煙用香精香料檢測方法研究進展

王鶴達 田云恒 張珊珊

陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 陜西 西安 710000

引言

傳統(tǒng)卷煙降焦減害工程的實施及新型煙草的崛起，煙用香精香料在煙草制品中扮演著越發(fā)重要的角色。適當(dāng)添加香精香料可以改善煙草制品的香氣量﹑香氣質(zhì)﹑余味及口腔舒適性等。此外煙草作為農(nóng)副產(chǎn)品，受土壤﹑氣候﹑溫濕度﹑栽培技術(shù)及后期加工工序的影響，煙葉品質(zhì)會產(chǎn)生一定波動[1-2]。煙用香精香料常用的制備方法有：水蒸氣蒸餾法﹑超臨界CO2萃取法﹑同時蒸餾萃取法﹑超聲波輔助法﹑分子蒸餾法﹑溶劑浸提法等[3-4]。常用的香精香料的分析方法有：氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）﹑液相色譜—質(zhì)譜法（LC-MS）等。選擇合適的分析方法檢測香精香料，可以幫助企業(yè)節(jié)約大量時間﹑檢測成本。

1 煙用香精香料檢測分析

由于原料的生物活性﹑分子量﹑單糖組成﹑糖醛酸含量以及空間構(gòu)型不同[5-7]，從而導(dǎo)致產(chǎn)物得率﹑純度﹑理化性質(zhì)﹑結(jié)構(gòu)特征﹑功能特性存在差異性[8]。針對不同種類的香精香料選擇不同的檢測方法尤為重要。使用氣相色譜—質(zhì)譜法（GCMS）﹑液相色譜—質(zhì)譜法（LC-MS）等方法可以幫助企業(yè)鑒別香精香料的種類﹑名稱及產(chǎn)品質(zhì)量，有效降低檢測時間，節(jié)約企業(yè)成本。

1.1 氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）

氣相色譜儀對混合物的各組分具有高效分離的作用，主要用于定量分析。質(zhì)譜儀可以幫助確定化合物分子式﹑官能團等，具有較強的定性能力和靈敏度。氣相色譜法和質(zhì)譜法實現(xiàn)聯(lián)用，可以最大程度發(fā)揮各自特點，實現(xiàn)對復(fù)雜組分樣品的檢測分析。

杜歡哲等[9]建立了煙用香原料（精油/凈油﹑浸膏/提取物﹑酊劑）的ODP-GC-MS（嗅覺檢測—氣質(zhì)聯(lián)用）檢測方法，并以壓榨圓柚油為例進行辨香﹑仿香研究。結(jié)果表明：壓榨圓柚油主要香氣成分為α-蒎烯﹑壬醛（青香）﹑苧烯﹑檸檬醛﹑圓柚酮（果香）﹑芳樟醇﹑松油醇（甜香花香）﹑香芹酮（藥香），利用該結(jié)果仿制壓榨圓柚油。陳澤鵬等[10]對不同產(chǎn)地，不同品種和不同部位的烤煙樣品，采取水蒸氣蒸餾法﹑煙氣提取法﹑索氏提取法方法進行處理，并調(diào)節(jié)氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）相關(guān)參數(shù)（毛細管規(guī)格50m×0.2mm×0.33μm，檢測器溫度280 ℃，進樣口溫度280 ℃，進樣量2μL，分流比10∶1，離子源溫度200 ℃，傳輸線溫度220 ℃）進行檢測分析，所得結(jié)果使用Wiley譜庫進行圖譜檢索。實驗表明，采用水蒸氣蒸餾法﹑索氏提取法提取巨豆三烯酮相對含量在2.14%~18.44%﹑0.43%~48%，煙氣提取法檢出率76%，最高相對含量為2.27%。于海帥等[11]采用水蒸氣蒸餾提取法﹑微波輔助法﹑超聲輔助水蒸氣蒸餾提取法對川芎揮發(fā)性成分進行提取，利用氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）測定分析各提取方法得到的產(chǎn)物。最終得到揮發(fā)性成分分別為19種﹑14種﹑21種，揮發(fā)油產(chǎn)率為0.84mL/100g﹑1.44mL/100g和0.76mL/100g，說明不同提取方法所得川芎揮發(fā)油成分和產(chǎn)率均不相同。段賓賓等[12]運用水蒸氣蒸餾法﹑酶法提取懷菊花揮發(fā)油，使用氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）進行分析不同方法提取的揮發(fā)油成分差異，并進行加香評吸實驗。儀器分析結(jié)果表明，水蒸氣蒸餾法所得產(chǎn)物共鑒定出36種成分，其中26種為已知化合物，得率為0.27%，酶法所得提取產(chǎn)物中共鑒定出36種成分，其中21種為已知化合物，得率為0.99%。兩種提取方法提取的揮發(fā)油相同化合物有10種，顏色略有不同。經(jīng)過卷煙加香評吸后發(fā)現(xiàn)，添加1.5%~3.0%的水蒸氣蒸餾法提取的懷菊花揮發(fā)油后，香氣量充足，香氣質(zhì)改善，具有明顯的正向作用，添加0.5%~1.5%的酶法提取的懷菊花揮發(fā)油后，煙氣豐滿﹑香氣質(zhì)好﹑煙氣細膩，對卷煙感官具有較好的改善。楊嘉偉等[13]采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）方法，建立了檢測煙用香精中甲醇﹑仲丁醇等的分析方法。利用有機溶劑乙醇提取香精香料，進行超聲萃取，利用GC-MS檢測分析，結(jié)果表明，目標化合物在一定范圍內(nèi)（0.56~72.0mg/L）具有良好的線性關(guān)系，回收率﹑RSD均符合檢測要求。表明該方法簡便﹑快速﹑靈敏度高，能夠有效用于煙用香精中甲醇﹑仲丁醇及香豆素黃樟素的分析。湯曉東等[14]建立了香精中有機酸的分離和測定，使用氣相色譜—質(zhì)譜（GC-MS）測定草酸﹑丙二酸﹑琥珀酸﹑蘋果酸﹑棕櫚酸﹑檸檬酸。樣品在25℃進行衍生，使用有機溶劑萃取，進行GC-MS檢測分析，選擇內(nèi)標（己二酸）進行定量。結(jié)果表明：分析的目標物在各自線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（回歸方程的R2均大于0.998），檢出限和定量限分別在0.004~0.080和0.013~0.267mg/kg之間，加標回收率在83.06%~110.29%之間，相對標準偏差在1.01%~6.50%之間。運用該方法對26個煙用香精樣品進行檢測，可以檢測中10種有機酸，且質(zhì)量分數(shù)的不同導(dǎo)致的差異明顯。該方法操作簡便，靈敏度和精密度高，適用于批量分析香精中10種有機酸的質(zhì)量分數(shù)。

氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）檢測煙用植物性香精香料具有分析效率高﹑分析速度快﹑靈敏度高﹑檢測樣品種類多等優(yōu)點，在煙草理化指標的檢測中均有較為重要的應(yīng)用，但對于難揮發(fā)和熱不穩(wěn)定的物質(zhì)難以分析。

1.2 液相色譜—質(zhì)譜法（LC-MS）

液相色譜—質(zhì)譜法（LC-MS）以液相色譜作為分離系統(tǒng)，質(zhì)譜作為檢測系統(tǒng)。樣品在流動相和質(zhì)譜部分分離，被離子化后，經(jīng)質(zhì)譜質(zhì)量分析器將離子碎片按質(zhì)量數(shù)分開，經(jīng)檢測器得到質(zhì)譜圖。液相色譜—質(zhì)譜法（LC-MS）主要在分析檢測不揮發(fā)性化合物﹑熱不穩(wěn)定化合物﹑大分子量化合物（蛋白﹑多肽等）等方面有著廣泛應(yīng)用。

徐淑浩等[15]運用液相色譜法測定煙用香精香料中甲醛﹑乙醛，取得了良好的實驗結(jié)果。將煙用香精香料用乙醇溶劑體系進行超聲萃取，在PH＜7的條件下，進行衍生化后，以乙腈-水為流動相，使用二極管陣列檢測器進行檢測。結(jié)果表明，甲醛﹑乙醛的回收率及相對標準偏差均符合相關(guān)要求。表明該方法適用于檢測煙用香精香料中的甲醛﹑乙醛。陳潤澤等[16]采用微波提取﹑溶劑提取﹑超聲波提取方法，探究溫度﹑波長等因素對小白菊內(nèi)酯提取的影響。使用液相色譜分析儀，選擇色譜條件（色譜柱4.6mm×150mm，5μm，流速1.0mL/min﹑柱溫30℃﹑波長210mm），制作標準曲線，進行分析檢測，得到小白菊內(nèi)酯含量分別0.71mg/g﹑1.40mg/g﹑1.37mg/g。調(diào)節(jié)得出最佳的小白菊內(nèi)酯提取工藝，最終實驗結(jié)果表明：采取微波提取法﹑料液比1∶5﹑提取時間40s﹑70%甲醇時提取效率最高，提取率達2.106mg/g。孟祥玉等[17]運用高效液相色譜法的同時使用加熱振蕩提取﹑超聲提取等樣品前處理技術(shù)對茶葉中的咖啡堿進行分析檢測。結(jié)果表明，運用微波萃取的樣品前處理方法，以乙醇溶液為溶劑，提取率較高，王建舫[18]等為測定金銀花中的綠原酸使用超聲提取法等樣品前處理方法，探究不同前處理方法的差異性，并運用高效液相色譜儀對其進行分析檢測。實驗結(jié)果表明，不同樣品前處理方法提取的綠原酸含量存在著不小的差異性。湯學(xué)東等[19]采用高效液相色譜-質(zhì)譜法測定煙用香精香料中的甲基異噻唑啉酮及其氯代物的含量。樣品采用甲醇提取,甲基異噻唑啉酮及其氯代物的線性范圍﹑檢出限﹑回收率﹑相對標準偏差均符合分析檢測要求。邵佩等[20]為了區(qū)分不同香精香料種類的差異，為香精香料的全面質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)，以18種香精香料為原料，建立了高效液相色譜—電噴霧檢測器（HPLC-CAD）同時測定香精香料中果糖﹑葡萄糖和蔗糖含量的方法，并選取了3個關(guān)鍵性物理指標進行測定，對不同香精香料進行綜合品質(zhì)對比分析。采用相關(guān)性分析﹑主成分分析﹑建立綜合評價模型以及聚類分析方法對不同香精香料品質(zhì)進行綜合評價。