本發(fā)明涉及一種評(píng)價(jià)煙葉原料羰基化合物釋放量的方法，屬于分析化學(xué)
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：揮發(fā)性羰基化合物是卷煙煙氣中一類重要的有害物質(zhì)，對(duì)人體呼吸系統(tǒng)有強(qiáng)烈的刺激作用，該類化合物(甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮和丁醛)被列入Hoffmann卷煙煙氣有害名單。其中，甲醛、乙醛和巴豆醛分別被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)列為1/2B、3類人類致癌物。掌握各種煙葉原料中羰基化合物含量水平，對(duì)不同煙葉合理復(fù)配以及卷煙中各種羰基化合物含量調(diào)控具有重要意義。目前，檢測(cè)煙草制品中的揮發(fā)性羰基化合物含量主要采用分光光度法、紙色譜法、高效液相色譜法和氣相色譜法等方法。一種常見的捕集羰基化合物的方法為在酸性條件下2,4-二硝基苯肼(DNPH)與羰基化合物反應(yīng)生成穩(wěn)定的腙類化合物，隨后所形成的腙類化合物可以被紫外光檢測(cè)器在365-380nm的波長檢測(cè)，進(jìn)而確定各種羰基化合物的含量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種評(píng)價(jià)煙葉原料羰基化合物釋放量的方法，其目的在于對(duì)煙葉原料不進(jìn)行卷煙制造即可掌握其制成的卷煙在抽吸時(shí)的羰基化合物釋放量。一種評(píng)價(jià)煙葉原料羰基化合物釋放量的方法包含以下步驟：1)樣品裂解；2)產(chǎn)物捕集：樣品原料通過裂解產(chǎn)生羰基化合物，然后對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行捕集；3)產(chǎn)物萃取；4)產(chǎn)物檢測(cè)：用高效液相色譜對(duì)萃取液進(jìn)行分離和定量。所述的評(píng)價(jià)煙葉原料羰基化合物釋放量的方法，在樣品裂解前還包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，所述的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備主要包括煙葉原料預(yù)處理、2,4-二硝基苯肼重結(jié)晶、2,4-二硝基苯肼飽和溶液配制、2,4-二硝基苯肼濾片制備、萃取液配制和標(biāo)準(zhǔn)工作液配制。所述煙葉原料預(yù)處理為按照GB/T16447—2004《煙草及煙草制品調(diào)節(jié)和測(cè)試的大氣環(huán)境》的要求，煙絲樣品在溫度22±2℃和相對(duì)濕度60±5％下平衡48h。所述2,4-二硝基苯肼重結(jié)晶為取50g2,4-二硝基苯肼加入到800mL乙腈中，加熱回流至2,4-二硝基苯肼完全溶解，自然冷卻至室溫，靜置，抽濾、乙腈洗滌，真空干燥。所述2,4-二硝基苯肼飽和溶液配制為稱取7.5g重結(jié)晶的2,4-二硝基苯肼固體于棕色平底燒瓶中，分別加入500mL乙腈和1mL70％高氯酸，60℃條件下加熱并超聲至溶解，冷卻至室溫即得。所述2,4-二硝基苯肼濾片制備為將兩張直徑為44mm玻璃纖維濾片疊放，均勻加入2mL2,4-二硝基苯肼飽和溶液，放置于真空干燥器內(nèi)避光晾干。在煙絲裂解前，在晾干的濾片上加入1mL2,4-二硝基苯肼飽和溶液待用。所述萃取液配制為配制體積分?jǐn)?shù)為2％的吡啶/乙腈溶液。所述的標(biāo)準(zhǔn)工作液為含有如下8種苯腙化合物：甲醛-2,4-二硝基苯腙、乙醛-2,4-二硝基苯腙、丙酮-2,4-二硝基苯腙、丙烯醛-2,4-二硝基苯腙、丙醛-2,4-二硝基苯腙、巴豆醛-2,4-二硝基苯腙、2-丁酮-2,4-二硝基苯腙和丁醛-2,4-二硝基苯腙的系列標(biāo)準(zhǔn)工作液。