一种烟用爆珠中香味成分的提取与含量测定方法与流程

本发明属于烟草产品理化检测技术领域，更具体地，涉及一种烟用爆珠中香味成分的提取与含量测定方法。

背景技术：

爆珠卷烟，是指通过滤棒嵌珠技术将包裹有液态香味成分的胶囊植入卷烟滤嘴中，使用时捏破胶囊，内置的液态香精香料芯材流至滤棒纤维，以达到卷烟增香、调节风味等功用。“爆珠添加”技术作为一种丰富卷烟香气的技术手段，胶囊内包裹的液态芯材起决定性作用，其成分含量直接决定了卷烟香气与风味的特征性，因此芯材香味成分的分析凸显重要性。

爆珠是一种包裹着液态香味成分的具有半透膜或密封的胶囊，包括壁材和芯材。爆珠中香味成分分析的难点在于，因香味成分基本均为挥发性物质，烟用爆珠样品存在易氧化、易分解、易污染等缺点，而且由于爆珠芯材所含成分复杂且成分含量千差万别，同时每粒间的成分含量均存有差异性，为满足部分低含量香味成分的分析要求，宜在较少体积溶剂内溶入多粒爆珠。对爆珠芯材香味成分进行分析，首先需解决爆珠破碎的问题，特别是多粒爆珠同时破碎问题。目前，破碎的方式主要有化学方法和物理方法，如化学方法使用热水对爆珠壁材溶破，物理方法常使用外力让爆珠破碎使芯材流出。为了减少样品前处理过程中杂质的引入及致香成分的损失，常使用物理方法使爆珠破碎。常用的物理方法包括直接刺破爆珠样品，或者将爆珠从嘴棒剥离后直接捏破，或者将爆珠进行涡旋萃取，过滤后得到爆珠香料萃取液。这些方法对目标化合物的富集能力不高，而且提取样品时不易密封，样品极易损耗，造成检测结果与实际结果偏差大。

因此，当前迫切需要采用更为有效的前处理条件来充分释放烟用爆珠样品中的香味成分，并同时防止香味成分在破碎及提取过程中的损失，再结合准确有效的检测方法，以提高其检测灵敏度。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种烟用爆珠中香味成分的提取与含量测定方法。可本发明较易实现多粒爆珠的同时破碎，并最大程度减少香味成分在破碎及提取过程中的损失，其提取方法操作简便，省时省力，提取时间短，提取效率高，样品损耗少；其测定方法回收率高，重复性好，测定结果准确。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种烟用爆珠中香味成分的提取方法，将多粒爆珠置于针筒内，使用针筒推杆挤压破碎爆珠，从针头处吸入内标物、溶剂进行溶解提取，得到提取液。

本发明采用针筒对烟用爆珠中香味成分进行溶液提取，对目标化合物的富集能力高，既能够保证实现对爆珠内容物的完全提取，又避免了实验过程中造成的损失，同时避免了外界环境对样品的污染。

优选地，所述溶剂为异丙醇。

优选地，所述内标物为正十七烷。

优选地，所述正十七烷的浓度为80～120μg/ml。

更优选地，所述正十七烷的浓度为100μg/ml。

优选地，每粒爆珠对应加入0.20～0.40ml含有内标物的溶剂。

更优选地，每粒爆珠对应加入0.33ml含有内标物的溶剂。

优选地，每粒爆珠对应加入20.0～40.0μg的内标物。

更优选地，每粒爆珠对应加入33μg的内标物。

优选地，提取次数为2～3次。

本发明还提供了一种烟用爆珠中香味成分的测定方法，包括以下步骤：使用针筒推杆将上述提取方法得到的提取液，通过针头注射至色谱瓶内，进行gc-ms/sim检测分析。

优选地，所述gc-ms/sim检测的色谱条件包括：

色谱柱：db-5ms色谱柱；

升温程序：初始温度50℃，以4～6℃/min的速率到240℃，再以8～12℃/min的速率到280℃，保持20～30min；

进样口温度：280℃；

进样方式：分流进样，分流比10:1～30:1；

进样量：0.5～2.0μl；

传输线温度：280℃；

离子源温度：230℃；

四级杆温度：150℃；

电离方式：电子轰击源；

电离能量：70ev；

质量数范围：35～550amu；

测定方式：sim扫描；

溶剂延迟：4～6min。

优选地，所述db-5ms色谱柱柱长为60m，内径为0.25mm，膜厚0.25μm。

更优选地，以5℃/min的速率到240℃，再以10℃/min的速率到280℃，保持25min。

更优选地，分流比为20:1。

更优选地，进样量为1.0μl。

更优选地，溶剂延迟：5min。

优选地，所述香味成分包括丁酸乙酯、己酸乙酯、苯甲醇、苯乙醇、乙酸苄酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯。

