頂空固相微萃取-氣相色譜/飛行時間質譜法分析再造煙葉提取液中的中性揮發性成分

李曉瑜 雷文蓮 薛建中 張利濤 許紅濤

摘要：[目的]分析再造煙葉提取液中的中性揮發性成分。[方法]通過考察SPME萃取頭類型、樣品體積、萃取時間等因素，建立頂空固相微萃?。℉S-SPME）與氣相色譜/飛行時間質譜（GC/TOFMS）聯用的方法，對再造煙葉提取液中的中性揮發性成分進行測定。[結果]確定了HS-SPME的最優參數為PDMS/DVB固相微萃取頭、樣品用量2mL、萃取溫度75℃、萃取時間40min、解吸時間3min。該方法相關線性關系良好、重現性較好，平均加標回收率在80%～120%。[結論]該方法操作方便、簡單，可滿足再造煙葉提取液中中性揮發性成分的測定要求。

關鍵詞：頂空固相微萃取;氣相色譜/飛行時間質譜聯用;再造煙葉;提取液;中性揮發性成分

中圖分類號TS41+1文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2021）08-0191-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.08.050

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

AnalysisofNeutralVolatileComponentsintheExtractofReconstitutedTobaccoLeavesbyHS-SPME-GC/TOFMS

LIXiao-yu，LEIWen-lian，XUEJian-zhongetal（HenanCigaretteIndustrialReconstitutedTobaccoSheetCo.，Ltd.，Xuchang，Henan461000）

Abstract[Objective]Toanalyzetheneutralvolatilecomponentsintheextractofreconstitutedtobacco.[Method]Amethodofheadspacesolid-phasemicroextraction（HS-SPME）combinedwithgaschromatography/time-of-flightmassspectrometrymass（GC/TOFMS）wasestablishedbyinvestigatingtheSPMEextractortype，samplevolume，extractiontimeandotherfactors.Theneutralvolatilecomponentsinthereconstitutedtobaccoextractweremeasured.[Result]TheoptimumparametersofHS-SPMEweredeterminedasfollows：PDMS/DVBsolidphasemicroextractionhead，2mLsamplevolume，extractiontemperature75℃，extractiontime40min，desorptiontime3min.Themethodhadgoodcorrelationlinearrelationshipandgoodreproducibility，andtheaveragerecoveryrateofstandardadditionwas80%-120%.[Conclusion]Themethodisconvenientandsimple，andcouldmeettherequirementsofdeterminationofneutralvolatilecomponentsintheextractofreconstitutedtobacco.

KeywordsHeadspacesolidphasemicroextraction;Gaschromatography/time-of-flightmassspectrometrymass;Reconstitutedtobaccoleaves;Extract;Neutralvolatilecomponents

造紙法再造煙葉的生產工藝主要包括提取、濃縮、制漿、抄造等步驟，其中，提取的主要目的是將煙草原料中對產品品質有利的成分盡可能地溶出，為提高再造煙葉的抽吸品質及適用性提供保障[1]。中性揮發性成分作為提取液的重要組成成分，也是產品中致香成分的主要來源，其含量高低直接決定了提取液的內在品質[2]。目前，提取液的中性揮發性成分的測定通常采用氣相色譜/飛行時間-質譜聯用法（GC/TOF-MS），其前處理主要有溶劑萃取法、固相萃取法、同時蒸餾萃取法等[3-5]，這些方法均需要大量的有機溶劑，試驗周期長且樣品耗費量多。固相微萃取方法（SPME）集采樣、萃取、濃縮、進樣為一體，方法簡單且自動化程度高，在食品、中藥、環境等領域已有廣泛應用[6-10]。筆者對固相微萃取頭類型、進樣體積、萃取溫度等因素進行了優化，旨在建立一種快速、準確的再造煙葉提取液中的中性揮發性成分測定方法，為再造煙葉生產工藝優化和質量穩定提供保障。

1材料與方法

1.1試材樣品提取液由河南卷煙工業煙草薄片有限公司提供。

2-庚酮、2-乙?；秽?-甲基-2-庚酮、6-甲基-5-庚烯-2-醇、2，3-二氫苯并呋喃（標準品，J﹠KscientificLTD公司）;芳樟醇、2，6-二甲基苯酚、2，6，6-三甲基-2-環己烯-1，4二酮（標準品，英國AlfaAesar公司）;藏紅花醛（標準品，美國SAFC公司）;香茅醇、鄰叔丁基苯酚、吲哚、茄尼酮、β-大馬酮（標準品，美國Sigma公司）;香葉基丙酮（標準品，瑞士Adamas公司）。

1.2儀器

Agilent7890A氣相色譜-飛行時間質譜聯用儀（美國Agilent公司）;自動進樣器（美國Gerstel公司）;固相微萃取手柄（美國Supelco公司）;聚二甲基硅氧烷（100μm，PDMS）、聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯（65μm，PDMS/DVB）、碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（85μm，CAR/PDMS）、二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（50/30μm，DVB/CAR/PDMS）4種固相微萃取頭（美國Supelco公司）;電子天平（感量0.1mg，梅特勒托利多）。

1.3試驗方法

1.3.1標準溶液的配制。

單標儲備液：取適量“1.1”標準品，精確至0.1mg，用乙醇作溶劑，配成約100mg/mL的單標儲備液?；旌蠘藴室海阂砸掖紴橄♂屓軇脴藴蕛湟号渲瞥苫旌蠘藴蕛湟?，濃度為10mg/mL，置于4℃冰箱中保存。

