一种烟用香精香料中磷酸酯类增塑剂含量的检测方法与流程

文档序号:14685495发布日期:2018-06-13 00:07
一种烟用香精香料中磷酸酯类增塑剂含量的检测方法与流程

本发明属于烟用香精香料中相关物质检测技术领域,具体涉及一种烟用香精香料中非邻苯酯类增塑剂具体而言磷酸酯类增塑剂的检测方法。



背景技术:

烟用香精是烟草工业中的一种常用和必备的辅助材料,是烟草制品添香矫味的重要添加剂。配置烟用香精所使用的原料称为烟用香料,这类物质既可以调和使用也可以单独使用,其主要作用是增强烟草制品的香气和改善烟气吸味。

一般而言,烟用香精的概念是指两种或两种以上的烟用香料、按一定的配比并加入适当的辅料所组成的、专供各种烟草制品加香矫味使用的、以使烟草燃吸时产生优美的香气和舒适的吃味的一类烟草制品添加剂。按添加方式的区别,可分为加料香精、表香烟用香精、滤嘴用香精和嗅香用香精等类型。

烟草行业的相关企业在烟用香精香料的生产过程中,由于不可避免的环境污染、包装材料迁移以及香精加工浓缩富集工艺等原因,都会将一些邻苯酯类或非邻苯酯类增塑剂引入到烟用香精香料中。但已有相关研究表明,邻苯酯类增塑剂是对人体存在潜在危害的,会对人体的内分泌系统造成干扰,尤其对雄性生殖系统的损害较为显著。因此,对于增塑剂类物质含量的检测和控制是十分必要的。现有技术中,对于烟用香精香料中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法已有较多研究,并制定了相关检测标准。

非邻苯酯类增塑剂作为近年发展较为迅速的环保型增塑剂,依据其结构可分为柠檬酸酯类、苯甲酸酯类、己二酸酯类和磷酸酯类等类型。由于其在香精香料中应用的日益广泛,因此建立一套科学的、针对非邻苯酯类增塑剂的检测方法具有十分重要的意义。

总体而言,对于增塑剂类检测目前的主要测定方法均是气质联用的方法,但由于不同增塑剂本身性质的不同,因此,并无较为统一的和通用的方法,也因此,对于不同类型增塑剂进行检测测定时,需要有针对性的重新设计检测方法。



技术实现要素:

本申请目的在于提供一种针对烟用香精香料中非邻苯酯类增塑剂具体而言磷酸酯类增塑剂(非邻苯酯类增塑剂中的一类)的检测方法,从而为烟用香精香料中相关物质含量检测、控制奠定基础。

本申请所采取的技术方案详述如下。

一种烟用香精香料中磷酸酯类增塑剂含量的检测方法,该方法主要包括:烟用香精香料样品的前处理→萃取分离→干燥过滤→气相色谱—质谱自动检测分析等步骤,具体而言:

(1)烟用香精香料样品的前处理

称取烟用香精香料样品,加入去离子水,并混合均匀;

所述烟用香精香料,包括但不限于烟支加工过程所使用的各种香精香料,如模块化香精香料、精油、浸膏、酊剂和单体香料(如沉香)等;

所述烟用香精香料样品含有但不限于磷酸酯类增塑剂;

所述磷酸酯类增塑剂具体例如为:磷酸三丁酯(TBP)、磷酸三辛酯(TOP)、磷酸三苯酯(TPP)中一种或几种任意比例混合物;

以质量体积比计,烟用香精香料样品:去离子水=1~7g:5mL,优选比例为1g:5mL;

(2)萃取分离

以乙酸苯乙酯的正己烷溶液作为萃取剂,对步骤(1)的混合溶液中进行萃取操作,萃取后,磷酸酯类增塑剂被萃取到上层正己烷萃取溶液中,而去离子水及香精香料样品则分布在下层溶液中;

以体积比计,步骤(1)中混合液:萃取剂=5mL:5~10mL,优选比例为:5mL:5mL;

所述乙酸苯乙酯可以替换为乙酸苯酚酯、正十七烷,所述正己烷可以替换为石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯或乙醇;

所述乙酸苯乙酯的正己烷溶液浓度为0.05~0.5mg/mL,优选为0.05mg/mL;

