气相色谱分析烟草工业论文

摘要：为准确测定加热不燃烧卷烟烟草材料中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的含量，以1，4-丁二醇和2-甲基喹啉为内标建立了同时测定加热不燃烧卷烟烟草材料中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的气相色谱-氢火焰离子化法（GC-FID），并测定了5个不同品牌的12个烟草材料样品。今天小编给大家找来了《气相色谱分析烟草工业论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

气相色谱分析烟草工业论文 篇1：

烟草有机氮农药残留气相色谱法（FTD）测定研究

摘要：文章建立了一种快速、高效、准确，同时检测烟草中5种有机氮农药残留的分析方法。该方法采用乙腈提取，气相色谱火焰热离子检测器（FTD）检测。气相色谱（FTD）检测方法具有分离效果好、回收率高、准确度和灵敏度高等特点，能满足烟草中农药残留分析的要求。

关键词：烟草农药残留；有机氮农药；气相色谱

有机氮农药是被用作防治烟草病、虫、草害的含氮有机化合物。这类农药品种多，范围广，既有杀虫剂，又有杀菌剂、除草剂。除有胃毒、触杀作用外，有些产品还有较强的内吸性能。有机氮农药主要是氨基甲酸酯类化合物，也包括脒类、硫脲类、取代脲类和酰胺类等化合物。此类农药一般在环境中较易分解，但其慢性毒性正在引起人们的重视。有机氮农药大多数属中、低毒性农药，氨基甲酸酯类农药杀虫剂通过可逆性地抑制昆虫乙酰胆碱酯酶的活性，造成乙酰胆碱的积累，影响昆虫正常的神经传导而致死。氨基甲酸酯类农药在烟草作物中应用广泛。国内烟草氨基甲酸酯类农药残留测定标准只有GB/T 13596-2004，样品前处理及净化步骤繁琐，消耗有机溶剂多，检测项目只有克百威、西维因和甲萘威三种农药。国内文献：液相色谱串联质谱法测定烟草中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量；LC-MS-MS分析烟草中氨基甲酸酯农药残留；烟草及烟草制品拟除虫菊酯杀虫剂、有机磷杀虫剂、含氮农药残留量的测定；烟草中氨基甲酸酯农药残留量在卷烟烟气中捕集转移率的测定；烟草中克百威和抗蚜威残留量测定；用HPLC柱后衍生法分析烟草中氨基甲酸酯类农药残留；本文建立了采用乙腈提取，氨基固相萃取柱净化，气相色谱FTD测定烟草中5种有机氮农药的残留方法。在净化过程中，将烟草色素和其他污染物除去，获得干净的色谱图。该方法具有回收率高、结果准确、样品处理简单等优点，减少了试剂的消耗以及实验人员前处理时间。

1 实验部分

1.1 主要仪器

气相色谱仪（日本岛津公司 GC-14C），火焰热离子检测器（FTD）、粉碎机（飞利谱）、电子天平（德国sartorius BS224S）、匀浆机（德国IKA T18）、旋转蒸发仪（德国Buchi R-205V800）、氮吹仪（美国OA-SYS N-EVAP）、旋涡混合器（江苏金壇医疗仪器厂 SK-1）。

1.2 主要试剂和材料

乙腈（Fisher 农残级）、甲醇（Fisher 农残级）、二氯甲烷（Fisher 农残级）、氯化钠（国药集团化学试剂有限公司 分析纯，马弗炉400℃，烘烤2h）、氨基固相萃取柱（Agilent 600mg/6mL）、去离子水。

农药标准品：（天津中易嘉信科技公司）：仲丁威（Fenobucarb）、克百威（Carbofuran）、抗蚜威（Pirimicarb）、甲霜灵（Metalaxyl）、甲萘威（Carbaryl）。

1.3 样品前处理

1.3.1 样品前处理：准确称取粉碎均匀的卷烟中烟草样品5.00g置于匀浆瓶中，加入10mL水，搅拌均匀，静置30min，加入50mL乙腈，在匀浆机高速匀浆2～3min，提取液用滤纸过滤收集到装有3～4g氯化钠的100mL具塞量筒中，收集35～40mL，盖上塞子剧烈震荡2min，静置盐析20min，上层为乙腈相，下层为水相。移液管从具塞量筒中吸取25mL乙腈液放入旋转蒸发仪蒸馏瓶中，蒸发乙腈，近干时取出蒸馏瓶加入二氯甲烷和5mL甲醇90∶10待净化。

