烟用香精香料检测方法研究进展

王鹤达 田云恒 张珊珊

陕西中烟工业有限责任公司 陕西 西安 710000

引言

传统卷烟降焦减害工程的实施及新型烟草的崛起，烟用香精香料在烟草制品中扮演着越发重要的角色。适当添加香精香料可以改善烟草制品的香气量﹑香气质﹑余味及口腔舒适性等。此外烟草作为农副产品，受土壤﹑气候﹑温湿度﹑栽培技术及后期加工工序的影响，烟叶品质会产生一定波动[1-2]。烟用香精香料常用的制备方法有：水蒸气蒸馏法﹑超临界CO2萃取法﹑同时蒸馏萃取法﹑超声波辅助法﹑分子蒸馏法﹑溶剂浸提法等[3-4]。常用的香精香料的分析方法有：气相色谱—质谱法（GC-MS）﹑液相色谱—质谱法（LC-MS）等。选择合适的分析方法检测香精香料，可以帮助企业节约大量时间﹑检测成本。

1 烟用香精香料检测分析

由于原料的生物活性﹑分子量﹑单糖组成﹑糖醛酸含量以及空间构型不同[5-7]，从而导致产物得率﹑纯度﹑理化性质﹑结构特征﹑功能特性存在差异性[8]。针对不同种类的香精香料选择不同的检测方法尤为重要。使用气相色谱—质谱法（GCMS）﹑液相色谱—质谱法（LC-MS）等方法可以帮助企业鉴别香精香料的种类﹑名称及产品质量，有效降低检测时间，节约企业成本。

1.1 气相色谱—质谱法（GC-MS）

气相色谱仪对混合物的各组分具有高效分离的作用，主要用于定量分析。质谱仪可以帮助确定化合物分子式﹑官能团等，具有较强的定性能力和灵敏度。气相色谱法和质谱法实现联用，可以最大程度发挥各自特点，实现对复杂组分样品的检测分析。

杜欢哲等[9]建立了烟用香原料（精油/净油﹑浸膏/提取物﹑酊剂）的ODP-GC-MS（嗅觉检测—气质联用）检测方法，并以压榨圆柚油为例进行辨香﹑仿香研究。结果表明：压榨圆柚油主要香气成分为α-蒎烯﹑壬醛（青香）﹑苧烯﹑柠檬醛﹑圆柚酮（果香）﹑芳樟醇﹑松油醇（甜香花香）﹑香芹酮（药香），利用该结果仿制压榨圆柚油。陈泽鹏等[10]对不同产地，不同品种和不同部位的烤烟样品，采取水蒸气蒸馏法﹑烟气提取法﹑索氏提取法方法进行处理，并调节气相色谱—质谱法（GC-MS）相关参数（毛细管规格50m×0.2mm×0.33μm，检测器温度280 ℃，进样口温度280 ℃，进样量2μL，分流比10∶1，离子源温度200 ℃，传输线温度220 ℃）进行检测分析，所得结果使用Wiley谱库进行图谱检索。实验表明，采用水蒸气蒸馏法﹑索氏提取法提取巨豆三烯酮相对含量在2.14%~18.44%﹑0.43%~48%，烟气提取法检出率76%，最高相对含量为2.27%。于海帅等[11]采用水蒸气蒸馏提取法﹑微波辅助法﹑超声辅助水蒸气蒸馏提取法对川芎挥发性成分进行提取，利用气相色谱—质谱法（GC-MS）测定分析各提取方法得到的产物。最终得到挥发性成分分别为19种﹑14种﹑21种，挥发油产率为0.84mL/100g﹑1.44mL/100g和0.76mL/100g，说明不同提取方法所得川芎挥发油成分和产率均不相同。段宾宾等[12]运用水蒸气蒸馏法﹑酶法提取怀菊花挥发油，使用气相色谱—质谱法（GC-MS）进行分析不同方法提取的挥发油成分差异，并进行加香评吸实验。仪器分析结果表明，水蒸气蒸馏法所得产物共鉴定出36种成分，其中26种为已知化合物，得率为0.27%，酶法所得提取产物中共鉴定出36种成分，其中21种为已知化合物，得率为0.99%。两种提取方法提取的挥发油相同化合物有10种，颜色略有不同。经过卷烟加香评吸后发现，添加1.5%~3.0%的水蒸气蒸馏法提取的怀菊花挥发油后，香气量充足，香气质改善，具有明显的正向作用，添加0.5%~1.5%的酶法提取的怀菊花挥发油后，烟气丰满﹑香气质好﹑烟气细腻，对卷烟感官具有较好的改善。杨嘉伟等[13]采用气相色谱质谱联用（GC-MS）方法，建立了检测烟用香精中甲醇﹑仲丁醇等的分析方法。利用有机溶剂乙醇提取香精香料，进行超声萃取，利用GC-MS检测分析，结果表明，目标化合物在一定范围内（0.56~72.0mg/L）具有良好的线性关系，回收率﹑RSD均符合检测要求。表明该方法简便﹑快速﹑灵敏度高，能够有效用于烟用香精中甲醇﹑仲丁醇及香豆素黄樟素的分析。汤晓东等[14]建立了香精中有机酸的分离和测定，使用气相色谱—质谱（GC-MS）测定草酸﹑丙二酸﹑琥珀酸﹑苹果酸﹑棕榈酸﹑柠檬酸。样品在25℃进行衍生，使用有机溶剂萃取，进行GC-MS检测分析，选择内标（己二酸）进行定量。结果表明：分析的目标物在各自线性范围内线性关系良好（回归方程的R2均大于0.998），检出限和定量限分别在0.004~0.080和0.013~0.267mg/kg之间，加标回收率在83.06%~110.29%之间，相对标准偏差在1.01%~6.50%之间。运用该方法对26个烟用香精样品进行检测，可以检测中10种有机酸，且质量分数的不同导致的差异明显。该方法操作简便，灵敏度和精密度高，适用于批量分析香精中10种有机酸的质量分数。

