CN109856257A - 一种挥发性香味成分的检测分析方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挥发性香味成分的检测分析方法及其应用，包括以下步骤：样品前处理：将样品进行吹扫捕集；对经过前处理的样品采用GC‑MS进行分离和定性；对经过前处理的样品采用GC‑O进行成分识别与确认。该方法既能有效避免高沸点溶剂的干扰，又能获得香精中对香气有重要贡献的组成成分的感官信息，检测方法操作简单，对样品需求量少，检测周期在16min以内，且每一组分的匹配度均高于80%，为检测分析烟用爆珠中致香成分提供了一种快速准确的分析方法，同时为烟用爆珠香精的调配提供了良好的技术指导和数据支持。

Description

一种挥发性香味成分的检测分析方法及其应用

技术领域

本发明涉及挥发性物质分析技术领域，更具体地，涉及一种挥发性香味成分的检测分析方法及其应用。

背景技术

挥发性香气物质作为一种增香调节物质，在多种领域均有应用，如在香烟滤棒中添加爆珠以赋予卷烟香味，可实现吸食过程中人为可控的特色香味释放。爆珠内香气成分不参与燃烧，直接通过挥发实现卷烟增香，具有丰富口感层次的功效，近年来已作为一种有效增香手段，并获得越来越多卷烟品牌的青睐，在国内外市场发展迅速。目前对爆珠香精中致香物质的测定方法主要以仪器检测为主，而仪器检测对香味化合物的贡献程度无法识别。例如专利CN201611029810.5公开了一种卷烟滤嘴爆珠中挥发性有机物的筛查方法，该方法采用顶空进样并联合全二维气相色谱质谱联用对样品进行扫描分析，得到了31中挥发性有机化合物成分，但是不能判定致香成分中的有效致香成分及香气贡献程度。香精中含有的挥发性香气成分种类繁多，目前已经鉴定出的仅有很少一部分，对爆珠内香精香气成分的分析鲜有报道，且对爆珠的香味成分的检测很少，而单颗爆珠中香精总量少，不能满足上机需求，而加入其它溶剂则会影响爆珠中香味成分的挥发性特征。

因此，提供一种简便易操作，能够真实的反映爆珠中挥发性香气成分以及致香成分的感官信息和香味强度的方法十分重要。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种挥发性香味成分的检测分析方法，该方法不仅能够准确直观地反映出香气物质的组成，又能获得致香成分的感官信息，为检测香味成分提供了重要的基础数据支持。

本发明的另一目的是提供一种烟用爆珠中致香成分的检测方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种挥发性香味成分的分析方法，包括以下步骤：

S1.样品前处理：将样品进行吹扫捕集，所述吹扫捕集条件为：吹扫时间为0.1～5min，脱附温度为200～260℃，脱附时间为1～2min；

S2.采用GC-MS对前处理样品进行分离和定性：将经过步骤S1处理后的样品进行GC-MS检测分析，所述GC-MS分析条件为：色谱柱为毛细管柱，进样口温度为200～230℃，分流比为2:1～10:1，柱初始温度为50～70℃，以2～10℃/min的速率升温至150～200℃，再以10～20℃/min的速率升温至230～250℃；

S3.采用GC-O对样品进行成分识别与确认：将经过步骤S1处理后的样品进行GC-O检测分析，所述GC-O中嗅闻仪传输线温度为180-230℃。

本发明首先利用吹扫捕集法对挥发性香味成分进行富集；再采用GC-MS对样品进行全扫描分析，得到样品扫描图谱以及挥发性香味成分的气味特征和强度，将所述扫描图谱的色谱峰与NIST14标准谱库信息比对，以匹配度≥80％定性，再采用峰面积归一化法进行定量分析，最终得到所述挥发性香味成分的组成及各组成成分的相对含量；最后用GC-O对分离样品进行分析，利用嗅闻仪对分离后的各个单体成分进行香味识别和确认，得到挥发性香气组成成分的强度和感官信息。其中，所述吹扫捕集在室温环境下进行，且不需进行加热处理，吹扫气体为高纯氮气，其纯度为99.999％；所述气相色谱中色谱柱的型号为DB-FFAP，所述GC-MS中溶剂延迟时间为2min。