1.3.2 净化：氨基固相萃取柱，二氯甲烷+甲醇90+10，40℃氮吹仪浓缩，丙酮定容上机。

将氨基固相萃取柱二氯甲烷+甲醇90+10淋洗，淋洗液面到达柱吸附剂层表面时，立即倒入上述待净化的提取液，用50mL烧杯接收洗脱液，氨基固相萃取柱二氯甲烷+甲醇90+10，5mL冲洗烧瓶淋洗氨基固相萃取柱，再重复2次。将收集淋洗液的烧杯置于氮吹仪上45℃氮吹，接近干时置于室温下冷却后用丙酮定容2.5mL，在旋涡混合器上混匀后倒入气相色谱仪进样小瓶待测。

1.4 气相色谱条件

安捷伦的J&W色谱柱：DB-17（内径0.53mm，柱长30m，膜厚0.5μm）；气体流量：载气（氮气≥99.999%）4mL/min；温度：进样口220℃，不分流进样，气化室初始温度150℃保持1min，升温速率30℃/min至250℃保持6min，检测器温度300℃，FTD收集极铷珠电流30pA，空气90mL/min，氢气10mL/min；进样体积：1.0μL。

2 结果与讨论

2.1 气相色谱条件的优化

2.1.1 色谱柱的选择：色谱柱在色谱系统中主要起到分离的作用。气相色谱柱有多种类型。从不同的角度出发，可按色谱柱的材料、形状、柱内径的大小和长度、固定液的化学性能等进行分类。含氰固定相色谱柱会伤害铷珠，不可使用，DB-17的固定相是50%苯基和50%二甲基聚硅氧烷，图1显示DB-17对5种有机氮农药分离效果好。

出峰顺序：1.仲丁威3.22 min；2.克百威4.13 min；3.抗蚜威4.35 min；4.甲霜灵4.58 min；5.甲奈威5.02 min

图1

2.1.2 载气流量的选择：载气流速与色谱柱理论塔板高度存在一个最佳值，即最佳流速。在最佳流速，理论塔板高度最小，塔板数最多，即柱效最高。同时FTD信号对气体流速的改变非常敏感，选择2、4、8mL/min载气流量分别进行试验。2mL/min分析时间慢，灵敏度低，5种有机氮农药完全分离，8mL/min分析时间较快，铷珠温度降低，灵敏度和分离度较差，分析时间最短。结果显示，载气流量增大，分析时间缩短，灵敏度和柱率变差，提高分析时间和灵敏度，故选择载气流速4mL/min。

2.1.3 进样口温度的选择：选择180℃、220℃、240℃进行试验，进样口温度低，180℃5种有机氮农药灵敏度变小，峰型变扁，220℃和240℃对析结果没有明显变化，经过进样口进样后能够完全气化，延长仪器使用寿命，选择220℃。

2.1.4 柱箱温度的选择：气相色谱分析中，色谱柱的温度控制方式分为恒温和程序升温两种。5种有机氮农药沸点不同采用程序升温，程序升温色谱法，色谱柱的温度按照组分沸程设置的程序连续地随时间线性或非线性逐渐升高，使柱温与组分的沸点相互对应，以使低沸点组分和高沸点组分在色谱柱中都有适宜的保留、色谱峰分布均匀且峰形对称。选择气化室初始温度150℃保持1min，升温速率30℃/min至250℃保持6min，分离效果和灵敏度较好。

2.1.5 FTD收集极铷珠老化设置：FTD收集极铷珠是消耗品，使用过程中会不断损耗，灵敏度明显下降时要更换铷珠，查阅参考文献[6]和参考文献[7]安装好新铷珠需要老化激活，老化激活过程缓慢提高检测器的温度，先升至150℃，保持10min，再将温度提至200℃，保持10min，再将温度提至250℃，保持10min，300℃（10min），铷珠电流设置5pA，保持10min，再将电流设置10pA，保持10min，再将电流设置20pA，保持10min，再将电流设置50pA，保持10min，再将电流设置100pA，保持10min，最后将电流设置200pA，待基线平稳后马上设置工作电流30pA，老化过程也是铷珠损耗过程，尽量减少铷珠高温阶段老化的时间，可以减少损耗。

