丁香酚在主流煙氣中的遷移率研究

李遠根 寇天舒

摘要[目的] 測定丁香酚在主流煙氣中的遷移率，指導煙用香精的配制和添加用量。[方法] 通過考察捕集方式、色譜條件對丁香酚的影響，建立了通過內標法定量的方法，測定主流煙氣中丁香酚占煙絲中噴灑的丁香酚的質量百分比，從而測定丁香酚精油在主流煙氣中的遷移率。[結果]跟空白樣品對照發現，丁香酚能通過濾棒隨主流煙氣溢出，其在主流煙氣中的遷移率為8.23%。目標物在1～400 μg/mL的范圍內呈線性關系，相關系數R2=0.999 8。以卷煙樣品為分析對象，進行精密度試驗，計算6次平行結果的相對標準偏差（RSD）為0.34%，在含有目標物的玻璃纖維濾片中加入低、中、高3個水平的標準溶液進行加標回收率試驗，加標回收率分別為96.7%、99.8%、100.7%，說明該方法回收率較高。 [結論]該研究可為煙草香精香料配制過程中精準地確定丁香酚的加注量提供參考。

關鍵詞丁香酚；主流煙氣；遷移率

中圖分類號TS264.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）12-0085-02

Abstract[Objective] To determine mobility of engenol in mainstream smoke and guide the preparation and dosage of the essence of smoke. [Method] By investigating effects of capture mode， chromatographic conditions on engenol， through internal standard method， the proportion of engenol in mainstream smoke was determined， the mobility was also measured. [Result] Compared with the blank control， it was found that eugenol can overflow with the mainstream smoke through the filter rod； the mobility of engenol in mainstream smoke was 8.23%. The linear relationship was presented in the range of 1-400 μg/mL with correlation coefficient of R2=0.999 8. With the cigarette sample as the analysis object to conduct precision experiment， RSD of the 6 parallel results was calculated as 0.34%. Low， medium and high levels of standard solutions were added to the glass fiber filter containing the target， the recoveries were 96.7%， 99.8%， 100.7%， indicating the method has high recovery rate. [Conclusion] Research about the mobility of engenol in mainstream smoke can provide reference for accurate determining engenol dosage in preparation of the essence of smoke.

Key wordsEugenol；Mainstream smoke；Mobility

丁香是具有辛香風格的天然香料的重要香味成分，所以常用作煙用香精添加到卷煙產品中[1]。1985年丁香酚被國際癌癥研究署（IARC）列為疑似致癌物，該物質的吸入毒性是食用時的250倍，已被國際香料香精協會限制使用[2]。在國內，按照食品添加劑使用衛生標準（GB2760—2011）規定，丁香酚屬于允許使用的食品用天然等同香料，其用量依據美國聯邦應急管理署（FEMA）提供的限量要求合理使用[3]。2007年，世界衛生組織煙草控制框架公約締約方會議FCTC/COP1（15）號決議規定，丁香酚和薄荷醇作為含醚精油，一同被列入卷煙重要成分暫行清單，建議測定該物質的濃度[4]。因此，基于卷煙添加劑的安全性考慮，有必要對卷煙香精中的丁香酚在主流煙氣中的遷移率進行研究，以確保香精中丁香酚的添加量對人體無害。

1材料與方法

1.1材料

自制單料卷煙；丁香酚標準品；丁香花蕾油（分析純，純度≥99%）；

乙醇（色譜純）；十三烷醇（純度≥99%，內標）；甲醇（色譜純）；GB/T 16450—2004《常規分析用吸煙機 定義和標準條件》中所規定的各項儀器設備；6890N/5975氣相色譜-質譜儀（美國Agilent公司），配備7683自動進樣器；DB-35色譜柱；電子天平。

1.2方法

1.2.1標準溶液的配制。

1級儲備液：準確稱取0.25 g丁香酚于100 mL容量瓶中，用乙醇定容。

2級儲備液：準確量取40 mL 1級儲備液于100 mL容量瓶中，用乙醇定容。

內標溶液：準確稱取0.2 g十三烷醇于200 mL容量瓶中，用乙醇定容。

萃取液：準確量取100 mL內標溶液于500 mL容量瓶中，用乙醇定容。

標準工作溶液：分別移取0.02、0.10、0.20、1.00、2.00和4.00 mL二級儲備液于10 mL容量瓶中，用加注了內標的萃取液定容。制得該系列標準工作溶液濃度分別如下：0.001 25、0.002 50、0.050 00、0.100 00、0.200 00、0.400 00 mg/mL，內標濃度為0.05 mg/mL。

1.2.2樣品處理與分析。

處理樣品：FEMA規定，丁香酚最高參考用量焙烤食品為9.0 mg/kg。我國規定加香產品中的限定濃度：糖果和焙烤食品，33.0 mg/kg。 結合標準和實際使用參考，取0.02 mg丁香花蕾油，用5 mL乙醇稀釋后，用喉頭噴管分別均勻地噴在已于溫度（22±1）℃和相對濕度（RH）（60±2）%下平衡48 h的409煙絲上進行加香，加香后的煙絲樣品于溫度（22±1）℃和RH（60±2）%下平衡48 h，用填煙器分別將加香煙絲制成煙支，保證每只香煙的重量保持在（1.0±0.1）g。再在溫度（22±1）℃和RH（60±2）%下平衡48 h，未加香的對照樣為噴灑同量95%乙醇的同種煙絲在相同條件處理下卷制的卷煙。