另外，本发明的GC-MS检测的传输线温度为230℃，EI离子源温度为230℃，电源能量为70eV，四级杆温度为150℃，扫描范围为35～350amu传输线设置在200℃以确保香味成分能正常到达嗅闻仪出口，不至于在传输线中冷凝下来。

采用本发明的分析测试方法，通过特定的前处理条件和特定的GC-MS操作条件，能检测到卷烟滤嘴中爆珠的挥发性成分。再结合GC-O能够进一步识别挥发性成分中具有香气贡献的成分，为烟用爆珠的香精的调配奠定了基础。

优选地，所述步骤S1中吹扫捕集条件为：吹扫时间为2min，脱附温度为250℃，脱附时间为2min，吹扫气体为氮气。

优选地，所述步骤S2中GC-MS分析条件为：进样口温度为230℃；分流比为10:1，柱初始温度为70℃，以5℃/min的速率升温至180℃，再以15℃/min的速率升温至240℃，载气为氦气。

更优选地，所述步骤S2中载气的流速为1.3ml/min。

优选地，所述步骤S3中GC-O试验由3名以上嗅辨员对经GC分离的成分进行嗅闻，记录气味特征和强度，并将所有嗅辨员都闻到的化合物选定为有效致香成分。

一种烟用爆珠中致香成分的检测方法，采用上述检测分析方法进行检测。

优选地，所述步骤S1样品前处理为：将烟用爆珠扎破后放入吹扫管进行吹扫捕集。

烟用滤棒中添加爆珠是一种卷烟赋香的创新技术，可以实现吸食过程中人为可控的特色香味释放，爆珠内成分主要由无色无味高沸点的辛癸酸甘油酯溶剂和香精组成，香精中富含多种挥发性香味成分。本发明将吹扫捕集法、GC-MS检测技术和感官嗅闻法结合起来，GC可定性分析各香味化合物，MS可定量分析各香味化合物的含量，嗅闻仪与感官嗅辨可获得各香味化合物的气味感官信息和强度，完全能够应用于烟用爆珠中致香成分的检测。

优选地，所述致香成分包括烯烃类物质、醇类、醛酮类物质、酯类和氧化物。

采用本发明的检测分析方法对烟用香精中的烯烃类、醇类、醛酮类和氧化物的检测匹配度均在80％以上，具有很好的检测重复性和准确性。

更优选地，所述烯烃类物质包括α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、桧烯、β-月桂烯、α-松油烯、D-柠檬烯、γ-松油烯、伞花烃、异松油烯、别罗勒烯、伞花烯，所述醇类物质包括3-辛醇、异蒲勒醇、β-芳樟醇、异蒲勒醇、异薄荷醇、薄荷醇、α-松油醇，所述醛酮类为4-壬酮、薄荷酮、樟脑、二氢香芹酮、香芹酮，所述酯类为乙酸薄荷酯，所述氧化物为桉树脑。

更优选地，所述烯烃类物质包括α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、桧烯、β-月桂烯、D-柠檬烯、γ-松油烯、伞花烃、异松油烯，所述醇类物质包括异蒲勒醇、薄荷醇，所述醛酮类为薄荷酮、樟脑、二氢香芹酮，所述酯类为乙酸薄荷酯，所述氧化物为桉树脑。

更优选地，所述烯烃类物质为β-蒎烯，所述醛酮类为樟脑。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种挥发性香味成分的分析方法，该方法利用吹扫捕集对挥发性香味成分进行富集，再通过GC/MS技术对所述成分进行分离和定性，同时借助嗅闻仪对GC分离后的各个成分进行香味识别与确认，既能有效避免高沸点溶剂的干扰，又能获得香精中对香气有重要贡献的组成成分的感官信息。本发明所述检测方法简单，对样品需求量少，检测周期在16min以内，且每一组分的匹配度均高于80％，为检测分析烟用爆珠中致香成分提供了一种快速准确的分析方法，同时为烟用爆珠香精的调配提供了良好的技术指导和数据支持。