本发明对爆珠香味成分的检出限最低可达0.03μg/粒，平均回收率在91.28%～104.22%之间，平均相对标准偏差在1.29%～5.33%之间。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明将多粒爆珠置于针筒内，使用针筒推杆对爆珠挤压破碎，然后从针头处吸入溶剂进行溶解提取，该处理方法具有操作简单、对香味成分富集能力高、损耗小、污染低的优点，能将爆珠中的香味成分快速、高效地提取出来；在此基础上，再结合气相色谱-质谱联用方法对提取液中的香味成分进行定量分析，可较易实现多粒爆珠的同时破碎，并最大程度减少香味成分在破碎过程中的损失，操作简便，省时省力，回收率高，检测结果准确，重复性好。

附图说明

图1为爆珠样品破碎与溶剂萃取图。

图2为爆珠香味成分分析步骤图。

图3为实际样品分析gc-ms谱图。

图4为破碎与提取方式对香味成分分析的影响。

图5为提取溶剂对香味成分分析的影响。

图6为提取次数对香味成分分析的影响。

具体实施方式

以下实施例为本发明较佳的实施方式，但并不对本发明的保护范围做任何形式的限定。本发明主要阐述所述菌株以及基于所述菌株的应用思想，实施方式中简单参数的替换不能一一在实施例中赘述，但并不因此限制本发明，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，应被视为等效的置换方式，都应包含在本发明范围内。

除另有说明外，本发明所用试剂均为分析纯。

以下实施例所用材料和试剂为：

烟用爆珠样品；

氦气：纯度99.999%；

乙醇、异丙醇、丙酮、叔丁基甲醚：色谱纯；

正十七烷：纯度99%，cas：629-78-7；

丁酸乙酯、己酸乙酯、苯甲醇、苯乙醇、乙酸苄酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯等，标准品；

超纯水：电阻率达到18mω·cm。

以下实施例所用仪器设备：

气相色谱-质谱联用仪；

旋涡混合器：数显型多管式；

回旋振荡器；

超声萃取仪；

电子天平；

瓶口分液器；

针筒注射器：5ml。

实施例1爆珠中香味成分的提取与含量测定

1制备标准品溶液

1.1单一标准溶液：

（1）分别准确称取0.10g（精确至0.1mg）丁酸乙酯、己酸乙酯、苯甲醇、苯乙醇、乙酸苄酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯标准品，置于8个不同的10ml棕色容量瓶中；

（2）使用异丙醇溶解并定容，配制成浓度为10.0mg/ml的单一标准溶液；

（3）于0～4℃冰箱中避光保存。

1.2内标溶液：

（1）准确移取0.10g（精确至0.1mg）正十七烷标准品，置于10ml棕色容量瓶中；

（2）以异丙醇定容，配制成浓度为10.0mg/ml的内标溶液；

（3）于0～4℃冰箱中避光保存。

1.3混合标准溶液：

（1）分别准确移取1.0ml单一标准溶液，置于10ml棕色容量瓶中；

（2）以异丙醇定容，配制成浓度为1.0mg/ml的混合标准溶液；

（3）于0～4℃冰箱中避光保存。

1.4标准工作溶液：

（1）准确移取10μl、20μl、50μl、100μl、200μl、500μl、1000μl的混合标准溶液，置于各自的10ml容量瓶中；

（2）然后各准确加入100μl内标溶液，以异丙醇定容至刻度，即得系列标准工作溶液；配制的系列标准溶液浓度为：1.0μg/ml、2.0μg/ml、5.0μg/ml、10.0μg/ml、20.0μg/ml、50.0μg/ml、100.0μg/ml，内标浓度为100.0μg/ml。

2样品前处理（爆珠中香味成分的提取方法）

样品前处理即爆珠中香味成分的提取方法，其实验流程见图1和图2，具体包括以下步骤：

（1）将3粒烟用爆珠样品置于5ml针筒内，使用针筒推杆对爆珠挤压破碎；

（2）然后从针头处将1.0ml含浓度为100.0μg/ml正十七烷内标的异丙醇溶液分3次吸入溶剂进行溶解提取，每次提取完成后使用推杆将提取液通过针头注射至2ml色谱瓶内；