萃取操作时,加入萃取剂后,优选进一步进行涡旋振荡及离心操作,以加速溶液分层和确保萃取效果;

涡旋振荡操作时,振荡萃取时间为3~15min,具体例如为5min;

(3)干燥过滤

取步骤(2)中含有磷酸酯类增塑剂的正己烷萃取液,加入无水硫酸钠进行干燥处理,然后过有机滤膜,将过滤液收集至色谱瓶中备用;

无水硫酸钠加入量的终浓度为1g/20~60mL,优选为1g/20mL;(即无水硫酸钠和正己烷萃取液的质量体积比为1g:20~60mL,优选为1g:20mL)

所述有机滤膜滤径具体例如为0.45μm;

(4)气相色谱—质谱自动检测分析

对步骤(3)中所收集过滤液进行气相色谱—质谱自动检测,通过图谱以对烟用香精香料样品中的磷酸酯类增塑剂的类型及含量进行定性及定量分析;

检测分析时,仪器参数具体参考设置如下:

气相色谱条件:

采用HP-5MS型60m×0.25mm×0.25μm的石英熔融毛细管柱;

进样量1μL;载气:He;流速:1mL/min;

进样口温度280℃;

程序升温条件:100℃,保持2min,20℃/min升到200℃,再以5℃/min的速率升至280℃,保持10min,300℃后运行5min;

质谱条件:

电子轰击离子源(EI),电子电流为70ev;

离子源温度230℃,四级杆温度150℃,传输线温度280℃;选择离子监测模式SIM;内标法定量;

鉴定时的特征离子碎片质荷比方面:

磷酸三丁酯(TBP)的特征离子碎片质荷比为99、155、211;

磷酸三苯酯(TPP)的特征离子碎片质荷比为77、170、326;

磷酸三辛酯(TOP)的特征离子碎片质荷比为57、99、113。

所述烟用香精香料中磷酸酯类增塑剂含量的检测方法,步骤(4)中,进行具体气相色谱—质谱自动检测分析时,内标法定量时,可配置若干个梯度标准工作溶液浓度作为定量参考,具体例如配置5个梯度的标准工作溶液浓度,具体如下:

磷酸三丁酯(TBP):4.96μg/mL、24.80μg/mL、49.60μg/mL、124.00μg/mL、248.00μg/mL;

磷酸三苯酯(TPP):5.12μg/mL、25.60μg/mL、51.20μg/mL、128.00μg/mL、256.00μg/mL;

磷酸三辛酯(TOP):5.14μg/mL、25.70μg/mL、51.40μg/mL、128.50μg/mL、257.00μg/mL。

本申请中,针对烟用香精香料中磷酸酯类增塑剂特性,有针对性的对相关萃取时间、萃取条件及检测方法做了优化,通过有针对性选用弱极性毛细管色谱柱,使得检测结果中的目标化合物峰形良好且分离度好。

需要说明和强调的是,应用本申请中所提供检测方法进行实际样品检测时,不仅可以检测磷酸酯类增塑剂含量,同时也可用于检测其他类型增塑剂,但对于其他类型增塑剂检测结果的准确性、灵敏度则需进一步验证和确认。

总体而言,本申请所提供检测方法的相关操作步骤易于统一化和标准化,加上具有耗时较短、可一次性同时检测多种物质、重复性较好、灵敏度较高等技术优势,因此对于烟用香精香料中相关增塑剂类含量检测、控制具有十分重要的应用意义,同时也为其他增塑剂类物质检测提供了借鉴和参考。

附图说明

图1为混合标准溶液选择离子扫描色谱图;其中:1、乙酸苯乙酯(IS);2、己二酸二乙酯(DEA);3、磷酸三丁酯(TBP);4、柠檬酸三乙酯(TEC);5、己二酸二异丁酯(DIBA);6、已二酸二丁酯(DBA);7、柠檬酸三丁酯(TBC);8、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC);9、己二酸双(2-丁氧基乙)酯(BXA);10、己二酸二异辛酯(DEHA);11、磷酸三苯酯(TPP);12、磷酸三辛酯(TOP);13、二苯甲酸二甘醇酯(DEDB);

图2为样品测定溶液的选择离子扫描色谱图。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请做进一步的解释说明。在介绍具体实施例前,就下述实施例中部分实验背景情况简要介绍说明如下。

