章平泉　杜秀敏　李　青　于小紅

(江蘇中煙工業(yè)公司淮陰卷煙廠品質(zhì)管理處，淮安 223002)

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氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)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(yè)公司淮陰卷煙廠品質(zhì)管理處，淮安 223002)

摘要：為了測(cè)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(zhì)譜(GC-MS)并結(jié)合內(nèi)標(biāo)法建立了煙用香精中添加劑的定量分析方法。試驗(yàn)結(jié)果表明，該法重復(fù)測(cè)定的變異系數(shù)小于6%，平均回收率98.72%~107.63%，具有較好的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性，煙用香精中添加劑的檢測(cè)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(cè)定。

關(guān)鍵詞：煙用香精添加劑氣相色譜-質(zhì)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(guó)規(guī)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(jù)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(dāng)含量100mg/kg時(shí)需要在玩具包裝上或宣傳頁(yè)上進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

目前，公開的文獻(xiàn)報(bào)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(xiàn)[10]和雷海燕[11]等人采用氣質(zhì)聯(lián)用法(GC-MS)分別測(cè)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(biāo)法定量，不可避免地存在由于進(jìn)樣量不準(zhǔn)確而產(chǎn)生測(cè)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(diào)制香韻，增進(jìn)濃郁感，改善煙氣吃味等作用[12]。因此，為了準(zhǔn)確測(cè)定煙用香精中檸檬醛等添加劑的含量，本實(shí)驗(yàn)通過GC-MS 建立了上述5種添加劑的分析方法，并采用內(nèi)標(biāo)法對(duì)其進(jìn)行定量 ，試驗(yàn)結(jié)果令人滿意。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料、試劑和儀器

選用10個(gè)日常檢驗(yàn)的煙用香精樣品。

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

AE163電子天平(瑞士Mettler公司)； Agilent6890A/5975氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)Agilent公司)；TGL18M離心機(jī)(江蘇鹽城市凱特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)；KQ-5200DB 型數(shù)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(nèi)標(biāo))，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(wú)水硫酸鈉脫水，經(jīng)0.45μm微孔有機(jī)膜過濾，濾液作為待測(cè)樣液。

GC-MS條件：

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

升溫程序?yàn)?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(zhì)量數(shù)范圍：35~350amu；離子源溫度：230°C；傳輸線溫度：250°C；四級(jí)桿溫度：150°C。溶劑延遲：6min； 檢測(cè)方式：選擇離子監(jiān)測(cè)(SIM)。

2結(jié)果與討論

2.1前處理?xiàng)l件優(yōu)化

2.1.1提取劑的選擇

檸檬醛等5種煙用添加劑在無(wú)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(duì)添加劑的提取效果。結(jié)果表明(表1)，兩者提取率相差不大，考慮無(wú)水乙醇較經(jīng)濟(jì)且毒性較小，故選擇無(wú)水乙醇為提取溶劑。

表1　不同萃取劑提取結(jié)果的對(duì)比 　μg

2.1.2提取時(shí)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(nèi)標(biāo))，密封并分別在超聲波中提取5、10、15、20、30min。測(cè)試結(jié)果表明(圖1)，在15~30min范圍內(nèi)，各添加劑含量達(dá)到最大，且相差不大，故選擇15min為適宜的提取時(shí)間。

圖1　提取時(shí)間的選擇

2.2內(nèi)標(biāo)物的選擇

采用GC-MS分析過程中，相對(duì)外標(biāo)法，內(nèi)標(biāo)法是把參比物加入樣品中，使欲測(cè)組分和參比物在同一色譜條件下進(jìn)行分析，能消除外標(biāo)法中由于進(jìn)樣量不準(zhǔn)確產(chǎn)生的誤差，提高定量的準(zhǔn)確度，但內(nèi)標(biāo)法中難點(diǎn)是選擇合適的內(nèi)標(biāo)物。試驗(yàn)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(nèi)標(biāo)物的效果。結(jié)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(fā)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(cè)組分的峰中間，且能完全分開(圖2)。連續(xù)測(cè)試10次某標(biāo)準(zhǔn)工作液(含內(nèi)標(biāo))，計(jì)算各添加劑的變異系數(shù)。結(jié)果(表2)表明內(nèi)標(biāo)法的精度高于外標(biāo)法，因此，最終選用丙酸苯乙酯作為內(nèi)標(biāo)物，并采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量分析。