所述的標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制方法如下：1)配制標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：分別稱取甲醛-2,4-二硝基苯腙50mg、乙醛-2,4-二硝基苯腙100mg、丙酮-2,4-二硝基苯腙50mg、丙烯醛-2,4-二硝基苯腙40mg、丙醛-2,4-二硝基苯腙30mg、巴豆醛-2,4-二硝基苯腙30mg、2-丁酮-2,4-二硝基苯腙30mg和丁醛-2,4-二硝基苯腙30mg加入50mL燒杯中，加入30mL乙腈完全溶解后，轉(zhuǎn)移到100mL的容量瓶中，用乙腈定容至刻度，得標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液；2)配制一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液：移取10mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液到50mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，得一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液；3)配制二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液：分別準(zhǔn)確移取0.1、0.2、0.5、1、5、10、25mL一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液到50mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，得7個(gè)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液。一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液與7個(gè)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液共同構(gòu)成系列標(biāo)準(zhǔn)工作液。所述的評(píng)價(jià)煙葉原料羰基化合物釋放量的方法中，樣品裂解為重復(fù)裂解兩份樣品，裂解條件為：以氮氧混合氣為載氣，60～120℃/s速率下升溫至600～1200℃，再保持2～10s。氮氧混合氣由體積分?jǐn)?shù)9％的氧氣和余量氮?dú)饨M成，載氣流速16～17mL/s。該條件能用煙葉原料裂解氛圍模擬卷煙抽吸時(shí)的氛圍，煙葉原料羰基化合物的釋放量與其制成的卷煙抽吸時(shí)產(chǎn)生的羰基化合物量具有較好的一致性，可以用煙葉原料裂解產(chǎn)生的羰基化合物含量評(píng)價(jià)其制成的卷煙抽吸時(shí)產(chǎn)生的羰基化合物含量。所述的評(píng)價(jià)煙葉原料羰基化合物釋放量的方法中，樣品萃取所用的萃取液為體積分?jǐn)?shù)為2％的吡啶/乙腈溶液，所用萃取液的體積為100mL。所述的評(píng)價(jià)煙葉原料羰基化合物釋放量的方法中，產(chǎn)物檢測(cè)中高效液相色譜條件為：檢測(cè)器：二極管陣列檢測(cè)器；檢測(cè)波長：365nm；進(jìn)樣量：10μL；柱溫箱溫度：30℃；色譜柱：ExplosiveE2250mm×4.6mm色譜柱填料粒度5μm；流動(dòng)相：A為去離子水，B為乙腈，流速：1mL/min；洗脫條件：0～20min，50％A-50％A，20～25min，50％A-40％A，25～30min，40％A-40％A，30～35min，40％A-20％A，35～40min，20％A-10％A，40～41min，10％A-50％A，41～45min，50％A-50％A。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的煙葉原料裂解氛圍與卷煙抽吸時(shí)的條件相似，可以通過煙葉原料裂解產(chǎn)生的羰基化合物含量評(píng)價(jià)其制成的卷煙抽吸時(shí)的羰基化合物含量，對(duì)篩選煙葉原料和煙葉原料復(fù)配具有重要意義以及為卷煙中羰基化合物釋放量降低技術(shù)研究提供數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支持，不經(jīng)過卷煙就能評(píng)價(jià)煙葉原料中的羰基化合物含量，節(jié)約了成本。本發(fā)明采用過飽和的2,4-二硝基苯肼溶液制作濾片，可以對(duì)煙葉原料產(chǎn)生的揮發(fā)性羰基化合物進(jìn)行更有效捕集，同時(shí)使用重結(jié)晶的2,4-二硝基苯肼，可以有效減少2,4-二硝基苯肼固體中羰基化合物雜質(zhì)的含量，使背景干擾減少，使測(cè)定結(jié)果更加準(zhǔn)確。本發(fā)明在產(chǎn)物萃取過程中所用萃取液為體積分?jǐn)?shù)為2％的吡啶/乙腈混合液，所用的萃取液體積為100mL，使萃取效率和有機(jī)溶劑用量之間達(dá)到平衡，既提高了萃取效率，又節(jié)約了有機(jī)溶劑用量。