2.1.6 检测器参数设置：火焰热离子检测器（FTD）是分析微量含磷、含氮有机化合物的常用的检测器。火焰热离子检测器（FTD）收集极含有一个外涂铷盐（硅酸铷）用电加热的铷珠，在这种热离子源的情况下，含氮磷的有机分子电离，离子化被收集，产生电流被测定。由于FTD信号对气体流速的改变非常敏感，氢气流速和铷珠加热电流，增大氢气流能增加铷珠温度以及增加围绕铷珠活化区的范围，信号响应值增加，但铷珠的寿命要缩短。对铷珠增加加热电流，也是直接增加其表面温度，信号响应值明显增加，铷珠的寿命会缩短。因此，加热电流与合适的氢气流速是相互制约的，电流大所需的氢气流速小，电流减小则氢气流速相应加大。铷珠加热电流调节氢气流量和铷珠加热电流，可以改变FTD的灵敏度，同时也影响铷珠的寿命。加热电流上限从检测器上面的出气孔看到铷珠由暗红转为全部发红，就达到上限了。如果继续升高加热电流，虽然灵敏度能提高，但会大大增加铷珠消耗速度。从节省的角度，当使用FTD时，调节加热电流使灵敏度达到基本的分析要求就可以了，不必太高。选择检测器温度300℃，FTD收集极铷珠电流30pA，空气90mL/min，氢气30mL/min效果较好。

2.2 提取溶剂的选择

农药残留检测选择溶剂的原则是对农药有效成分溶解度大，对样品杂质溶解度小，溶剂不能与农药起化学反应，溶剂要经济、易得、使用安全等。烟草为干燥样品，5种有机氮农药难溶于水，易溶于乙腈，因此使用乙腈和水混合提取。烟草样品加水后体积膨胀，表面积增大乙腈更容易提取，提取液中烟草叶黄素等杂质大部易溶于水，水有净化作用，加氯化钠使乙腈和水盐折分离。

2.3 净化条件的优化

2.3.1 农残分析中净化是最麻烦，但是又是必要的一个环节；特别是在处理植物样品时，植物色素的干扰是一个较为麻烦的问题，常见的净化方法有磺化方法、凝胶色谱（GPC）法或利用吸附剂如活性炭、PSA、石墨化炭黑、氧化铝、弗罗里矽土等进行SPE净化，由于农残目标物的不同及样品的差异，各个净化方法会有不同的适用性。氨基固相萃取柱是在高纯硅胶基质上键合极性键合相氨基丙基Aminopropyl[-Si（CH2）3NH2]的极性吸附剂，同时具有氢键和阴离子交换两种作用机理，端基封尾。40μm不规则形状，平均孔径60?，比表面积325m2/g，碳载量6.7%，pH适用范围2～8，有碱性（pKa=9.8），对酸性/碱性化合物有不同的选择性；可在水介质中用作弱阴离子交换吸附剂（交换容量1.10meq/g）。其pKa值为9.8时，NH2与SAX（一种季胺类吸附剂，通常带负电荷）类吸附剂相比是一种更弱的阴离子交换吸附剂，因而对于在SAX上产生不可逆保留的强阴离子化合物（如在pH<7.8水溶液中的磺酸根等强阴离子），可以使用氨基柱来萃取。由于与氨基相连的丙基的作用，使得氨基呈现出弱极性，因此可用来从极性样品中分离非极性分化合物，但是强极性还是氨基的主要特性。查询相关文献，使用氨基固相萃取柱净化效果较好，有效除去烟草中叶黄素等杂质不影响回收率。

2.3.2 洗脱液的选择：烟草烟草中叶黄素等杂质，能溶于有机溶剂。5种有机氮农药易溶于甲醇和二氯甲烷。烟草提取液的杂质和目标物吸附在氨基固相萃取柱上后，用合适的溶剂进行洗脱，农药被洗脱剂出来，杂质保留在氨基固相萃取柱上。达到理想的洗脱效果，使用甲醇和二氯甲烷进行试验，单纯使用甲醇样品的洗脱液洗脱体积8mL，5种有机氮农药完全洗脱干净，色素较多。单纯使用二氯甲烷样品的洗脱液洗脱体积10mL液洗脱，洗脱体积需要10mL，除仲丁威稍差外，其余4种有机氮农药完全洗脱干净，使用二氯甲烷+甲醇90+10，为洗脱剂，洗脱体积10mL时5种有机氮农药效果较好。

