背景介绍
有机酸作为卷烟主流烟气关键成分,其种类繁多,是一类重要的香味物质,主要含有短链挥发性羧酸(C1~C5)、长链脂肪酸(C6~C22)、羟羧酸和苯甲酸类等物质。因其理化特性和香气特征,其释放量对卷烟的感官品质如香气风格、吸味、烟气酸碱度、刺激性等有着重要影响,烟气中的挥发性的短链饱和脂肪酸异戊酸和乙酸是烟气关键的酸味物质,对烤烟型卷烟烟气酸香贡献最大。不饱和脂肪酸如巴豆酸、4-戊烯酸等芳香酸如苯甲酸、肉桂酸等还能赋予果味、甜香、奶油味等烟气特征,因此,准确测定卷烟烟气中有机酸的释放量对卷烟产品风格特征的彰显及内在质量精准把控有重要意义。
文章亮点
1.报道了一种前处理简单、高效、灵敏的气相色谱-质谱同时测定卷烟主流烟气中甲酸、乙酸、巴豆酸、糠酸、油酸、硬脂酸和二十酸等30种挥发半挥发性有机酸释放量的分析方法;
2. 通过优化前处理萃取和色谱条件,采用极性DB-FFAP毛细管柱,涡旋震荡溶剂萃取,无需衍生直接进样,可以实现卷烟主流烟气30种挥发半挥发性有机酸的分析测定;
3.本方法适用于不同类型卷烟主流烟气中30种挥发半挥发性有机酸释放量测定,可为卷烟产品设计、自主调香、风格特征评价提供关键技术支撑。
内容介绍
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
1.2.1 卷烟样品抽吸
1.2.2 滤片萃取方法
卷烟抽吸结束后,将1张剑桥滤片转移至 20 mL顶空瓶中,添加50 μL含反式-2-己烯酸和十六酸-d31的内标溶液,再加10 mL甲醇,拧盖密封,以2500 r/min转速涡旋振荡10 min,静置后,并转移于样品色谱瓶中1.0 mL上机待测。
1.3 气相色谱-质谱分析条件
1.4 标准溶液配置
准确称取约0.25 g的十六酸-d31和0.25 g的反-2-己烯酸,置于50 mL的容量瓶中,加入V(二氯甲烷):V(乙腈)=1:2混合溶液定容,得到内标浓度为5 mg/mL混合内标标准溶液。
2 结果与讨论
2.1 色谱柱优化
本实验在1.3仪器设定条件下,考察了非极性DB-5MS(60 m×0.25 mm×0.25 μm)、中等极性DB-624(60 m×0.32 mm×1.8 μm)和极性DB-FFAP(60 m×0.25 mm×0.25 μm)3种不同极性的色谱柱对烟气中30种有机酸分离的效果,TIC总离子流图见图1。
2.2 萃取溶剂优化
选择同一样品,涡旋振荡萃取同为10 min条件下,考察了二氯甲烷、异丙醇、乙腈、甲醇、和正己烷5种溶剂萃取效率的差异分析。不溶剂萃取测定结果以甲醇测定结果为对照,归一法处理后做柱状图对比分析,由图2可知,由于有机酸极性较强,溶剂极性较低的二氯甲烷和正己烷则萃取效率也最低;而极性溶剂甲醇、乙腈和异丙醇相比,甲醇萃取效率略高于乙腈和异丙醇,因此本实验选择甲醇作为萃取溶剂。
2.3 萃取时间优化
对同一样品采用甲醇作为萃取溶剂,考察不同涡旋振荡时间2、5、10、20、30 min对萃取效率的影响。不同萃取时间测定结果以振荡10 min测定结果为对照,归一法处理后做柱状图对比分析(图3)。
2.4 方法评价
2.4.1 线性回归方程、检出限和定量限
在优化的色谱和质谱条件下,分别对30种不同浓度有机酸混合标准溶液进行GC/MS分析,以反式-2-己烯酸和十六酸-d31为内标,采用内标法定量,各种有机酸与内标的峰面积比为纵坐标(Y),各种有机酸质量浓度为横坐标(X,μg/mL),回归分析,得到其线性回归方程及相关系数,见表4。
2.5 实际样品分析测定
采用本方法测定了12种不同品牌卷烟主流烟气30种有机酸的释放量(表6)。
3 结论 本文通过优化前处理萃取和色谱条件,采用极性DB-FFAP毛细管柱,涡旋震荡溶剂萃取,建立非衍生化气相色谱-质谱同时测定卷烟主流烟气中甲酸、乙酸、巴豆酸、糠酸、油酸、硬脂酸和二十酸等30种挥发半挥发性有机酸释放量的分析方法。 与传统的衍生化气相色谱法相比,本方法避免了衍生化方法步骤繁琐、耗时的不足;与高相液相色谱和离子色谱法相比,避免检测器限制,可以同时测定30种挥发半挥发性有机酸释放量,检测灵敏度明显提升。因此,本方法前处理简单、高效、灵敏,适用于不同类型卷烟主流烟气中30种挥发半挥发性有机酸释放量测定。