CN101131378A - 烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法 - Google Patents

烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法 Download PDF

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一种烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法，其特征在于：主要是利用美国Dionex(戴安)公司ASE200加速溶剂萃取仪，在设定的压力、温度、萃取时间等条件下，一次性萃取了C1～C18的挥发性和半挥发性有机酸，萃取液经过滤，并与N，O－双(三甲硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)衍生，进气相色谱－质谱(GC－MS)进行分析测定。利用本发明方法测定烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸，萃取溶剂的用量少，萃取时间短，本发明方法简单便捷，重现性好，分析测定灵敏度高，能对挥发性和半挥发性有机酸实现同时测定，改变了以往测定挥发性和半挥发性有机酸要用不同分析方法的状况，特别适用于大批量样品的分析测定。

Description

烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法
技术领域
本发明属于化学成分的测定方法，具体说是一种烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法。该方法利用戴安200加速溶剂萃取装置，在一定的温度压力下，一次性萃取了C1-C18的挥发性有机酸和高级脂肪酸，萃取液经过滤衍生，进气相色谱-质谱(GC-MS)进行分析测定。采用本方法分析，可以同时测定挥发性和半挥发性有机酸，改变了以往测定挥发性和半挥发性有机酸要用不同分析方法的状况。
技术背景
我们通常所说的烟草中的有机酸主要指氨基酸以外的有机酸。通常按挥发性能的强弱把有机酸分为挥发性、半挥发性和非挥发性有机酸，通常情况下，C10以下的低级脂肪酸和部分芳香酸是液体，也就是平常所说的挥发酸；C10以上的为生成油脂的高级脂肪酸，属于半挥发性酸；而二元酸和三元酸则属于非挥发性有机酸。挥发性有机酸含量很低，最多达0.1％～0.2％，有的甚至只有0.01％～0.05％，但其对烟草的感官质量却有很大的影响，它可以增加烟香，改善吸味，使余味醇和舒适。例如C4-C6脂肪酸能产生果味、奶味等。半挥发酸和非挥发酸占烟叶干重的10％左右，它们能与生物碱结合成盐，调节质子化和游离态烟碱比例，从而影响烟气的劲头和吃味。例如十四酸有柔和烟气的作用，十六酸有甜的蜡脂气息，能增加丰满度等(王瑞新，烟草化学。2003：99-144)。因此，研究烟草中挥发、半挥发性有机酸的种类和含量对了解烟草的内在质量和改进卷烟配方具有重要的指导意义。
目前国际上分析有机酸的前处理方法有很多，有水蒸汽蒸馏法、固相微萃取法、顶空分离法、同时蒸馏萃取法、超声波提取法等。其中，固相微萃取法、顶空分离法适合定性分析挥发性有机酸，对定量分析来说重现性不好(陈章玉，烟草科技，2000(8))；对于烟草中含量较高的甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等低分子量脂肪酸，由于它们水溶性强、挥发性强，采用传统的水蒸汽蒸馏法、有机溶剂提取法很难把它们与高级脂肪酸同时进行准确的定量分析，其它的液相色谱法和毛细管电泳法也很难做到这一点；并且其它分析方法所用有机溶剂多，分析时间长，过程复杂，挥发性成分损失大(李云，国产烤烟和香料烟中低级脂肪酸的研究。郑州烟草研究院硕士论文，1985。)。因此，有必要开发一种操作简便、重现性好、分析灵敏度高、适合同时分析挥发性和半挥发性有机酸的方法。
发明内容
本发明针对现有分析技术中存在的不足进行改进，专门设计了一种同时分析测定烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸方法，利用该方法萃取溶剂的用量少，萃取时间短，整个过程简单便捷，重现性好，分析测定灵敏度高，能对挥发性和半挥发性有机酸实现同时测定。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法包括以下步骤：
(1)烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的萃取：将烟叶或卷烟烟丝粉碎并过40目筛，得烟粉备用，称取0.2～1克烟粉若干份分别放入加速溶剂萃取仪的各萃取池中，向各池中分别加入40～60微升内标，打开加速溶剂萃取仪，萃取溶剂为CH2CL2与CH3CN的混合溶剂，对烟粉进行萃取；
(2)烟叶或卷烟烟丝萃取液的衍生：将萃取液过0.45微米的滤膜得到澄清液体，取其1～1.5毫升于色谱瓶中，加入衍生化试剂100～150微升摇匀，水浴40～60℃衍生30～50分钟，凉至室温后直接进GC-MS进行检测，实现对烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸含量的测定；
气相色谱-质谱分析条件：采用DB-5MS(50m×0.25mm×0.25μm)毛细管色谱柱分离，进样口温度：280℃，进样量1μL，分流比10∶1，柱流速1.0mL/min，升温程序：40℃保持3min，以4℃每分钟的升温速率升至280℃保持40min，质谱条件：EI源，电离电压70eV，扫描方式：SIM。
在本发明中，加速溶剂萃取仪选用美国Dionex公司ASE200加速溶剂萃取仪，以满足同时对多种成分的萃取，萃取试验条件为1500psi、200℃、萃取时间10～15min，循环3次。萃取溶剂为CH2CL2和CH3CN的混和萃取液，混合比例为1∶1～3。
本发明中的内标选择双内标即反-2-己烯酸和肉桂酸，C1-C10的挥发性有机酸以反-2-己烯酸为内标，C10以上的半挥发性有机酸以肉桂酸为内标；衍生化试剂选用N，O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)。