2.3.3 浓缩量的优化。浓缩量影响仪器的检出限，浓缩量加大，检出限减小。

2.4 标准曲线及线性范围

5种有机氮农药配制成浓度为0.02～2.00mg/mL的混合标准溶液，进样1μL，以进样浓度（x）为横坐标、其响应的色谱峰面积（y）为纵坐标建立线性方程y=kx+b，获得标准曲线及其线性响应和相关系数（r）。将5种有机氮农药标准溶液依次稀释添加进烟草样品处理后获得检出限，最小检出限以仪器基线噪声3倍所对应的浓度值计算。在本研究条件下，5种有机氮农药农药最小检出限为0.005～0.009mg/kg，最小检出限符合国内相关组织规定的最大残留限量（Maximum residue limit，MRLs）的要求。数据（表1）显示，标准曲线具有良好的线性相关性，相关系数为0.9957～0.9992。

表1 5种有机氮农药在烟草中的回归方程、相关系数、最低检出限

农药名称 线性方程 相关系数 检出限（mg/kg）

仲丁威 y=38656x-95 0.9971 0.006

克百威 y=33034x-23 0.9990 0.007

抗蚜威 y=45831x-107 0.9992 0.005

甲霜灵 y=46255x+36 0.9988 0.005

甲萘威 y=25696x-132 0.9957 0.009

2.5 加标回收及相对标准偏差

图2显示在空白烟草样品净化处理和加标回收，无杂质干扰峰，空白烟草样品中分别添加0.02、0.04、0.10mg/kg 3个水平浓度的5种有机氮农药混标，每个浓度设6个重复，3个空白对照，样品按照试验方法操作检测，结果见表2。5种有机氮农药回收率为88.92%～97.93%，相对标准偏差为2.65%～5.79%，5种有机氮农药在烟草中检测的准确度和精确度均符合残留分析的要求。

图2 空白烟草样品和5种有机氮加标

（添加水平0.1mg/kg）回收色谱图

3 结语

在试验研究建立了烟草样品乙腈提取-氨基固相萃取柱净化-气相色谱（FTD）检测烟草中5种有机氮农药多残留分析方法。该方法快速、高效、准确，适合大批量烟草农药残留的快速监测。

表2 5种有机氮农药在烟草中的回收率和相对标准偏差

农药

名称 添加浓度（mg/kg） 平均回收率（%） 相对标准偏差（%）

仲丁威 0.02 92.88 4.69

0.04 88.92 2.65

0.10 91.01 2.75

克百威 0.02 97.14 5.52

0.04 92.55 4.57

0.10 89.14 3.54

抗蚜威 0.02 91.12 5.79

0.04 94.86 3.01

0.10 89.79 2.33

甲霜灵 0.02 93.23 4.51

0.04 96.30 5.58

0.10 97.16 3.06

甲萘威 0.02 97.54 5.71

0.04 90.30 4.52

0.10 97.93 3.90

参考文献

[1] 石杰，刘婷，刘惠民，等.液相色谱串联质谱法测定烟草中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量[J].化学通报，2010，（1）：63-70.

[2] 龚炜，刘惠民，石杰，等. LC-MS-MS分析烟草中氨基甲酸酯农药残留[J].烟草科技，2008，（8）：44-48.

[3] 时亮，宁淑东，丁佳，等.烟草中氨基甲酸酯农药残留量在卷烟烟气中捕集转移率的测定[J].分析测试学报，2001，（4）：53-55.

[4] 石杰，龚炜，刘惠民，等.烟草中克百威和抗蚜威残留量测定[J].分析试验室， 2008，27（4）：22-24.

[5] 邵金良，汪禄祥，刘宏程，等.用HPLC柱后衍生法分析烟草中氨基甲酸酯类农药残留[J].中国烟草科学，2012，33（3）：97-101.

[6] 刘臣辉，殷丽荣，刘文龙.气相色谱氮磷检测器的使用与维护[J].中国环境监测， 2004，20（4）：45-46.

[7] 刘鸣，戴军升，唐红卫.气相色谱仪氮磷检测器中铷珠的使用与维护[J].现代科学仪器，2004，（2）：63-64.

[8] 宋稳成，单炜力，叶纪明，等.国内外农药最大残留限量标准现状与发展趋势[J].农药学学报，2009，11（4）：414-420.

