一種量化分析細支卷煙主流煙氣中主要苔清香特征香味物質的方法與流程

本發(fā)明公開了一種量化分析細支卷煙主流煙氣中主要苔清香特征香味物質的方法，具體來說是涉及一種基于氣相色譜—串聯質譜儀測定細支卷煙煙氣中痕量的主要苔清香特征香味物質的方法，屬于卷煙理化指標檢測技術領域。

背景技術：

細支卷煙由于外觀新穎、設計時尚等特點，受到了追求時尚潮流、凸顯自我個性、優(yōu)雅生活的消費一族的特別青睞。最初在上世紀八十年代已經被美國消費者所接受，逐漸在歐洲和韓國市場流行，成為卷煙市場的重要一極。近年來，細支卷煙在中式卷煙中的比重和地位逐步提高。細支卷煙作為快速增長的中式卷煙新品類，在減害降焦、降本增效等領域有著天然的優(yōu)勢，同時其在抽吸過程中存在的香味呈現和勁頭滿足感也一定程度上弱于同檔次常規(guī)卷煙，因此必須把握調控好香精香料在細支卷煙葉組配方中的使用問題。

與此同時，鑒于中式卷煙的發(fā)展需要，以及我國具有豐富的天然植物資源和廣博的中醫(yī)藥理論，很多卷煙企業(yè)目前都投入大量的人力、物力和財力開發(fā)符合各自卷煙風格特征的中草藥、植物資源類香原料，取得了可喜的研究成果，如廣東中煙研制的“五葉神”、南昌卷煙廠的“金圣”品牌、上?！凹t雙喜”、安徽“丹健”、長沙卷煙廠的“白沙”、什邡卷煙廠的“國寶”等品牌。這其中，也包含受到消費者不斷青睞的“苔清香”風格特征卷煙。

大量的事實表明，卷煙煙氣中的“苔清香”風格特征主要來源于樹苔一類外加香源料物質的應用。樹苔(treemoss)，學名Evernia furfuraceae，別名叢生樹花、樹花菜,附生地衣類植物，多見于松、樅、櫟、云杉或冷杉樹上,與橡苔同屬松羅科，其浸膏或凈油產品均有商品供應，共同的香氣特征是一種獨特的苔類物質的自然青香和濃郁的樹脂氣息，但樹苔香氣稍遜于橡苔，帶有松木氣，已作為橡苔的代用品，可調配素心蘭、馥奇、熏衣草、百花、苔香等香精,有較好的定香作用。目前，各大煙草公司及其研究機構都越來越多地使用樹苔產品賦予卷煙產品獨特的香氣風格。

目前，對于天然的樹苔一類外加香源料物質的研究主要集中于化學成分分析及其在卷煙加香中的效果評價等兩方面。比如，劉強等人采用固相微萃取和氣相色譜-質譜法分析了樹苔凈油和浸膏的香氣成分,并用樹苔凈油進行了卷煙加香試驗。結果表明:①樹苔凈油和浸膏的香氣成分組成基本相同,其主要香氣成分均為苔黑酚雙甲醚、苔黑酚單甲醚、阿蘭酚、β-苔黑酚酸甲酯、赤星衣酸甲酯、赤星衣酸乙酯、扁枝衣酸乙酯、柔扁枝衣酸甲酯、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、油酸乙酯、硬脂酸乙酯、松香酸和松香酸甲酯等；②樹苔凈油可賦予卷煙苔樣的青香香氣風格,明顯增加煙氣濃度,并且能改善口腔和喉部的舒適感。朱懷遠等人將分子蒸餾技術應用于天然植物浸膏類香料的深加工過程，成功研制了一種性狀澄清均勻、質量穩(wěn)定的液體香料。該香料具有樹苔浸膏的典型的苔清香香氣特征，同時除去了樹苔浸膏中的多數有害物質，可以用來對卷煙加香中使用的樹苔浸膏進行替代。

