一些醛酮類香料在卷煙煙絲和濾嘴中的轉(zhuǎn)移行為

張杰，宗永立，周會(huì)舜，彭書海，宋瑜冰*

1.中國煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)楓楊街2號(hào)450001

2.江西中煙工業(yè)公司技術(shù)中心，南昌市高新開發(fā)區(qū)金圣工業(yè)科技園330096

目前，國內(nèi)外均報(bào)道了一些卷煙香料轉(zhuǎn)移研究，國外報(bào)道的研究大多集中在薄荷醇、苯乙醇等個(gè)別香料單體上[1-13]，而且大多針對(duì)煙絲加香。國內(nèi)鄭州煙草研究院的科研工作者[14-20]研究了100多種香料在卷煙中的轉(zhuǎn)移行為，劉強(qiáng)等[21]報(bào)道了一些醛酮類香料在低焦油卷煙中的轉(zhuǎn)移行為，但有關(guān)醛酮類香料在卷煙煙絲和濾棒中的轉(zhuǎn)移率對(duì)比研究鮮見報(bào)道。因此進(jìn)行了本研究，旨在為醛酮類香料在低焦油卷煙香味補(bǔ)償中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉、無水硫酸鈉(AR，天津北方化玻購銷中心);二氯甲烷、無水乙醇(色譜純，美國Fisher公司);苯甲醛、5-甲基呋喃醛、2，5-己二酮、苯乙醛、苯乙酮、庚醛、辛醛、壬醛、2-庚酮、2-壬酮、2，6，6-三甲基-2-環(huán)己烯-1，4-二酮、乙酸苯乙酯(內(nèi)標(biāo))[21-22](純度＞98%，英國Alfa aesar公司);空白醋酸纖維濾嘴卷煙樣品(江西中煙工業(yè)公司提供)，煙支長64 mm，醋酸纖維濾嘴長20 mm，圓周24.5 mm。

儀器設(shè)備同文獻(xiàn)[19];濾棒生產(chǎn)線(江西中煙工業(yè)公司)。

1.2 方法

1.2.1 卷煙加香

煙絲加香:以無水乙醇作溶劑，配制各醛酮類香料單體濃度為50～200 μg/g的混合香料溶液。采用CIJECTOR型自動(dòng)注射儀將混合香料溶液注入平衡后的空白卷煙樣品煙支[21]中，注射量(10±0.1)μL/支，開始注射點(diǎn)和結(jié)束注射點(diǎn)分別距煙絲端2 mm和58 mm。

濾嘴加香:將配制好的濃度為50～200 μg/g的醛酮混合香料溶液按質(zhì)量比1∶1 200加入到三醋酸甘油酯中，混合均勻后，在濾棒生產(chǎn)線上將三醋酸甘油酯的混合溶液以6%的量加入到醋酸纖維濾棒中，得到的加香濾棒與未加香煙絲煙支接裝。對(duì)照為未加香的相同煙絲煙支和相同材質(zhì)規(guī)格的濾棒接裝的卷煙。濾棒工藝參數(shù):絲束醋纖3.0/35 000，長度132 mm，吸阻3 920 Pa，圓周24.2 mm，直徑7.7 mm，硬度87%±3%;濾嘴加香工藝的生產(chǎn)環(huán)境為:溫度(26.5±3.0)℃，相對(duì)濕度RH(60.0±4.0)%。

1.2.2 樣品的處理與分析

將加香卷煙在(22±2)℃和RH(60±5)%條件下放置1周，取10支加香卷煙，將濾嘴和煙支分離，并立即分別進(jìn)行同時(shí)蒸餾萃取[15-16]。另取10支加香卷煙用450型直線型自動(dòng)吸煙機(jī)按YC/T29-1996[23]標(biāo)準(zhǔn)抽吸，用劍橋?yàn)V片捕集卷煙主流煙氣粒相物，捕集煙氣的濾片進(jìn)行同時(shí)蒸餾萃取[15-16]。萃取完成后，在二氯甲烷萃取液中加入10 g無水硫酸鈉，放置過夜，過濾，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于常壓和48℃下濃縮至1 mL，加入10 μL(10 mg/mL)乙酸苯乙酯(內(nèi)標(biāo))的乙醇溶液，搖勻。取樣進(jìn)行GC，GC/MS分析。分析條件為:

GC條件:色譜柱:Ultra-2WCOT(50 m×0.2 mm i.d.×0.33 μm d.f.)毛細(xì)管柱;進(jìn)樣口溫度:270℃;檢測器(FID)溫度:270℃;載氣:N2，1.0 mL/min;程序升溫:60℃(1 min)進(jìn)樣量:2.0 μL;分流比:10∶1。

GC/MS條件:除載氣為氦氣外，其他GC條件同(1);傳輸線溫度:270℃;離子源溫度:200℃;四極桿溫度:150℃;電離方式:EI;電離能量:70 eV;溶劑延遲:5.5 min;質(zhì)量掃描范圍:30～350 amu。

采用計(jì)算機(jī)Wiley圖譜庫檢索，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)樣品的GC保留時(shí)間定性，內(nèi)標(biāo)工作曲線法定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 工作曲線、檢出限、重復(fù)性和回收率

分別取一定量10 mg/mL的醛酮類混合香料溶液，用乙醇稀釋成0.08，0.16，0.24，0.32，0.40 mg/mL濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入10 μL(10 mg/mL)乙酸苯乙酯(內(nèi)標(biāo))的乙醇溶液，然后進(jìn)行GC分析。將分析物與內(nèi)標(biāo)物的峰面積比(y)對(duì)相應(yīng)的分析物濃度與內(nèi)標(biāo)濃度比(x)進(jìn)行線性回歸分析，得到各分析物的回歸方程和相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見表1。由此可見，所分析的各醛酮類香料單體標(biāo)樣在0.08～0.40 mg/mL的濃度范圍內(nèi)均有良好的線性關(guān)系。

表1 醛酮類香料工作曲線、檢出限、重復(fù)性和回收率

準(zhǔn)確稱取一定量的香料標(biāo)樣，置于同時(shí)蒸餾萃取儀中，采用與樣品一樣的前處理操作和GC條件進(jìn)行分析，重復(fù)5次，計(jì)算回收率和變異系數(shù)[16]。由表1可知，在所測范圍內(nèi)，所分析的醛酮類香料單體標(biāo)樣回收率高，重復(fù)性好，適合定量分析。

2.2 加香卷煙抽吸前醛酮類香料的轉(zhuǎn)移情況

分析結(jié)果(表2)顯示:①對(duì)于煙絲加香，抽吸前12種醛酮類香料在煙絲中的持留率為37.13%～79.93%，對(duì)于濾棒加香，醛酮類香料在濾嘴中的持留率為65.07%～87.61%;②對(duì)于煙絲加香，抽吸前煙絲中12種醛酮類香料向?yàn)V嘴中的遷移率為19.85%～63.23%，對(duì)于濾棒加香，濾嘴中醛酮類香料向煙絲中的遷移率為12.29%～27.86%。這表明，濾嘴對(duì)醛酮類香料的持留性較煙絲強(qiáng)，濾棒加香對(duì)醛酮類香料更有利。

2.3 抽吸后醛酮類香料向煙氣中的轉(zhuǎn)移情況

分析結(jié)果(表2)表明:對(duì)于煙絲加香，12種醛酮類香料向主流煙氣粒相中的轉(zhuǎn)移率為6.39%～16.74%;對(duì)于濾棒加香，醛酮類香料向主流煙氣粒相中的轉(zhuǎn)移率為9.36%～16.17%，除壬醛、2-辛酮、2-壬酮和2，6，6-三甲基-2-環(huán)己烯-1，4-二酮4種沸點(diǎn)相對(duì)高的香料外，其余8種醛酮類香料單體煙絲加香向主流煙氣粒相中的轉(zhuǎn)移率低于濾棒加香，且低沸點(diǎn)香料的表現(xiàn)更為明顯。這表明，就向主流煙氣粒相中的轉(zhuǎn)移率而言，醋酸纖維濾棒比煙絲更適合醛酮類香料的卷煙加香。

