專利名稱：一種煙草及煙草制品中游離煙堿的測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于卷煙評(píng)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙草及煙草制品中游離煙堿的測定方法。
背景技術(shù)：
煙堿為煙草中特有的、含吡啶環(huán)和吡咯環(huán)的有機(jī)生物堿，并在煙草制品中起到了重要的作用，為卷煙消費(fèi)的主要目標(biāo)物之一。上個(gè)世紀(jì)以來，煙堿，尤其是游離煙堿在卷煙煙氣中的含量及生理作用激發(fā)了科學(xué)家們更多的研究興趣。1970年，Armitage(Armitage， Nature, 1970)發(fā)現(xiàn)游離煙堿比質(zhì)子態(tài)煙堿具有較強(qiáng)的親酯性、易于穿透口腔黏膜從而更快速的被人體吸收。人們針對(duì)游離煙堿在人體中的吸收代謝(Schievelbein，Agents Actions 1973; Taylor, Proc. Natl. Acad. Sci. 2010)、游離煙堿的成癮性以及游離煙堿與卷煙抽吸品質(zhì)(陳建潭，煙草科技2000;于川芳，煙草科技2006)等方面開展了大量的工作。在煙草及煙草制品中，游離煙堿與質(zhì)子態(tài)煙堿存在動(dòng)態(tài)的平衡，游離煙堿的含量易受到諸如水分、溫度、溶劑、PH等因素的干擾。因此，有關(guān)煙草及煙草制品中游離煙堿的準(zhǔn)確測定仍然為本領(lǐng)域的一項(xiàng)技術(shù)難題?；诖?，建立一種對(duì)游離煙堿存在環(huán)境干擾少、測定準(zhǔn)確的方法對(duì)于分析檢測人員而言存在較大的困難。迄今為止，人們更多的關(guān)于卷煙煙氣中游離煙堿的檢測方法研究，而煙草及煙草制品中游離煙堿的檢測研究報(bào)道較少。杜珊(杜珊，安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2006)等采用了水溶液對(duì)煙草制品進(jìn)行萃取后，采用氯仿萃取水溶液中游離煙堿并進(jìn)行GC/FID分析，并考察了不同萃取方式對(duì)測定方法回收率的影響，進(jìn)而分析了回收率偏低的原因在于萃取的水溶液為緩沖體系所致。盧斌斌(盧斌斌，煙草科技2003)采用去C02的超純水對(duì)煙末進(jìn)行萃取，再用含內(nèi)標(biāo)的氯仿溶液分兩次萃取，合并后進(jìn)行GC/FID分析，采用所建立的方法針對(duì)47種商品卷煙進(jìn)行了游離煙堿的測定，并進(jìn)行了游離煙堿，總煙堿和PH的相關(guān)性分析，結(jié)果表明游離煙堿的含量與PH呈顯著正相關(guān)。盧麗娟(盧麗娟，安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2009)采用去C02的超純水對(duì)煙末進(jìn)行萃取，考察了不同物料比、萃取溶劑和萃取時(shí)間等因素對(duì)游離煙堿測定結(jié)果的影響。Divanidis (Divanidis, S. C0RESTA 2000)在 2000 年 C0RESTA 大會(huì)上發(fā)表論文建議在未使用堿的情況下，能被有機(jī)溶劑或水蒸氣蒸餾等方式而提取的那部分煙堿為游離煙堿，但未嚴(yán)格定義提取溶劑的性質(zhì)及蒸餾時(shí)間等參數(shù)。研究結(jié)果表明按照此方式提取得到的游離煙堿可以很好的用來表征卷煙煙氣勁頭。于瑞國(于瑞國，中國煙草學(xué)會(huì)工業(yè)專業(yè)委員會(huì)2005煙草化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)2005) 根據(jù)Divanidis對(duì)游離煙堿的定義，采用中性水為萃取介質(zhì)，在130 °C條件下，對(duì)40目煙末樣品進(jìn)行萃取，蒸餾出的餾分經(jīng)冷卻后，參照煙草中總植物堿的連續(xù)流動(dòng)分析方法，對(duì)游離態(tài)煙堿進(jìn)行測定，研究考察了蒸餾溫度及蒸餾介質(zhì)PH對(duì)測定結(jié)果的影響，并對(duì)檢測方法進(jìn)行了相關(guān)探討。
上述這些方法均對(duì)游離煙堿存在環(huán)境有不同程度的破壞。因此，建立一種易于推廣并能準(zhǔn)確測定煙草及煙草制品中游離煙堿含量的方法，就成為本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對(duì)游離煙堿存在環(huán)境干擾較小、不影響游離煙堿平衡、能夠準(zhǔn)確測定煙草及煙草制品中游離煙堿的方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。除非另有說明，本發(fā)明所使用的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。一種煙草及煙草制品中游離煙堿的測定方法，包括以下步驟