[9] 食品安全国家标准：食品中农药最大残留限量（GB2763-2012）[S].

作者简介：杨奕南（1979—），男，就读于郑州轻工业学院，广西中烟工业有限责任公司助理工程师，研究方向：烟草质量检测。

作者：杨奕南?王建民 李乾坤

气相色谱分析烟草工业论文 篇2：

加热不燃烧卷烟烟草材料中1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱的测定

摘  要：为准确测定加热不燃烧卷烟烟草材料中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的含量，以1，4-丁二醇和2-甲基喹啉为内标建立了同时测定加热不燃烧卷烟烟草材料中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的气相色谱-氢火焰离子化法（GC-FID），并测定了5个不同品牌的12个烟草材料样品。结果表明，该方法的检出限和定量限分别在0.02～0.22 mg/g和0.06～0.74 mg/g;回收率84.74%～98.81%;日内、日间精密度在0.15%～0.86%。所测样品中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的含量分别在0～82.45 mg/g、116.31～204.98 mg/g和7.06～15.26 mg/g。所有样品中均检出丙三醇和烟碱。国内样品中1，2-丙二醇的含量比国外样品高。该方法前处理简单、灵敏度和准确度高，可满足不同加热不燃烧卷烟烟草材料中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的检测要求。

关键词：气相色谱法;加热不燃烧卷烟;烟草材料;1，2-丙二醇;丙三醇;烟碱

Determination of 1，2-propylene Glycol， Glycerol and Nicotine of Tobacco Materials in Heat-not-burn Cigarettes

WEN Guanghe¹， KEN Shengye^1*， LI Feng²， RAO Guohua²， DUAN Qin¹， YANG Xueyan¹， TIAN Feiyu¹

（1.Yunnan Yangrui Technology Group Co.， Ltd.， Kunming 650224， China; 2. Technology Center， China Tobacco Guangdong Industrial Co.， Ltd.， Guangzhou 510385， China）

與传统卷烟不同，加热不燃烧卷烟是利用特殊热源对烟丝进行加热（500 ℃以下）将烟草中的尼古丁和香味物质烘烤出来，来满足吸烟者的需求^[1]，其有害成分释放量较燃烧卷烟低^[2-5]。丙二醇和丙三醇常作为烟雾生成剂添加在加热不燃烧卷烟中^[6]，其含量对烟草加热不燃烧状态下烟气释放有影响^[7-11]。同时为了赋予抽吸满足感，向加热不燃烧烟草材料中人为添加一定量的烟碱^[6，12]。为此，准确测定新型烟草材料中的1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱对其质量监控和评价具有重要意义。张蓉等^[13]采用高效阴离子交换色谱分离–积分脉冲安培检测法同时检测了烟草材料中的丙二醇和丙三醇。相关文献用分光光度法测定了烟草材料中烟碱含量^[14-15]。但烟草材料中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的同时测定方法

鲜见报道。因此，本文以不同工艺制造的烟草材料为实验样品，建立了加热不燃烧卷烟烟草材料中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的气相色谱检测方法。旨在为新型烟草中主要化学成分的测定提供技术参考。

1  材料与方法

1.1  材料、试剂和仪器

材料：16个国内外加热不燃烧卷烟烟草材料样品。建立方法时，从中选取4个样品，分别是稠浆法加热不燃烧卷烟烟草材料（烟草材料1#和烟草材料3#）、造纸法加热不燃烧卷烟烟草材料（烟草材料2#）、干法加热不燃烧卷烟烟草材料（烟草材料4#）。

试剂：甲醇、乙醇、异丙醇（色谱纯，德国MERCK）;1，2-丙二醇、丙三醇（纯度≥99.5%，美国Sigma Aldrich公司）;烟碱（纯度≥99%）;1，4-丁二醇、2-甲基喹啉（纯度≥99%，上海泰坦科技股份有限公司）。

仪器：Agilent 7820A气相色谱仪（美国Agilent公司），氢火焰离子化检测器（FID）;电子天平（感量0. 1 mg，德国Mettler Toledo）;HY-2A振荡器（常州澳华仪器有限公司）。

