CN101718757B - 一种测定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分释放率的方法 - Google Patents
一种测定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分释放率的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种测定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分释放率的方法，主要是通过对无烟气烟草制品进行前处理和仪器分析，来确定该烟草制品中非极性或弱极性香味成分的释放率，具体步骤如下：称取等量的无烟气烟草制品两份，分别加入人工唾液和二氯甲烷标准物质溶液，并密封震荡，将唾液提取物用等量的二氯甲烷标准物质溶液萃取两次，合并萃取液，干燥冷藏后浓缩进样；用GC和GC-MS对提取成份进行分离及检测，通过保留时间和质谱数据库检索确定非极性或弱极性香味成分的含量，再将唾液中提取成分的量与二氯甲烷溶液直接萃取成分的量进行比较，从而得出无烟气烟草制品香味提取成分的释放率。本发明具有工艺简单、分析速度快，准确性好及样品物理状态不限等优点。
Description
技术领域
本发明属于烟草领域，具体的讲是一种测定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分释放率的方法。
背景技术
目前，卷烟消费是我国烟草消费的主要形式。随着公众对健康的日益关注，社会对公共场所吸烟的限制逐渐严格。我国作为世界卫生组织成员国之一已经签署了《烟草控制框架公约》。
尽管吸烟对健康存在影响，但是由于烟草的独特魅力，全世界烟草消费人群的总数仍有上升的趋势。出于健康和社会压力，烟草行业正努力探索既能满足消费者的需要又减少吸烟对身体危害的烟草消费形式。抽烟的危害主要来自于烟草燃烧产生的烟雾，减少吸烟危害的一个直接的方式就是消除卷烟烟雾，而开发无烟气烟草制品，正是解决既能满足吸烟人群的需要，又能减少吸烟对公众危害的措施之一。
在国外，无烟气烟草制品的历史悠久。近年来，由于各国政府对公共场所吸烟的限制，使得无烟气烟草制品的消费量呈逐年增加的趋势。据统计，2006年度，仅美国口含烟的消费量已超过40亿美元[Swedish match nnual report2006]。国外现有的无烟气烟草制品在安全性上已经受了长期的市场考验[Inhalation Toxicology 2005，17：741；Harm Reduction Journal 2006，3：37.]。
我国拥有庞大的烟草消费群体，同时也是潜在的无烟气烟草消费者。目前国内对无烟气烟草制品的研制还处于起步阶段，研究无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分的释放对于我国无烟气烟草制品的研发、以及如何从口感和风格上吸引消费者有一定的启迪和借鉴作用。
目前国外对无烟气烟草制品中相关成分释放的研究多数集中在烟碱方面[In Vitro Release of Nicotine From Chewing Gum Formulations，DissolutionTechnologies 2004：12-15]，对无烟气烟草制品中更多香味成分释放行为的研究国内外还未见有报道。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出以无机盐、有机酸及去离子水等配制的溶液(pH＝6.6-7.1)为溶出介质，模拟无烟气烟草制品非极性或弱极性香味成分在口腔中的释放，然后以二氯甲烷为溶剂提取非极性或弱极性香味成分作为无烟气烟草制品固有成分，用气相色谱质谱联用技术对非极性或弱极性香味成分进行定性定量，由此确定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分的释放率。
本发明的目的是通过以下技术措施来实现的，本测定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分释放率的方法，是通过对无烟气烟草制品进行前处理和仪器分析，来确定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分的释放率，具体步骤如下：
1)样品准备：配制人工唾液(I)和浓度范围在(10-100)ppm的标准物质(如烟酸甲酯、乙酸苯乙酯或丙酸苯乙酯，均为色谱纯)的二氯甲烷溶液(II)；
2)称取两份质量相等的无烟气烟草制品0.5-1.0g；分别加入10-20ml人工唾液(I)和10-20ml二氯甲烷溶液(II)并密封，然后在转速为100-200转/分钟下振荡20-40min；
3)将无烟气烟草制品的唾液提取物用(II)萃取两次，每次5-10ml，合并萃取液；
4)在2)和3)得到的二氯甲烷萃取液中加入5-10g无水硫酸钠，冷藏12-24h后浓缩至1ml；
5)仪器分析：用GC和GC-MS对步骤4)的提取成份进行分离及检测，通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定所提取香味成分的含量(mg/g)；
6)释放率计算：释放率＝[(唾液中提取目标成分的量/目标成分的唾液回收率)/(二氯甲烷溶液直接萃取目标成分的量/目标成分的二氯甲烷回收率)]＊100％。