1.3.2GC/TOF-MS條件。色譜柱為Rxi-5silMS毛細管色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm）;進樣口溫度250℃;載氣為高純氦氣;載氣流速1.0mL/min;爐溫平衡時間1min;進樣方式為不分流進樣;程序升溫：初始溫度50℃，初始時間0.2min，以4℃/min速率由50℃升至250℃，保持4min。

1.3.3自動進樣器設定。孵化溫度75℃，萃取時間40min，萃取深度38mm，解吸時間180s，解吸深度54mm，振蕩速度250r/s，振蕩方式間隔30s振蕩10s。

1.4數據處理

1.4.1定性。利用GC/TOF-MS的ChromaTOF分析軟件完成，未知化合物經計算機檢索的同時與NIST08譜庫相匹配，只有當匹配度大于800的鑒定結果才予以確認。結合標準樣品的GC保留時間和煙草中化學成分的相關文獻[11-14]進行定性分析。

1.4.2定量。將配制好的混合標準溶液按需要稀釋成一定梯度的系列標準溶液，在優化后的條件下進行分析，以其峰面積與濃度的關系進行線性回歸，并定量樣品中的未知化合物。

2結果與分析

2.1SPME萃取頭的篩選不同的萃取頭涂層類型不同，涂層的性質能夠影響特定極性和揮發性目標分析物的萃取效率[15]。

分別選取4種適合不同類型揮發性成分的自動固相微萃取頭，即100μmPDMS、65μmPDMS/DVB、85μmCAR/PDMS、50/30μmDVB/CAR/PDMS，在同樣的條件下對同一個樣品萃取效果進行對比分析，

結果如圖1所示。對于提取液來說，65μmPDMS/DVB萃取頭對提取液中揮發性成

分的萃取靈敏度最高，檢測出的化合物數量及峰面積總和遠遠高于其他3種。

2.2樣品體積的優化分別取提取液1、2、3、4mL，用65μmPDMS/DVB萃取頭在75℃條件下自動進樣，結果如圖2所示。3和4mL的提取液中部分含量高的成分有過載現象;1mL的提取液中出峰較早，沸點低的成分含量過低;2mL的提取液體積為最佳。

2.3萃取溫度的優化取提取液2mL，分別在75、85、95℃孵化溫度下，用65μmPDMS/DVB萃取頭在設定條件下自動進樣，結果如圖3所示。由圖3可知，化合物數量與峰面積總和變化趨勢并不一致。但對于煙堿、苯甲醛、薄荷醇、二氫-5-戊基-2（3H）-呋喃酮等低沸點易揮發成分，75℃萃取峰面積總和比95℃高（圖4）。因為溫度升高會增加萃取頭固有組分的解吸，從而降低萃取頭萃取分析組分的能力[16]，故最佳萃取溫度為75℃。

2.4萃取時間的優化取提取液2mL，用65μmPDMS/DVB萃取頭在75℃條件下自動進樣，萃取時間分別為20、30、40、50min，結果如圖5所示。由圖5可知，萃取時間為40min時，峰面積總和及化合物數量均達到最大，隨著萃取時間的延長，一些低沸點組分可能會脫附分解，二者均呈下降趨勢。因此對于提取液來說，最佳的萃取時間為40min。

2.5解吸時間的優化取提取液2mL，用65μmPDMS/DVB萃取頭在75℃條件下自動進樣，解吸時間分別為2、3、4、5min，結果如圖6所示。由圖6可知，解吸時間的變化對化合物數量影響并不大，但解吸時間為3min時，峰面積總和達到最大值，隨著解吸時間的延長，峰面積總和有下降趨勢。因此對于提取液來說，最佳解吸時間為3min。

49卷8期李曉瑜等頂空固相微萃取-氣相色譜/飛行時間質譜法分析再造煙葉提取液中的中性揮發性成分

2.6方法的驗證

2.6.1重復性驗證。取提取液2mL，用65μmPDMS/DVB萃取頭在75℃條件下自動進樣，GC/TOF-MS條件不變，重復試驗6次，以1#樣品為參照，對峰面積總和進行歸一化處理，結果如表1所示。6個樣品的峰面積總和RSD在10%

以內，樣品間峰面積總和的重復性較好。選取煙草中比較常見的38種中性揮發性成分在6個樣品中的峰面積總和RSD如表2所示，大部分成分的偏差都在10%以內。樣品中物質的種類及峰面積總和重復性較好。

2.6.2加標回收率的驗證。取提取液2mL于20mL頂空瓶中，并加入300μL已知濃度的系列標準溶液，重復3次取平均值。加標回收率結果如表3所示，共定量出16種化合物，R2值在0.9901以上，加標回收率在80%～120%。

3結論

SPME-GC/TOF-MS法測定再造煙葉提取液中揮發性成分的方法具有樣品用量少、方法簡單快速的優點，能有效地萃取出樣品中的醇類、酮類、酯類、醛類、含氮化合物等揮發性成分。優化后的SPME條件為PDMS/DVB固相微萃取頭、樣品用量2mL、萃取溫度75℃、萃取時間40min、解吸時間3min。用該方法對揮發性成分的峰面積總和及其中的38種典型物質進行重復性驗證，相對標準偏差均小于20%，重復性較好。煙草中常見的16種揮發性物質的回收率均在80%～120%。說明該法能較準確地用于煙葉提取液中揮發性成分的定性與定量分析，能夠為分析再造煙葉提取液中的揮發性成分、改善再造煙葉品質提供依據。

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