一种量化分析细支卷烟主流烟气中主要苔清香特征香味物质的方法与流程

本发明公开了一种量化分析细支卷烟主流烟气中主要苔清香特征香味物质的方法，具体来说是涉及一种基于气相色谱—串联质谱仪测定细支卷烟烟气中痕量的主要苔清香特征香味物质的方法，属于卷烟理化指标检测技术领域。

背景技术：

细支卷烟由于外观新颖、设计时尚等特点，受到了追求时尚潮流、凸显自我个性、优雅生活的消费一族的特别青睐。最初在上世纪八十年代已经被美国消费者所接受，逐渐在欧洲和韩国市场流行，成为卷烟市场的重要一极。近年来，细支卷烟在中式卷烟中的比重和地位逐步提高。细支卷烟作为快速增长的中式卷烟新品类，在减害降焦、降本增效等领域有着天然的优势，同时其在抽吸过程中存在的香味呈现和劲头满足感也一定程度上弱于同档次常规卷烟，因此必须把握调控好香精香料在细支卷烟叶组配方中的使用问题。

与此同时，鉴于中式卷烟的发展需要，以及我国具有丰富的天然植物资源和广博的中医药理论，很多卷烟企业目前都投入大量的人力、物力和财力开发符合各自卷烟风格特征的中草药、植物资源类香原料，取得了可喜的研究成果，如广东中烟研制的“五叶神”、南昌卷烟厂的“金圣”品牌、上海“红双喜”、安徽“丹健”、长沙卷烟厂的“白沙”、什邡卷烟厂的“国宝”等品牌。这其中，也包含受到消费者不断青睐的“苔清香”风格特征卷烟。

大量的事实表明，卷烟烟气中的“苔清香”风格特征主要来源于树苔一类外加香源料物质的应用。树苔(treemoss)，学名Evernia furfuraceae，别名丛生树花、树花菜,附生地衣类植物，多见于松、枞、栎、云杉或冷杉树上,与橡苔同属松罗科，其浸膏或净油产品均有商品供应，共同的香气特征是一种独特的苔类物质的自然青香和浓郁的树脂气息，但树苔香气稍逊于橡苔，带有松木气，已作为橡苔的代用品，可调配素心兰、馥奇、熏衣草、百花、苔香等香精,有较好的定香作用。目前，各大烟草公司及其研究机构都越来越多地使用树苔产品赋予卷烟产品独特的香气风格。

目前，对于天然的树苔一类外加香源料物质的研究主要集中于化学成分分析及其在卷烟加香中的效果评价等两方面。比如，刘强等人采用固相微萃取和气相色谱-质谱法分析了树苔净油和浸膏的香气成分,并用树苔净油进行了卷烟加香试验。结果表明:①树苔净油和浸膏的香气成分组成基本相同,其主要香气成分均为苔黑酚双甲醚、苔黑酚单甲醚、阿兰酚、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、棕榈酸乙酯、亚油酸乙酯、油酸乙酯、硬脂酸乙酯、松香酸和松香酸甲酯等；②树苔净油可赋予卷烟苔样的青香香气风格,明显增加烟气浓度,并且能改善口腔和喉部的舒适感。朱怀远等人将分子蒸馏技术应用于天然植物浸膏类香料的深加工过程，成功研制了一种性状澄清均匀、质量稳定的液体香料。该香料具有树苔浸膏的典型的苔清香香气特征，同时除去了树苔浸膏中的多数有害物质，可以用来对卷烟加香中使用的树苔浸膏进行替代。

但是，到目前为止，尚未发现对细支卷烟主流烟气中主要苔清香特征香味物质进行准确量化分析的报道，缺乏单个烟支烟气中关键苔清香特征香味物质的量化信息，进而对分析关键香味物质与卷烟风格特征之间的关系带来滞后的影响。为此，本专利采用GC-MS/MS的分析手段，首次对细支卷烟主流烟气中主要苔清香特征香味物质进行了量化分析。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有的技术缺陷，提供一种采用气相色谱-串联质谱仪测定细支卷烟主流烟气中痕量的主要苔清香特征香味物质含量的方法，该方法能准确量化分析卷烟主流烟气中痕量的主要苔清香特征香味物质的含量，测定结果准确、灵敏度高，基质干扰少。

本发明的技术方案如下：一种量化分析细支卷烟主流烟气中主要苔清香特征香味物质的方法，包括以下步骤：

(1)内标溶液的制备：以正十七碳烷为内标物，使用甲醇为溶剂，制备内标溶液。

(2)标准工作溶液的制备：以柔扁枝衣酸乙酯、苔黑酚单甲醚和β-苔黑酚羧酸甲酯等物质的标准品为目标物，使用甲醇为溶剂，经逐级稀释制备成标准储备溶液，然后分别加入一定量的内标溶液，制备成标准工作溶液。