1.2  标准溶液的配制

含内标的甲醇溶液：准确称取4.000 g 1，4-丁二醇和0.4000 g 2-甲基喹啉于1L容量瓶中，用甲醇溶液定容，搖匀，备用。

1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的混合标准储备液：分别称取0.0500 g 1，2-丙二醇、1.2500 g丙三醇和0.1000 g 烟碱于50 mL容量瓶中，用含内标的甲醇溶液定容，摇匀，得到混合标准储备液。

系列标准工作溶液：分别移取1、2、3、4、5、6 mL混合标准储备液于6个10 mL容量瓶中，用含内标的甲醇溶液定容，摇匀，得到系列标准工作溶液。

1.3  样品处理

称取粉碎样品1.2 g（精确至0.1 mg），置于100 mL具塞锥形瓶中，加入20 mL含内标的甲醇溶液，振荡90 min，静置10 min，取上清液过滤后进行GC-FID分析。

1.4  仪器分析条件

色谱柱：DB-ALC1（30 m×0.32 mm×1.8 μm）;程序升温：110 ℃，保持1 min，以15 ℃/min的速率升至150 ℃，保持2 min，再以30 ℃/min的速率升至220 ℃，保持7 min。进样量：1 μL;分流比：20：1;进样口温度：250 ℃;检测器温度：275 ℃;载气：氦气;流速：2.0 mL/min。

2  结果与讨论

2.1  样品的选择

为提高分析方法的准确性，对国内外的加热不燃烧卷烟烟草材料制造工艺进行了调研，发现烟草材料的制造工艺主要有稠浆法、造纸法、干法等工艺。因此，在方法优化的过程中，选择上述工艺制造的加热不燃烧卷烟烟草材料且市场上畅销品牌中4个产品为试验样品，进行分析方法考察。

2.2  内标的选择

用作内标法中的内标物应与欲测定组分在分子结构、化学性质上相近，因此本方法采用双内标法进行定量测定。烟碱的测定多采用喹啉、正十七烷、2-甲基喹啉等作为内标^[16-18]。文献[19-22]表明，1，2-丙二醇、丙三醇的测定可采用1，4-丁二醇作为内标。因此，本实验选择1，4-丁二醇和2-甲基喹啉作为内标，分别对1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱进行定量测定。

结果表明（图1a），1，4-丁二醇的保留时间为5.12 min，位于1，2-丙二醇（3.209 min）和丙三醇（5.442 min）保留时间之间，2-甲基喹啉与烟碱的峰位置相邻，样品中其他成分与内标峰无重叠，峰型对称。甲醇溶液中内标物1，4-丁二醇的质量浓度为4.0 mg/mL时对应的峰面积在样品中待测物1，2-丙二醇与丙三醇的峰面积之间，2-甲基喹啉的质量浓度为0.4 mg/mL时与样品中烟碱的峰面积接近。

2.3  色谱柱的选择

口用型无烟气烟草制品中烟碱的分析可采用

DB-ALC1色谱柱^[17]，在新型卷烟气溶胶和电子烟烟液中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的测定可以采用DB-ALC1色谱柱^[18，23-24]。因此，本方法选择DB-ALC1色谱柱作为分离柱。结果表明（图1b），采用DB-ALC1毛细管色谱柱（30 m×0.32 mm×1.8 μm）能较好分离1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、丙三醇、2-甲基喹啉和烟碱，峰型对称，无拖尾峰，分析时间短，10 min内可完全分离。

图1  标样（a）和实际样品（b）的色谱图

Fig. 1  GC chromatograms of standard solution （a） and real sample （b）

2.4  萃取溶剂的选择

甲醇^{[20-21，25-26]}和乙醇^[27]是烟草及烟草制品和食品中多元醇的常用提取溶剂。文献[18，23，28-29]报道了用异丙醇提取电子烟烟液、新型卷烟气溶胶、总粒相物和滤嘴等中的烟碱，取得了良好的效果。因此，本实验考察了甲醇、乙醇和异丙醇3种溶剂对加热不燃烧烟草材料中3种目标物的萃取效果（图2）。从图2可以看出，甲醇对加热不燃烧烟草材料中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的提取效果优于乙醇和异丙醇，因此选择甲醇作为本实验提取溶剂。

2.5  萃取時间的选择

实验考察了不同萃取时间对1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱萃取量的影响。结果（表1）表明，随着萃取时间的增加，烟碱和丙三醇的含量逐渐升高，

