一種卷煙主流煙氣中性香氣成分的分離方法
【專利摘要】本發明涉及一種卷煙主流煙氣中性香氣成分的分離方法，具體為：首先，將劍橋濾片捕集到的粒相物進行同時蒸餾萃取，萃取液經鹽酸和氫氧化鈉溶液洗滌，分別除去萃取液中的堿性和酸性成分，無水硫酸鈉干燥后濃縮，得到中性成分濃縮液；然后利用半制備高效液相色譜將中性香氣成分濃縮液進行分離制備，獲得不同極性的中性香氣餾分。本發明建立的方法，所得餾分中各香氣成分含量較高且組成相對簡單，有利于卷煙煙氣中痕量成分的分離與鑒定。
【專利說明】
一種卷煙主流煙氣中性香氣成分的分離方法
技術領域 [0001] 本發明屬于煙草化學分析技術領域，具體涉及一種基于半制備高效液相色譜分離卷煙 主流煙氣中性香氣成分的方法。
【背景技術】 [0002] 卷煙煙氣成分分析一直是煙草化學研究的重要內容，也是煙草行業關注的重點問題。 為了在降低卷煙焦油量的同時改進卷煙的吸食品質，需要充分深入地剖析煙氣中的香味成 分來增補煙香。而卷煙煙氣中的成分有上千種，鑒于目前的技術手段無法良好地分離眾多 成分，因此迫切需要新技術、新手段來對煙氣成分進行充分有效的分離。
[0003] 中性香味成分對卷煙香氣和吸味有重要貢獻，主要包括醇類、酯和內酯類、低級醛 酮類及含氧雜環類化合物，具有各自的特征香氣風格。但是，卷煙煙氣中性成分組成極其復 雜，目前，常用的分離分析方法包括同時蒸餾萃取結合GC-MS法;冷阱捕集、硅膠柱層析結 合GC-MS法；同時蒸餾萃取結合全二維氣相色譜-飛行時間質譜（GCXGC-TOF MS )分 析等。利用硅膠柱層析技術對中性香味成分進行預分離時存在分離效率低且耗時長等缺 點，GCXGC-TOF MS法的儀器操作和數據處理均較為繁瑣，在復雜的痕量成分分離分析方 面存在一定局限性。
【發明內容】
[0004] 本發明目的在于克服現有技術缺陷，提供一種卷煙主流煙氣中性香氣成分的分離 方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案： 一種卷煙主流煙氣中性香氣成分的分離方法，其包括如下步驟： (1) 中性香氣成分的預處理： ① 提取:在吸煙機上抽吸卷煙，把劍橋濾片捕集到的粒相物用二氯甲烷進行同時蒸餾 萃取，得到中性香氣成分萃取液； ② 酸洗:將獲得的中性香氣成分萃取液用質量濃度2 - 15%的鹽酸萃取3 - 6次，分離收 集有機相;水相再用二氯甲烷萃取2 - 4次，分離收集有機相，合并有機相得A1; ③ 堿洗:將A1用質量濃度2 - 20%的氫氧化鈉溶液萃取3 - 6次，分離收集有機相;水相 再用二氯甲烷萃取2 - 4次，分離收集有機相，合并有機相得A2;將A2進行常壓濃縮后得到中 性香氣成分濃縮液； (2) 中性香氣成分的分離： 采用半制備高效液相色譜法將獲得的中性香氣成分濃縮液進行分離，按以下時間段收 集餾分：① 〇 - 20 min;② 21 - 44 min;③ 45 - 46 min;④ 47 - 48 min;⑤ 49一50 min; ⑥ 51 -52 min;⑦ 53-54 min;⑧ 55-59 min;⑨ 60-64 min;⑩ 65-74 min;? 75 -110 min;? 111一160 min;共收集 12個餾分。
[0006] 進一步的，采用梯度洗脫的方法按中性香氣成分的極性強弱依次收集:先以正己 烷洗脫濃縮液中的非極性成分，然后以正己烷-異丙醚溶液梯度洗脫濃縮液中的弱極性餾 分，最后以異丙醇洗脫濃縮液中的極性餾分;具體色譜條件如下： 半制備高效液相色譜條件為:Waters Sunfire制備級硅膠色譜柱（10 mm X 250 mm， 10 Mi)，柱溫20°C;紫外-可見光檢測器，檢測波長254 nm;中性香氣成分濃縮液進樣量 0.2 mL;梯度洗脫程序為： 0 -10 min，流動相為正己燒，流速2 mL/min; 11 一 12 min，流動相為正己燒，流速1 mL/min; 13 - 50 min，流動相為62%正己烷+38%異丙醚，流速2mL/min; 51 -110 min，流動相為62%正己烷+38%異丙醚，流速lmL/min; 111一 122 min，流動相為異丙醇，流速1 mL/min; 123 -160 min，流動相為異丙醇，流速2 mL/min。