表2　外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法精密度結(jié)果對(duì)比

注：檸檬醛為(Z)-檸檬醛和(E)-檸檬醛面積之和，并計(jì)算其變異系數(shù)。

2.3定性分析

采用NIS98和Wiley譜庫(kù)檢索并結(jié)合標(biāo)樣和目標(biāo)物的特征質(zhì)譜碎片對(duì)添加劑進(jìn)行定性。各添加劑和丙酸苯乙酯(IS)的保留時(shí)間和特征離子峰見表3。標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)標(biāo)色譜峰分離良好。

表3　添加劑及內(nèi)標(biāo)物的保留時(shí)間和定量和定性選擇離子表

圖2　標(biāo)準(zhǔn)樣品典型選擇離子掃描圖

2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線和內(nèi)標(biāo)

(1)稱取0.1g(精確至 0.0001g)丙酸苯乙酯，乙醇定容至100mL，得內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液。準(zhǔn)確移取25mL內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液，乙醇定容到1000mL，得內(nèi)標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，分別準(zhǔn)確移取5μL、10μL、20μL、30μL、50μL、100μL 上述標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，乙醇(含內(nèi)標(biāo))定容至10mL，進(jìn)樣分析。經(jīng)GC-MS分析后，根據(jù)添加劑標(biāo)樣峰面積與內(nèi)標(biāo)物峰面積比，以及各標(biāo)樣濃度，由Excel按照最小二乘法得到各添加劑的標(biāo)準(zhǔn)曲線和決定系數(shù)。結(jié)果表明(表4)，在所測(cè)定的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，所得到的添加劑標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系較好。

表4　五種添加劑標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度　μg/mL

注：分別計(jì)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(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.5方法精密度

在相同測(cè)試條件下，煙用香精空白樣品中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)進(jìn)行6平行試驗(yàn)測(cè)試樣品中添加劑成分的含量，并計(jì)算測(cè)試結(jié)果平均值和變異系數(shù)(CV %)。結(jié)果表明(表5)5種添加劑的變異系數(shù)均在6%以內(nèi)，表明方法的重現(xiàn)性很好。

表5　方法精密度試驗(yàn) 　μg/mL

2.6回收率、檢測(cè)限及定量限

按照低、中、高3個(gè)含量水平，分別在煙用香精空白樣品中加入3個(gè)不同濃度的添加劑的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，根據(jù)分析結(jié)果計(jì)算本方法的加標(biāo)回收率，結(jié)果見表6。結(jié)果表明5種添加劑的平均回收率在98.72%~107.63%范圍內(nèi)，由于煙用香精中添加劑成分含量較低甚至不存在，故認(rèn)定該測(cè)定結(jié)果比較準(zhǔn)確，適合煙用香精中添加劑的測(cè)定。

表6　回收率試驗(yàn) 　%

取最低標(biāo)準(zhǔn)工作溶液連續(xù)平行測(cè)試10次，計(jì)算各組分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并分別以3倍和10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)的含量為該組份的檢出限和定量限，結(jié)果見表7。

2.7樣品測(cè)試

采用上述方法對(duì)10個(gè)煙用香精樣品中5種添加劑成分的含量進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明(表8)有4個(gè)樣品未檢出任何添加劑，其余6個(gè)樣品檢測(cè)出1~2種添加劑，含量在0.12~1.08 μg/g范圍內(nèi)。

表7　方法的檢測(cè)限和定量限 　μg/mL

表8　香精中添加劑成分的測(cè)試結(jié)果　μg/g

注：“N.D.”表示未檢出。

3結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立的采用GC-MS同時(shí)測(cè)定煙用香精中5種添加劑該方法，其變異系數(shù)小、重復(fù)性和平均回收率較好，具有操作簡(jiǎn)便、快速特點(diǎn)，在25min內(nèi)完成對(duì)添加劑的測(cè)試分析，可用于煙用香精中添加劑的測(cè)定。

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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(jiǎn)介：章平泉，男，1978年出生，工程師，從事煙草化學(xué)分析研究。