TD-SBSE-GCMS热脱附吸附搅拌子气相质谱法分析香烟香气成分

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2023/09/28
Chromcycle

私聊

气质联用（GCMS）

摘要：香烟中添加香精香料来改善香烟气味和口感，分析香烟烟丝的香气成分具有重要意义。而选择一种高效提取香烟里面的香味气味成分方法是非常必要的。本文采用热脱附TDU--吸附搅拌磁子（SBSE）提取，气相色谱质谱法分析鉴定香烟烟丝的挥发性风味香气香味成分。利用Amdis气质数据解卷积软件拆分共流出色谱峰和保留指数校正帮助鉴定香精香料组分，来揭示烟丝风味化合物的构成。

关键词：香烟，烟丝，吸附搅拌子SBSE，热脱附TDU，GCMS

为了增补烟香气，调整烟味，掩饰不良杂气，改善烟草的口感和气味，在香烟中往往需要加入香精香料。香精香料可以使烟草味道更加醇厚、香甜、清新，增加吸食的快感和满足感。同时，香精香料也有掩盖烟草天然苦味和杂质味道的作用，使烟草更加可口。分析测定香烟烟丝的香气组分对于研究香烟添加水平，研究市场趋势，香精香料添加是否合理等都有着重要意义

烟丝中香味香气化合物可以采用溶剂萃取，同时蒸馏萃取，但需要使用大量溶剂，需要较多的样品量，并需要浓缩，还可能引入副反应，费时费力，操作繁琐。亦可以用固相微萃取，顶空等方法。吸附搅拌磁子（SBSE）提取是一种高效，高灵敏度，操作便捷的提取香气香味的现代绿色无溶剂的样品提取技术。本文采用吸附搅拌磁子（SBSE）分析烟丝中的挥发性风味香气香味成分，大体积冷却进样口CIS，热脱附TDU和气相色谱质谱法分析鉴定香烟烟丝的挥发性风味香气香味成分。用Amdis解卷积拆分共流出色谱峰和保留指数校正帮助鉴定烟丝中风味化合物。

1试验部分

1.1 仪器与装置

美国安捷伦7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪

德国Gerstel的MPS Robotic Pro多功能自动样品前处理平台，可以实现全自动液体，顶空，固相微萃取SPME，热脱附，磁力搅拌吸附萃取SBSE，动态顶空DHS等功能。

德国Gerstel的CIS4大体积冷阱进样口和TDU2热脱附单元。

磁力吸附搅拌子（PDMS，10mmX1mm, Gerstel）

1.2样品，标样，试剂

样品：香烟市场样品（上海某烟草专卖店）。

香气香味化合物标准品均来自Sigma-Aldrich等主要试剂公司，少数为实验室内部精制标样。C6-C33正构烷混合标准物，来自安谱公司。

1.3 GC/MS条件

1.3.1 色谱条件:

色谱柱：安捷伦HP-Innowax (60m×0.25 mm ( i.d.)×0.25μm) 惰性毛细管柱；

升温程序： 40℃保持2 min，以5 ℃/min升至250℃，保持20 min；

载气（He, 纯度99.999%以上）流速1.8mL/min;

进样口：CIS-PTV大体积冷阱进样口，温度-30℃-250℃， 15℃/S；分流比11:1。

热脱附TDU：25-230℃, 100℃/min, 不分流，传输线温度：260℃

MSD和ODP分流比为1:1

1.3.2质谱条件:

电子轰击（EI）离子源；电子能量70eV；传输线温度250℃；离子源温度230℃；四级杆温度150℃。SCAN扫描范围：29-400。EMV: 1328V。

1.4数据处理软件：

安捷伦MS化学工作站F版

Amdis自动化质谱图解卷积和鉴定软件

1.5样品的提取处理及分析方法

取0.2g烟丝样品，剪碎于20ml顶空瓶，加入8g饱和氯化钠水，放入磁力吸附搅拌子，一小时后，用去离子水冲洗干净，放入TDU2热脱附的小管，运行序列，进行热脱附。

在分析样品前，和样品分析完全相同的条件下，用0.05%的C6-C30的正构烷烃标样注射到GCMS，获得正构烷烃的保留时间，用于软件计算保留指数。

2 结果与讨论

2.1 样品处理方法：如果采用传统经典溶剂提取方法处理香烟烟丝，消耗溶剂，干扰大，灵敏度低，操作麻烦。香烟烟丝基质也比较复杂，其香气成分测定需要一种简单快速，无溶剂或少许溶剂的提取富集技术。和一般需要溶剂和浓缩的复杂步骤的LLC，SDE，SPE，SAFE等样品提取制备方法相比，搅拌棒吸附萃取（SBSE）是一种无溶剂的用于萃取和浓缩痕量有机物的技术。其灵敏度高，重现性好，样品用量少，操作简单快速，也比普通SPME的灵敏度高许多，适合香烟烟丝的香气风味化合物的测定。

2.2 香烟烟丝的香气挥发性化合物分析

SBSE提取测定某香烟烟丝的香气挥发性化合物总离子色谱图（TIC）如下：

图2 香烟烟丝的香气挥发性化合物总离子色谱图（TIC）

从SBSE提取测定香烟烟丝鉴定了大约68种挥发性风味化合物。含量最高的化合物是新植二烯对，占41%多，是烟草的主要香气成分。含量较多的化合物有薄荷脑，凉味剂W23，烟碱等。这些都是香烟的关键气味化合物。

