氣相色譜-質譜法測定煙用香精中5種添加劑的含量

章平泉　杜秀敏　李　青　于小紅

(江蘇中煙工業公司淮陰卷煙廠品質管理處，淮安 223002)

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氣相色譜-質譜法測定煙用香精中5種添加劑的含量

章平泉杜秀敏李青于小紅

(江蘇中煙工業公司淮陰卷煙廠品質管理處，淮安 223002)

摘要：為了測定煙用香精中添加劑(檸檬醛、香茅醇、香葉醇、羥基香茅醛和α-戊基肉桂醇)的含量，通過氣相色譜-質譜(GC-MS)并結合內標法建立了煙用香精中添加劑的定量分析方法。試驗結果表明，該法重復測定的變異系數小于6%，平均回收率98.72%~107.63%，具有較好的重現性和準確性，煙用香精中添加劑的檢測限和定量限的范圍分別為0.022~0.042μg/mL和0.047~0.139μg/mL，表明該法可適用煙用香精中添加劑含量的測定。

關鍵詞：煙用香精添加劑氣相色譜-質譜法

檸檬醛、香茅醇、香葉醇、羥基香茅醛和α-戊基肉桂醇均是是日化香精配方的主要成分[1-3]，也是我國規定允許使用的食用香料，主要被用于增加甜度、豐滿度[4]。根據歐盟新的玩具安全指令[5]，檸檬醛、香葉醇、羥基香茅醛和α-戊基肉桂醇被列為禁用致敏性香味劑，香茅醇被列為過敏性芳香劑，且當含量100mg/kg時需要在玩具包裝上或宣傳頁上進行標識。

目前，公開的文獻報道主要集中在檸檬醛和香葉醇，方法有氣相色譜法(GC)[6-8]和高效液相色譜法[9]，但以上方法均存在背景干擾和定性差等不足。文獻[10]和雷海燕[11]等人采用氣質聯用法(GC-MS)分別測定化妝品和中藥制劑中羥基香茅醛和香茅醇，但由于采用外標法定量，不可避免地存在由于進樣量不準確而產生測試誤差。由于檸檬醛等上述添加劑也常用于煙用香精中，用于調制香韻，增進濃郁感，改善煙氣吃味等作用[12]。因此，為了準確測定煙用香精中檸檬醛等添加劑的含量，本實驗通過GC-MS 建立了上述5種添加劑的分析方法，并采用內標法對其進行定量 ，試驗結果令人滿意。

1材料與方法

1.1試驗材料、試劑和儀器

選用10個日常檢驗的煙用香精樣品。

檸檬醛、羥基香茅醛和α-戊基肉桂醇(標準品，德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司)；香茅醇和香葉醇(標準品，美國 Accustandard,INC.公司)；丙酸苯乙酯(IS)(純度>98.0%，比利時Acros公司)；正十七烷和乙酸芐酯(純度>98.0%，美國Chem Service公司)；無水乙醇和甲醇(色譜級，美國J. T. Baker公司)。

AE163電子天平(瑞士Mettler公司)； Agilent6890A/5975氣相色譜-質譜聯用儀(美國Agilent公司)；TGL18M離心機(江蘇鹽城市凱特實驗儀器有限公司)；KQ-5200DB 型數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

1.2樣品處理與分析

稱取0.3g (精確至 0.000 1 g )煙用香精樣品，加入10 mL萃取液(含內標)，密封并在超聲波下萃取15 min。取適量萃取液于離心管中離心10 mim，上清液加入1.0g無水硫酸鈉脫水，經0.45μm微孔有機膜過濾，濾液作為待測樣液。

GC-MS條件：

色譜柱:HP-INNOVAX熔融石英毛細管柱(30 m×0.25 mm i.d.×0.25μm d.f.)；進樣口溫度：250℃；進樣量：1.0μL；分流比：20∶1。

升溫程序為:100°C→180°C(5°C/min)→230°C(15°C/min)→250°C(25°C/min，保持5min)；載氣：He，流速：1. 0 mL/min。電離方式：電子轟擊(EI)；電離能量：70 eV； 質量數范圍：35~350amu；離子源溫度：230°C；傳輸線溫度：250°C；四級桿溫度：150°C。溶劑延遲：6min； 檢測方式：選擇離子監測(SIM)。

2結果與討論

2.1前處理條件優化

2.1.1提取劑的選擇

檸檬醛等5種煙用添加劑在無水乙醇和甲醇中溶解度良好，因此，取一定量的5種煙用添加劑于空白樣品中，考察了上述兩種試劑對添加劑的提取效果。結果表明(表1)，兩者提取率相差不大，考慮無水乙醇較經濟且毒性較小，故選擇無水乙醇為提取溶劑。

表1　不同萃取劑提取結果的對比 　μg

2.1.2提取時間的選擇

取一定量的5種煙用添加劑于空白樣品中，加入10 mL萃取液(含內標)，密封并分別在超聲波中提取5、10、15、20、30min。測試結果表明(圖1)，在15~30min范圍內，各添加劑含量達到最大，且相差不大，故選擇15min為適宜的提取時間。