当萃取时间≥90 min时，烟碱和丙三醇的含量基本不变。在不同萃取时间下，1，2-丙二醇的含量基本一致。因此，本实验选择萃取时间为90 min。

图2  不同溶剂对不同样品中目标物的提取效率

Fig. 2  Extraction efficiencies of different solvents for target compounds in different samples

2.6  标准曲线、检出限和定量限

按仪器工作条件，将系列标准工作溶液浓度从低到高的顺序进行GC-FID分析。以各目标物峰面积与内标物峰面积之比（y）对目标物浓度与内标物浓度之比（x）进行线性回归分析，得到1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的线性范围、线性回归方程及相关系数（表2）。将最低浓度的混合标准溶液重复进样10次，以3倍和10倍标准偏差确定方法的检出限和定量限，计算出本方法的检出限和定量限。

2.7  精密度和回收率

对4个代表性样品在日内和日间进行重复实验，1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱测定结果的相对标准偏差（RSD）在0.15%～0.86%（表3、4），表明方法的精密度和重复性较好。

样品中分别添加低、中、高3种不同浓度水平的烟碱、1，2-丙二醇和丙三醇标准品，进行加标回收实验，结果见表5。由表5可知，1，2-丙二醇，丙三醇和烟碱的回收率分别在88.69%～98.81%、92.74%～97.26%、84.74%～93.99%。

2.8  样品分析

应用本方法对12个不同口味的国内外加热不燃烧卷烟烟草材料样品进行了测定，样品生产工艺包括了稠浆法、造纸法、干法和辊压法4种工艺，其中1#～4#、12#为国内品牌样品，其余样品为国外品牌，样品的色谱图见图1b。测定结果（表6）中可以看出，国内品牌中1，2-丙二醇的含量比国外品牌高;国外品牌中1，2-丙二醇、丙三醇和烟碱的含量分别在0～2.7、116.31～201.97和7.06～15.26 mg/g，且1，2-丙二醇所占质量分数不足1%，与刘达岸等^[30]的研究结果相一致，表明国外烟草材料中丙三醇为主要的烟雾生成剂;3个国外样品中未检出1，2-丙二醇;所有样品中均检出丙三醇和烟碱。

3  结  论

建立了同时测定加热不燃烧卷烟烟草材料中1，2-丙二醇，丙三醇和烟碱的气相色谱分析方法，样品经含有内标的溶剂振荡提取后采用GC-FID测定，内标法定量。本方法前处理简单，灵敏度高，重复性好，定量结果准确，适用于加热不燃烧烟草材料中1，2-丙二醇，丙三醇和烟碱的检测，可为加热不燃烧卷烟烟草材料质量监控和评价提供技术支持。

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作者：温光和 肯生叶 李峰 饶国华 段勤 杨雪燕 田飞宇

气相色谱分析烟草工业论文 篇3：

烟草中糖类物质分析方法研究进展

摘要：本文综述了烟草中糖类物质分析方法研究进展，分析了烟草中糖类物质提取技术及滴定法与比色法、近红外光谱法、连续流动法、气相色谱法、液相色谱法、离子色谱法等各种检测技术的优缺点，为烟草中糖类物质的分析方法研究提供参考，有利于烟草中糖类物质的含量测定和质量控制研究。

关键词：烟草;糖类物质;提取技术;检测技术

0 引言

烟草中糖类是一种重要的香味物质，在烟支燃烧时能使烟气的酸碱平衡和谐，使刺激性降低[1]，是决定烟气醇和度的主要因素[2]。糖类是形成香气的重要物质，当燃吸温度达到300℃以上时，可热解成多种香气物质[1]。有些糖类成分还有一定的保润作用[3]。目前，随着烟叶商品品质的提高，其含糖量是增加的[1]。受烟草消费者欢迎的烟制品，往往和烟草中糖分呈比例关系[4]。因此，烟草中糖类物质含量的多少值得关注。目前，国内分析烟草中糖类物质的方法主要有滴定法与比色法、连续流动分析法、近红外光谱法、气相色谱法、液相色谱法、离子色谱法等，本文综述了烟草中糖类物质分析方法研究进展，有利于烟草中糖类物质的含量测定和质量控制研究。