但是，到目前為止，尚未發(fā)現對細支卷煙主流煙氣中主要苔清香特征香味物質進行準確量化分析的報道，缺乏單個煙支煙氣中關鍵苔清香特征香味物質的量化信息，進而對分析關鍵香味物質與卷煙風格特征之間的關系帶來滯后的影響。為此，本專利采用GC-MS/MS的分析手段，首次對細支卷煙主流煙氣中主要苔清香特征香味物質進行了量化分析。

技術實現要素：

本發(fā)明旨在克服現有的技術缺陷，提供一種采用氣相色譜-串聯質譜儀測定細支卷煙主流煙氣中痕量的主要苔清香特征香味物質含量的方法，該方法能準確量化分析卷煙主流煙氣中痕量的主要苔清香特征香味物質的含量，測定結果準確、靈敏度高，基質干擾少。

本發(fā)明的技術方案如下：一種量化分析細支卷煙主流煙氣中主要苔清香特征香味物質的方法，包括以下步驟：

(1)內標溶液的制備：以正十七碳烷為內標物，使用甲醇為溶劑，制備內標溶液。

(2)標準工作溶液的制備：以柔扁枝衣酸乙酯、苔黑酚單甲醚和β-苔黑酚羧酸甲酯等物質的標準品為目標物，使用甲醇為溶劑，經逐級稀釋制備成標準儲備溶液，然后分別加入一定量的內標溶液，制備成標準工作溶液。

(3)樣品溶液的制備：收集好卷煙煙氣中的目標物，準確加入一定量的內標溶液以及一定體積的萃取溶劑，振蕩提取，然后對萃取液過有機濾膜，得樣品溶液。

(4)氣相色譜-串聯質譜儀分析：用氣相色譜-串聯質譜儀(GC-MS/MS)對標準工作溶液和樣品溶液進行檢測分析。

(5)標準工作曲線的繪制及樣品結果的計算。

所述的內標溶液的制備，具體包括以下步驟：(1)內標儲備液：準確稱取0.2g正十七碳烷，精確至0.1mg，于100mL的容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度。(2)內標溶液：準確移取0.1mL內標儲備液，于100mL的容量瓶中，用甲醇稀釋并定容至刻度。

所述的標準工作溶液的制備具體包括以下步驟：(1)一級標準儲備液：準確稱取0.3g柔扁枝衣酸乙酯、0.1g苔黑酚單甲醚和0.25gβ-苔黑酚羧酸甲酯，精確至0.1mg，于50mL的容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度。(2)二級標準儲備液：準確移取0.1mL一級標準儲備液，于50mL的容量瓶中，用甲醇稀釋并定容至刻度。(3)標準工作溶液：分別準確移取二級標準儲備液50μL、100μL、300μL、600μL、1mL和2mL，至10mL的容量瓶中，再分別準確加入1mL內標溶液，用甲醇稀釋并定容至刻度，得系列標準工作溶液。

所述的樣品溶液的制備具體包括以下步驟：(1)卷煙抽吸：按照GB/T 19609標準的要求抽吸20支卷煙，其中用劍橋濾片捕集卷煙主流煙氣中的粒相物。(2)粒相物萃取：將捕集卷煙主流煙氣粒相物的劍橋濾片轉移至250mL面包瓶中，用40mL甲醇為溶劑進行振蕩萃取，萃取時間為40min，然后使用0.45μm有機相濾膜進行過濾，即得到樣品溶液。

所述的GC-MS/MS分析，其儀器分析條件為：采用HP-INNOWAX(30m×0.25mm×0.25μm)毛細管色譜柱；載氣為氦氣，恒流速度為1.0mL/min；進樣方式：進樣量為1μL，脈沖不分流進樣，進樣脈沖壓力為25psi，時間為1min；進樣口溫度為240℃；傳輸線溫度為260℃；升溫程序為初始溫度為80℃，以5℃/min的速率升高至240℃，保持18min。其質譜分析條件為：電離方式為EI源，正離子模式；離子源溫度：230℃；四極桿溫度：均為150℃；碰撞氣：氮氣，流速1.5mL/min，載氣(氦氣)流速為2.25mL/min；多反應監(jiān)測(MRM)模式，詳細參數列于下表。