1、標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制
①空白樣品的制備將50g煙絲磨成粉末，加入1 L濃度洲的NaOH水溶液超聲提取 1 h，重復(fù)提取5次，每次提取完畢后，用紗布過濾提取液，將濾得的煙末進(jìn)行下一次提取； 提取完成后將煙末烘干至10% 15%的含水率，再將煙末放入溫度為22 V，相對(duì)濕度為 RH60%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，得到空白煙末樣品；
②標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制以正己烷為溶劑配制濃度為100g/L、50 g/L、25 g/LUO g/L、5 g/L、l g/L的煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液；以正己烷為溶劑配制濃度為10 g/L及5 g/L的氘代甲苯溶液；
③標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立取6個(gè)棕色頂空瓶，每個(gè)頂空瓶中放置0.2 g的空白煙末樣品，分別準(zhǔn)確加入1 μ L濃度為10 g/L的氘代甲苯溶液，再分別準(zhǔn)確加入1 μ L濃度為100 g/ L、50 g/L,25 g/L、10 g/L,5 g/L、l g/L的煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液，立即密封后將煙末混合均勻；將6 個(gè)頂空瓶在30 °C平衡2 h后進(jìn)行分析測試；將6個(gè)樣品的游離煙堿與氘代甲苯的響應(yīng)值比與煙堿的濃度進(jìn)行線性回歸，得到標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，曲線不強(qiáng)制歸零，線性相關(guān)系數(shù)R2須大于 0. 999 ；
2、待測樣品的準(zhǔn)備
①將待測煙草樣品粉碎成粉末，將樣品煙末放入溫度為22 °C，相對(duì)濕度為RH60%的恒溫恒濕箱平衡48 h ；
所述的待測煙草樣品也可以是煙草制品，即成品卷煙，除去卷煙紙、水松紙、卷煙濾棒等輔材后得到的純煙絲。②稱取0. 200 g待測樣品煙末置于20 mL棕色頂空瓶中，加入2 μ L濃度為5 g/ L的氘代甲苯溶液，立即密封后混合均勻，在30 °C條件下平衡2 h后，進(jìn)行游離煙堿的分析測試；
3、游離煙堿儀器分析條件
①固相微萃取針
萃取材料為聚二甲基硅氧烷/苯乙烯材料，部分交聯(lián)，材料膜厚為65 ym；
②固相微萃取條件
預(yù)平衡溫度30 °C，預(yù)平衡時(shí)間600 s，萃取時(shí)間1800 s，脫附時(shí)間20 s，洗針時(shí)間900 s，洗針溫度250 °C，洗針氣體純度彡99. 999%的高純氮?dú)猓瘁槈毫υO(shè)置為0. 2 Mpa ；
③色譜分析條件以純度> 99. 999%的氦氣為載氣，恒流模式，流量為1.5 mL/min;進(jìn)樣口溫度設(shè)定為 250 °C ；采用分流進(jìn)樣方式，分流比為40:1，程序升溫條件為初始溫度50 °C，保持2 min, 以30 V /min的升溫速率升至210 °C,保持2 min,以30 V /min的升溫速率升至MO V， 保持3 min ；
④質(zhì)譜分析條件
電離方式采用電子轟擊源，電離能量為70 eV;離子源溫度為230 °C;四極桿溫度為 150 °C;傳輸線溫度為250 °C ；游離煙堿定量離子為84，輔助定量離子為133和162，氘代甲苯的定量離子為98，輔助定量離子為100和70 ； 4、分析結(jié)果計(jì)算
記錄測試樣品游離煙堿及氘代甲苯的響應(yīng)值，根據(jù)步驟1所建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算得出樣品中游離煙堿的含量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢
1、本發(fā)明所公開的煙草及煙草制品中游離煙堿的測定方法對(duì)游離煙堿與質(zhì)子態(tài)煙堿所存在的平衡無干擾，對(duì)游離煙堿存在環(huán)境無破壞，測定結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠。2、本發(fā)明所公開的煙草及煙草制品中游離煙堿的測定方法具有溶劑使用極少，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。3、本發(fā)明所公開的煙草及煙草制品中游離煙堿的測定方法具有測定結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡單，方法重現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)。游離煙堿含量的準(zhǔn)確測定對(duì)卷煙配方設(shè)計(jì)、產(chǎn)品維護(hù)及質(zhì)量控制等方面具有指導(dǎo)借鑒意義。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明分析條件等技術(shù)要點(diǎn)，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例1
