超高效液相色谱法测定卷烟烟丝中7种水溶性糖含量

汤建国，袁大林，乔丹娜

［红塔烟草（集团）有限责任公司技术中心，云南玉溪 653100］

超高效液相色谱法测定卷烟烟丝中7种水溶性糖含量

汤建国，袁大林，乔丹娜

［红塔烟草（集团）有限责任公司技术中心，云南玉溪 653100］

以ACQUITY UPLC BEH Amide柱为分析柱，乙腈- 0.2%三乙胺-水作为流动相，建立了超高效液相色谱-蒸发光散射检测器测定卷烟烟丝中鼠李糖、木糖、果糖、甘露糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖7种水溶性糖的分析方法。7种水溶性糖回归方程的线性相关系数均大于0.999，检出限为0.56～1.11 μg/m L。7种水溶糖的回收率在90.43%～106.41%之间，相对标准偏差为1.66%～4.35%(n=6)。该方法灵敏度、准确度高，稳定性好，可用于大批量卷烟烟丝中水溶性糖含量的测定。

超高效液相色谱；卷烟；水溶性糖

卷烟中糖类物质含量高，可达到卷烟烟丝干重的25%～50%，对卷烟品质影响较大；特别是水溶性糖在卷烟燃吸过程中进行酸性反应，使吃味醇和、形成香气前体物质，同时还具有一定的保润功能，是体现卷烟品质的重要指标之一，因此测定卷烟烟丝中水溶性糖含量及其变化规律，对于烟草加工、卷烟配方、卷烟产品开发与维护等具有重要意义［1］。

目前，卷烟烟丝中水溶性糖的测定方法有连续流动分析法［2］、近红外光谱法［3］、毛细管电泳法［4］、离子色谱法［5］、气相色谱法［6］和液相色谱法［7-11］等，其中高效液相色谱法已经成为测定烟草中水溶性糖类化合物的主要方法。超高效液相色谱借助于高效液相色谱法（HPLC）的理论及原理，涵盖了小颗粒填料、非常低的系统体积及快速检测手段等全新技术，增加了分析的通量、灵敏度及色谱峰容量，其分析速度、灵敏度及分离度分别是HPLC的9倍、3倍及 1.7倍［11］；而蒸发光散射检测器（ELSD）具有不要求恒温、恒流速、稳定性好及可以进行梯度洗脱、灵敏度高等优点［12］。基于此，笔者以超高效液相色谱-蒸发光散射检测器建立了卷烟烟丝中水溶性糖的分析方法，并分析了不同类型、不同风格卷烟烟丝中水溶性糖含量，为烟草加工、卷烟配方以及产品开发维护等提供技术支持。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

超高效液相色谱仪：Acquity型，配备真空脱气机、二元梯度泵、自动进样器、恒温柱箱、蒸发光散射检测器和色谱工作站，美国Waters公司；

数控超声波清洗仪：KQ3200DB型，昆山超声仪器有限公司；

电子天平：AE240型，0.0001 g，瑞士梅特勒公司；

超纯水仪：M illi-Q Integral型，美国M illipore公司；

固相萃取装置：SPE 12 Port型，美国Aglient公司；

鼠李糖、D-木糖、D-果糖、D-甘露糖、葡萄糖、蔗糖：纯度均为98%，美国Aldrich公司；

麦芽糖：99.5%，美国Aldrich公司；

乙腈：色谱纯，美国Fisher公司；

甲醇：色谱纯，美国Merck公司；

三乙胺：分析纯，美国Merck公司；

实验用水：电阻率不小于18.2 MΩ·cm；

卷烟样品：红塔集团技术中心提供。

1.2 样品前处理

称取 1.0g（精确至 0.0001 g）卷烟烟丝于100m L锥形瓶中，加入20m L 的乙腈-水（体积比 70∶30），在35℃下，以50W功率超声30m in 。过滤后，取5 m L过固相萃取小柱，待液体全部流过小柱后，用2 m L乙腈-水（体积比70∶30）冲洗，萃取液和洗脱液收集到10m L容量瓶中，定容后，过0.22 µm 有机滤膜，用于 UPLC 分析。

1.3 色谱条件

色 谱 柱：ACQUITY UPLC BEH Am ide 柱（2.1 mm×50mm，1.7 µm，美国 Waters公司）；流动相：A(水 ),B(0.2% 三乙胺 - 乙腈溶液 )，流速为 0.15 m L/min,梯度洗脱程序见表1；柱温：45℃；进样体积：5 µL；ELSD条件：漂移管温度为55℃；载气：氮气；气体压力：276 kPa（40Psi）；喷雾器模式：冷却；数据率：10bps。采用与标样对比保留时间定性，外标法定量。

表1 UPLC梯度洗脱程序

在此色谱条件下，标准样品和卷烟烟丝样品的色谱图分别见图1和图2。

图1 标准样品色谱图

图2 样品色谱图

2 结果与讨论

2.1 色谱分析条件优化

选用对水溶性糖具有较高分离度的ACQUITY UPLC BEH Am ide色谱柱为分析柱，以水（A相）- 0.2%三乙胺-乙腈（B相）体系作为流动相的梯度洗脱方式，综合考虑分离效果、分析时间等因素，确定的梯度洗脱程序见表1。漂移管温度和载气流速是ELSD检测器的两个重要参数，实验优化后，当漂移管温度为55℃、载气压力为276 kPa（40Psi）时，可达到最小的噪声信号，色谱图基线平稳。

