丁香酚在主流煙氣中的遷移率研究

李遠(yuǎn)根 寇天舒

摘要[目的] 測定丁香酚在主流煙氣中的遷移率，指導(dǎo)煙用香精的配制和添加用量。[方法] 通過考察捕集方式、色譜條件對(duì)丁香酚的影響，建立了通過內(nèi)標(biāo)法定量的方法，測定主流煙氣中丁香酚占煙絲中噴灑的丁香酚的質(zhì)量百分比，從而測定丁香酚精油在主流煙氣中的遷移率。[結(jié)果]跟空白樣品對(duì)照發(fā)現(xiàn)，丁香酚能通過濾棒隨主流煙氣溢出，其在主流煙氣中的遷移率為8.23%。目標(biāo)物在1～400 μg/mL的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8。以卷煙樣品為分析對(duì)象，進(jìn)行精密度試驗(yàn)，計(jì)算6次平行結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.34%，在含有目標(biāo)物的玻璃纖維濾片中加入低、中、高3個(gè)水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)，加標(biāo)回收率分別為96.7%、99.8%、100.7%，說明該方法回收率較高。 [結(jié)論]該研究可為煙草香精香料配制過程中精準(zhǔn)地確定丁香酚的加注量提供參考。

關(guān)鍵詞丁香酚；主流煙氣；遷移率

中圖分類號(hào)TS264.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）12-0085-02

Abstract[Objective] To determine mobility of engenol in mainstream smoke and guide the preparation and dosage of the essence of smoke. [Method] By investigating effects of capture mode， chromatographic conditions on engenol， through internal standard method， the proportion of engenol in mainstream smoke was determined， the mobility was also measured. [Result] Compared with the blank control， it was found that eugenol can overflow with the mainstream smoke through the filter rod； the mobility of engenol in mainstream smoke was 8.23%. The linear relationship was presented in the range of 1-400 μg/mL with correlation coefficient of R2=0.999 8. With the cigarette sample as the analysis object to conduct precision experiment， RSD of the 6 parallel results was calculated as 0.34%. Low， medium and high levels of standard solutions were added to the glass fiber filter containing the target， the recoveries were 96.7%， 99.8%， 100.7%， indicating the method has high recovery rate. [Conclusion] Research about the mobility of engenol in mainstream smoke can provide reference for accurate determining engenol dosage in preparation of the essence of smoke.

Key wordsEugenol；Mainstream smoke；Mobility

丁香是具有辛香風(fēng)格的天然香料的重要香味成分，所以常用作煙用香精添加到卷煙產(chǎn)品中[1]。1985年丁香酚被國際癌癥研究署（IARC）列為疑似致癌物，該物質(zhì)的吸入毒性是食用時(shí)的250倍，已被國際香料香精協(xié)會(huì)限制使用[2]。在國內(nèi)，按照食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB2760—2011）規(guī)定，丁香酚屬于允許使用的食品用天然等同香料，其用量依據(jù)美國聯(lián)邦應(yīng)急管理署（FEMA）提供的限量要求合理使用[3]。2007年，世界衛(wèi)生組織煙草控制框架公約締約方會(huì)議FCTC/COP1（15）號(hào)決議規(guī)定，丁香酚和薄荷醇作為含醚精油，一同被列入卷煙重要成分暫行清單，建議測定該物質(zhì)的濃度[4]。因此，基于卷煙添加劑的安全性考慮，有必要對(duì)卷煙香精中的丁香酚在主流煙氣中的遷移率進(jìn)行研究，以確保香精中丁香酚的添加量對(duì)人體無害。

1材料與方法

1.1材料

自制單料卷煙；丁香酚標(biāo)準(zhǔn)品；丁香花蕾油（分析純，純度≥99%）；

乙醇（色譜純）；十三烷醇（純度≥99%，內(nèi)標(biāo)）；甲醇（色譜純）；GB/T 16450—2004《常規(guī)分析用吸煙機(jī) 定義和標(biāo)準(zhǔn)條件》中所規(guī)定的各項(xiàng)儀器設(shè)備；6890N/5975氣相色譜-質(zhì)譜儀（美國Agilent公司），配備7683自動(dòng)進(jìn)樣器；DB-35色譜柱；電子天平。

1.2方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。

1級(jí)儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱取0.25 g丁香酚于100 mL容量瓶中，用乙醇定容。