(3)样品溶液的制备：收集好卷烟烟气中的目标物，准确加入一定量的内标溶液以及一定体积的萃取溶剂，振荡提取，然后对萃取液过有机滤膜，得样品溶液。

(4)气相色谱-串联质谱仪分析：用气相色谱-串联质谱仪(GC-MS/MS)对标准工作溶液和样品溶液进行检测分析。

(5)标准工作曲线的绘制及样品结果的计算。

所述的内标溶液的制备，具体包括以下步骤：(1)内标储备液：准确称取0.2g正十七碳烷，精确至0.1mg，于100mL的容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度。(2)内标溶液：准确移取0.1mL内标储备液，于100mL的容量瓶中，用甲醇稀释并定容至刻度。

所述的标准工作溶液的制备具体包括以下步骤：(1)一级标准储备液：准确称取0.3g柔扁枝衣酸乙酯、0.1g苔黑酚单甲醚和0.25gβ-苔黑酚羧酸甲酯，精确至0.1mg，于50mL的容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度。(2)二级标准储备液：准确移取0.1mL一级标准储备液，于50mL的容量瓶中，用甲醇稀释并定容至刻度。(3)标准工作溶液：分别准确移取二级标准储备液50μL、100μL、300μL、600μL、1mL和2mL，至10mL的容量瓶中，再分别准确加入1mL内标溶液，用甲醇稀释并定容至刻度，得系列标准工作溶液。

所述的样品溶液的制备具体包括以下步骤：(1)卷烟抽吸：按照GB/T 19609标准的要求抽吸20支卷烟，其中用剑桥滤片捕集卷烟主流烟气中的粒相物。(2)粒相物萃取：将捕集卷烟主流烟气粒相物的剑桥滤片转移至250mL面包瓶中，用40mL甲醇为溶剂进行振荡萃取，萃取时间为40min，然后使用0.45μm有机相滤膜进行过滤，即得到样品溶液。

所述的GC-MS/MS分析，其仪器分析条件为：采用HP-INNOWAX(30m×0.25mm×0.25μm)毛细管色谱柱；载气为氦气，恒流速度为1.0mL/min；进样方式：进样量为1μL，脉冲不分流进样，进样脉冲压力为25psi，时间为1min；进样口温度为240℃；传输线温度为260℃；升温程序为初始温度为80℃，以5℃/min的速率升高至240℃，保持18min。其质谱分析条件为：电离方式为EI源，正离子模式；离子源温度：230℃；四极杆温度：均为150℃；碰撞气：氮气，流速1.5mL/min，载气(氦气)流速为2.25mL/min；多反应监测(MRM)模式，详细参数列于下表。

目标物的MRM参数情况

所述的标准曲线绘制及结果计算如下：以标准工作溶液中目标物与内标的浓度之比为横坐标，以色谱图中目标物与内标的峰面积之比为纵坐标，进行线性回归分析，得到标准工作曲线。将相同条件下测得的样品溶液中目标物与内标的色谱峰面积比，代入标准工作曲线，根据下列公式求得卷烟样品中目标物的含量。

式中：

W——细支卷烟主流烟气中3种主要苔清香特征香味物质的含量，单位为纳克每支(ng/支)；

A——3种主要苔清香特征香味物质的峰面积；

As——对应内标的峰面积；

b——标准工作曲线的截距；

Ms——添加内标的质量，单位为纳克(ng)；

a——标准工作曲线的斜率；

M——烟支的数量，单位为支。

有益效果：本发明的检测方法对样品处理方法及色谱质谱分析条件进行了优化确认。与现有技术相比，本发明具有如下优良效果：

(1)本发明方法创新使用气相色谱-串联质谱仪测定细支卷烟主流烟气中痕量的柔扁枝衣酸乙酯、苔黑酚单甲醚和β-苔黑酚羧酸甲酯等3种主要微量香味物质含量，解决了烟气该类化合物水平低，以及烟气复杂基质对目标物的分析干扰严重等因素的影响。

(2)本发明方法针对烟气样品中目标物含量低、干扰严重的特征，创新采用“萃取溶液直接进样+脉冲不分流”的分析模式，既简化了样品前处理过程，又提高了目标物的响应灵敏度。

(3)本发明方法利用内标法定量，可以不用精准定容，且可以减少由前处理方法重现性和仪器精密度问题带来的误差。

附图说明

图1为本发明测定方法的流程图；

图2为标准工作溶液中3种主要苔清香特征香味物质和内标正十七碳烷的离子对色谱图；

图3为卷烟主流烟气中3种主要苔清香特征香味物质和内标正十七碳烷的离子对色谱图。

具体实施方式

实施例1

本实施例对细支卷烟主流烟气中痕量主要苔清香特征香味物质的检测方法如下(所述检测方法的流程图如图1所示)：

(1)内标溶液的制备

①内标储备液：准确称取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内标溶液：准确移取0.1mL内标储备液，于100mL的容量瓶中，用甲醇稀释并定容至刻度。其中正十七碳烷的浓度为2.02μg/mL。

