CN110057952A - 一种烟用商标纸异味鉴别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烟用商标纸的理化检验领域,尤其是一种烟用商标纸异味鉴别方法,采用顶空‑固相微萃取‑气相色谱‑质谱联用对烟用商标纸中的异味进行定性研究,筛选出3,3‑二甲基辛烷、醋酸‑2‑乙基己酯、十二烷和甲酸,2‑乙基己酯四个化合物,能够准确地对烟用商标纸异味进行评价,避免感官分析的主观性,有效地降低了烟用商标纸异味的检测结果的误差,为卷烟产品质量安全评估提供技术支持。
Description
技术领域
本发明属于烟用商标纸的理化检验领域,尤其是一种烟用商标纸异味鉴别方法。
背景技术
烟用商标纸异味就是烟用商标纸在干燥后含有使人厌恶的刺激性的甚至有害的异常气味,烟用商标纸异味产生的原因主要有以下三种情况:油墨残留的气味;印刷纸张本身存在的气味;烟标的存放周期和包装方式;目前,一般采用YC/T 207-2014《烟用纸张中溶剂残留的测定顶空-气相色谱法》的方法对烟用商标纸中的溶剂残留(甲醇、乙醇、丙酮、苯、甲苯、乙苯和正丁醇等)进行测定,以溶剂残留总量(<100mg/m2)来判断烟用商标纸样品是否合格,但是会存在一些溶剂残留总量不超标,实际存在异味的情况,从而会导致对烟用商标纸异味的检测结果可能会存在较大的偏差或遗漏,从而影响卷烟质量的稳定;本发明拟采用固相微萃取一顶空气相色谱-质谱法结合化学计量学方法对烟用商标纸进行定性研究,通过多变量统计分析筛选出了可用于烟用商标纸质量评价的指标,筛选出了3,3-二甲基辛烷、醋酸-2-乙基己酯、十二烷和甲酸和2-乙基己酯四个化合物,并成功地应用于未知样品的判定。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供了一种烟用商标纸异味鉴别方法,利用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用对烟用商标纸进行分析,得到的化合物积分处理得各个化合物的信息三维矩阵,再利用SPSS软件进行多变量统计分析,筛选出用于烟用商标纸质量评价的指标,并将其用于未知样品的判定。
上述烟用商标纸异味鉴别方法,包括以下步骤:
(1)烟标处理:将烟用商标纸粉碎以后,称取0.1000~1.000g(优选为0.5000g)放入20mL顶空瓶中,密封以后进行顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析;
其中顶空分析条件为:平衡温度为80℃,平衡时间为40min,传输线温度为140℃,加压时间0.2min,充气时间为0.2min,进样时间为1min;
固相微萃取条件:采用三元复合的SPME萃取头进行萃取,萃取温度为30-80℃,萃取时间为10-60min;
气相色谱分析条件:色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mmi.d.×0.25μmd.f.)或者Wax谱柱(30m×0.25mm i.d.×0.25μmd.f.),载气为He,恒流模式,柱流量1.0mL/min;不分流进样;进样口温度:250℃;程序升温:初始温度40℃,保持2.0min,以2-20℃/min(优选为5℃/min)的速率升至200℃,保持5.0min,最后以20℃/min的速率升温至280℃,保持10min;
质谱分析条件:电离源:电子轰击(EI);电离能:70eV;灯丝电流:25μA,离子源温度:280℃;传输线温度:280℃;检测方式:全扫描(FULL SCAN):质量扫描范围m/z:30-350;
(2)化学计量学分析:对顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析获得的化学物进行鉴定,并对鉴定到的化合物进行积分,从而得到样品中各个化合物的信息三维矩阵,将化学物的信息导入到SPSS软件进行化学计量学分析,通过多变量统计分析筛选出用于烟用商标纸质量评价的指标,并将其用于未知样品的判定。
上述固相微萃取温度为60℃,时间为30min。
上述固相微萃取后进行解析,解析时间为1-20min。
上述化学计量学分析为主成分分析(PCA)、偏最小二乘-判别分析(PLS–DA)或正交-偏最小二乘-判别分析(OPLS–DA)。
上述用于烟用商标纸质量评价的指标为3,3-二甲基辛烷、醋酸-2-乙基己酯、十二烷和甲酸,2-乙基己酯。
上述筛选出用于烟用商标纸质量评价的指标后,采用t-检验用于验证筛选的潜在差异物是否具有显著性差异,根据差异程度选择用于烟用商标纸质量评价的指标,选择并用于未知样品的判定;所述t-检验中p值应该小于0.05;所述差异程度为变量在项目中的重要程度应该大于1.45;
有益效果:
本发明采用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用对烟用商标纸中的异味进行定性研究,筛选出3,3-二甲基辛烷、醋酸-2-乙基己酯、十二烷和甲酸,2-乙基己酯四个化合物,能够准确地对烟用商标纸异味进行评价,避免感官分析的主观性,有效地降低了烟用商标纸异味的检测结果的误差,为卷烟产品质量安全评估提供技术支持。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
(1)烟标处理:将烟用商标纸粉碎以后,称取0.1000g放入20mL顶空瓶中,密封以后进行顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析;
其中顶空分析条件为:平衡温度为80℃,平衡时间为40min,传输线温度为140℃,加压时间0.2min,充气时间为0.2min,进样时间为1min;
固相微萃取条件:采用三元复合的SPME萃取头进行萃取,萃取温度为30℃,萃取时间为10min;
气相色谱分析条件:色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mmi.d.×0.25μmd.f.)或者Wax谱柱(30m×0.25mm i.d.×0.25μmd.f.),载气为He,恒流模式,柱流量1.0mL/min;不分流进样;进样口温度:250℃;程序升温:初始温度40℃,保持2.0min,以2℃/min的速率升至200℃,保持5.0min,最后以20℃/min的速率升温至280℃,保持10min;
质谱分析条件:电离源:电子轰击(EI);电离能:70eV;灯丝电流:25μA,离子源温度:280℃;传输线温度:280℃;检测方式:全扫描(FULL SCAN):质量扫描范围m/z:30-350;
(2)化学计量学分析:对顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析获得的化学物进行鉴定,并对鉴定到的化合物进行积分,从而得到样品中各个化合物的信息三维矩阵,将化学物的信息导入到SPSS软件进行多变量统计分析,筛选出用于烟用商标纸质量评价的指标,并将其用于未知样品的判定。
上述固相微萃取后进行解析,解析时间为1min。
上述化学计量学分析为主成分分析(PCA)。
实施例2
(1)烟标处理:将烟用商标纸粉碎以后,称取1.000g放入20mL顶空瓶中,密封以后进行顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析;
其中顶空分析条件为:平衡温度为80℃,平衡时间为40min,传输线温度为140℃,加压时间0.2min,充气时间为0.2min,进样时间为1min
固相微萃取条件:采用三元复合的SPME萃取头进行萃取,萃取温度为80℃,萃取时间为60min;
气相色谱分析条件:色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mmi.d.×0.25μmd.f.)或者Wax谱柱(30m×0.25mm i.d.×0.25μmd.f.),载气为He,恒流模式,柱流量1.0mL/min;不分流进样;进样口温度:250℃;程序升温:初始温度40℃,保持2.0min,以20℃/min的速率升至200℃,保持5.0min,最后以20℃/min的速率升温至280℃,保持10min;
质谱分析条件:电离源:电子轰击(EI);电离能:70eV;灯丝电流:25μA,离子源温度:280℃;传输线温度:280℃;检测方式:全扫描(FULL SCAN):质量扫描范围m/z:30-350;
(2)化学计量学分析:对顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析获得的化学物进行鉴定,并对鉴定到的化合物进行积分,从而得到样品中各个化合物的信息三维矩阵,将化学物的信息导入到SPSS软件进行多变量统计分析,筛选出用于烟用商标纸质量评价的指标,并将其用于未知样品的判定。
上述固相微萃取后进行解析,解析时间为20min。
上述化学计量学分析为偏最小二乘-判别分析(PLS–DA)。
实施例3
(1)烟标处理:将烟用商标纸粉碎以后,称取0.5000g放入20mL顶空瓶中,密封以后进行顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析;
其中顶空分析条件为:平衡温度为80℃,平衡时间为40min,传输线温度为140℃,加压时间0.2min,充气时间为0.2min,进样时间为1min;
固相微萃取条件:采用三元复合的SPME萃取头进行萃取,萃取温度为60℃,萃取时间为30min;
气相色谱分析条件:色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mmi.d.×0.25μmd.f.)或者Wax谱柱(30m×0.25mm i.d.×0.25μmd.f.),载气为He,恒流模式,柱流量1.0mL/min;不分流进样;进样口温度:250℃;程序升温:初始温度40℃,保持2.0min,以5℃/min的速率升至200℃,保持5.0min,最后以20℃/min的速率升温至280℃,保持10min;