2.3.1 同分異構(gòu)體的轉(zhuǎn)移情況

苯乙酮與苯乙醛屬同分異構(gòu)體，但苯乙酮的沸點(diǎn)較苯乙醛高7℃，如表2所示，與苯乙酮相比，煙絲加香沸點(diǎn)相對(duì)較低的苯乙醛向主流煙氣粒相中的轉(zhuǎn)移率相對(duì)較低，而濾棒加香兩者的主流煙氣粒相轉(zhuǎn)移率較為接近，這表明，沸點(diǎn)對(duì)苯乙酮和苯乙醛向主流煙氣粒相的轉(zhuǎn)移率有一定影響，濾嘴中香料持留量對(duì)低沸點(diǎn)香料向主流煙氣粒相轉(zhuǎn)移率的貢獻(xiàn)不容忽視。同樣，庚醛與2-庚酮、辛醛與2-辛酮也都是同分異構(gòu)體，而且不管是煙絲加香，還是濾棒加香，其煙氣轉(zhuǎn)移率都遵循沸點(diǎn)越高轉(zhuǎn)移率越高的規(guī)律，而壬醛與2-壬酮不符合此規(guī)律，可能與分子結(jié)構(gòu)或極性有關(guān)。

2.3.2 同系物的轉(zhuǎn)移情況

苯甲醛與苯乙醛，庚醛、辛醛與壬醛，2-庚酮、2-辛酮與2-壬酮均屬同系物，從表2中可知，這些醛酮類同系物的香料單體基本遵守沸點(diǎn)較高、分子量較大，其主流煙氣轉(zhuǎn)移率較高的變化規(guī)律。濾棒加香低沸點(diǎn)醛類同系物香料的主流煙氣轉(zhuǎn)移率明顯高于煙絲加香，但隨著其沸點(diǎn)的增大，兩種加香方式香料煙氣轉(zhuǎn)移率的差異減小，說明濾棒加香有利于低沸點(diǎn)醛類香料煙氣轉(zhuǎn)移率的提高，有助于提高同系物中低沸點(diǎn)醛類香料的加香效率。濾棒加香低沸點(diǎn)酮類香料的煙氣轉(zhuǎn)移率明顯高于煙絲加香，但高沸點(diǎn)酮類香料兩種加香方式的煙氣轉(zhuǎn)移率差別不大，說明濾棒加香也有利于低沸點(diǎn)酮類香料煙氣轉(zhuǎn)移率的提高。

表2 加香卷煙中醛酮類香料單體的轉(zhuǎn)移情況(%)

3 結(jié)論

①煙絲加香12種醛酮類香料在煙絲中的持留率均低于濾棒加香在濾嘴中的持留率，煙絲加香醛酮類香料向?yàn)V嘴中的遷移率均高于濾棒加香向煙絲中的遷移率;②醋酸纖維濾嘴較煙絲對(duì)醛酮類香料的持留性更強(qiáng)，更有利于低沸點(diǎn)醛酮類香料向主流煙氣粒相的轉(zhuǎn)移;③互為同分異構(gòu)體的苯乙醛與苯乙酮、2-辛酮與辛醛，庚醛與2-庚酮都遵守沸點(diǎn)越高主流煙氣粒相轉(zhuǎn)移率越高的規(guī)律;④濾棒加香有利于低沸點(diǎn)醛酮類香料煙氣轉(zhuǎn)移率的提高。

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