附图说明

图1为实施例1所述1#爆珠中挥发性成分总离子流色谱图。

图2为实施例2所述2#爆珠中挥发性成分总离子流色谱图。

具体实施方式

为了更清楚、完整的描述本发明的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本发明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，可以在本发明权利限定的范围内进行各种改变。

以下实施例所用爆珠为市售即可；所述高纯氮气的纯度为99.999％。

吹扫捕集采用CDS-7000E吹扫捕集仪(美国CDS公司)；GC/MS采用7890B/5977A气相色谱/质谱联用仪(美国Agilent公司)；嗅闻仪采用GERSTEL ODP 3嗅闻仪(德国GERSTEL公司)。

实施例1

一种挥发性香味成分的分析方法，包括以下步骤：

S1.样品前处理：将爆珠扎破，爆珠内的液体流出并吸附于闻香条上，将所述闻香条与爆珠外壳一起放入吹扫捕集管进行吹扫捕集，其中吹扫捕集条件为：吹扫时间为2min，脱附温度为250℃，脱附时间为2min；吹扫温度为室内温度，不加热，吹扫气体为高纯氮气，传输线温度为230℃；

S2.采用GC-MS对前处理样品进行分离和定性：将经过步骤S1处理后的样品进行GC-MS检测分析，所述GC-MS分析条件为：色谱柱为毛细管柱，色谱柱规格为30m×250μm×0.25μm，进样口温度为230℃，分流比为10:1，柱初始温度为70℃，以5℃/min的速率升温至180℃，再以15℃/min的速率升温至240℃，载气为氦气，载气流速为1.3ml/min，传输线温度为230℃，EI离子源温度为230℃，电源能量为70eV，四级杆温度为150℃，扫描模式为全扫描，扫描范围为35～350amu，溶剂延迟时间为2min；

S3.采用GC-O对分离样品进行成分识别与确认：将经过步骤S1处理后的样品进行GC-O检测分析，所述GC-O中嗅闻仪传输线温度为200℃。

其中，S1中所述爆珠为市售双冰爆珠卷烟滤嘴中的1#爆珠，且前处理中将爆珠扎破后分别置于不同的闻香条上，再一起放入吹扫捕集管中进行吹扫捕集；

S2中所述GC-O试验由3名以上嗅辨员对经GC分离的成分进行嗅闻，记录气味特征和强度，并将所有嗅辨员都闻到的化合物选定为关键性风味成分。

本发明采用峰面积归一化法计算各组分的相对含量。

对上述检测结果进一步与NIST14标准谱库进行比对，以匹配度≥80％定性。

实施例2

一种挥发性香味成分的分析方法，其步骤与实施例1基本相同，其区别在于，所研究的对象为市售双冰爆珠卷烟滤嘴中的2#爆珠

实施例3

一种挥发性香味成分的分析方法，其步骤与实施例1基本相同，其区别在于，实施例1和实施例2研究的是成品爆珠，此处研究的是未制成爆珠的爆珠香精。

实施例4

一种挥发性香味成分的分析方法，其步骤与实施例1基本相同，其区别在于，S2中所述进样口温度为200℃，分流比为2:1，柱初始温度为50℃，以2℃/min的速率升温至150℃，再以10℃/min的速率升温至230℃。

对比例1

一种挥发性香味成分的分析方法，其步骤与实施例1基本相同，其区别在于，所述S1中前处理中，将样品采用乙醇溶剂稀释后再进样。

对比例2

一种挥发性香味成分的分析方法，其步骤与实施例1基本相同，其区别在于，所述S1中所述吹扫时间为8min，脱附温度为300℃，脱附时间为4min。

结果与讨论

图1为实施例1所述1#爆珠中挥发性成分总离子流色谱图，图2为实施例1所述2#爆珠中挥发性成分总离子流色谱图，从图中可以看出，两颗爆珠的挥发性成分差异明显。

表1给出了实施例和对比例中检测到的香气组分的总数量A。

表1

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1	对比例2
							种类	40	29	24	20	12	8