质谱分析条件:电离源:电子轰击(EI);电离能:70eV;灯丝电流:25μA,离子源温度:280℃;传输线温度:280℃;检测方式:全扫描(FULL SCAN):质量扫描范围m/z:30-350;
(2)化学计量学分析:对顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析获得的化学物进行鉴定,并对鉴定到的化合物进行积分,从而得到样品中各个化合物的信息三维矩阵,将化学物的信息导入到SPSS软件进行多变量统计分析,筛选出用于烟用商标纸质量评价的指标,并将其用于未知样品的判定。
上述固相微萃取后进行解析,解析时间为5min。
上述化学计量学分析为正交-偏最小二乘-判别分析(OPLS–DA)。
试验例1
(1)烟标处理:将烟用商标纸粉碎以后,称取0.5000g放入20mL顶空瓶中,密封以后进行顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析;
其中顶空分析条件为:平衡温度为80℃,平衡时间为40min,传输线温度为140℃,加压时间0.2min,充气时间为0.2min,进样时间为1min;
固相微萃取条件:采用三元复合的SPME萃取头进行萃取,萃取温度为60℃,萃取时间为30min;
气相色谱分析条件:色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mmi.d.×0.25μmd.f.)或者Wax谱柱(30m×0.25mm i.d.×0.25μmd.f.),载气为He,恒流模式,柱流量1.0mL/min;不分流进样;进样口温度:250℃;程序升温:初始温度40℃,保持2.0min,以4℃/min的速率升至200℃,保持5.0min,最后以20℃/min的速率升温至280℃,保持10min;
质谱分析条件:电离源:电子轰击(EI);电离能:70eV;灯丝电流:25μA,离子源温度:280℃;传输线温度:280℃;检测方式:全扫描(FULL SCAN):质量扫描范围m/z:30-350;
(2)化学计量学分析:对顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱(HS-SPME-GC-MS)分析获得的化学物进行鉴定,并对鉴定到的化合物进行积分,从而得到样品中各个化合物的信息三维矩阵(化合物名称、保留时间及其峰面积),见表1;将化合物的信息导入到SIMCA-P13.0软件((Umetrics,Umea°,Sweden)对挥发物信息矩阵进行中心化和归一化(Par)处理后,进行正交-偏最小二乘-判别分析(OPLS–DA)等多变量分析,应用SPSS19.0软件对差异挥发物进行t-检验,根据变量在项目中的重要程度,即VIP>1.45筛选选择用于烟用商标纸质量评价的指标,筛选出了3,3-二甲基辛烷、醋酸-2-乙基己酯、十二烷和甲酸,2-乙基己酯四个化合物,根据3,3-二甲基辛烷、醋酸-2-乙基己酯、十二烷和甲酸,2-乙基己酯的相对含量应用于未知样品的判定。
表1 43种差异化合物信息
3)实际样品分析
收集4个烟用商标纸样品,其中的一个作为对照样(无异味),按照前述的方法进行处理,然后引入顶空-气相色谱-质谱仪进行分析,实际样品测定结果如表2所示,说明四种化合物在对照中与实际样品(样品1、样品2和样品3)中相对含量均超过1.5,说明样品1、样品2和样品3存在异味。
表2四种化合物在对照中与实际样品中相对含量的变化
试验例2
收集4个烟用商标纸样品,分成两份,一份按照前述的方法进行处理,然后引入顶空-气相色谱-质谱仪进行分析,四种化合物在对照中与实际样品中相对含量均超过1.5,即三个样品与对照之间差异显著,三个样品存在异味(表3),这与感官评价的结果是一致的;另外一份根据YC/T 207-2014《烟用纸张中溶剂残留的测定顶空-气相色谱法》的方法对烟用商标纸中的溶剂残留(甲醇、乙醇、丙酮、苯、甲苯、乙苯和正丁醇等)进行测定,四个样品的溶剂残留总量分别为15.25mg/m2、18.56mg/m2、20.46mg/m2、25.59mg/m2,以溶剂残留总量来判断三个烟用商标纸样品是合格的,即不存在异味。
表3烟用商标纸样品判定结果
综上所述,本发明有效地降低了溶剂残留(甲醇、乙醇、丙酮、苯、甲苯、乙苯和正丁醇等)方法来判断烟用商标纸异味的检测结果的误差,提高了分析结果的准确性。
在此有必要指出的是,以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解,不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定,本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造,仍然属于本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.一种烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,利用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用对烟用商标纸进行分析,得到的化合物积分处理得各个化合物的信息三维矩阵,再利用SPSS软件进行多变量统计分析,筛选出用于烟用商标纸质量评价的指标,并将其用于未知样品的判定。