本方法与其它分析有机酸的方法相比主要是利用美国Dionex(戴安)公司ASE200加速溶剂萃取仪，在高温高压下，一次性萃取了C1-C18的挥发性和半挥发性有机酸，萃取液经过滤，并与BSTFA衍生后进气相色谱-质谱(GC-MS)进行分析测定。加速溶剂萃取法萃取溶剂得用量少，萃取时间短，简单便捷，重现性好，分析测定灵敏度高，能对挥发性和半挥发性有机酸实现同时测定，适用于大批量样品的分析。
具体实施方式
本发明通过以下具体实例作进一步描述，但并不限制本发明。
含量测定实例：
将卷烟烟丝粉碎并过40目筛，得烟粉备用。分别称取0.5克烟粉于Dionex200加速溶剂萃取装置的萃取池中，向其中加入50微升内标，萃取条件为1500psi、200℃、萃取时间15min、循环3次。将萃取液过0.45微米的滤膜得到澄清液体，取其1毫升于色谱瓶中，加入衍生化试剂N，O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)100微升摇匀，水浴40～60℃衍生30～50分钟，凉至室温后直接进GC-MS进行检测。内标选择双内标即反-2-己烯酸和肉桂酸(C1-C10的挥发性有机酸以反-2-己烯酸为内标，C10以上的半挥发性有机酸以肉桂酸为内标)。
采用本方法测定国外5个卷烟品牌中挥发、半挥发性有机酸的含量。每个样品进行2次平行测定，结果取其平均值，各有机酸的定量结果如表1所示。
表1五种国外卷烟烟丝中挥发、半挥发性有机酸的含量μg/g
卷烟牌号 甲酸 乙酸 丙酸 丁酸   2-甲基丁酸   3-甲基丁酸 戊酸   3-甲基戊酸 己酸
  1 2 3 4 5   348.675377.297248.170315.376404.868   444.472335.194367.583349.159723.564   2.9813.2532.4412.8545.449   0.5750.5580.4160.5211.064   1.0451.1370.9941.1551.765   0.5550.6900.7120.8781.609   1.6202.0261.5321.7921.923   0.5251.1251.139-①2.707   2.5373.0192.6373.0443.058
续表
卷烟牌号 乳酸   羟基乙酸   2-呋喃甲酸 庚酸 苯甲酸 辛酸 壬酸 癸酸 十二酸
  1 2 3 4 5   203.836140.187229.205213.160287.407   45.68742.28943.22741.85146.694   10.2529.63212.4499.76312.050   0.7690.8060.8170.7470.780   6.91810.78347.28410.02915.120   2.1022.3842.4902.2912.516   2.7822.5023.0723.6082.738   2.1342.38417.4221.7571.701   7.3013.7713.5572.7481.907
续表
  卷烟牌号   十四酸   十五酸   十六酸   十七酸   亚油酸   亚麻酸   油酸   十八酸   总量
  1 2 3 4 5   59.03275.75669.15260.80170.748   20.53330.64836.86322.57725.982   733.787762.357740.315677.494634.386   41.95944.12744.87740.296872.719   586.057584.690574.854546.261542.906   710.026682.716656.966620.108616.860   199.547205.578227.440183.282203.797   185.311199.975217.899172.023176.266   3621.0183524.8863553.5143283.6604660.584
注：①符号“-”表示含量太低未做定量
重复性、相对标准偏差以及回收率测定：
采用相同的样品分析方法对同一样品进行6次平行测定，结果如表2所示：在所测定的26个目标物中，相对标准偏差在1.73％～7.08％之间，说明方法的重复性比较好。
采用标样加入法测定回收率。将一定量的标样加入烟叶样品中，将加标样品和未加标样品平行进行前处理和定量分析。结果(表2)表明：所测有机酸的回收率在81.1％～106.4％之间，说明方法的测定结果比较准确。
表2方法的回收率和重复性
有机酸 原含量μg   相对标准偏差RSD％ 加入量μg 测定值μg 回收率％
  甲酸乙酸丙酸丁酸2-甲基丁酸3-甲基丁酸戊酸3-甲基戊酸己酸乳酸羟基乙酸2-呋喃甲酸庚酸苯甲酸辛酸壬酸癸酸十二酸十四酸十五酸十六酸十七酸亚油酸亚麻酸油酸十八酸   139.226158.5421.2850.2290.8700.4990.9860.3351.44168.70625.8883.6720.2292.3020.6830.8610.5411.10329.7987.325357.63922.417330.551400.99895.97093.752   4.13％3.33％4.59％6.18％6.07％6.44％4.35％5.34％6.36％2.11％4.02％2.79％4.70％2.58％5.42％7.08％6.06％6.74％5.23％4.38％2.83％2.51％1.73％1.85％1.73％1.88％   152.463186.2590.9581.2152.4340.8991.1560.9092.54965.50245.7533.9520.6342.3501.2101.3350.7342.56130.3042.833347.67423.337287.274394.512123.544109.110   289.628335.9982.1451.2543.0381.3341.9231.1733.572125.08866.6837.0920.8424.5561.8542.2321.2233.82959.1849.993669.54144.020596.714724.795199.166185.652   98.6％95.3％89.7％84.4％89.1％92.5％81.1％92.2％83.6％86.1％89.1％86.5％96.6％95.8％96.7％102.7％92.9％106.4％96.9％94.1％89.7％92.6％92.7％82.1％83.5％84.2％
说明：表1中所测样品是成品卷烟的烟丝，在做重复性时所用样品是未加工前的烟叶，烟叶经过加香加料处理后，挥发酸、半挥发酸的含量有可能增加。