从表1中可以看出，实施例1分析得到了40中香气成分，实施例2分析获得了29种挥发性香味成分。而对比例1仅分析得到12种挥发性香味成分，说明添加入其它溶剂会影响爆珠中香味成分检测的准确性。从本发明的实施例和对比例的检测结果可以看出，改变操作条件，均会对分析检测结果造成影响，造成仪器不能识别某些香气成分，降低试验准确性。

表2进一步列出了实施例1所述1#爆珠和2#爆珠中挥发性成分的组成，其中从1#爆珠中分析获得了40种挥发性香味成分，从2#爆珠中分析获得了33种香味成分。从表1可以发现，两种爆珠的挥发性成分主要是烯烃类、醇类、酮类、氧化物、少量醛类、酯类化合物。其中烯烃类以D-柠檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯和伞花烃为主，醇类以薄荷醇、芳樟醇为主，酮类化合物主要是薄荷酮和香芹酮，氧化物主要为桉树脑。

进一步地，在1#爆珠中，烯烃类相对含量为49.69％，约占挥发性成分总量的一半，其中以D-柠檬烯(相对含量为35.70％)的相对含量最高，其次是薄荷醇(相对含量为27.66％)和β-芳樟醇(相对含量为4.32％)为主的醇类，以香芹酮(相对含量为5.34％)为主的醛酮类含量较低，桉树脑相对含量10.08％。

2#爆珠中烯烃类(相对含量为20.92％)的相对含量远低于1#爆珠中烯烃类成分的相对含量，主要在于D-柠檬烯(相对含量为14.15％)的相对含量大幅度减少，醇类以薄荷醇为主，没有β-芳樟醇，酮类物质的相对含量较高，总体含量与醇类相当，主要是因为有了薄荷酮(两个异构体的相对含量共为29.46％)的存在，同时也含有一定量的乙酸薄荷酯(相对含量为1.3％)，桉树脑(相对含量为14.96％)相对含量比1#爆珠的略高。

表3和表4分别列出了实施例2和实施例3所述爆珠中挥发性成分的组成，其中从实施例2所述爆珠中分析获得了29种挥发性香味成分，说明采用本发明的分析检测方法能对爆珠中香气成分进行测定。而实施例3所述爆珠中仅分析得到12种挥发性香味成分，说明添加入其它溶剂会影响爆珠中香味成分检测的准确性。

表2

表3

表4

序号	保留时间/min	相对含量％	匹配度	名称
					1	2.69	2.18	95	α-蒎烯
2	3.33	1.06	90	β-蒎烯
					3	4.15	3.65	96	dl-柠檬烯
4	4.31	1.64	88	桉树脑
					5	6.81	0.15	94	辛酸乙酯
6	7.28	3.05	96	薄荷酮1
					7	7.61	2.36	93	薄荷酮2
8	8.41	1.22	89	乙酸薄荷酯
					9	8.77	0.51	90	新薄荷醇
10	8.92	0.85	86	石竹烯
					11	9.29	8.42	97	薄荷醇
12	10.39	2.21	96	香芹酮

尽管爆珠中挥发性成分种类繁多，但并非上述所有成分均有明显的香气，因此本发明进一步通过嗅辨仪对上述成分进行嗅香识别，以找出爆珠中的主要香味贡献成分，识别结果如表5和6所示，其中表5为实施例1所述1#爆珠中香气特征组成成分，表6为实施例1所述2#爆珠中香气特征组成成分。

表5

表6

表4和表5中所述香气强度分为四个等级，其中1代表微弱，2代表清晰，3代表较强，4代表非常强烈。从表2和表3中可以得知，两类爆珠的香气以清凉为主，且带有果甜和青香气，其中2#爆珠薄荷香气强烈，1#爆珠薄荷气息弱，带有花香，其原因在于薄荷酮能够赋予2#爆珠显著的薄荷特征香气，薄荷醇使得2#爆珠带有凉感，而1#爆珠中薄荷酮含量低，薄荷特征香气不明显，而低浓度芳樟醇使得1#爆珠带有清甜花香。两种爆珠的凉感均主要来自于薄荷醇、桉树脑和香芹酮。

