异见图2。
图2 常规HNB和传统卷烟的结构示意图
（图片来源于https://baijiahao.baidu.com/）

烟弹：HNB烟草制品跟传统的烟草烟弹部分是相差甚远的，HNB烟草制品的烟弹是由添加香精香料以及烟雾生成剂等的再造烟叶填充，而传统的烟草烟弹是由烟丝填充。这再造烟叶又包含了多种工艺，常见的有干法再造烟叶、造纸法再造烟叶、稠桨法再造烟叶、辊压法再造烟叶，不同的工艺制作出来的HNB烟草制品主成分释放性能都不一样，卢乐华等对不同工艺电加热卷烟再造烟叶主要成分的释放性能研究表明辊压法再造烟叶组分逐口释放稳定性更佳[1]。在再造烟叶的基础上还添加易挥发醇类和有机酸等物质对HNB烟草制品的吸收口味进行相应的调节；而HNB烟草制品的化学组成特性，是为了让其在较低温度下能迅速挥发并且释放出吸食所需的化学成分[2]。

烟草质量：传统卷烟一支烟烟草料质量约550mg，而一支HNB烟草制品的烟草料质量约320mg。

过滤部分：HNB烟草制品有两个过滤部分，一个是聚乳酸（PLA）组成的冷却过滤段（Polymer-Film Filter），起冷却降低气溶胶温度，另一个是跟传统卷烟一样的低密度醋酸纤维丝成分过滤有害物的滤嘴(Mouth Piece Filter)，还有连接冷过滤段和隔离烟草段的中空醋酸纤维段（Hollow Acetate Tube）[3]。
图3 HNB烟弹的横截面图[3]

图4 THS2.2及其电加热烟草制品插入到加热棒时的横截面[3]



2.HNB烟草制品的成分

2.1HNB烟草制品烟草材料的主要成分
1,2-丙二醇、丙三醇是最常见的烟雾生成剂，也是HNB烟草制品的主要成分。温光和等应用气相色谱法同时测定烟草材料中的烟碱、1,2-丙二醇、丙三醇含量，烟样选取的是干法、造纸法、稠桨法等工艺市场上畅销品牌，测试结果见表2。由此可见，国内和国外的烟雾生成剂最大区别在于，国外烟草料以丙三醇为主，而国内以1，2-丙二醇和丙三醇混比，丙三醇比例偏高为主[4]。

丙三醇的含量占比，影响了烟草基质的热解特性，以及烟气的释放。艾明欢等采用TG-FTIR测试丙三醇含量0%～30%的烟草集质在温度为30℃～400℃之间的热失重和气态产物变化规律。HNB烟草制品在200℃～235℃和297℃～310℃是两个失重速率极大值点，且随着丙三醇的含量增加，最大失重阶段转向更低的温度[5],见图5。
图5样品热重（TG）和热重速率（DTG）曲线[5]
（注：0SCC、10SCC、20SCC、30SCC分别表示丙三醇含量为0%、10%、20%、30%）

除了丙二醇和丙三醇外，还有烟碱，烟碱是为了抽吸满足感而进行人为添加。乙酸、烷烃、醛、酮等也是HNB烟草制品烟草材料的主要成分。传统卷烟的抽吸感官依赖于烟丝加热后的热裂解及热合成，而HNB烟草制品的感官品质则更依赖于人为添加的丙二醇、丙三醇以及水的比例、挥发性小分子物质以及香味物质[6]。

2.2HNB烟草制品烟气中的主要成分
HNB烟草制品气溶胶中主要化学成分与传统卷烟的基本相同，但含量有差异，对于亚硝胺、酚类化合物加油挥发性成分等，HNB烟草制品可以降低80%以上。具体见表3[7]。

通过热分析实验得出：在270℃，烟草材料的香气释放量达到峰值，适当增加HNB烟草制品的烟草材料紧密度，优化调香的形式，可提高烟草原料的负载量，减缓HNB烟草制品在抽吸过程中的香气衰减[8]。



3.适宜HNB烟草制品烟叶原料烤烟品种（系）的筛选

按HNB烟草制品的感观评价方法去评价烤烟的感官质量，筛选香气香味、劲头、谐调性和刺激性表现相对较好的烤烟品种。烟叶的常规化学成分以及香味物质：总糖和还原糖含量与谐调性、口感等指标事显著负相关的关系，氮含量与香气香味、劲头、谐调性、口感等指标是显著正相关的关系；酯类化合物含量与刺激性和口感指标是显著负相关的关系，酮类化合物含量与香气香味和口感指标是显著正相关的关系，见表4～5[9]。但也有不含烟草的HNB，这种不含烟草的HNB是通过多级技术加工来使得烟弹的发烟段在受热过程中，可以产生与传统烟草的相似的烟气。



4.海外烟草企业产品开发策略及其专利策略

随着新型烟草的快速崛起，各“专利战”也吸引眼球。菲莫国际，采取专利网策略，对iQOS烟支结构、加热控制、加热结构、充电器、保持器 、提取器等技术都进行了相应的专利布局；英美烟草采用了替代型策略，Glo pro和Glo nano的外加热替代菲莫国际iQOS的内加热方式，此外英美烟草还采用了规避策略、外围策略、拿来型策等[10]。表6便是海外烟草企业采用的优先权策略。




