一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取烟用香料中香气成分的方法与流程

本发明属于烟用香料化学分析技术领域，特别涉及一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取烟用香料中香气成分的方法。

背景技术：

香精香料是产品生产的重要原料，在保持产品特色和风味方面起着特殊的作用，并且还对于产品的风格稳定等内在品质具有重要的意义，因此保持香精香料的稳定性尤为重要。对于大部分的香精香料而言，在储存和使用过程中其芳香性成分的损失是影响品质稳定性的一个重要因素。

香精香料在保持产品特征风格和产品品质上发挥着其特殊的作用，为了保持产品稳定的风格和品质，在生产过程当中保持香精香料的稳定性尤为重要。因此建立准确可靠的香精香料中香气成分是否损失的分析方法，并通过香气成分的准确分析，判定其品质稳定性，对产品的质量保持具有重要的意义。

关于芳香成分挥发损失，通过现代色谱技术对香气成分进行准确分析，利用现代指纹谱图技术可对其前后一致性进行识别，另外也有电子鼻、近红外透射光谱、紫外光谱与傅里叶变换等方法的报道。其中，气相色谱-质谱法是目前最常用的方法。但是香精香料的香气成分含量各异，组成复杂，要对这些成分进行分析，首先必须要对试样中挥发性组分进行提取、净化、浓缩等一系列前处理。目前，常用的前处理方法主要有水蒸气蒸馏、分子蒸馏、同时蒸馏萃取、超声溶剂萃取、索氏提取、固相微萃取、超临界萃取等；这些方法各具特点，但是都存在着容易造成香气成分提取不充分，净化过程中容易损失的缺点。

由于香精香料与产品的质量稳定性和风格维持性休戚相关，因此亟待通过更具广谱性的样品前处理方法的发明来改善香精香料香气成分的测定缺陷，并通过这些方法可以对成分含量低、组成复杂的香精香料的香气损失情况进行有效的监测。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取烟用香料中香气成分的方法，其有效解决了提取烟用香料中香气成分时干扰大，香气成分回收率低的问题，并且无需多次提取、转移、浓缩等过程，整个样品前处理过程高效简便，保障了检测结果的准确性和精密度。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

本发明第一方面涉及一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取烟用香料中香气成分的方法，包括如下步骤：

(1)烟用香料样品提取回流：在固相萃取柱9中先后加入硅胶颗粒和硅钨酸颗粒，称取2～10g烟用香料样品于样品筒8中，将样品筒8与固相萃取柱9密封连接，将色谱进样瓶与圆底烧瓶1的螺纹接口2密封连接，并在圆底烧瓶1中加入50～100ml的溶剂，将固相萃取柱9通过溶剂回流管6与第二接口4密封连接，将隔热导气管5与第一接口3密封连接，将三通转接管7的三个接口分别与样品筒8、密封冷凝管10和隔热导气管5密封连接，密封冷凝管10接通冷凝水，最后将烧瓶置于水浴锅中，60～80℃加热，冷凝回流0.25～4h；

(2)烟用香料样品浓缩：待步骤(1)样品回流提取完毕后，切换三通阀13，使其与外界空气导通，不断挥发的溶剂通过三通阀13流出并回收，烧瓶1中的溶液不断被浓缩至溶剂挥发完毕；

(3)将步骤(2)浓缩后的待测样品利用lc-ms进行分析。

本发明优选的实施方案中，步骤(1)加入烧瓶1中的溶剂为乙酸甲酯或二氯甲烷。

本发明优选的实施方案中，步骤(1)还包括在在硅钨酸颗粒上面覆盖无水硫酸钠。

本发明优选的实施方案中，步骤(3)的分析条件为：

色谱条件：db-5ms(60m×0.25mm×0.32μm或者同等规格色谱柱；载气为he，流速为1ml/min；进样量为1μl，进样口温度为250℃，进样方式为：分流进样，分流比：25:1；梯度升温程序为：初始温度50℃持续5min，以3℃/min的升温速度升温至240℃，持续5min，以2℃/min的升温速度升温至250℃，持续30min；质谱条件：电离方式为ei，离子源温度为180℃，电离能为70ev，采用全扫(fullscan)模式，扫描范围为45～450amu。