所使用的主要試劑及儀器
煙堿純度彡99% ；
正己烷色譜純，美國Fisher公司；
3R4F參比卷煙，美國Kentucky大學(xué)；
帶頂空固相微萃取自動(dòng)進(jìn)樣器的氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，型號(hào)6890/5973，美國 Agilent 公司；
ZB-624彈性毛細(xì)管14%氰丙基苯和86% 二甲基聚硅氧烷柱，長度為30 m,內(nèi)徑為0. 32 mm，膜厚為1.8 μ m,美國Phenomenex公司；
65 Mffl聚二甲基硅氧烷/苯乙烯固相微萃取頭，部分交聯(lián)，美國Supelco公司；
分析天平，感量0. 1 mg ；
手動(dòng)微量進(jìn)樣針；
各種規(guī)格棕色容量瓶；
1.標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的建立
1.1空白樣品的制備
將50 g煙絲磨成粉末，加入1 L濃度洲的NaOH水溶液超聲提取1 h，按上述步驟重復(fù)提取5次，每次提取完畢后，用紗布過濾提取液，將濾得的煙末進(jìn)行下一次提?。惶崛⊥瓿珊髮熌┖娓芍?0% 15%的含水率，再將煙末放入溫度為22 °C，相對(duì)濕度為RH60%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，得到空白煙末樣品。1. 2煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液
煙堿標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稱取2. 5 g煙堿標(biāo)準(zhǔn)品于25 mL容量瓶中，用正己烷定容，得到100 g/L煙堿標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，于4 °C冰箱中避光保存，有效期為3個(gè)月。煙堿標(biāo)準(zhǔn)工作溶液將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用正己烷逐級(jí)稀釋，得到50 g/L,25 g/LUO g/ L、5 g/L、l g/L標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。1.3內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液
內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液稱取100 mg氘代甲苯于10 mL容量瓶中，用正己烷定容，得到10 g/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，于4 °C冰箱中避光保存，有效期為3個(gè)月。內(nèi)標(biāo)工作溶液將內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液稀釋一倍，得到5 g/L的內(nèi)標(biāo)工作溶液。1. 4標(biāo)準(zhǔn)工作樣品
分別準(zhǔn)確稱取0.200 g平衡好的空白煙末樣品于6個(gè)頂空瓶中，分別準(zhǔn)確加入1 μ L 內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液和1 μ L濃度為100 g/L,50 g/L,25 g/L、10 g/L,5 g/LU g/L的煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液，旋緊旋塞，將6個(gè)頂空瓶在30 °C下平衡2 h后上機(jī)測試，各標(biāo)準(zhǔn)工作樣品濃度如表1所
示。
權(quán)利要求