结合表1和表5和6可以看出，两种爆珠中挥发性香味成分种类多，但是对香气有贡献的成分不到一半，其中对嗅觉有较强冲击的(香气强度3分及以上)只有不到5种成分。

从实施例1可以看出，本发明所述的检测分析方法不仅能真实的反映出爆珠中挥发性物质的组成及相对含量，还能够直观的反映爆珠中挥发性香气成分的香气贡献度和感官信息，同时还可以快速获取不同爆珠中挥发性成分和香气成分的差异，且每种组分的匹配度均高于80％，为爆珠香精的调配提供了可靠的理论数据支持。本发明所述检测方法简单，对样品需求量少，检测周期在16min以内，能快速准确的鉴定挥发性香气成分的组成。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。本领域技术人员应当理解，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种挥发性香味成分的检测分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 样品前处理：将样品进行吹扫捕集，所述吹扫捕集条件为：吹扫时间为0.1~5min，脱附温度为200~260℃，脱附时间为1~2min；

S2. 采用GC-MS对前处理样品进行分离和定性：将经过步骤S1处理后的样品进行GC-MS检测分析，所述GC-MS分析条件为：色谱柱为毛细管柱，进样口温度为200~230℃，分流比为2:1~10:1，柱初始温度为50~70℃，以2~10℃/min的速率升温至150~200℃，再以10~20℃/min的速率升温至230~250℃；

S3. 采用GC-O对样品进行成分识别与确认：将经过步骤S1处理后的样品进行GC-O检测分析，所述GC-O中嗅闻仪传输线温度为180-230℃。

2.如权利要求1所述检测分析方法，其特征在于，所述步骤S1中吹扫捕集条件为：吹扫时间为2min，脱附温度为250℃，脱附时间为2min，吹扫气体为氮气。

3.如权利要求1所述检测分析方法，其特征在于，所述步骤S2中GC-MS分析条件为：进样口温度为230℃；分流比为10:1，柱初始温度为70℃，以5℃/min的速率升温至180℃，再以15℃/min的速率升温至240℃，载气为氦气。

4.如权利要求1所述检测分析方法，其特征在于，所述步骤S3中GC-O试验由3名以上嗅辨员对经GC分离的成分进行嗅闻，记录气味特征和强度，并将所有嗅辨员都闻到的化合物选定为有效致香成分。

5.一种烟用爆珠中致香成分的检测方法，其特征在于，采用权利要求1~4任一项所述检测分析方法进行检测。

6.如权利要求5所述检测方法，其特征在于，所述步骤S1样品前处理为：将烟用爆珠扎破后放入吹扫管进行吹扫捕集。

7.如权利要求5所述检测方法，其特征在于，所述致香成分包括烯烃类物质、醇类、醛酮类物质、酯类和氧化物。

8.如权利要求7所述检测方法，其特征在于，所述烯烃类物质为α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、桧烯、β-月桂烯、α-松油烯、D-柠檬烯、γ-松油烯、伞花烃、异松油烯、别罗勒烯、伞花烯，所述醇类物质为3-辛醇、异蒲勒醇、β-芳樟醇、异蒲勒醇、异薄荷醇、薄荷醇、α-松油醇，所述醛酮类为4-壬酮、薄荷酮、樟脑、二氢香芹酮、香芹酮，所述酯类为乙酸薄荷酯，所述氧化物为桉树脑。

9.如权利要求8所述检测方法，其特征在于，所述烯烃类物质为α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、桧烯、β-月桂烯、D-柠檬烯、γ-松油烯、伞花烃、异松油烯，所述醇类物质为异蒲勒醇、薄荷醇，所述醛酮类为薄荷酮、樟脑、二氢香芹酮，所述酯类为乙酸薄荷酯，所述氧化物为桉树脑。