2級(jí)儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確量取40 mL 1級(jí)儲(chǔ)備液于100 mL容量瓶中，用乙醇定容。

內(nèi)標(biāo)溶液：準(zhǔn)確稱取0.2 g十三烷醇于200 mL容量瓶中，用乙醇定容。

萃取液：準(zhǔn)確量取100 mL內(nèi)標(biāo)溶液于500 mL容量瓶中，用乙醇定容。

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別移取0.02、0.10、0.20、1.00、2.00和4.00 mL二級(jí)儲(chǔ)備液于10 mL容量瓶中，用加注了內(nèi)標(biāo)的萃取液定容。制得該系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度分別如下：0.001 25、0.002 50、0.050 00、0.100 00、0.200 00、0.400 00 mg/mL，內(nèi)標(biāo)濃度為0.05 mg/mL。

1.2.2樣品處理與分析。

處理樣品：FEMA規(guī)定，丁香酚最高參考用量焙烤食品為9.0 mg/kg。我國規(guī)定加香產(chǎn)品中的限定濃度：糖果和焙烤食品，33.0 mg/kg。 結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際使用參考，取0.02 mg丁香花蕾油，用5 mL乙醇稀釋后，用喉頭噴管分別均勻地噴在已于溫度（22±1）℃和相對(duì)濕度（RH）（60±2）%下平衡48 h的409煙絲上進(jìn)行加香，加香后的煙絲樣品于溫度（22±1）℃和RH（60±2）%下平衡48 h，用填煙器分別將加香煙絲制成煙支，保證每只香煙的重量保持在（1.0±0.1）g。再在溫度（22±1）℃和RH（60±2）%下平衡48 h，未加香的對(duì)照樣為噴灑同量95%乙醇的同種煙絲在相同條件處理下卷制的卷煙。

按照GB/T 16450標(biāo)準(zhǔn)的要求收集4支卷煙的總粒相物，將收集的4支卷煙總粒相物的玻璃纖維濾片置于100 mL錐形瓶中，準(zhǔn)確加入含有內(nèi)標(biāo)的萃取液30 mL。置于搖床上振搖30 min，靜置。將萃取液過0.45 μm有機(jī)相濾膜，制成卷煙樣品。未加香的對(duì)照卷煙也按照上述方法制成空白樣品。

準(zhǔn)確稱取0.1 mg丁香花蕾油，用5 mL乙醇稀釋后，過0.45 μm有機(jī)相濾膜，制成精油樣品。

色譜柱為DB-35MS（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細(xì)管柱；進(jìn)樣口溫度250 ℃；載氣為He，流量1.0 mL/min；柱前壓60 kPa；程序升溫：50 ℃（保持1 min）以13 ℃/min 的速率升至250 ℃（保持10 min）；進(jìn)樣量1.0 μL，分流比1∶100；傳輸線溫度250 ℃；離子化方式為EI；離子源溫度220 ℃；離子化能70 eV；四級(jí)桿溫度為常溫；倍增器電壓1 800 V；質(zhì)量掃描范圍20～650 amu。采用NIST98譜庫檢索進(jìn)行定性，匹配度≥85%，認(rèn)為是可信的。用峰面積歸一化法定量。

丁香精油中丁香酚所占比例（R）=精油樣品的檢測結(jié)果（mg/mL）/精油樣品的濃度（mg/mL）；

丁香酚遷移率=[卷煙樣品的檢測結(jié)果（mg/mL）×萃取液體積]/（卷煙樣品中丁香精油的加入量×R）。

2結(jié)果與分析

根據(jù)該試驗(yàn)方法及計(jì)算公式，得出煙用香精丁香酚在卷煙主流煙氣中的遷移率為8.23%。以下將對(duì)該試驗(yàn)的樣品前處理?xiàng)l件、色譜條件等進(jìn)行優(yōu)化，并分析其檢出限、定量限、精密度及回收率。

2.1樣品前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

2.1.1溶劑的選擇。分別選擇正己烷、二氯甲烷、乙醇、甲醇為溶劑，按照試驗(yàn)方法，以根據(jù)GB/T 16450標(biāo)準(zhǔn)的要求收集4支卷煙的玻璃纖維濾片為對(duì)象，進(jìn)行萃取。結(jié)果表明，溶劑極性越強(qiáng)，萃取量越大，但甲醇萃取效果過強(qiáng)，導(dǎo)致萃取液中物質(zhì)過多，影響譜圖顯示效果。結(jié)合實(shí)際情況及溶劑毒性，最終選擇乙醇為萃取劑。

