不同產地煙葉相似性分析

張鳳梅 韓敬美 王慶華 司曉喜 蔣薇 劉志華 朱瑞芝 唐石云 李振杰 李響麗

摘要 在HS-SPME-GC/MS法分析不同產地煙葉樣品中香氣成分的基礎上，用選擇相似性指數（SSI）比較不同產地煙葉樣品之間的差異。通過對前處理和儀器條件優化，建立煙葉中香氣成分分析方法并采用該方法分析8種煙葉樣品。結果表明，優化確定的試驗條件為：0.5 g煙葉樣品，70 ℃下用灰色萃取頭萃取20 min，解吸2 min后進行GC/MS分析。8個煙葉樣品中共檢測到125種香氣成分。8種煙葉樣品香氣成分的SSI分析結果表明，共檢出指標相似度最高的樣品為“紅大”-“K326”，其次是“貴州”-“K326”，相似度最低的樣品為“安徽”-“K326”。該研究結果可為不同產區煙葉在卷煙生產和加工過程中的選用提供參考。

關鍵詞 煙葉;頂空;固相微萃取;氣質聯用法;香氣成分;選擇相似性指數

中圖分類號 TS41.+1文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）07-0191-06

Abstract After the flavor components in tobacco samples from different origins were analyzed by headspacesolid phase microextractiongas chromatographymass spectrometry （HSSPMEGC/MS），the differences between tobacco samples were compared using the selection similarity index （SSI）.In order to study the flavor components in tobacco leaves，a method for analyzing the flavor components in tobacco leaves by HSSPMEGC/MS was developed.8 tobacco leave samples from different areas were analyzed using this method after optimizing the conditions of the pretreatment and instrument parameters.The results showed that the optimized experimental conditions were tobacco leave sample 0.5 g，extracting for 20 minutes at 70 ℃ by using gray extraction head，headspace sampling after desorbing for 2 minutes，then GC/MS analysis.A total of 125 flavor components were detected in 8 tobacco leave samples.The results of selected similarity index （SSI） analysis of the flavor components in 8 tobacco leave samples showed that the highest similarity index was ‘Hongda - ‘K326，followed by ‘Guizhou - ‘K326，and the lowest similarity index was ‘Anhui - ‘K326.The results of this study can provide support for the selection of tobacco raw materials in cigarette processing.

Key words Tobacco leaves;Headspace;Solid phase microextraction;Gas chromatography-mass spectrometry;Flavor component;Selected similarity index

作者簡介 張鳳梅（1985—），女，云南鶴慶人，副研究員，博士，從事煙草化學研究。*通信作者，工程師，碩士，從事煙草化學研究。

煙葉產生的香味是人對煙草吃味和香氣的具體感受，而這些香味的產生除了與煙葉本身的揮發性成分、半揮發性成分有關以外，還與煙葉的產地、生長環境等因素有關。由于煙葉中香氣成分含量較低，目前煙葉香氣成分分析主要以氣相色譜-質譜聯用法（GC-MS）[1]為主，大多需要進行溶劑萃取[1]、同時蒸餾萃取[2]等前處理步驟，不僅前處理復雜且容易產生二次產物。因此，針對煙葉樣品的特點，選用簡便、靈敏度高、重現性好、廣泛應用的具有樣品預處理濃縮和香氣成分分析的頂空-固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術（HS-SPME-GC/MS）[3-10]，通過對頂空進樣條件、固相微萃取條件、氣相色譜條件和質譜條件等參數的優化，建立一種快速簡便的煙葉中香氣成分的HS-SPME-GC/MS分析方法，利用2個樣品檢出成分的選擇相似性指數（SSI）[7]分析比較不同產地樣品化學成分之間的差異，為煙葉原料在卷煙加工過程中的選用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試材和儀器

8個不同產地的煙葉，分別為安徽亳州（簡稱“安徽”）、貴州黔東南（簡稱“貴州”）、河南商丘（簡稱“河南”）、云南昆明K326（簡稱“K326”）、湖南株洲（簡稱“湖南”）、云南玉溪紅花大金元（簡稱“紅大”）、津巴布韋、巴西，取自云南中煙工業有限責任公司技術中心。8種固相微萃取頭，分別為灰色（50/30 μm DVB/CAR/PDMS，美國Supelco公司）、粉色（65 μm PDMS/DVB，Stable Flex，23Ga，3pk，美國Supelco公司）、白色（85 μm Polyacrylate，Fused Silica，24Ga，3pk，美國Supelco公司）、淡黃色（30 μm PDMS，Fused Silica，24Ga，3pk，美國Supelco公司）、淡藍色（85 μm CAR/PDMS，Stable Flex，24Ga，3pk，美國Supelco公司）、綠色（7 μm PDMS，Fused Silica，24Ga，3pk，美國Supelco公司）、紅色（100 μm，Polyacrylate，Fused Silica，24 Ga，美國Supelco公司）、藍色（65 μm，PDMS/DVB，Fused Silica，24 Ga，美國Supelco公司）。456 GC-TQ固相微萃取-氣相色譜-串聯質譜聯用儀（美國Bruker公司）。