Claims (6)

1.一种烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的萃取：将烟叶或卷烟烟丝粉碎并过40目筛，得烟粉备用，称取0.2～1克烟粉放入加速溶剂萃取仪的萃取池中，加入40～60微升内标，打开加速溶剂萃取仪，萃取溶剂为CH2CL2和CH3CN混合萃取液，对烟粉进行萃取；
(2)烟叶或卷烟烟丝萃取液的衍生：将萃取液过0.45微米的滤膜得到澄清液体，取其1～1.5毫升于色谱瓶中，加入衍生化试剂100～150微升摇匀，水浴40～60℃衍生30～50分钟，凉至室温后直接进GC-MS进行检测，实现对烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸含量的测定；
气相色谱-质谱分析条件：采用DB-5MS(50m×0.25mm×0.25μm)毛细管色谱柱分离，进样口温度：280℃，进样量1μL，分流比10∶1，柱流速1.0mL/min，升温程序：40℃保持3min，以4℃每分钟的升温速率升至280℃保持40min，质谱条件：EI源，电离电压70eV，扫描方式：SIM。
2.根据权利要求1所述的烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法，其特征在于：加速溶剂萃取仪选用美国Dionex(戴安)公司ASE200加速溶剂萃取仪。
3.根据权利要求1所述的烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法，其特征在于：萃取试验条件为1500psi、200℃、萃取时间10～15min，循环3次。
4.根据权利要求1所述的烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法，其特征在于：CH2CL2和CH3CN的混和比例为1∶1～3。
5.根据权利要求1所述的烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法，其特征在于：内标选择双内标即反-2-己烯酸和肉桂酸，C1-C10的挥发性有机酸以反-2-己烯酸为内标，C10以上的半挥发性有机酸以肉桂酸为内标。
6.根据权利要求1所述的烟叶或烟丝中挥发性和半挥发性有机酸的测定方法，其特征在于：衍生化试剂选用N，O-双三甲硅基三氟乙酰胺。
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