附圖說明圖1為檢測(cè)樣和標(biāo)準(zhǔn)工作液的高效液相色譜圖，其中1為甲醛-2,4-二硝基苯腙、2為乙醛-2,4-二硝基苯腙、3為丙酮-2,4-二硝基苯腙、4為丙烯醛-2,4-二硝基苯腙、5為丙醛-2,4-二硝基苯腙、6為巴豆醛-2,4-二硝基苯腙、7為2-丁酮-2,4-二硝基苯腙和8為丁醛-2,4-二硝基苯腙的色譜峰。具體實(shí)施方案為了使本發(fā)明的方案更加具體和優(yōu)點(diǎn)更加突出，下面結(jié)合具體實(shí)例做進(jìn)一步說明，但并不限制本發(fā)明。儀器和試劑高效液相色譜儀、乙腈(色譜純)、天平、甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮、丁醛2,4-二硝基苯腙標(biāo)準(zhǔn)品；2,4-二硝基苯肼、吡啶、高氯酸(分析純)。實(shí)施例本實(shí)施例中包含實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、樣品裂解、產(chǎn)物捕集、產(chǎn)物萃取以及產(chǎn)物檢測(cè)。1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備本實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備主要包括煙葉原料預(yù)處理、2,4-二硝基苯肼重結(jié)晶、2,4-二硝基苯肼飽和溶液配制、2,4-二硝基苯肼濾片制備、萃取液配制和標(biāo)準(zhǔn)工作液配制(a)煙葉原料預(yù)處理：按照GB/T16447—2004《煙草及煙草制品調(diào)節(jié)和測(cè)試的大氣環(huán)境》的要求，煙葉原料在溫度22±2℃和相對(duì)濕度60±5％下平衡48h。(b)2,4-二硝基苯肼重結(jié)晶：取50g2,4-二硝基苯肼加入到800ml乙腈中，加熱回流至2,4-二硝基苯肼完全溶解，轉(zhuǎn)入到燒杯中密封避光自然冷卻，靜置過夜，結(jié)晶經(jīng)抽濾、乙腈洗滌，真空干燥后即得。(c)2,4-二硝基苯肼飽和溶液配制：稱取7.5g經(jīng)提純的2,4-二硝基苯肼固體于棕色平底瓶中，分別加入500mL乙腈和1mL70％高氯酸，60℃條件下加熱并超聲至溶解，冷卻至室溫得2,4-二硝基苯肼飽和溶液；(d)2,4-二硝基苯肼濾片制備：2,4-二硝基苯肼濾片制備為將兩張直徑為44mm玻璃纖維濾片疊放，均勻加入2mL2,4-二硝基苯肼飽和溶液，放置于真空干燥器內(nèi)避光晾干。在煙絲裂解前，在晾干的濾片上加入1mL2,4-二硝基苯肼飽和溶液待用。(e)萃取溶液配制：配制體積分?jǐn)?shù)2％的吡啶/乙腈溶液。(f)標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制：1)配制標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：分別稱取甲醛-2,4-二硝基苯腙50mg、乙醛-2,4-二硝基苯腙100mg、丙酮-2,4-二硝基苯腙50mg、丙烯醛-2,4-二硝基苯腙40mg、丙醛-2,4-二硝基苯腙30mg、巴豆醛-2,4-二硝基苯腙30mg、2-丁酮-2,4-二硝基苯腙30mg和丁醛-2,4-二硝基苯腙30mg加入50mL燒杯中，加入30mL乙腈完全溶解后，轉(zhuǎn)移到100mL的容量瓶中，用乙腈定容至刻度，得標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液；2)配制一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液：移取10mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液到50mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，得一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液；3)配制二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液：分別準(zhǔn)確移取0.1、0.2、0.5、1、5、10、25mL一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液到50mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，得7個(gè)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液。