[0007] (3)不同餾分的成分分析： GC-MS分析的色譜條件:HP - 5 MS色譜柱（30 m X 250 mm X 0.25μπι);進樣口溫 度：280°C;載氣為高純氦氣（99.999 % )，流速1.0 mL/min;升溫程序:初始溫度為50 °C，保持 4 分鐘；以 3°C/min 升至 70°C，70°C保持 5 min;以2°C/min 升至 100°C，100°C 保持10 min;以2°C/min升至140°C，然后以3°C/min升至170°C，再以4°C/min升至 240 °C，結束;不分流進樣，進樣量為1.0 yL。
[0008] 質譜條件:傳輸線溫度280°C;離子源溫度280°C;四極桿溫度150°C;電子倍增 器電壓2.28 kV;電離方式為電子轟擊（EI )，電子能量70 eV;溶劑延遲8 min;全掃描 監測，掃描質量范圍(m/z) 35~500 u。
[0009] 本發明方法將劍橋濾片捕集到的粒相物進行同時蒸餾萃取，萃取液經鹽酸和氫氧 化鈉溶液洗滌用以分別除去萃取液中的堿性和酸性成分，再經無水硫酸鈉干燥后濃縮，得 到中性成分濃縮液;然后利用半制備高效液相色譜將中性香氣成分濃縮液進行分離制備， 獲得不同極性的中性香氣餾分。本發明建立的方法，所得餾分中各香氣成分含量較高且組 成相對簡單，有利于卷煙煙氣中痕量成分的分離與鑒定。
[0010] 和現有技術相比，本發明的有益效果： 本發明采用同時蒸餾萃取法提取煙氣中性香味成分，并應用半制備HPLC法對中性香氣 成分萃取液按極性強弱進行分離，所得餾分利用GC-MS法進行定性分析。該方法結合了高壓 制備色譜和氣質聯用技術的優點，有利于復雜的煙氣中性香氣成分尤其是其中痕量成分的 分離與分析。本發明用現代科學技術手段分離制備卷煙主流煙氣中性香氣成分，不僅對卷 煙煙氣成分的研究具有重要的指導意義，而且有利于卷煙調香和煙草制品的質量提高，對 于我國煙草行業卷煙配方設計、加香加料等研究具有重要的意義。
【附圖說明】
[0011] 圖1為中性香氣成分濃縮液的半制備高效液相色譜圖；從圖1可以看出：采用本發 明梯度洗脫的方法可以很好地將卷煙煙氣中性香氣成分按照非極性、弱極性、極性很好地 分離，為后續的GC-MS準確分析奠定良好的基礎。
【具體實施方式】
[0012]以下通過具體實施例對本發明進行詳細說明，但本發明的保護范圍不限于此。 [0013] 實施例1 以黃金葉（大金元)卷煙為例，一種卷煙主流煙氣中性香氣成分的分離方法，其包括如 下步驟： 1)同時蒸餾萃取 在RM 20H轉盤式吸煙機(德國Borgwaldtkc公司），采用濾片捕集方式，用劍橋濾片 (直徑為92mm，每張劍橋濾片收集20支卷煙煙氣粒相物)收集卷煙煙氣粒相物，將2張劍橋濾 片采用二氯甲烷做溶劑進行同時蒸餾萃取實驗，二氯甲烷體積60mL，水浴溫度60°C，同時蒸 餾萃取時2.5h，得到中性香氣成分萃取液。
[0014] 2)酸洗 將步驟（1)獲得的中性香氣成分萃取液轉移至分液漏斗，采用質量濃度為5%的鹽酸萃 取5次，每次所用鹽酸體積為20mL，分離出有機相和水相。再用二氯甲烷反萃水相3次，每次 所用二氯甲烷體積為20mL，分離有機相和水相;合并兩次的有機相得A1。
[0015] 3)堿洗 將步驟2 )得到的有機相A1用質量濃度為5%的氫氧化鈉水溶液萃取5次(每次所用氫氧 化鈉水溶液體積為20mL)，分離出有機相和水相。再用二氯甲烷反萃水相3次，每次所用二氯 甲烷體積為20mL，分離有機相和水相;合并兩次有機相得A2。在有機相A2中加入足量無水硫 酸鈉過夜后進行常壓濃縮得到有機相提取物，即為中性香氣成分濃縮液。其中，常壓濃縮的 水浴溫度為60°C。
[0016] 4)半制備高效液相色譜分離 將獲得的中性香氣成分濃縮液采用半制備高效液相色譜法進行分離； 所述半制備高效液相色譜的色譜條件為:Waters Sunfire制備級硅膠色譜柱（10 mm X 250 mm，10 μπι)，柱溫20°C;紫外-可見光檢測器，檢測波長254 nm;中性香氣成分濃縮 液進樣量0.2 mL;梯度洗脫程序為： 0 -10 min，流動相為正己燒，流速2 mL/min; 11 一 12 min，流動相為正己燒，流速1 mL/min; 13 - 50 min，流動相為62%正己烷+38%異丙醚，流速2mL/min; 51 -110 min，流動相為62%正己烷+38%異丙醚，流速lmL/min; 111一 122 min，流動相為異丙醇，流速1 mL/min; 123 -160 min，流動相為異丙醇，流速2 mL/min; 按以下時間段收集餾分：①〇 - 20 min;②21 - 44 min;③45 - 46 min;④47 - 48 min;⑤ 49一50 min;⑥ 51 -52 min;⑦ 53 - 54 min;⑧ 55 - 59 min;⑨ 60 - 64 min;⑩ 65 - 74 min;?75 -110 min;?111 一 160 min;共收集12個餾分。