实验原料:

烟用香精香料样品,下述实施例中所采用香精香料样品为申请人某烟厂生产过程中所使用某品牌香料样品,实际检测应用本申请所提供检测方法时,可针对常用的模块化香精香料或精油、浸膏、酊剂、粉末、块状等单体香料进行检测应用;

相关检测用试剂,均为实验常用试剂,纯度≥98%,购自北京百灵威科技有限公司;

实验仪器:

Agilent 7890B-5977A 气相色谱质谱联用仪,美国Agilent公司。

实施例1

为确定本申请所提供检测方法的准确性以及确定检测限,本实施例中,申请人以不同类型的磷酸酯类增塑剂的类型分别制备了5个梯度的标准工作溶液浓度,对这些标准工作溶液浓度进行了气相色谱—质谱自动检测分析;检测分析时,仪器参数具体参考设置如下:

气相色谱条件:

采用HP-5MS型60m×0.25mm×0.25μm的石英熔融毛细管柱;

进样量1μL;载气:He;流速:1mL/min;

进样口温度280℃;

程序升温条件:100℃,保持2min,20℃/min升到200℃,再以5℃/min的速率升至280℃,保持10min,300℃后运行5min;

质谱条件:

电子轰击离子源(EI),电子电流为70ev;

离子源温度230℃,四级杆温度150℃,传输线温度280℃;选择离子监测模式SIM;内标法定量;

鉴定时的特征离子碎片质荷比方面:

磷酸三丁酯(TBP)的特征离子碎片质荷比为99、155、211;

磷酸三苯酯(TPP)的特征离子碎片质荷比为77、170、326;

磷酸三辛酯(TOP)的特征离子碎片质荷比为57、99、113。

所述5个梯度的标准工作溶液浓度,具体设置如下:

磷酸三丁酯(TBP):4.96μg/mL、24.80μg/mL、49.60μg/mL、124.00μg/mL、248.00μg/mL;

磷酸三苯酯(TPP):5.12μg/mL、25.60μg/mL、51.20μg/mL、128.00μg/mL、256.00μg/mL;

磷酸三辛酯(TOP):5.14μg/mL、25.70μg/mL、51.40μg/mL、128.50μg/mL、257.00μg/mL;

选择离子扫描色谱图如图1所示(需要解释和说明的是,为确定本申请所提供检测方法的抗干扰性,检测过程中,同时采用了其他类型的增塑剂标准样品进行了检测,从图1中可以看出,相关检测结果不会发生重叠,表明本申请所提供检测方法抗干扰性较强,检测结果较为准确可靠,由于图1中其他类型的增塑剂的检测结果与本申请关联不大,故此不再详细说明)。

(1)标准曲线

气相色谱—质谱检测时,将上述5个梯度的标准工作溶液分别进样,分别获得增塑剂与内标(乙酸苯乙酯)的浓度比与响应值比的线性回归方程,参数及决定系数见下表1。

表1,目标化合物工作曲线参数及决定系数:

对上表分析可以看出,目标化合物工作曲线决定系数均大于0.99,线性关系良好,符合定量分析要求。

(2)检出限和定量限

取最低浓度标准工作溶液,重复进样10次,分别计算测定结果的标准偏差,3倍标准偏差为检出限,10倍标准偏差为定量限,结果如下表2。

表2,方法检出限和定量限:

(3)回收率和精密度

通过标准加入法测定不同类型增塑剂在高、中、低三个水平下的平均回收率。结果统计如下表3所示。

表3,增塑剂的加标回收率及相对标准偏差:

对上表分析可以看出,平均回收率的范围在80%以上,平均相对标准偏差的范围最高也不超过5%,说明该方法准确度、精密度均较高,符合定量分析要求。

实施例2

由于对于烟用香精香料样品中增塑剂的萃取,对于后续实验检测具有重要影响,因而本实施例就相关样品前处理的部分正交实验处理情况简要介绍如下。

(1)关于萃取溶剂的选择

以烟支加工过程所使用的香精香料作为试验样品,取样1.0g作为试验样,加入5mL去离子水溶解处理后;