結(jié)果表明，建立的方法靈敏度高，準確性及重復(fù)性好，可用于香精香料中果糖﹑葡萄糖和蔗糖含量的測定。余晶晶等[21]對YC/T 447—2012中糖的測定方法進行優(yōu)化，直接利用高效液相色譜儀對煙用天然香精香料中10種水溶性糖進行分析檢測。結(jié)果表明：10種水溶性糖的檢出限﹑加標回收率﹑日內(nèi)﹑日間精密度均較好。采用所建立的分析方法對常用的煙用天然香精香料中10種水溶性糖進行檢測分，取得了良好的實驗效果。 陸林等[22]建立了一種同時測定香精香料中9種合成著色劑的高效液相色譜分析方法。樣品經(jīng)提取后過固相萃取凈化，以甲醇-乙腈-乙酸銨-檸檬酸銨體系作流動相，采用梯度洗脫和程序可變波長進行樣品檢測。結(jié)果表明，9種合成著色劑在0.5-20ug/mL有良好的線性關(guān)系，檢出限為0.036-0.082mg/kg，定量限為0.121-0.273mg/kg，加標回收率在86.11%-98.49%之間，相對標準偏差均小于5%，該方法耗時短，可滿足批量檢測要求，適用香精香料合成著色劑的測定。 李韻等[23]建立了一種測定煙用香精香料中芝麻酚﹑β-萘酚﹑β-細辛醚和黃樟素4種禁限用添加劑的高效液相色譜-熒光檢測（HPLC-FD）方法。樣品用乙醇振蕩萃取，提取液過0.45μm有機相濾膜后進行HPLC-FD分析。結(jié)果表明，以乙腈-水為流動相，在流速1.0mL/min下梯度洗脫，4種添加劑在8min內(nèi)得到了良好分離；在0.02~10μg/mL線性范圍內(nèi)，方法的定性檢出限為0.01-0.09mg/kg（S/N=3）?；厥章蕿?6.4%-112.1%，相對標準偏差（RSD）小于10%。19個煙用香精香料樣品中均無禁限用成分檢出，說明煙草行業(yè)在香精香料添加劑使用方面管理非常嚴格。該方法操作簡單快捷﹑重現(xiàn)性好，適用于煙用香精香料中芝麻酚﹑β-萘酚﹑β-細辛醚和黃樟素的同時測定。

液相色譜—質(zhì)譜法（LC-MS）具有分離效率高﹑選擇性好﹑靈敏度高等優(yōu)點。與氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）相比具有：不受試樣的揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性限制；流動相種類多，可通過優(yōu)化流動相提高分離效率等優(yōu)點。

2 結(jié)束語

傳統(tǒng)卷煙﹑新型煙草的快速發(fā)展及降焦減害工程的實施，煙用香精香料在煙草制品中起到的作用越發(fā)明顯，應(yīng)用日益廣泛。國民經(jīng)濟持續(xù)﹑健康﹑快速的發(fā)展，人們對卷煙香氣﹑余味﹑舒適性及健康問題越發(fā)關(guān)注。煙用香精香料深加工在國際上已經(jīng)成為一個重要產(chǎn)業(yè)，選擇合適的分析檢測技術(shù)（氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）﹑液相色譜—質(zhì)譜法（LC-MS）等）可以大量縮短分析時間﹑提高檢測效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，等優(yōu)點，分析檢測水平的提高將有力推動煙用香精香料的應(yīng)用與發(fā)展。