1. 一種煙草及煙草制品中游離煙堿的測定方法，包括以下步驟(1)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制①空白樣品的制備將50g煙絲磨成粉末，加入1 L濃度洲的NaOH水溶液超聲提取 1 h，重復(fù)提取5次，每次提取完畢后，用紗布過濾提取液，將濾得的煙末進(jìn)行下一次提??； 提取完成后將煙末烘干至10% 15%的含水率，再將煙末放入溫度為22 V，相對(duì)濕度為 RH60%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，得到空白煙末樣品；②標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制以正己烷為溶劑配制濃度為100g/L、50 g/L、25 g/LUO g/L、5 g/L、l g/L的煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液；以正己烷為溶劑配制濃度為10 g/L及5 g/L的氘代甲苯溶液；③標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立取6個(gè)棕色頂空瓶，每個(gè)頂空瓶中放置0.2 g的空白煙末樣品，分別準(zhǔn)確加入1 μ L濃度為10 g/L的氘代甲苯溶液，再分別準(zhǔn)確加入1 μ L濃度為100 g/ L、50 g/L,25 g/L、10 g/L,5 g/L、l g/L的煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液，立即密封后將煙末混合均勻；將6 個(gè)頂空瓶在30 °C平衡2 h后進(jìn)行分析測試；將6個(gè)樣品的游離煙堿與氘代甲苯的響應(yīng)值比與煙堿的濃度進(jìn)行線性回歸，得到標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，曲線不強(qiáng)制歸零，線性相關(guān)系數(shù)R2須大于 0. 999 ；(2)待測樣品的準(zhǔn)備①將待測煙草樣品粉碎成粉末，將樣品煙末放入溫度為22°C，相對(duì)濕度為RH60%的恒溫恒濕箱平衡48 h ；②稱取0.200g待測樣品煙末置于20 mL棕色頂空瓶中，加入2 μ L濃度為5 g/L的氘代甲苯溶液，立即密封后混合均勻，在30 °C條件下平衡2 h后，進(jìn)行游離煙堿的分析測試；(3)游離煙堿儀器分析條件①固相微萃取針萃取材料為聚二甲基硅氧烷/苯乙烯材料，部分交聯(lián)，材料膜厚為65 ym；②固相微萃取條件預(yù)平衡溫度30 °C，預(yù)平衡時(shí)間600 s，萃取時(shí)間1800 s，脫附時(shí)間20 s，洗針時(shí)間900 s，洗針溫度250 °C，洗針氣體純度彡99. 999%的高純氮?dú)?，洗針壓力設(shè)置為0. 2 Mpa ；③色譜分析條件以純度> 99. 999%的氦氣為載氣，恒流模式，流量為1.5 mL/min;進(jìn)樣口溫度設(shè)定為 250 °C ；采用分流進(jìn)樣方式，分流比為40:1，程序升溫條件為初始溫度50 °C，保持2 min, 以30 V /min的升溫速率升至210 °C,保持2 min,以30 V /min的升溫速率升至MO V， 保持3 min ；④質(zhì)譜分析條件電離方式采用電子轟擊源，電離能量為70 eV;離子源溫度為230 °C;四極桿溫度為 150 °C;傳輸線溫度為250 °C ；游離煙堿定量離子為84，輔助定量離子為133和162，氘代甲苯的定量離子為98，輔助定量離子為100和70 ；(4)分析結(jié)果計(jì)算記錄測試樣品游離煙堿及氘代甲苯的響應(yīng)值，根據(jù)步驟1所建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算得出樣品中游離煙堿的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草及煙草制品中游離煙堿的測定方法，其特征在于所述的待測煙草樣品為成品卷煙除去卷煙紙、水松紙和卷煙濾棒后得到的純煙絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙草及煙草制品中游離煙堿的測定方法。該方法采用聚二甲基硅氧烷/苯乙烯為萃取材料對(duì)煙草樣品粉末進(jìn)行固相微萃取，并進(jìn)行氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀定量分析，得到游離煙堿測定結(jié)果。方法評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表明，本方法具有測定結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好、對(duì)游離煙堿與質(zhì)子態(tài)煙堿之間的平衡破壞少等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N30/14GK102230924SQ201110087148
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者何靚, 廖頭根, 李先毅, 段焰青, 王堅(jiān), 王明鋒, 者為 申請(qǐng)人:紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司