圖1　提取時間的選擇

2.2內標物的選擇

采用GC-MS分析過程中，相對外標法，內標法是把參比物加入樣品中，使欲測組分和參比物在同一色譜條件下進行分析，能消除外標法中由于進樣量不準確產生的誤差，提高定量的準確度，但內標法中難點是選擇合適的內標物。試驗過程中，分別比較了碳十七烷，乙酸芐酯和丙酸苯乙酯3種化合物作為內標物的效果。結果表明，碳十七烷與乙酸芐酯均在9.55min附近流出，且均與(E)-檸檬醛發生重合，不能有效分離。 丙酸苯乙酯在12.44min附近流出，位于欲測組分的峰中間，且能完全分開(圖2)。連續測試10次某標準工作液(含內標)，計算各添加劑的變異系數。結果(表2)表明內標法的精度高于外標法，因此，最終選用丙酸苯乙酯作為內標物，并采用內標法進行定量分析。

表2　外標法和內標法精密度結果對比

注：檸檬醛為(Z)-檸檬醛和(E)-檸檬醛面積之和，并計算其變異系數。

2.3定性分析

采用NIS98和Wiley譜庫檢索并結合標樣和目標物的特征質譜碎片對添加劑進行定性。各添加劑和丙酸苯乙酯(IS)的保留時間和特征離子峰見表3。標準樣品的典型選擇離子色譜圖(圖2)表明所采用的色譜條件能使添加劑與內標色譜峰分離良好。

表3　添加劑及內標物的保留時間和定量和定性選擇離子表

圖2　標準樣品典型選擇離子掃描圖

2.4標準曲線和內標

(1)稱取0.1g(精確至 0.0001g)丙酸苯乙酯，乙醇定容至100mL，得內標儲備液。準確移取25mL內標儲備液，乙醇定容到1000mL，得內標工作液。

(2)稱取0.1g(精確至 0.0001g)6種添加劑，乙醇定容至100mL，得1000μg/mL的標準儲備溶液，分別準確移取5μL、10μL、20μL、30μL、50μL、100μL 上述標準儲備溶液，乙醇(含內標)定容至10mL，進樣分析。經GC-MS分析后，根據添加劑標樣峰面積與內標物峰面積比，以及各標樣濃度，由Excel按照最小二乘法得到各添加劑的標準曲線和決定系數。結果表明(表4)，在所測定的質量濃度范圍內，所得到的添加劑標準曲線線性關系較好。

表4　五種添加劑標準溶液的質量濃度　μg/mL

注：分別計算(Z)-和(E)-檸檬醛與IS的峰面積比，并求和后繪制檸檬醛的標準曲線。

2.5方法精密度

在相同測試條件下，煙用香精空白樣品中加入一定量的標準溶液連續進行6平行試驗測試樣品中添加劑成分的含量，并計算測試結果平均值和變異系數(CV %)。結果表明(表5)5種添加劑的變異系數均在6%以內，表明方法的重現性很好。

表5　方法精密度試驗 　μg/mL

2.6回收率、檢測限及定量限

按照低、中、高3個含量水平，分別在煙用香精空白樣品中加入3個不同濃度的添加劑的標準工作溶液，根據分析結果計算本方法的加標回收率，結果見表6。結果表明5種添加劑的平均回收率在98.72%~107.63%范圍內，由于煙用香精中添加劑成分含量較低甚至不存在，故認定該測定結果比較準確，適合煙用香精中添加劑的測定。

表6　回收率試驗 　%

取最低標準工作溶液連續平行測試10次，計算各組分的標準偏差，并分別以3倍和10倍標準偏差對應的含量為該組份的檢出限和定量限，結果見表7。

2.7樣品測試

采用上述方法對10個煙用香精樣品中5種添加劑成分的含量進行測試，結果表明(表8)有4個樣品未檢出任何添加劑，其余6個樣品檢測出1~2種添加劑，含量在0.12~1.08 μg/g范圍內。

表7　方法的檢測限和定量限 　μg/mL

表8　香精中添加劑成分的測試結果　μg/g

注：“N.D.”表示未檢出。

3結論

本實驗建立的采用GC-MS同時測定煙用香精中5種添加劑該方法，其變異系數小、重復性和平均回收率較好，具有操作簡便、快速特點，在25min內完成對添加劑的測試分析，可用于煙用香精中添加劑的測定。

參考文獻

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[2] 李祥．食品添加劑使用技術[M]．北京：化學工業出版社，2010：206-207.

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[4] GB 2760-2011食品添加劑使用衛生標準[S].

[5] 2009/48/EC Directive of the European Parliament on the Safety of Toys[S].

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[12] 謝劍平. 煙用香原料[M]．北京：化學工業出版社，2009：94-96.

Determination of five additives in tobacco essence by gas chromatography mass spectrometry.ZhangPingquan，DuXiumin，LiQing，YuXiaohong

(QualityManagementDepartmentofHuaiyinCigaretteFactory，ChinaTobaccoJiangsuIndustrialCorporation，Huai’an223002，China)

Abstract:A quantitative analysis method based on gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and internal standard method was developed．The results showed the method had good reproducibility and accuracy，the variation coefficient was less than 6% and the average recovery ratio was 98.72%-107.63%. The ranges of detection limit and quantitative limit of five kinds of additives were 0.022-0.058μg/mL and 0.066-0.174μg/mL. This method can be used to determine the additives in tobacco essence.

Key words:tobacco essence; additive; gas chromatography-masss pectrometry

收稿日期：2015-07-18

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2016.01.005

作者簡介：章平泉，男，1978年出生，工程師，從事煙草化學分析研究。