2.1.2主流煙氣的捕集能力。煙氣主要包括氣相和粒相2部分。為保證試驗(yàn)中丁香酚被捕集完全，該試驗(yàn)采用玻璃纖維濾片捕集煙氣的粒相部分。在玻璃纖維濾片后串聯(lián)2個(gè)盛有 30 mL 無水乙醇溶劑的吸收瓶，用以吸收主流煙氣氣相部分的丁香酚。按照上述樣品處理方法，以及GB/T 16450標(biāo)準(zhǔn)的要求抽吸4支卷煙，然后對(duì)玻璃纖維濾片和吸收液分別進(jìn)行丁香酚的檢測分析。檢測結(jié)果表明，玻璃纖維濾片捕集的丁香酚釋放量為4.46 mg/支，而第1級(jí)濾片中檢測出丁香酚含量為總含量的3.40%，第2級(jí)濾片中未檢測出丁香酚成分。這說明卷煙主流煙氣中的丁香酚主要存在于粒相物中，因此認(rèn)為，采用玻璃纖維濾片可以較為完全地收集卷煙主流煙氣中的丁香酚。

2.2色譜條件的優(yōu)化

2.2.1色譜柱的選擇。

分別選用HP-5MS（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm）、DB-5MS（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細(xì)管色譜柱，以卷煙樣品為分析對(duì)象，按照上述分析方法，每個(gè)樣品平行測試2次。結(jié)果顯示，選用DB-5MS毛細(xì)管柱時(shí)，樣品峰型最好，拖尾最不明顯，故該試驗(yàn)選用DB-5MS毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.2.2程序升溫條件的確定。

在保持其他條件不變的前提下，通過調(diào)整升溫程序，對(duì)卷煙樣品溶液進(jìn)行檢測，以考察待測物和內(nèi)標(biāo)物的出峰情況。最終確定的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟?0 ℃，保持1 min，以升溫速率13 ℃/min升至200 ℃，保持10 min。該條件下卷煙樣品溶液中待測物和內(nèi)標(biāo)物能完全分開，并且盡量縮短升溫時(shí)間。

2.3工作曲線、檢出限、定量限、精密度及回收率

將標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析，求得線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)。目標(biāo)物在1～400 μg/mL的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8。

〖JP4〗以最低濃度樣品為研究對(duì)象，平行測定6次，求其標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差為檢出限（LOD），以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差為定量限（LOQ），該方法的LOD和LOQ分別為7.96×10-4和2.65×10-3 mg/支。

以卷煙樣品為分析對(duì)象，進(jìn)行精密度試驗(yàn)，計(jì)算6次平行結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.34%，在含有目標(biāo)物的玻璃纖維濾片中加入低、中、高3個(gè)水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)，低、中、高3個(gè)水平的加標(biāo)回收率分別為96.7%、99.8%、100.7%，說明該方法回收率較高。

3結(jié)論

該試驗(yàn)通過考察捕集方式、色譜條件對(duì)丁香酚精油檢測的影響，建立了通過內(nèi)標(biāo)法定量的方法，測定主流煙氣中丁香酚占煙絲中噴灑的丁香酚的質(zhì)量百分比，從而測定出丁香酚精油在主流煙氣中的遷移率。運(yùn)用該方法，可以指導(dǎo)煙草香精香料配制過程中丁香酚的加注量，以保證卷煙添加劑的安全使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家藥典委員會(huì).中華人民共和國藥典：一部[S].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2] LAVOIE E J，SHIGEMATSU A，TUCCIARONE P L，et al.Comparison of the steamvolatile components of commercial cigarette，pipe，and chewing tobaccos[J].Journal of agricultural and food chemistry，1985，33（5）：876-879.

[3] 中華人民共和國衛(wèi)生部.食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)：GB 2760—2011[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[4] 段文錄，尹衛(wèi)平.小葉丁香揮發(fā)油化學(xué)成分的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（28）：12075，12084.

[5] 盧化，張義生，黎強(qiáng)，等.HS-SPME-GC-MS分析不同產(chǎn)地丁香揮發(fā)性成分[J].中國醫(yī)院藥學(xué)雜志，2015，25（9）：812-817.

[6] 廖惠云，朱龍杰，莊亞東，等.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定卷煙主流煙氣中的丁香酚[J].煙草化學(xué)，2013（9）：68-71，81.