2.2 萃取小柱与萃取条件选择

为了消除卷烟中植物碱、蛋白质、色素等化学成分干扰，降低色谱柱污染，选用Waters Oasis HLB为固相萃取小柱净化萃取液。以乙腈-水为萃取溶剂，分别考察了超声萃取的功率、温度和时间对萃取效果的影响。最终优化条件为于35℃，以50W功率超声萃取30m in。

2.3 工作曲线、检出限、定量限

分别配制系列浓度为 5，10，20，50，100，250，500，1 000µg/m L 的 7 种糖的混合标准溶液，按 1.3的分析条件进行测定，以峰面积对数(y)为纵坐标，浓度（µg/m L）对数(x)为横坐标绘制工作曲线，线性回归方程、相关系数、检出限及定量限见表2。

表2 回归方程、相关系数、检出限和定量限

由表2可知，所测定7种水溶性糖的线性回归方程的相关系数均大于 0.999，检出限在 0.56～1.11µg/m L之间。

2.4 精密度及回收试验

将一卷烟烟丝样品分成 6份，分别按 1.2，1.3所述方法进行处理和分析，结果见表3。

表3 水溶性糖含量测定结果(n=6）

将前一卷烟烟丝样品分成3份，分别加入20µg/m L 的 7 种糖混合标样，按 1.2、1.3 所述方法进行处理和分析，计算平均回收率，结果见表4。

表4 回收率试验结果（n=3）

由表3、表4可知，7种水溶性糖测定结果的相对标准偏差在 1.66%～4.35% 之间，回收率在90.43%～106.41% 之间，说明本方法具有较好的精密度和准确度，适用于卷烟烟丝中这7种水溶性糖的定量分析。

2.5 样品分析

采用此方法测定了15个不同类型、不同品牌的卷烟烟丝中水溶性糖的含量，其中1#～5#为混合型卷烟，6#～15#为烤烟型卷烟，分析结果见表5。由表5可知，7种水溶性糖在卷烟中含量差异较大，果糖和葡萄糖含量较高，甘露糖、木糖、鼠李糖含量较低，鼠李糖有的未检出；不同类型的卷烟中水溶性总糖含量不同，烤烟型卷烟（6#～15#）中水溶性糖含量高于混合型卷烟（1#～5#）。

3 结语

采用氨基分析柱建立了超高效液相色谱-蒸发光散射检测法同时测定卷烟烟丝中7种水溶性糖的分析方法。该方法操作简便，稳定性、重复性好，灵敏度、准确度高，可应用于大批量卷烟中水溶性糖定量分析。

表5 卷烟烟丝中水溶性糖含量 mg/g

［1］闫克玉.烟草化学[M].郑州：郑州大学出版社，2002:23-56.

［2］YC/T 159-2002 烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法[S].

［3］Cheng D，Wang F，Shao X G，et al. Research on the nonlinear model of near infrared spectroscopy and the total sugar of tobacco samples[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis，2004，24(6)：672-674.

［4］马强，何友昭.烟草中糖的毛细管区带电泳分离[J].色谱，2002，20(3):230-232.

［5］YC/T 251-2008 烟草及烟草制品葡萄糖、果糖、蔗糖的测定离子色谱法[S].

［6］张峻松，宣晓泉，唐纲岭，等.毛细管气相色谱法测定烟草中葡萄糖、果糖、蔗糖的含量[J].中国烟草学报，2007，13(2):17-20.

［7］杨俊，刘江生，蔡继宝，等.高效液相色谱-蒸发光散射检测法测定烟草中的水溶性糖[J].分析化学，2005，33(11):1 596-1 598.

［8］程勇，李庆廷，李剑政，等.Prevail糖柱-HPLC-ELSD法测定烟草中水溶性糖[J].烟草科技，2010(3):32-37.

［9］孙雨安，王国庆，张应军，等.高效液相色谱-蒸发光散射检测法测定烟草中水溶性糖[J].分析科学学报，2004，20(5):531-533.

［10］Clarke M B，Bezabeh D Z，How ard C T.Determ ination of carbohydrates in tobacco products by liquid chromatographymass spectrometry：a comparison w ith ion chromatography and application to product discrimination[J]. Journal of Agricultural and Food Chem istry，2006，54(6):1 975-1 981.

［11］毛智慧，汤建国，杨继，等.烟草中水溶性糖的超高效液相色谱分析及聚类分析研究[J].分析试验室，2011，30(3):115-117.

［12］刘江生.烟用香精香料的高效液相色谱-蒸发光散射法质量控制研究 [J].中国测试技术，2007，33(2):128-129.

Determ ination of Carbohydrates in Cigarette by Ultra Performance Liquid Chromatography

Tang Jianguo，Yuan Dalin，Qiao Danna
［R&D Center of Hongta Tobacco(Group) Co.，Ltd.，Yuxi 653100，China］

A new method for the determ ination of seven carbohydrates such as rhamnose，xylose，fructose，mannose，glucose，sucrose，maltose in cigarette by ultra performance liquid chromatography w ith evaporative light scattering detector was established. The carbohydrates were separated on acquity UPLC BEH Am ide column by using acetonitrile-0.2% TEA-water as the mobile phase. The linear regression coeffi cients of seven carbohydrates were more than 0.999, detection lim its were 0.56-1.11 μg/m L. Recoveries of the method for the seven carbohydrates were 90.4%-106.4%w ith relative standard deviations of 0.78%-5.66 %(n=6). This method is sensitive and accurate, it can be applied to the determination of carbohydrates in cigarette.

ultra performance liquid chromatography; cigarette; carbohydrate

O657.7+2

A

1008-6145(2012)01-0017-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2012.01.005

联系人：汤建国；E-mail:jgtang@163.com

2011-11-08