本发明第二方面涉及一种带固相萃取功能的索氏提取装置，包括如下部件：

烧瓶1，烧瓶1上设有第一接口3、第二接口4和螺纹接口2，烧瓶1通过第一接口3与隔热导气管5气流导通连接，隔热导气管5另一端与三通转接管7气流导通连接，三通转接管7的另外两个接口分别与密闭冷凝管10和样品筒8气流导通连接，密闭冷凝管10上设有泄压阀11，样品筒8远离三通转接管7的一端设有筛板12并与固相萃取柱9气流导通连接，固相萃取柱9的另一端通过溶剂回流管6与第二接口4气流导通连接，溶剂回流管6内设有三通阀13。

本发明优选的实施方案中，固相萃取柱9中容纳有硅钨酸颗粒和硅胶颗粒。

本发明优选的实施方案中，螺纹接口2与色谱进样瓶15可拆卸连接。

本发明优选的实施方案中，隔热导气管5和溶剂回流管6采用软质材料，如pes；具有一定的伸缩性，方便操作过程中的组装连接。

本发明优选的实施方案中，样品筒8和固相萃取柱9为耐有机溶剂腐蚀的塑料材质，筛板12为塑料筛板或金属筛板，其余部件，例如烧瓶1、三通阀13以及密闭冷凝管10为玻璃材质。

本发明优选的实施方案中，密闭冷凝管10上设有泄压阀11，当加热回流时提取装置中压力过高时可自动泄压，防止压力过高对装置造成破坏。

本发明优选的实施方案中，固相萃取柱9装填了硅钨酸颗粒和硅胶颗粒，在进行样品前处理使用前预装填好固相萃取柱9，样品前处理过程中直接使用。

本发明优选的实施方案中，溶剂回流管6内设置三通阀13，可切换溶剂流回烧瓶1或者流出到烧瓶1外，实现样品回流提取和浓缩的切换。

本发明优选的实施方案中，提取装置中所有接口连接处均采用夹紧装置夹紧，接口带有密封环，保证提取装置在使用过程中的密封性，同时保证在泄压阀泄压的压力范围内各接口不会漏气。

本发明中带固相萃取功能的索氏提取装置的工作过程如下：

样品分析时，在固相萃取柱9中加入硅钨酸颗粒和硅胶颗粒，在样品筒8中装入称量好的样品，在样品上方覆盖一层无水硫酸钠(用于除去溶剂及管道内的水分)，将样品筒8与固相萃取柱9密封连接，在烧瓶1中加入回流提取的溶剂(二氯甲烷和内标物)，将固相萃取柱9通过溶剂回流管6与第二接口4密封连接，将隔热导气管5与第一接口3密封连接，将三通转接管7的三个接口分别与样品筒8、密封冷凝管10和隔热导气管5密封连接，密封冷凝管10接通冷凝水，最后将烧瓶置于水浴锅或油浴锅中加热冷凝回流。样品提取过程中，溶剂回流管6的三通阀13与第二接口4气流导通，挥发的溶剂将固相萃取柱9中所提取的待测样品回流至烧瓶1中，当样品提取完毕后，把三通阀13调整为与外界空气导通的状态，不断挥发的溶剂通过三通阀13流出并回收，此时烧瓶1中的溶液不断被浓缩直至溶剂蒸发完，即可进行色谱检测。

本发明有益效果：

1、本发明自制一种带有固相萃取功能的索氏提取装置，该装置可在密闭条件下对样品进行分离提纯、浓缩，本发明无需像传统的分离提纯、浓缩需要多次转移、浓缩的操作步骤，大大提高了提取效率。

2、本发明自制的提取装置采用全封闭的冷凝管，有效避免了提取溶剂的挥发损失，大大降低了样品前处理过程对实验室环境造成的污染；并且，密闭冷凝器带有泄压阀，压力过高时可自动泄压，有效避免了可能因压力过高对提取装置造成的损坏。

3、本发明自制的提取装置中在溶剂回流管中设置三通阀，通过切换阀门可直接切换样品回流提取和浓缩，整个操作流程不需要转移样品；本装置中还设计了连接色谱进样瓶接口的圆底烧瓶，样品浓缩完成后，旋下色谱进样瓶即可直接进行分析，避免了常规样品尾管浓缩烧瓶浓缩完后，需用吸管把尾管中溶液取出并洗涤尾管和吸管的步骤。进一步简化了样品前处理操作。