目標物的MRM參數情況

所述的標準曲線繪制及結果計算如下：以標準工作溶液中目標物與內標的濃度之比為橫坐標，以色譜圖中目標物與內標的峰面積之比為縱坐標，進行線性回歸分析，得到標準工作曲線。將相同條件下測得的樣品溶液中目標物與內標的色譜峰面積比，代入標準工作曲線，根據下列公式求得卷煙樣品中目標物的含量。

式中：

W——細支卷煙主流煙氣中3種主要苔清香特征香味物質的含量，單位為納克每支(ng/支)；

A——3種主要苔清香特征香味物質的峰面積；

As——對應內標的峰面積；

b——標準工作曲線的截距；

Ms——添加內標的質量，單位為納克(ng)；

a——標準工作曲線的斜率；

M——煙支的數量，單位為支。

有益效果：本發(fā)明的檢測方法對樣品處理方法及色譜質譜分析條件進行了優(yōu)化確認。與現有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)良效果：

(1)本發(fā)明方法創(chuàng)新使用氣相色譜-串聯質譜儀測定細支卷煙主流煙氣中痕量的柔扁枝衣酸乙酯、苔黑酚單甲醚和β-苔黑酚羧酸甲酯等3種主要微量香味物質含量，解決了煙氣該類化合物水平低，以及煙氣復雜基質對目標物的分析干擾嚴重等因素的影響。

(2)本發(fā)明方法針對煙氣樣品中目標物含量低、干擾嚴重的特征，創(chuàng)新采用“萃取溶液直接進樣+脈沖不分流”的分析模式，既簡化了樣品前處理過程，又提高了目標物的響應靈敏度。

(3)本發(fā)明方法利用內標法定量，可以不用精準定容，且可以減少由前處理方法重現性和儀器精密度問題帶來的誤差。

附圖說明

圖1為本發(fā)明測定方法的流程圖；

圖2為標準工作溶液中3種主要苔清香特征香味物質和內標正十七碳烷的離子對色譜圖；

圖3為卷煙主流煙氣中3種主要苔清香特征香味物質和內標正十七碳烷的離子對色譜圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例對細支卷煙主流煙氣中痕量主要苔清香特征香味物質的檢測方法如下(所述檢測方法的流程圖如圖1所示)：

(1)內標溶液的制備

①內標儲備液：準確稱取0.2020g正十七碳烷，于100mL的容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度。

②內標溶液：準確移取0.1mL內標儲備液，于100mL的容量瓶中，用甲醇稀釋并定容至刻度。其中正十七碳烷的濃度為2.02μg/mL。

(2)標準工作溶液的制備

①一級標準儲備液：準確稱取0.2986g柔扁枝衣酸乙酯、0.1169g苔黑酚單甲醚和0.2499gβ-苔黑酚羧酸甲酯，精確至0.1mg，于50mL的容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度。

②二級標準儲備液：準確移取0.1mL一級標準儲備液，于50mL的容量瓶中，用甲醇稀釋并定容至刻度。

③標準工作溶液：分別準確移取二級標準儲備液50μL、100μL、300μL、600μL、1mL和2mL，至10mL的容量瓶中，再分別準確加入1mL內標溶液，用甲醇稀釋并定容至刻度，得系列標準工作溶液。其中柔扁枝衣酸乙酯的濃度范圍為0.0597～2.389μg/mL、苔黑酚單甲醚的濃度范圍為0.02338～0.9352μg/mL、β-苔黑酚羧酸甲酯的濃度范圍為0.04995～1.998μg/mL，其中內標物的濃度為0.202μg/mL。