气相色谱—质谱法（GC-MS）检测烟用植物性香精香料具有分析效率高﹑分析速度快﹑灵敏度高﹑检测样品种类多等优点，在烟草理化指标的检测中均有较为重要的应用，但对于难挥发和热不稳定的物质难以分析。

1.2 液相色谱—质谱法（LC-MS）

液相色谱—质谱法（LC-MS）以液相色谱作为分离系统，质谱作为检测系统。样品在流动相和质谱部分分离，被离子化后，经质谱质量分析器将离子碎片按质量数分开，经检测器得到质谱图。液相色谱—质谱法（LC-MS）主要在分析检测不挥发性化合物﹑热不稳定化合物﹑大分子量化合物（蛋白﹑多肽等）等方面有着广泛应用。

徐淑浩等[15]运用液相色谱法测定烟用香精香料中甲醛﹑乙醛，取得了良好的实验结果。将烟用香精香料用乙醇溶剂体系进行超声萃取，在PH＜7的条件下，进行衍生化后，以乙腈-水为流动相，使用二极管阵列检测器进行检测。结果表明，甲醛﹑乙醛的回收率及相对标准偏差均符合相关要求。表明该方法适用于检测烟用香精香料中的甲醛﹑乙醛。陈润泽等[16]采用微波提取﹑溶剂提取﹑超声波提取方法，探究温度﹑波长等因素对小白菊内酯提取的影响。使用液相色谱分析仪，选择色谱条件（色谱柱4.6mm×150mm，5μm，流速1.0mL/min﹑柱温30℃﹑波长210mm），制作标准曲线，进行分析检测，得到小白菊内酯含量分别0.71mg/g﹑1.40mg/g﹑1.37mg/g。调节得出最佳的小白菊内酯提取工艺，最终实验结果表明：采取微波提取法﹑料液比1∶5﹑提取时间40s﹑70%甲醇时提取效率最高，提取率达2.106mg/g。孟祥玉等[17]运用高效液相色谱法的同时使用加热振荡提取﹑超声提取等样品前处理技术对茶叶中的咖啡碱进行分析检测。结果表明，运用微波萃取的样品前处理方法，以乙醇溶液为溶剂，提取率较高，王建舫[18]等为测定金银花中的绿原酸使用超声提取法等样品前处理方法，探究不同前处理方法的差异性，并运用高效液相色谱仪对其进行分析检测。实验结果表明，不同样品前处理方法提取的绿原酸含量存在着不小的差异性。汤学东等[19]采用高效液相色谱-质谱法测定烟用香精香料中的甲基异噻唑啉酮及其氯代物的含量。样品采用甲醇提取,甲基异噻唑啉酮及其氯代物的线性范围﹑检出限﹑回收率﹑相对标准偏差均符合分析检测要求。邵佩等[20]为了区分不同香精香料种类的差异，为香精香料的全面质量控制提供科学依据，以18种香精香料为原料，建立了高效液相色谱—电喷雾检测器（HPLC-CAD）同时测定香精香料中果糖﹑葡萄糖和蔗糖含量的方法，并选取了3个关键性物理指标进行测定，对不同香精香料进行综合品质对比分析。采用相关性分析﹑主成分分析﹑建立综合评价模型以及聚类分析方法对不同香精香料品质进行综合评价。