1.2 樣品處理 稱取0.5 g煙葉樣品至頂空瓶中，置于固相微萃取裝置中以70 ℃、250 r/min條件下萃取20 min后，解吸時間2 min，進GC/MS儀器分析。GC/MS分析條件：載氣為He;恒流模式流速1.0 mL/min;分流比為5∶1;進樣口溫度220 ℃;色譜柱為DB-5MS柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;以50 ℃（1.0 min）、 6 ℃/min升至 220 ℃（10.0 min）條件程序升溫;傳輸線溫度230 ℃;離子源溫度210 ℃;電離方式為電子轟擊源（EI）;電離能量70 eV;溶劑延遲時間1.0 min;檢測方式為全掃描監測模式;掃描范圍35～450 amu。用NIST譜庫檢索。

2 結果與分析

2.1 樣品前處理條件的選擇

2.1.1 萃取頭。

取同一個煙葉樣品在同一條件下考察不同萃取頭對分析結果的影響，結果表明（圖1），選擇灰色萃取頭時煙葉中香氣化學成分的總積分面積最大，因此選擇灰色萃取頭。

2.1.2 萃取溫度。

取同一煙葉樣品考察不同萃取溫度對檢測結果的影響，結果表明（圖2），煙葉中香氣化學成分總積分面積70 ℃后基本穩定，因此選擇70 ℃萃取溫度。

2.1.3 萃取時間。

選擇同一煙葉樣品考察不同萃取時間對檢測結果的影響，結果表明（圖3），煙葉中香氣化學成分總積分面積20 min后趨于穩定，因此選擇20 min萃取時間。

2.1.4 解吸時間。

取同一煙葉樣品考察不同解吸時間對檢測結果的影響，結果表明（圖4），煙葉中香氣化學成分總積分面積2 min后檢測結果較好，因此選擇2 min解吸時間。

2.1.5 樣品量。

取同一煙葉樣品考察不同樣品量對檢測結果的影響，結果表明（圖5），樣品量>0.5 g香氣化學成分的總積分面積趨于穩定，因此選擇0.5 g樣品量。

2.2 色譜柱的選擇

取同一煙葉樣品比較不同極性、不同長度色譜柱對檢測結果的影響，結果表明，60 m HP DB-WAX柱、30 m HP DB-WAX柱、60 m DB-5MS柱和30 m DB-5MS柱分離到的香氣化學成分個數分別為40、45、61、61個，可見選擇30 m DB-5MS柱分離到的香氣化學成分個數較多且分析時間較短，綜合考慮，選擇DB-5MS柱（30 m×025 mm×0.25 μm）作為煙葉中香氣化學成分分析的色譜柱。

2.3 實際樣品分析結果

分別取8個煙葉樣品5份測定其香氣化學成分，分別扣除空白后樣品中香氣化學成分總積分面積的相對標準偏差在1.23%～4.82%，不同樣品分析結果見表1。8個煙葉樣品中共檢測到125種香氣成分。

煙葉樣品中香氣成分的選擇相似性指數（SSI）分析結果如表2所示。其中，“紅大”-“K326”的相似度最高（SSI為72.57%，共檢出指標41個），“貴州”-“K326”的相似度次之（SSI為70.63%，共檢出指標32個），“安徽”-“K326”的相似度最低（SSI為30.90%，共檢出指標33個）。

3 結論

該研究建立了測定煙葉中香氣化學成分的HS-SPME-GC/MS方法。8個煙葉樣品中共檢測到125種香氣化學成分。8個煙葉樣品中香氣成分的SSI分析結果表明，“紅大”-“K326”的相似度最高，“貴州”-“K326”的相似度次之，“安徽”-“K326”的相似度最低。該分析方法及相似性分析結果可為輔助煙葉原料選用提供技術支持。

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