(2)标准工作溶液的制备

①一级标准储备液：准确称取0.2986g柔扁枝衣酸乙酯、0.1169g苔黑酚单甲醚和0.2499gβ-苔黑酚羧酸甲酯，精确至0.1mg，于50mL的容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度。

②二级标准储备液：准确移取0.1mL一级标准储备液，于50mL的容量瓶中，用甲醇稀释并定容至刻度。

③标准工作溶液：分别准确移取二级标准储备液50μL、100μL、300μL、600μL、1mL和2mL，至10mL的容量瓶中，再分别准确加入1mL内标溶液，用甲醇稀释并定容至刻度，得系列标准工作溶液。其中柔扁枝衣酸乙酯的浓度范围为0.0597～2.389μg/mL、苔黑酚单甲醚的浓度范围为0.02338～0.9352μg/mL、β-苔黑酚羧酸甲酯的浓度范围为0.04995～1.998μg/mL，其中内标物的浓度为0.202μg/mL。

(3)样品溶液的制备

①卷烟抽吸：以一市销细支卷烟为对象，按照GB/T 19609标准的要求抽吸20支卷烟，其中用剑桥滤片捕集卷烟主流烟气中的粒相物。

②粒相物萃取：将捕集卷烟主流烟气粒相物的剑桥滤片转移至250mL面包瓶中，加入1mL内标溶液，用40mL甲醇为溶剂进行振荡萃取，萃取时间为40min，然后使用0.45μm有机相滤膜进行过滤，即得到样品溶液。

(4)气相色谱-串联质谱分析

分别取6不同浓度的标准工作溶液和样品待测溶液进行气相色谱-串联质谱分析(所述标准工作溶液、典型样品溶液中目标物和内标物的色谱图如图2～图3所示)。

其仪器分析条件为：采用HP-INNOWAX(30m×0.25mm×0.25μm)毛细管色谱柱；载气为氦气，恒流速度为1.0mL/min；进样方式：进样量为1μL，脉冲不分流进样，进样脉冲压力为25psi，时间为1min；进样口温度为240℃；传输线温度为260℃；升温程序为初始温度为80℃，以5℃/min的速率升高至240℃，保持18min。其质谱分析条件为：电离方式为EI源，正离子模式；离子源温度：230℃；四极杆温度：均为150℃；碰撞气：氮气，流速1.5mL/min，载气(氦气)流速为2.25mL/min；多反应监测(MRM)模式，详细参数列于下表。

目标物的MRM参数情况

(5)标准曲线绘制及结果计算

首先，以标准工作溶液中目标物与内标的浓度之比为横坐标，以色谱图中目标物与内标的峰面积之比为纵坐标，进行线性回归分析，得到标准工作曲线。取最低浓度的标准工作溶液，做9次平行检测分析，计算其标准偏差，以3倍的标准偏差对应的浓度，换算得出方法的检出限。与标准工作曲线相对应的回归方程、相关系数、检出限等数据见下表。

分析方法的工作曲线和检出限

将相同条件下测得的样品溶液中目标物与内标的色谱峰面积比，代入标准工作曲线，根据下列公式求得卷烟样品中目标物的含量。

式中：

W——细支卷烟主流烟气中3种主要苔清香特征香味物质的含量，单位为纳克每支(ng/支)；

A——3种主要苔清香特征香味物质的峰面积；

As——对应内标的峰面积；

b——标准工作曲线的截距；

Ms——添加内标的质量，单位为纳克(ng)；

a——标准工作曲线的斜率；

M——烟支的数量，单位为支。

本实施例中细支卷烟样品主流烟气中3种主要苔清香特征香味物质检测结果见下表：

实施例2

本实施例对本发明的精密度和加标回收率的检测方法如下：

以实施例1中所用的细支卷烟样品为分析对象，分别进行了日内精密度实验，日内精密度实验为相同样品在同一条件下平行测定6次(同一批次处理)，分别计算6次平行测定结果的相对标准偏差(RSD)，测定结果见下表。表中结果显示，本实验方法的日内重复性的RSD<10％，对于痕量物质的定量分析来说，表明方法具有良好的精密度。

以重复性试验所用细支卷烟样品为分析对象，按照上述样品前处理方法进行处理，加入其释放量相当的含量的标样，进行基质加标试验，结果见下表。从表中可以看出，样品的加标回收率在87.39％～113.75％之间，说明方法具有较好的准确性。

本实施例所用到的标准溶液仅以其中的一个浓度为例进行说明的，其它浓度值所制备的标准溶液经气相色谱-串联质谱仪分析所获得的标准曲线及回归方程与上述实施例相同，在此不在一一列举。所举实施例只是为了更好的理解本发明方法，并不具有任何限制作用，即上述方法或者等同上述情况的方法均包含在本发明的技术方案的保护范围中。