结果表明，建立的方法灵敏度高，准确性及重复性好，可用于香精香料中果糖﹑葡萄糖和蔗糖含量的测定。余晶晶等[21]对YC/T 447—2012中糖的测定方法进行优化，直接利用高效液相色谱仪对烟用天然香精香料中10种水溶性糖进行分析检测。结果表明：10种水溶性糖的检出限﹑加标回收率﹑日内﹑日间精密度均较好。采用所建立的分析方法对常用的烟用天然香精香料中10种水溶性糖进行检测分，取得了良好的实验效果。 陆林等[22]建立了一种同时测定香精香料中9种合成着色剂的高效液相色谱分析方法。样品经提取后过固相萃取净化，以甲醇-乙腈-乙酸铵-柠檬酸铵体系作流动相，采用梯度洗脱和程序可变波长进行样品检测。结果表明，9种合成着色剂在0.5-20ug/mL有良好的线性关系，检出限为0.036-0.082mg/kg，定量限为0.121-0.273mg/kg，加标回收率在86.11%-98.49%之间，相对标准偏差均小于5%，该方法耗时短，可满足批量检测要求，适用香精香料合成着色剂的测定。 李韵等[23]建立了一种测定烟用香精香料中芝麻酚﹑β-萘酚﹑β-细辛醚和黄樟素4种禁限用添加剂的高效液相色谱-荧光检测（HPLC-FD）方法。样品用乙醇振荡萃取，提取液过0.45μm有机相滤膜后进行HPLC-FD分析。结果表明，以乙腈-水为流动相，在流速1.0mL/min下梯度洗脱，4种添加剂在8min内得到了良好分离；在0.02~10μg/mL线性范围内，方法的定性检出限为0.01-0.09mg/kg（S/N=3）。回收率为86.4%-112.1%，相对标准偏差（RSD）小于10%。19个烟用香精香料样品中均无禁限用成分检出，说明烟草行业在香精香料添加剂使用方面管理非常严格。该方法操作简单快捷﹑重现性好，适用于烟用香精香料中芝麻酚﹑β-萘酚﹑β-细辛醚和黄樟素的同时测定。

液相色谱—质谱法（LC-MS）具有分离效率高﹑选择性好﹑灵敏度高等优点。与气相色谱—质谱法（GC-MS）相比具有：不受试样的挥发性和热稳定性限制；流动相种类多，可通过优化流动相提高分离效率等优点。

2 结束语

传统卷烟﹑新型烟草的快速发展及降焦减害工程的实施，烟用香精香料在烟草制品中起到的作用越发明显，应用日益广泛。国民经济持续﹑健康﹑快速的发展，人们对卷烟香气﹑余味﹑舒适性及健康问题越发关注。烟用香精香料深加工在国际上已经成为一个重要产业，选择合适的分析检测技术（气相色谱—质谱法（GC-MS）﹑液相色谱—质谱法（LC-MS）等）可以大量缩短分析时间﹑提高检测效率，降低企业生产成本，等优点，分析检测水平的提高将有力推动烟用香精香料的应用与发展。