目标成分的唾液回收率算法：将已知量的目标成分加入10-20ml人工唾液(I)并密封，然后在转速为100-200转/分钟下振荡20-40min；然后将无烟气烟草制品的唾液提取物用二氯甲烷溶液(II)萃取两次，每次5-10ml，合并萃取液，并在得到的二氯甲烷萃取液中加入5-10g无水硫酸钠，冷藏12-24h后浓缩至1ml，用GC和GC-MS进行分离检测，通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定所提取香味成分的含量，检测量与已知量的百分比即为目标成分的唾液回收率；
目标成分的二氯甲烷回收率算法：将已知量的目标成分加入10-20ml二氯甲烷溶液(II)并密封，然后在转速为100-200转/分钟下振荡20-40min；在得到的二氯甲烷萃取液中加入5-10g无水硫酸钠，冷藏12-24h后浓缩至1ml，用GC和GC-MS进行分离检测，通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定所提取香味成分的含量，检测量与已知量的百分比即为目标成分的二氯甲烷回收率。
本发明中的人工唾液(I)是由下列用量配比的物质组分制成：KH2PO426-50g，Na2HPO4 82-90g，KHCO3 140-160g，NaCl 50-65g，MgCl2 10-18g，CaCl216-19g，Citric Acid 2.5-3g，加去离子水至100ml，调节PH6.6-7.1。
所述标准物质是根据拟测定的香味成分类别来确定的，如拟测定氮杂环类香味成分用烟酸甲酯(色谱纯)作为内标、如拟测定中性香味成分用乙酸苯乙酯(色谱纯)或丙酸苯乙酯(色谱纯)作为内标。
本发明的创新点在于：首次模拟无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分在口腔中的释放，并用气相色谱质谱联用技术对非极性或弱极性香味成分的释放进行定性定量，由此测定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分的释放率。本发明可根据需要选定无烟气烟草制品中所含有的香味成分并计算其释放率。
附图说明
附图为本发明的测定方法工艺流程图。
具体实施方式
本发明以下结合具体实施例做进一步描述，但并不限制本发明。
实施例一、
1.样品准备：配制人工唾液和150ppm的烟酸甲酯(标准品，色谱纯)二氯甲烷溶液；
2.称取两份质量相等的无烟气烟草制品0.5g，分别置于50ml锥形瓶中，一份加入10ml人工唾液，另一份加入10ml二氯甲烷溶液，并密封锥形瓶，然后在转速为120转/分钟下振荡20min；
3.将无烟气烟草制品的唾液提取物用烟酸甲酯(标准品)二氯甲烷溶液萃取两次，每次5ml，合并萃取液；
4.在二氯甲烷萃取液中添加5g无水硫酸钠，冷藏12h后浓缩至1ml；
5.仪器分析：色谱柱：DB-WAXER(30m×0.25mmi.d.×0.25μmd.f.)
检测器：NPD
载气、流速：N2，1.8ml/min
进样口、检测器温度：270℃
升温程序：50℃(1min)2℃/min→200℃；
分流比，进样量：1∶5，1μl
通过保留时间和质谱数据库检索对烟碱进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定烟碱的含量(单位为mg/g，下同)；
内标标准曲线法：在10、50、100、200、500μg/mL烟碱标样的二氯甲烷溶液中，分别加入150ppm的烟酸甲酯做为内部标准物质(I.S.)，然后进行GC分析。并由烟碱与烟酸甲酯的质量比及其相应的GC峰面积比的回归分析得到工作曲线：y＝1.0302x+0.0029
烟碱的唾液回收率算法：将1mg烟碱加入10ml人工唾液(I)并密封，然后在转速为120转/分钟下振荡20min；然后将无烟气烟草制品的唾液提取物用二氯甲烷溶液(II)萃取两次，每次5ml，合并萃取液，并在得到的二氯甲烷萃取液中加入5g无水硫酸钠，冷藏12h后浓缩至1ml，用GC和GC-MS进行分离检测，通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定所提取香味成分的含量，检测量(0.6736mg)与已知量(1mg)的百分比即为烟碱的唾液回收率67.36％。
烟碱的二氯甲烷回收率算法：将1mg的目标成分加入10ml二氯甲烷溶液(II)并密封，然后在转速为120转/分钟下振荡20min；在得到的二氯甲烷萃取液中加入5g无水硫酸钠，冷藏12h后浓缩至1ml，用GC和GC-MS进行分离检测，通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定所提取香味成分的含量，检测量(0.8157mg)与已知量1mg的百分比即为烟碱的二氯甲烷回收率81.57％。
6.烟碱释放率＝[(唾液中提取烟碱的量/烟碱的唾液回收率)/(二氯甲烷溶液直接萃取烟碱的量/烟碱的二氯甲烷回收率)]＊100％＝[(0.138/67.36％)/(1.009/81.57％)]＊100％＝16.56％。
实施例二
1.样品准备：配制人工唾液和100ppm的乙酸苯乙酯(标准品)二氯甲烷溶液；
2.称取两份质量相等的无烟气烟草制品0.9g；分别置于50ml锥形瓶中，一份加入20ml人工唾液，另一份加入20ml二氯甲烷溶液，并密封锥形瓶，然后在转速为200转/分钟下振荡40min；
3.将无烟气烟草制品的唾液提取物用乙酸苯乙酯(标准品，色谱纯)二氯甲烷溶液萃取两次，每次10ml，合并萃取液；
4.在二氯甲烷萃取液中添加10g无水硫酸钠，冷藏24h后浓缩至1ml；
5.仪器分析：
色谱柱：HP-5毛细管柱(60m×0.2mm i.d.×0.33μm d.f.)