各种萜烯，醛类，醇类，酮类，酯类，酚类，酸类，吡咯等，在此不一一例举讨论。以及部分烟丝释放的芳烃化合物。详见表1 香烟烟丝的SBSE分析组分表。

		表1 香烟烟丝的SBSE分析组分表
					Area
No	Name		RI_test	RT_min	[rel.%]
1	PROPANONE		812	5.792	0.169
2	TOLUENE		1049	10.324	0.138
3	ALDEHYDE C 6		1092	11.383	0.100
4	XYLENE, M-		1150	13.056	0.000
5	LIMONENE		1202	14.604	0.391
6	BENZENE, 1,2,4-TRIMETHYL-		1292	17.124	0.050
7	METHYL HEPTENONE, 6,5,2-		1346	18.585	0.119
8	ALDEHYDE C 9		1401	20.084	0.157
9	ETHLENE GLYCOL MONOBUTYL ETHER		1409	20.287	0.065
10	ACETIC ACID		1465	21.728	0.506
11	ISOOCTANOL		1491	22.396	1.812
12	BENZALDEHYDE		1545	23.741	0.364
13	2-HYDROXYPROPYL ACETATE		1579	24.582	0.054
14	HEXADECANE		1598	25.042	0.034
15	MENTHOL		1648	26.222	3.882
16	ACETOPHENONE		1673	26.812	0.851
17	TERPINEOL, ALPHA-		1708	27.6	0.015
18	SOLANONE E		1740	28.326	0.697
19	DOWANOL DB		1804	29.733	0.100
20	BUTANONE, 1-PHENYL-2-		1826	30.188	0.406
21	COOLING AGENT WS23		1859	30.889	4.016
22	GERANYLPROPANONE		1866	31.039	0.038
23	BUTYRIC ACID-3-HYDROXY-2,2,4-TRIMETHYL-PENTYLESTER, ISO-		1879	31.315	0.475
24	2,2,4-TRIMETHYL-1,3-PENTANEDIOL DIISOBUTYRATE		1885	31.45	5.035
25	NICOTINE		1889	31.537	6.219
26	BENZYLALCOHOL		1895	31.658	0.747
27	BUTYRIC ACID-1-HYDROXY-2,2,4-TRIMETHYL-3-PENTYLESTER, ISO-		1899	31.75	0.333
28	NEOPHYTADIENE		1928	32.33	41.656
29	PHENYLETHYL ALCOHOL, 2-		1932	32.403	0.441
30	ALCOHOL C 12		1970	33.172	0.092
31	EDULANE, CIS-7-OXO-		1982	33.428	0.061
32	ACETYLPYRROLE-2		1996	33.699	0.383
33	IONONE, 5,6-EPOXY-		2015	34.081	0.360
34	EDULANE, TRANS-7-OXO-		2030	34.371	2.238
35	PYRROLALDEHYDE, 2-		2055	34.841	0.019
36	TRIACETIN		2084	35.402	0.498
37	HEXADECANAL		2145	36.553	0.169
38	NORSOLADIONE		2171	37.041	1.115
39	PELARGONIC ACID		2175	37.119	0.123
40	TABANONE P.3		2187	37.327	0.766
41	Nicotine oxide compounds isomer		2203	37.636	0.073
42	DIHYDRO BOVOLIDE		2212	37.791	0.165
43	METHYL HEXADECANOATE		2224	37.999	0.494
44	TABANONE P.4		2231	38.125	2.280
45	DECANOL, 2-HEXYL-		2249	38.454	0.184
46	ETHYL PALMITATE		2260	38.637	0.590
47	HELIOTROPIN		2272	38.85	0.046
48	FRESCOLAT MGA isomer		2298	39.315	0.103
49	TABANONE P.5		2306	39.45	0.054
50	FRESCOLAT MGA		2323	39.74	0.287
51	TABANONE P.1		2335	39.953	2.161
52	OCTADECANAL		2358	40.35	0.130
53	DIHYDRO ACTINIDIOLIDE		2398	41.022	4.648
54	METHYL STEARATE		2431	41.578	0.027
55	METHYL OLEATE		2456	41.984	0.031
56	2,3'-Dipyridyl		2522	43.053	0.000
57	ETHYL LINOLEATE		2539	43.329	0.031
58	DAMASCONE, 3-HYDROXY-BETA-		2562	43.692	0.786
59	METHYL LINOLEATE		2577	43.929	0.299
60	MALZOXAZINE		2601	44.311	0.533
61	IONOL, 3-OXO-ALPHA- 1		2666	45.409	4.637
62	HEPTACOSANE		2700	45.979	1.935
63	MYRISTIC ACID		2706	46.1	0.230
64	DIBUTYL PHTHALATE		2723	46.42	0.467
65	3-HYDROXYSOLAVETIVONE		2797	47.842	0.743
66	NONACOSANE		2901	50.211	0.429
67	PALMITIC ACID		2918	50.676	3.548
68	HENTRIACONTANE		3101	56.325	0.149
	Sum				99.75

参考文献:

略