1 提取技术

糖类属于强极性亲水性物质，很多分析方法采用纯水提取烟草中的糖类物质[5-8]。然而烟草水溶液呈偏酸性，在酸性条件下，葡萄糖和果糖可相互转化，蔗糖也易水解[9]。用水萃取烟草样品易使样品中的葡萄糖、果糖和蔗糖含量发生变化，因此也有一些分析方法采用一定浓度的氢氧化钠溶液萃取烟草样品[9-11]。

常用的萃取方法有匀浆法、振荡法和超声法;匀浆法效率高，但每次只能处理1个样品;而振荡法和超声法可数十个样品同时处理。超声法的效率明显高于振荡法[12]，因此很多分析方法选用超声萃取[7，8，12，13]。

烟草基质较为复杂，样品提取过程中易含有蜡质、色素、有机酸、脂肪等干扰物质，在进样前要先将这些干扰物质净化，有些分析方法采用固相萃取小柱[5，6，8，13，15]、分散固相萃取剂[14]净化，有些分析方法稀释后进样[7，16]。张涛等使用在线固相萃取柱除去干扰成分，简化了样品处理过程中的固相萃取操作[12]。

2 检测技术

2.1 滴定法与比色法

滴定法与比色法主要用于烟草中糖总量的检测，如高锰酸钾滴定法[17]、苦味酸比色法[17]、新试铜灵法[1]等，然而操作耗时耗力，不适合于大批量烟草样品的分析工作，且只能用于常量的分析，不能用于测定烟草中各种糖类化合物的含量[18]。由于烟草本身成分复杂，颜色杂乱不一，色素等有色物质会干扰测定结果[1]。

2.2 近红外光谱法

近红外光谱技术与有机物结构之间存在密切关系，利用近红外技术可以研究检测烟草的许多内在质量特征，由于近红外光谱检测具有绿色环保、快速和对样品无任何损坏等优势 [19]，近期应用近红外法分析烟草中糖类物质的研究较多，段凯等建立了贵州复烤片烟中水溶性糖和烟碱近红外速测模型[20]，李吉云等利用在线近红外光谱仪检测了制丝线掺配加香后混合烟丝的总糖、还原糖[19]。然而近红外法测定主要依靠模型预测，其分析结果容易受到多种因素的影响，检测结果存在一定误差[2，21]。

2.3 连续流动法

在运用烟草行业标准YC/T 159—2002[22]检测样品过程中发现，随着样品量的增加，渗析膜上易产生沉淀，目标物的峰高会不断降低[23]。另外，YC/T 159—2002[22]中的目标物是在强碱性环境、85 ℃条件下测试的，而高温条件下氢氧化钠溶液的腐蚀性增强，易使加热槽的使用寿命缩短，并导致加热槽出口溶液气泡不均匀，影响检测结果的准确性[23]。何声宝等将连续流动分析仪加热槽上层的红/红管路活化水改为0.20 mol/L盐酸溶液，将绿/绿管路氢氧化钠溶液浓度改为0.35mol/L，选择加热槽温度为79 ℃[23]。并以此优化条件起草了新版标准《YC_T 159-2019烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法》[24]。然而，由于烟草本身带有颜色，经过加热反应还会产生新的有色物质，因此会导致连续流动法测定结果不准确[18]。

2.4 气相色谱法

气相色谱法因分析速度快、分离度好、灵敏度高?在分析中受到普遍應用?然而对于不易挥发的糖类物质，必须采用合适的衍生化法将其衍生为挥发性物质?才能达到较好的分析效果[25]，样品衍生化处理步骤繁琐[14]，而且如果衍生反应不完全或生成多种非目标衍生产物，还会影响测定的准确性[26]，因此应用相对较少。

3结论

本文综述了烟草中糖类物质分析方法研究进展，分析了各种检测方法的优缺点，以期为烟草中糖类物质的分析方法研究提供参考。糖类物质包含多种单糖、二糖、低聚糖及高聚糖，且不同糖类化合物对烟叶品质及香型风格的作用方向与力度也存在差异[21]，因此对烟草中单一糖类化合物的含量测定和质量控制的研究具有很高的价值[28]，有助于烟草学者充分利用烟草糖类化学开展烟草风味品质的精准高效调控[31]。随着前处理方法的不断优化，多种检测方法及联用技术的探索，烟草中糖类物质分析方法将不断朝着高灵敏度、高分离度、重复性好、环境友好等方向发展。

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作者：岳珩 陈梦莹 徐德龙 卢俊鹏 孟贝