检测器：FID
载气，流速：N2，0.8ml/min
进样口、检测器温度：270℃
升温程序：70℃(1min)2℃/min→280℃(40min)
分流比，进样量：1∶20，1μl，GC/MS条件同GC条件，使用的载气为氦气，电离电压：70eV，离子源温度：200℃，传输线温度：220℃。
通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定目标香料的含量(单位为mg/g，下同)；
内标标准曲线法：在0.1、1、5、10、50、100μg/mL目标成分标样的二氯甲烷溶液中，分别加入50ppm的乙酸苯乙酯做为内部标准物质(I.S.)，然后进行GC分析。并由目标香料与乙酸苯乙酯的质量比及其相应的GC峰面积比的回归分析得到工作曲线
目标成分的唾液回收率算法：将1mg的目标成分加入20ml人工唾液(I)并密封，然后在转速为200转/分钟下振荡40min；然后将无烟气烟草制品的唾液提取物用乙酸苯乙酯的二氯甲烷溶液(II)萃取两次，每次10ml，合并萃取液，并在得到的二氯甲烷萃取液中加入10g无水硫酸钠，冷藏24h后浓缩至1ml，用GC和GC-MS进行分离检测，通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定所提取香味成分的含量，检测量与已知量的百分比即为目标成分的唾液回收率。
目标成分的二氯甲烷回收率算法：将1mg的目标成分加入20ml乙酸苯乙酯的二氯甲烷溶液(II)并密封，然后在转速为200转/分钟下振荡40min；在得到的二氯甲烷萃取液中加入10g无水硫酸钠，冷藏24h后浓缩至1ml，用GC和GC-MS进行分离检测，通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定所提取香味成分的含量，检测量与已知量的百分比即为目标成分的二氯甲烷回收率。
| 标准曲线 | 唾液回收率 | 二氯甲烷回收率 | |
| 己酸乙酯＝ | y＝0.8648x+0.0196 | 36.74％ | 98.13％ |
| 乙酸庚酯＝ | y＝0.8719x+0.0052 | 34.26％ | 99.57％ |
| 肉桂酸甲酯＝ | y＝0.8183x+0.0156 | 39.51％ | 99.98％ |
| 肉桂酸乙酯＝ | y＝0.8653x+0.005 | 32.46％ | 99.9％ |
6.释放率计算：释放率＝[(唾液中提取目标成分的量/目标成分的唾液回收率)/(二氯甲烷溶液直接萃取目标成分的量/目标成分的二氯甲烷回收率)]＊100％。
其中己酸乙酯＝[(0.0016/36.74％)/(0.085/98.13％)]＊100％＝5.03％，
乙酸庚酯＝[(0.0011/34.26％)/(0.032/99.57％)]＊100％＝1％，
肉桂酸甲酯＝[(0.00071/39.51％)/(0.0148/99.98％)]＊100％＝12.14％，
肉桂酸乙酯＝[(0.0003/32.46％)/(0.0139/99.9％)]＊100％＝6.64％。
实施例三、
1.样品准备：配制人工唾液和50ppm的丙酸苯乙酯(标准品，色谱纯)二氯甲烷溶液；
2.称取两份质量相等的无烟气烟草制品0.6g，分别置于50ml锥形瓶中，一份加入16ml人工唾液，另一份加入16ml二氯甲烷溶液，并密封锥形瓶，然后在转速为150转/分钟下振荡30min；
3.将无烟气烟草制品的唾液提取物用丙酸苯乙酯(标准品)二氯甲烷溶液萃取两次，每次8ml，合并萃取液；
4.在二氯甲烷萃取液中添加8g无水硫酸钠，冷藏18h后浓缩至1ml；
5.仪器分析：毛细管柱：HP-INNOWAX 30m×0.25mmi.d×0.25μmd.f
检测器：FID
载气，流速：N2，1.0ml/min
进样口、检测器温度：250℃，检测器温度270℃
升温程序：60℃(1min)5℃/min→210℃(40min)
进样量2μL，分流比10∶1
GC/MS同GC条件，电离电压70eV，离子源温度200℃，传输线温度220℃，使用Wiley谱库进行图谱检索。通过保留时间和质谱数据库检索确定目标香料成分的含量(单位为mg/g，下同)；