分别以正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷等3种不同极性溶剂作为萃取剂,加入5mL萃取剂,采用超声10min方式进行萃取操作。

萃取完成后,对萃取溶液中增塑剂含量进行测定,测定结果表明,以正己烷作为萃取剂时,萃取液中增塑剂含量最高,因此,以正己烷作为萃取剂最为合适。

(2)萃取方式的选择

以烟支加工过程所使用的香精香料作为试验样品,取样1.0g作为试验样,加入5mL去离子水溶解处理后,以正己烷作为萃取剂,加入5mL,分别以超声(10min)、机械振荡和涡旋振荡(120r/min、振荡10min)方式进行萃取操作,萃取完成后,对萃取溶液中增塑剂含量进行测定,测定结果表明,涡旋振荡萃取时,萃取液中增塑剂含量最高,因此,采用涡旋振荡萃取操作最为合适。

(3)萃取时间的选择

以烟支加工过程所使用的香精香料作为试验样品,取样1.0g作为试验样,加入5mL去离子水溶解处理后,以正己烷作为萃取剂,加入5mL,以涡旋振荡方式进行萃取操作,涡旋振荡时间分别设定为3、4、5、6、7min;考察不同萃取时间对萃取效果的影响。

萃取完成后,对萃取溶液中增塑剂含量进行测定,持续增加,但在萃取时间超过5min时,萃取液中增塑剂含量增加已不明显,此时表示已经萃取较为充分,因此选择涡旋振荡5min进行萃取操作是较为合适的。

(4)萃取液体积比例的选择

以烟支加工过程所使用的烟用香精香料作为试验样品,取样1.0g作为试验样,加入5mL去离子水溶解处理后,以正己烷作为萃取剂,分别加入3、4、5、6、7mL,涡旋振荡5min进行萃取操作;考察不同萃取液体积比例对萃取效果的影响。萃取完成后,对萃取溶液中增塑剂含量进行测定,测定结果表明,随着萃取液体积的增加,萃取液中增塑剂含量也在持续增加,但在萃取液体积达到5mL时,萃取液中增塑剂含量增加已不明显,此时表示已经萃取较为充分,因此选择5mL正己烷作为萃取剂已能较好保证萃取充分。

实施例3

基于实施例2中对于相关操作的优化,本实施例进行了具体的检测,相关实验过程简要介绍如下。

(1)烟用香精香料样品的前处理

称取烟用香精香料样品,加入去离子水进行溶解,并混合均匀;

所述烟用香精香料,为烟支加工过程所使用的香精香料;取样1.0g作为试验样,置于具塞玻璃离心管;

具体用量方面,烟用香精香料样品:去离子水=1.0g:5mL。

(2)萃取分离

以乙酸苯乙酯的正己烷溶液作为萃取剂,对步骤(1)的混合溶液进行萃取操作,萃取后,磷酸酯类增塑剂被萃取到上层正己烷萃取溶液中,而去离子水及香精香料样品则分布在下层溶液中;

具体用量方面,步骤(1)中混合液:萃取剂=5mL:5mL;

所述乙酸苯乙酯的正己烷溶液浓度为0.05mg/mL;

萃取操作时,加入萃取剂后,进行涡旋振荡萃取,振荡萃取时间为5min,然后适当离心分离(5000r/min离心5min)。

(3)干燥过滤

取步骤(2)中含有磷酸酯类增塑剂的正己烷萃取液,加入无水硫酸钠进行干燥处理,然后过有机滤膜,将过滤液收集至色谱瓶中备用;

无水硫酸钠加入量的终浓度为1g/20mL;(本实施例中具体用量为0.25g)

所述有机滤膜滤径为0.45μm。

(4)气相色谱—质谱自动检测分析

对步骤(3)中所收集过滤液进行气相色谱—质谱自动检测,通过图谱以对烟用香精香料样品中的磷酸酯类增塑剂的类型及含量进行定性及定量分析;

具体仪器参数参考实施例1。具体离子扫描图谱如图2所示。从图2中可以看出,本次检测所用香精香料样品中并未采用磷酸酯类增塑剂,但结合前述实施例1中干扰性检测实验可以判定该样品中采用了其他类型的增塑剂(柠檬酸三乙酯(TEC)),而对这种类型增塑剂用量则须进一步检测判定。

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