各個餾分經濃縮后進行 GC-MS分析，條件如下： GC-MS條件:Agilent GC 7890-MS 5977 B型氣相色譜-質譜聯用儀，色譜條件:HP - 5 MS色譜柱(30 m X 250 mm X 0.25μπι);進樣口溫度:280°C;載氣為高純氦氣（99.999 % )，流速1.0 mL/min;升溫程序：初始溫度為50°C，保持4分鐘；以3°C/min升至70 °C，70°C保持 5 min;以2°C/min 升至 100°C，100°C保持 10 min;以 2°C/min 升至 140 °C，然后以3°C/min升至170°C，再以4°C/min升至240°C，結束;不分流進樣，進樣量為 1.0 yL〇
[0017] 質譜條件:傳輸線溫度280°C;離子源溫度280°C;四極桿溫度150°C;電子倍增 器電壓2.28 kV;電離方式為電子轟擊（EI )，電子能量70 eV;溶劑延遲8 min;全掃描 監測，掃描質量范圍(m/z) 35~500 u。
[0018] 12個餾分定性出的成分詳見表1至12。
[0019] 表1餾分1的GC-MS分析結果
[0020] 表2餾分2的GC-MS分析結果
[0021] 表3餾分3的GC-MS分析結果
[0022] 表4餾分4的GC-MS分析結果
[0023] 表5餾分5的GC-MS分析結果
[0024] 表6飽分6的GC-MS分析結果
[0025] 表7餾分7的GC-MS分析結果
[0026] 表8餾分8的GC-MS分析結果
[0027] 表9餾分9的GC-MS分析結果
[0028] 表10餾分10的GC-MS分析結果
[0029] 表11餾分11的GC-MS分析結果
[0030] 表12餾分12的GC-MS分析結果
【主權項】
1. 一種卷煙主流煙氣中性香氣成分的分離方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 中性香氣成分的預處理： ① 提取:在吸煙機上抽吸卷煙，把劍橋濾片捕集到的粒相物用二氯甲烷進行同時蒸餾 萃取，得到中性香氣成分萃取液； ② 酸洗:將獲得的中性香氣成分萃取液用質量濃度2 -15%的鹽酸萃取3 - 6次，分離收 集有機相;水相再用二氯甲烷萃取2 - 4次，分離收集有機相，合并有機相得A1; ③ 堿洗:將A1用質量濃度2 - 20%的氫氧化鈉溶液萃取3 - 6次，分離收集有機相;水相 再用二氯甲烷萃取2 - 4次，分離收集有機相，合并有機相得A2;將A2進行常壓濃縮后得到中 性香氣成分濃縮液； (2) 中性香氣成分的分離： 采用半制備高效液相色譜法將獲得的中性香氣成分濃縮液進行分離，按以下時間段收 集餾分：① 〇 - 20 min;② 21 - 44 min;③ 45 - 46 min;④ 47 - 48 min;⑤ 49一50 min; ⑥ 51 -52 min;⑦ 53-54 min;⑧ 55-59 min;⑨ 60-64 min;⑩ 65-74 min;? 75 -110 min;? 111 一160 min;共收集 12個餾分。2. 如權利要求1所述卷煙主流煙氣中性香氣成分的分離方法，其特征在于，半制備高效 液相色譜條件為:Waters Sunf ire硅膠色譜柱，柱溫20°C;紫外-可見光檢測器，檢測波長 254 nm;中性香氣成分濃縮液進樣量0.2 mL;梯度洗脫程序為： 0 -10 min，流動相為正己燒，流速2 mL/min; 11 一 12 min，流動相為正己燒，流速1 mL/min; 13 - 50 min，流動相為62%正己烷+38%異丙醚，流速2mL/min; 51 -110 min，流動相為62%正己烷+38%異丙醚，流速lmL/min; 111一 122 min，流動相為異丙醇，流速1 mL/min; 123 -160 min，流動相為異丙醇，流速2 mL/min。
【文檔編號】G01N30/06GK106093252SQ201610359343
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】陳芝飛, 楊靖, 蔡莉莉, 賈春曉, 孫志濤, 侯佩, 郝輝, 毛多斌, 馬宇平
【申請人】河南中煙工業有限責任公司, 鄭州輕工業學院