5.国内外HNB烟草制品的发展现状

中国国内的HNB烟草制品市场暂未开放，目前只出口海外。国内外的烟草及相关企业中心都偏向新型减害烟草制品领域，中烟公司HNB烟草制品、民营公司烟草制品和新型非烟草烟弹和国外HNB的发展现状[11]，具体见表7。




6.国内外新型烟草的风险评估

国际上，新型烟草的制品的风险评估法规有美国医学研究院的风险改良烟草制品研究的科学标准（Modified RiskTobacco Product，MRTP）、美国FDA 发布的烟草制品上市前申请（Premarket Tobacco Product Application，PMTA）导则及欧盟新修订的烟草制品指令—2014/40/EU，国内暂不允许加热不燃烧烟草制品和口含烟的销售，2022年4月8日发布了《GB 41700-2022 电子烟》的国家标准，对电子烟烟具、雾化物、电子烟释放物做出了一系列相应的要求。各大烟草公司对产品的风险评估有所差异，见表8[12]。

对于新型烟草的风险评估方有忘在三个大方向上：①对使用者个体的健康风险，包括生产质量标准、产品理化特性、毒理、体内外疾病模型研究、药代动力学研究等；②对整体人群的健康风险，包括消费对产品危害性认知、滥用产品可能性、对整体人群健康的影响等；③对环境影响，环境污染问题、空气质量、水路生急性毒性试验等[12]。



7.结语

由于全球的烟草管控趋严，消费者健康意思不断提升，HNB 烟草制品是传统卷烟吸食感最大程度还原者的新型烟草制品，同时又能降低吸烟危害，而得以迅速发展。国内的HNB烟草制品相关核心专利相比国际几大跨国公司较少、起步晚。未来随着国内市场的开放与成熟，必将迎来本土企业与跨国企业的较量；期望国内烟草企业将需突破IQOS大企业的技术封锁，进行产品创新和技术革新，形成高品质的中国特色品牌，进一步推进全球市场布局。





参考文献

[1] 卢乐华,高洁,费菲,等.不同工艺电加热卷烟再造烟叶主要成分的释放性能[J].烟草科技,2023,56(03):30-40
+77.DOI:10.16135/j.issn1002-0861.2022.0896.
[2] 李勇,逄涛,师君丽等.加热不燃烧烟草制品与传统卷烟化学指纹分析[J].中国烟草科学,2019,40(04):76-83.
DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2019.04.012
[3] 张骥,张振涛,杨俊玲等.加热不燃烧烟草制品研究现状和未来展望[J].科技与创新,2020,(15):11-15.DOI:20
[4]温光和,肯生叶,李峰等.加热不燃烧卷烟烟草材料中1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱的测定[J].中国烟草科学,
19,40(04):69-75.DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2019.04.011
[5]艾明欢,杨菁,沈轶等.TG-FTIR联用研究HnB烟草基质在400℃以下的热解特性和气相产物[J].中国烟草
学报,2020,26(01):8-14.DOI:10.16472/j.chinatobacco.2019.162
[6]杨继,杨帅,段沅杏等.加热不燃烧卷烟烟草材料的热分析研究[J].中国烟草学报,2015,21(06):7-13.DOI:10.16472/j.chinatobacco.2015.070
[7]赵玉宇,崔成哲,朱良华等.加热不燃烧烟草制品的减害性能分析[J].科技创新与应用,2020,(22):66-67.
[8]杨雪燕,温光和,李峰等.加热不燃烧卷烟烟草材料的特性分析[J].食品与机械,2020,36(05):205- 210.DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2020.05.038
[9]赵璐,王丙武,宋中邦等.基于感官评价的加热不燃烧卷烟原料品种（系）筛选[J].烟草科技,2020,53(01):21-2 8.DOI:10.16135/j.issn1002-0861.2019.0172
[10]沈敏,任琴,盛楠等.龙头企业新型烟草专利策略研究和风险应对[J].科技经济市场,2023,(03):49-51.
[11]李书杰,赵汉章,门晓龙等.国内加热不燃烧烟草制品发展现状与分析[J].科技与创新,2019,(21):115-116. DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2019.21.048.
[12]李翔,严大为,赵阁等.新型烟草制品风险评估框架要求研究进展及建议[J].烟草科技,2021,54(05):100-112. DOI:10.16135/j.issn1002-0861.2020.0260.



审稿人意见

本文介绍了加热不燃烧产品的结构和分类、专利及国内外市场状况，内容详实，思路清晰，有较高的科普意义，控烟减害是全球大趋势，有利于增加大众对加热不燃烧产品的了解。
文章部分内容还可以进一步完善。1.第一段 “使得气溶胶进入口腔 1998
年，菲莫国际开启 HNB 的电加热先河”，1998年前应有标点符号。 
2.第二段，日本HNB市场占据30%以上，建议简单列举一下日本市场规模，流行的主要产品类型 ，控烟效果，吸烟率下降的趋势等，这样给读者对新技术新产品更直观的感受。
3. 表3中化学成分是按照类别排列，NAB,NNN,NNK，NAT属于亚硝胺类，故不应隔开，建议排列在一起。 
4.第7段结语“国内的 HNB 烟草制品相关核心专利国际几大跨国公司较少、起步晚 ”中“国际几大跨国”前面遗漏“比较词语（相比或较）。



作者：吴进芝
作者单位：深圳吉迩科技有限公司喜马拉雅实验室
作者邮箱：1516936707@qq.com
审稿人：杨文武
编辑：朱真逸

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