（3）合并3次提取液得进样分析液，供上机分析。

3gc-ms分析

（1）gc-ms/sim检测的色谱条件为：

色谱柱：db-5ms色谱柱，柱长为60m，内径为0.25mm，膜厚0.25μm；

升温程序：初始温度50℃，以5℃/min的速率到240℃，再以10℃/min的速率到280℃，保持25min；

进样口温度：280℃；

进样方式：分流进样，分流比20:1；

进样量：1.0μl；

传输线温度：280℃；

离子源温度：230℃；

四级杆温度：150℃；

电离方式：电子轰击源；

电离能量：70ev；

质量数范围：35～550amu；

测定方式：sim扫描；

溶剂延迟：5min。

（2）各香味成分sim条件见表1：

表1香味成分与内标物sim扫描条件

4方法评价结果

（1）线性回归方程、检出限与定量限

本研究采用内标法进行定量，以各目标化合物的浓度（ug/ml）为横坐标（x），目标物与内标物的峰面积比为纵坐标（y）建立标准曲线，线性范围、回归方程及相关系数如表2所示。

表2目标分析物回归方程、相关系数、检出限与定量限

（2）回收率和重复性

在含有目标香味成分的爆珠样品中加入低（50%）、中（100%）、高（150%）三种不同浓度水平的标准溶液，每个浓度水平重复3次添加实验，分别进行前处理和气相色谱质谱联用分析，计算各目标香味成分的回收率及重复性，结果如表3所示。

表3目标分析物回收率与重复性

由表3可知，在低、中、高三种加标水平上，8种目标香味成分的平均回收率在91.28～104.22%之间，平均相对标准偏差在1.29～5.33%之间，说明本方法的回收率高，重复性好，能够满足日常检测需要。

样品分析谱图见图3所示，8种目标香味成分的分离度较好。

实施例2爆珠破碎与成分提取方式的分析

1方法

为比较不同破碎提取方法的效果与耗时情况，分别进行针筒破碎提取（实施例1的提取方法）、针头刺破溶剂直接溶解与涡旋振荡破碎萃取（加入陶瓷均质子）3种物理破碎方式的前处理实验。

2结果

如图4所示，3种物理破碎方式对香味成分的分析结果影响不明显。但同时查看实验耗时情况，3种物理破碎方式耗时如下：针筒提取少于1.5min，刺破直溶大于5min，涡旋振荡大于10min。另外，在刺破直溶时，发现有芯材喷溅现象发生，容易增大测定结果的误差；而涡旋振荡存在爆珠难于破碎的问题，其与壁材材质有较大关系，如壁材材质较为坚韧，则采用涡旋振荡的破碎方式，对爆珠香味成分的富集能力不好。综合实验测定结果与实验耗时可知，针筒破碎提取方式为较佳的破碎提取方式。

实施例3提取溶剂的选择

1方法

分别选用乙醇、异丙醇、丙酮、叔丁基甲醚四种溶剂作为提取溶剂，使用针筒破碎提取方式进行前处理。

2结果

如图5所示，异丙醇对目标香味成分的提取效果最佳。乙醇的提取效果与异丙醇的较为接近，但实验发现有部分爆珠样品破碎后，用乙醇无法全部溶解芯材，存在浊液或分层现象；丙酮的提取效果不太理想；叔丁基甲醚对分子量稍小的目标物提取效果不佳，但对分子量稍大的目标物的提取效果与异丙醇的接近。因此，综合考虑优选异丙醇作为提取溶剂。

实施例4提取次数的优化

1方法

将3粒爆珠置于5ml针筒内，使用针筒推杆对爆珠挤压破碎，然后从针头处将1.0ml含浓度为100.0μg/ml正十七烷内标的异丙醇溶液分别分1、2、3、4次吸入溶剂进行溶解提取，每次提取完成后使用推杆将提取液通过针头注射至2ml色谱瓶内，合并提取液得进样分析液。

2结果

如图6所示，使用1.0ml萃取液分3次提取时，8种目标成分色谱峰响应值最大。

综上所述，本发明将多粒爆珠置于针筒内，使用针筒推杆对爆珠挤压破碎，然后从针头处吸入溶剂进行溶解提取，使用推杆将提取液通过针头注射至色谱瓶内，再采用气相色谱-质谱联用仪对提取液中的香味成分进行定量分析，可较易实现多粒爆珠同时破碎，并最大程度减少香味成分在破碎过程中的损失，操作简便，省时省力，回收率高，重复性好。