通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定乙酸的含量(单位为mg/g，下同)；
内标标准曲线法：0.1、1、5、10、50、100μg/mL的1mg乙酸标样二氯甲烷溶液，分别加入50ppm的丙酸苯乙酯做为内部标准物质(I.S.)，然后进行GC分析。并由乙酸与丙酸苯乙酯的质量比及其相应的GC峰面积比的回归分析得到工作曲线：y＝0.9563x+0.0017
乙酸的唾液回收率算法：将1mg的乙酸加入16ml人工唾液(I)并密封，然后在转速为150转/分钟下振荡30min；然后将无烟气烟草制品的唾液提取物用丙酸苯乙酯的二氯甲烷溶液(II)萃取两次，每次8ml，合并萃取液，并在得到的二氯甲烷萃取液中加入8g无水硫酸钠，冷藏18h后浓缩至1ml，用GC和GC-MS进行分离检测，通过保留时间和质谱数据库检索对乙酸进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定乙酸的含量，检测量(0.8651mg)与已知量(1mg)的百分比即为乙酸的唾液回收率86.51％。
乙酸的二氯甲烷回收率算法：将1mg的乙酸加入16ml丙酸苯乙酯的二氯甲烷溶液(II)并密封，然后在转速为150转/分钟下振荡30min；在得到的二氯甲烷萃取液中加入8g无水硫酸钠，冷藏18h后浓缩至1ml，用GC和GC-MS进行分离检测，通过保留时间和质谱数据库检索对乙酸进行定性，用内标标准曲线法进行定量并确定乙酸的含量，检测量(0.9167mg)与已知量(1mg)检测量与已知量的百分比即为乙酸的二氯甲烷回收率91.67％。
6.乙酸释放率＝[(唾液中提取乙酸的量/乙酸的唾液回收率)/(二氯甲烷溶液直接萃取乙酸的量/乙酸的二氯甲烷回收率)]＊100％＝[(0.0105/86.51％)/(0.128/91.67％)]＊100％＝8.69％。
Claims (2)
1.一种测定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分释放率的方法，其特征在于：通过对无烟气烟草制品进行前处理和仪器分析，来确定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分的释放率，具体步骤如下：
1)样品准备：配制人工唾液(I)和浓度范围在10-100ppm的标准物质的二氯甲烷溶液(II)，所述人工唾液(I)是由下列用量配比的物质组分制成：KH2PO4 26-50g，Na2HPO4 82-90g，KHCO3 140-160g，NaCl 50-65g，MgCl210-18g，CaCl216-19g，柠檬酸2.5-3g，加去离子水至100ml，调节PH6.6-7.1；
2)称取两份质量相等的无烟气烟草制品0.5-1.0g；分别加入10-20ml人工唾液(I)和10-20ml二氯甲烷溶液(II)并密封，然后在转速为100-200转/分钟下振荡20-40min；
3)将无烟气烟草制品的唾液提取物用二氯甲烷溶液(II)萃取两次，每次5-10ml，合并萃取液；
4)在2)和3)得到的二氯甲烷萃取液中加入5-10g无水硫酸钠，冷藏12-24h后浓缩至1ml；
5)仪器分析：用GC和GC-MS对步骤4)的提取成份进行分离及检测，通过保留时间和质谱数据库检索对目标香味成分进行定性，用内标法标准曲线进行定量并确定所提取香味成分的含量；
6)释放率计算：释放率＝[(唾液中提取目标成分的量/目标成分的唾液回收率)/(二氯甲烷溶液直接萃取目标成分的量/目标成分的二氯甲烷回收率)]＊100％。
2.根据权利要求1所述的测定无烟气烟草制品中非极性或弱极性香味成分释放率的方法，其特征在于：标准物质是根据拟测定的香味成分类别来确定的，当拟测定氮杂环类香味成分时用烟酸甲酯作为内标，当拟测定中性香味成分时用乙酸苯乙酯或丙酸苯乙酯作为内标。
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