按照GB/T 16450標準的要求收集4支卷煙的總粒相物，將收集的4支卷煙總粒相物的玻璃纖維濾片置于100 mL錐形瓶中，準確加入含有內標的萃取液30 mL。置于搖床上振搖30 min，靜置。將萃取液過0.45 μm有機相濾膜，制成卷煙樣品。未加香的對照卷煙也按照上述方法制成空白樣品。

準確稱取0.1 mg丁香花蕾油，用5 mL乙醇稀釋后，過0.45 μm有機相濾膜，制成精油樣品。

色譜柱為DB-35MS（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細管柱；進樣口溫度250 ℃；載氣為He，流量1.0 mL/min；柱前壓60 kPa；程序升溫：50 ℃（保持1 min）以13 ℃/min 的速率升至250 ℃（保持10 min）；進樣量1.0 μL，分流比1∶100；傳輸線溫度250 ℃；離子化方式為EI；離子源溫度220 ℃；離子化能70 eV；四級桿溫度為常溫；倍增器電壓1 800 V；質量掃描范圍20～650 amu。采用NIST98譜庫檢索進行定性，匹配度≥85%，認為是可信的。用峰面積歸一化法定量。

丁香精油中丁香酚所占比例（R）=精油樣品的檢測結果（mg/mL）/精油樣品的濃度（mg/mL）；

丁香酚遷移率=[卷煙樣品的檢測結果（mg/mL）×萃取液體積]/（卷煙樣品中丁香精油的加入量×R）。

2結果與分析

根據該試驗方法及計算公式，得出煙用香精丁香酚在卷煙主流煙氣中的遷移率為8.23%。以下將對該試驗的樣品前處理條件、色譜條件等進行優化，并分析其檢出限、定量限、精密度及回收率。

2.1樣品前處理條件的優化

2.1.1溶劑的選擇。分別選擇正己烷、二氯甲烷、乙醇、甲醇為溶劑，按照試驗方法，以根據GB/T 16450標準的要求收集4支卷煙的玻璃纖維濾片為對象，進行萃取。結果表明，溶劑極性越強，萃取量越大，但甲醇萃取效果過強，導致萃取液中物質過多，影響譜圖顯示效果。結合實際情況及溶劑毒性，最終選擇乙醇為萃取劑。

2.1.2主流煙氣的捕集能力。煙氣主要包括氣相和粒相2部分。為保證試驗中丁香酚被捕集完全，該試驗采用玻璃纖維濾片捕集煙氣的粒相部分。在玻璃纖維濾片后串聯2個盛有 30 mL 無水乙醇溶劑的吸收瓶，用以吸收主流煙氣氣相部分的丁香酚。按照上述樣品處理方法，以及GB/T 16450標準的要求抽吸4支卷煙，然后對玻璃纖維濾片和吸收液分別進行丁香酚的檢測分析。檢測結果表明，玻璃纖維濾片捕集的丁香酚釋放量為4.46 mg/支，而第1級濾片中檢測出丁香酚含量為總含量的3.40%，第2級濾片中未檢測出丁香酚成分。這說明卷煙主流煙氣中的丁香酚主要存在于粒相物中，因此認為，采用玻璃纖維濾片可以較為完全地收集卷煙主流煙氣中的丁香酚。

2.2色譜條件的優化

2.2.1色譜柱的選擇。

分別選用HP-5MS（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm）、DB-5MS（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細管色譜柱，以卷煙樣品為分析對象，按照上述分析方法，每個樣品平行測試2次。結果顯示，選用DB-5MS毛細管柱時，樣品峰型最好，拖尾最不明顯，故該試驗選用DB-5MS毛細管色譜柱進行后續試驗。

2.2.2程序升溫條件的確定。

在保持其他條件不變的前提下，通過調整升溫程序，對卷煙樣品溶液進行檢測，以考察待測物和內標物的出峰情況。最終確定的升溫程序為：初始溫度50 ℃，保持1 min，以升溫速率13 ℃/min升至200 ℃，保持10 min。該條件下卷煙樣品溶液中待測物和內標物能完全分開，并且盡量縮短升溫時間。

2.3工作曲線、檢出限、定量限、精密度及回收率

將標準工作溶液進行氣相色譜-質譜（GC-MS）分析，求得線性回歸方程及相關系數。目標物在1～400 μg/mL的范圍內呈線性關系，相關系數R2=0.999 8。

〖JP4〗以最低濃度樣品為研究對象，平行測定6次，求其標準偏差，以3倍標準偏差為檢出限（LOD），以10倍標準偏差為定量限（LOQ），該方法的LOD和LOQ分別為7.96×10-4和2.65×10-3 mg/支。

以卷煙樣品為分析對象，進行精密度試驗，計算6次平行結果的相對標準偏差（RSD）為0.34%，在含有目標物的玻璃纖維濾片中加入低、中、高3個水平的標準溶液，進行加標回收率試驗，低、中、高3個水平的加標回收率分別為96.7%、99.8%、100.7%，說明該方法回收率較高。

3結論

該試驗通過考察捕集方式、色譜條件對丁香酚精油檢測的影響，建立了通過內標法定量的方法，測定主流煙氣中丁香酚占煙絲中噴灑的丁香酚的質量百分比，從而測定出丁香酚精油在主流煙氣中的遷移率。運用該方法，可以指導煙草香精香料配制過程中丁香酚的加注量，以保證卷煙添加劑的安全使用。

參考文獻

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[2] LAVOIE E J，SHIGEMATSU A，TUCCIARONE P L，et al.Comparison of the steamvolatile components of commercial cigarette，pipe，and chewing tobaccos[J].Journal of agricultural and food chemistry，1985，33（5）：876-879.

[3] 中華人民共和國衛生部.食品添加劑使用標準：GB 2760—2011[S].北京：中國標準出版社，2011.

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