4、通过操作方便的前处理和准确度高的gcms分析方法，可以有效判别香精香料中香气成分的损失情况，具有准确、可靠的优点。

附图说明

图1是本发明自制提取净化装置的结构示意图；

图2为本发明的工作示意图；

图3为云南烟叶醇提取物的香气成分分析色谱图；

图中附图标记含义如下：

1-烧瓶，2-螺纹接口，3-第一接口，4-第二接口，5-隔热导气管，6-溶剂回流管，7-三通转接管，8-样品筒，9-固相萃取柱，10-密闭冷凝管，11-泄压阀，12-筛板，13-三通阀，14-硅钨酸颗粒和硅胶颗粒，15-色谱进样瓶。

具体实施方式

下面将结合具体实例对本发明做详细描述，但并不限制本发明。

实施例1

本实施例以烟草浸膏样品为考察对象，分别考察本发明方法与同时蒸馏萃取法、顶空分析法的方法精密度。

分析过程如下：

(1)样品提取、浓缩：在固相萃取柱9内先后填充10g硅胶颗粒和2.5g无水硫酸钠，然后把待测样品2.5g和5.0g的硅胶充分研磨均匀后加入到样品筒8中；装好样品后，用夹紧装置密封，并在烧瓶1中加入60ml乙酸甲酯溶剂，然后将上述装置放入水浴锅中在68℃下加热回流45min。样品提取完后，打开三通阀13，让溶剂从溶剂回收口流出回收溶剂，直至烧瓶1尾管中的样品溶液蒸发至干，浓缩好的样品利用1ml乙醇溶解残余物，并进行gc-ms检测分析相关香气成分。

(2)色谱条件：db-5ms(60m×0.25mm(内径)×0.32μm(膜厚)或者同等规格色谱柱；载气为he，流速为1ml/min；进样量为1μl，进样口温度为250℃，进样方式为：分流进样，分流比：25:1；梯度升温程序为：初始温度50℃持续5min，以3℃/min的升温速度升温至240℃，持续5min，以2℃/min的升温速度升温至250℃，持续30min；质谱条件：电离方式为ei，离子源温度为180℃，电离能为70ev，采用全扫(fullscan)模式，扫描范围为45～450amu；ms检索谱库为nist库。

表1三种方法测定烟草浸膏中香气成分的精密度比较(n＝9)

从表1中可以看出，本发明的方法精密度更佳，对于同一样品的测定的平行性效果更优，对于监测香精香料的香气损失情况具有更好的稳定监测能力。

实施例2

本实施例选择11个香精香料样品为考察对象，其中1-5为浸膏类样品，6,8,10样品为香精样品，其中7,9,11为6,8,10样品放置一段时候后的样品(放置条件：卷烟生产厂房内，室温下，未直接避光，旋盖瓶放置，未做其他密封，每日进行开瓶取样)。

分析过程如下：

(1)样品提取、浓缩：在固相萃取柱9内填充10g硅胶颗粒和2.5g无水硫酸钠，然后把待测样品2.5g和5.0g硅胶充分研磨均匀后加入到样品筒8中；装好样品后，用夹紧装置密封，并在烧瓶1中加入60ml乙酸甲酯溶剂，然后将上述装置放入水浴锅中在75℃下加热回流2h。样品提取完后，打开三通阀13，让溶剂从溶剂回收口流出回收溶剂，直至烧瓶1尾管中的样品溶液蒸发至干，浓缩好的样品准确定容到5.0ml，用1ml乙醇溶解残余物，并进行gc-ms检测分析相关香气成分。

(2)色谱条件：色谱柱：db-5ms(60m×0.25mm(内径)×0.32μm(膜厚)或者同等规格色谱柱；载气为he，流速为1ml/min；进样量为1μl，进样口温度为250℃，进样方式为：分流进样，分流比：25:1；梯度升温程序为：初始温度50℃持续5min，以3℃/min的升温速度升温至240℃，持续5min，以2℃/min的升温速度升温至250℃，持续30min；质谱条件：电离方式为ei，离子源温度为180℃，电离能为70ev，采用全扫(fullscan)模式，扫描范围为45～450amu；ms检索谱库为nist库。

表2代表性香气化合物的分析表

从表2中发现，该发明方法不仅可以对在用香精香料的香气成分情况进行有效的检测(1-5号)，而且还可以对放置一段时间(模拟生产中取样生产)的香精香料样品的香气损失情况进行监测，结果应用良好，可以为香精香料的品质判定和监控提供良好的技术手段。