(3)樣品溶液的制備

①卷煙抽吸：以一市銷細支卷煙為對象，按照GB/T 19609標準的要求抽吸20支卷煙，其中用劍橋濾片捕集卷煙主流煙氣中的粒相物。

②粒相物萃?。簩⒉都頍熤髁鳠煔饬Ｏ辔锏膭驗V片轉移至250mL面包瓶中，加入1mL內標溶液，用40mL甲醇為溶劑進行振蕩萃取，萃取時間為40min，然后使用0.45μm有機相濾膜進行過濾，即得到樣品溶液。

(4)氣相色譜-串聯質譜分析

分別取6不同濃度的標準工作溶液和樣品待測溶液進行氣相色譜-串聯質譜分析(所述標準工作溶液、典型樣品溶液中目標物和內標物的色譜圖如圖2～圖3所示)。

其儀器分析條件為：采用HP-INNOWAX(30m×0.25mm×0.25μm)毛細管色譜柱；載氣為氦氣，恒流速度為1.0mL/min；進樣方式：進樣量為1μL，脈沖不分流進樣，進樣脈沖壓力為25psi，時間為1min；進樣口溫度為240℃；傳輸線溫度為260℃；升溫程序為初始溫度為80℃，以5℃/min的速率升高至240℃，保持18min。其質譜分析條件為：電離方式為EI源，正離子模式；離子源溫度：230℃；四極桿溫度：均為150℃；碰撞氣：氮氣，流速1.5mL/min，載氣(氦氣)流速為2.25mL/min；多反應監(jiān)測(MRM)模式，詳細參數列于下表。

目標物的MRM參數情況

(5)標準曲線繪制及結果計算

首先，以標準工作溶液中目標物與內標的濃度之比為橫坐標，以色譜圖中目標物與內標的峰面積之比為縱坐標，進行線性回歸分析，得到標準工作曲線。取最低濃度的標準工作溶液，做9次平行檢測分析，計算其標準偏差，以3倍的標準偏差對應的濃度，換算得出方法的檢出限。與標準工作曲線相對應的回歸方程、相關系數、檢出限等數據見下表。

分析方法的工作曲線和檢出限

將相同條件下測得的樣品溶液中目標物與內標的色譜峰面積比，代入標準工作曲線，根據下列公式求得卷煙樣品中目標物的含量。

式中：

W——細支卷煙主流煙氣中3種主要苔清香特征香味物質的含量，單位為納克每支(ng/支)；

A——3種主要苔清香特征香味物質的峰面積；

As——對應內標的峰面積；

b——標準工作曲線的截距；

Ms——添加內標的質量，單位為納克(ng)；

a——標準工作曲線的斜率；

M——煙支的數量，單位為支。

本實施例中細支卷煙樣品主流煙氣中3種主要苔清香特征香味物質檢測結果見下表：

實施例2

本實施例對本發(fā)明的精密度和加標回收率的檢測方法如下：

以實施例1中所用的細支卷煙樣品為分析對象，分別進行了日內精密度實驗，日內精密度實驗為相同樣品在同一條件下平行測定6次(同一批次處理)，分別計算6次平行測定結果的相對標準偏差(RSD)，測定結果見下表。表中結果顯示，本實驗方法的日內重復性的RSD<10％，對于痕量物質的定量分析來說，表明方法具有良好的精密度。

以重復性試驗所用細支卷煙樣品為分析對象，按照上述樣品前處理方法進行處理，加入其釋放量相當的含量的標樣，進行基質加標試驗，結果見下表。從表中可以看出，樣品的加標回收率在87.39％～113.75％之間，說明方法具有較好的準確性。

本實施例所用到的標準溶液僅以其中的一個濃度為例進行說明的，其它濃度值所制備的標準溶液經氣相色譜-串聯質譜儀分析所獲得的標準曲線及回歸方程與上述實施例相同，在此不在一一列舉。所舉實施例只是為了更好的理解本發(fā)明方法，并不具有任何限制作用，即上述方法或者等同上述情況的方法均包含在本發(fā)明的技術方案的保護范圍中。