一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液與7個(gè)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)液共同構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)工作液。2、樣品裂解重復(fù)裂解2份煙絲樣品，每份樣品質(zhì)量為50～200mg，裂解條件為：升溫程序：載氣：9％O2(體積分?jǐn)?shù)，其余為N2)，16.7mL/s。3、產(chǎn)物捕集裂解完畢，取下捕集器，放置3min，使煙氣中的羰基化合物充分與2,4-二硝基濾片充分作用。4、產(chǎn)物萃取取出濾片，轉(zhuǎn)移至盛有100mL萃取溶液的錐形瓶中，160～200轉(zhuǎn)/分，機(jī)械振蕩15min，靜置2min，萃取液過0.45μm有機(jī)相濾膜，進(jìn)HPLC分析。5、產(chǎn)物檢測(cè)用高效液相色譜對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工作液和捕集到產(chǎn)物進(jìn)行分析，高效液相色譜條件為：檢測(cè)器：二極管陣列檢測(cè)器；檢測(cè)波長：365nm；進(jìn)樣量：10μL；柱溫箱溫度：30℃；色譜柱：ExplosiveE2250mm×4.6mm色譜柱填料粒度5μm；流動(dòng)相：A：去離子水，B：乙腈，流速：1mL/min；洗脫梯度見下表1表1洗脫梯度表時(shí)間，min流動(dòng)相A，％流動(dòng)相B，％05050205050254060304060352080401090415050455050實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析將分析得到的各羰基物峰面積與其對(duì)應(yīng)濃度作回歸分析，得到濃度與峰面積的線性方程，線性范圍及相關(guān)系數(shù)，見下表2；表2各羰基物的線性方程及線性范圍序號(hào)檢測(cè)成分線性方程線性范圍相關(guān)系數(shù)1甲醛y＝342.02x-0.520.03～14.960.99992乙醛y＝259.64x-0.300.08～39.091.00003丙酮y＝196.04x+0.120.05～27.250.99994丙烯醛y＝251.20x+0.240.04～19.380.99995丙醛y＝202.46x+0.220.03～16.901.00006巴豆醛y＝181.35x+0.630.04～19.091.000072-丁酮y＝150.92x+0.410.03～17.261.00008丁醛y＝165.44x+0.240.03～17.200.9999從表2的可以看出，八種羰基物線性關(guān)系范圍較寬，相關(guān)系數(shù)在0.9999～1.0之間，線性方程能夠用來準(zhǔn)確評(píng)價(jià)煙葉原料中的羰基化合物含量。表3煙葉原料熱裂解與卷煙抽吸羰基化合物釋放量結(jié)果對(duì)比將對(duì)照煙葉樣品制成卷煙，對(duì)比煙葉樣品熱裂解與卷煙抽吸結(jié)果(見表3)，8種羰基化合物熱裂解與卷煙抽吸結(jié)果比值范圍為95％～107％，由此可見，煙葉原料羰基化合物的釋放量與其制成的卷煙抽吸時(shí)產(chǎn)生的羰基化合物含量具有較好的一致性。表4不同產(chǎn)地及部位煙葉原料羰基化合物釋放量(mg/g)從表4可以看出，不同產(chǎn)地的煙葉原料和不同部位的煙葉原料中各種羰基化合物的含量不同，煙草原料中各種羰基化合物的含量不同，其中乙醛含量最高，為4.98～7.58mg/g，甲醛含量次之，為2.47～4.96mg/g，丙酮和丙烯醛含量相當(dāng)，分別為1.36～2.16mg/g和1.06～2.36mg/g，丙醛的含量為0.35～0.81mg/g，巴豆醛、2-丁酮和丁醛的相較于前四種，含量更少，依次為0.21～0.55mg/g、0.12～0.41mg/g和0.11～0.36mg/g。這些數(shù)據(jù)對(duì)篩選煙葉原料和煙葉原料復(fù)配具有重要意義，同時(shí)也為卷煙中羰基化合物釋放量降低技術(shù)研究提供數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支持。當(dāng)前第1頁1 2 3