2.如权利要求1所述烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,所述顶空分析条件:平衡温度为80℃,平衡时间为40min,传输线温度为140℃,加压时间0.2min,充气时间为0.2min,进样时间为1min。
3.如权利要求1所述烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,所述固相微萃取采用的是三元复合的SPME萃取头,萃取温度为30-80℃,萃取时间为10-60min。
4.如权利要求1所述烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,所述气象色谱分析条件色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mmi.d.×0.25μmd.f.)或者Wax谱柱(30m×0.25mmi.d.×0.25μmd.f.),载气为He,恒流模式,柱流量1.0mL/min;不分流进样;进样口温度:250℃;程序升温:初始温度40℃,保持2.0min,以10℃/min的速率升至200℃,保持5.0min,最后以20℃/min的速率升温至280℃,保持10min。
5.如权利要求1所述烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,所述质谱仪分析中电离源:电子轰击(EI);电离能:70eV;灯丝电流:25μA,离子源温度:280℃;传输线温度:280℃;检测方式:全扫描(FULL SCAN):质量扫描范围m/z:30-350。
6.如权利要求1-5中任一项所述烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)烟标处理:将烟用商标纸粉碎以后,称取0.1000~1.000g放入20mL顶空瓶中,密封以后进行顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析;
其中,顶空分析条件:平衡温度为80℃,平衡时间为40min,传输线温度为140℃,加压时间0.2min,充气时间为0.2min,进样时间为1min;
其中,固相微萃取条件:采用三元复合的SPME萃取头进行萃取,萃取温度为30-80℃,萃取时间为10-60min;
气相色谱分析条件:色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mmi.d.×0.25μmd.f.)或者Wax谱柱(30m×0.25mm i.d.×0.25μmd.f.),载气为He,恒流模式,柱流量1.0mL/min;不分流进样;进样口温度:250℃;程序升温:初始温度40℃,保持2.0min,以2-20℃/min的速率升至200℃,保持5.0min,最后以20℃/min的速率升温至280℃,保持10min;
质谱分析条件:电离源:电子轰击(EI);电离能:70eV;灯丝电流:25μA,离子源温度:280℃;传输线温度:280℃;检测方式:全扫描(FULL SCAN):质量扫描范围m/z:30-350;
(2)化学计量学分析:对顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱分析获得的化学物进行鉴定,并对鉴定到的化合物进行积分,从而得到样品中各个化合物的信息三维矩阵,将化学物的信息导入到SPSS软件进行多变量统计分析,筛选出用于烟用商标纸质量评价的指标,并将其用于未知样品的判定。
7.如权利要求6所述烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,所述固相微萃取温度为60℃,时间为30min。
8.如权利要求6所述烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,所述固相微萃取后进行解析,解析时间为1-20min。
9.如权利要求6所述烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,所述多变量统计分析为主成分分析(PCA)、偏最小二乘-判别分析(PLS–DA)或正交-偏最小二乘-判别分析(OPLS–DA)。
10.如权利要求6所述烟用商标纸异味鉴别方法,其特征在于,所述用于烟用商标纸质量评价的指标为3,3-二甲基辛烷、醋酸-2-乙基己酯、十二烷和甲酸,2-乙基己酯。
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