振荡萃取-GC/MS法测定卷烟主流烟气总粒相物中的14种挥发性有机酸

建立了同时测定卷烟主流烟气总粒相物中甲酸、乙酸和癸酸等14种挥发性有机酸的振荡萃取-气相色谱-质谱联用(GC/MS)方法。捕集了卷烟主流烟气总粒相物的剑桥滤片经添加乙酸苯乙酯内标后,用甲醇振荡萃取,在选择离子监测模式下进行GC/MS分析。结果表明:方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.08~3.00和0.26~10.00μg/支,加标回收率为97.5%~110.8%,相对标准偏差为1.2%~8.5%。该方法适用于卷烟主流烟气总粒相物中甲酸、乙酸和癸酸等14种挥发性有机酸的测定。     

非挥发性有机酸与卷烟主流烟气总粒相物pH关系研究

以国内具有代表性的卷烟为研究对象,分别对卷烟样品的非挥发性有机酸含量和卷烟主流烟气粒相物pH进行了测定,通过数学分析研究了非挥发性有机酸含量对烟气粒相物pH的影响.主流烟气粒相物pH值评价指标与有机酸的关联分析结果表明,苹果酸、十五酸、油酸对主流烟气粒相物pH值相对影响较大.对影响主流烟气粒相物pH值的11种非挥发性有机酸的主成分分析结果表明,亚油酸,油酸,苹果酸,棕榈酸,草酸和亚麻酸对主流烟气粒相物pH值相对影响较大.综上可得,苹果酸和油酸对主流烟气粒相物pH值具有较大影响.     

卷烟主流烟气和侧流烟气中半挥发性成分的分析研究

本文对5个牌号国产商品卷烟主流烟气(MS)与侧流烟气(SS)中的半挥发性成分进行了分析研究。卷烟主流烟气总粒相物采用标准方法捕集；卷烟侧流烟气总粒相物采用鱼尾罩装置来收集。采用同时蒸馏萃取前处理分离方法和气相色谱、气质联用分析技术对总粒相物中的半挥发性成分进行了分析。定性分析了主流烟气和侧流烟气中的87种成分；采用内标法对其中38种成分的含量进行了定量分析，测定了这38种成分在侧流烟气与主流烟气中的分配比，并对结果进行了讨论。研究结果表明，卷烟主流烟气和侧流烟气中半挥发性成分种类基本相同，但每种成分的含量有很大的差异；普通卷烟侧流烟气中半挥发性成分的总量明显高于主流烟气，大多数半挥发性成分的侧流烟气含量高于主流烟气。低侧流卷烟侧流烟气中半挥发性成分总量明显低于主流烟气，证实了低侧流卷烟能减少对环境的烟气释放量。     

卷烟主流烟气中挥发和半挥发性成分分析

为分析卷烟主流烟气气相和粒相中挥发性、半挥发性成分,考察了XAD-2吸附管和0.01%三乙胺/甲醇冷溶液串联捕集气相成分的效率,以及甲醇、二氯甲烷、环己烷、己烷和乙酸乙酯对XAD-2吸附管和剑桥滤片捕集成分的萃取效率,并采用气相色谱-质谱法测定了3R4F、1R5F参考卷烟和国产烤烟型参比卷烟样品主流烟气气相与粒相中挥发性、半挥发性成分.结果表明:①采用XAD-2吸附管和10 mL0.01%三乙胺/甲醇冷溶液(温度≤-80 ℃)基本上可较完全地捕集卷烟主流烟气气相和粒相中的挥发性和半挥发性成分;②0.01%三乙胺/甲醇溶液适合这些成分的萃取;③这3种卷烟样品主流烟气气相和粒相中共鉴定出50种成分,其中,芳香类19种、酮类14种、吡啶类4种、呋喃类6种,其它类7种;④沸点＞250℃和＜80℃的成分分别在气相和粒相中未检出;⑤3种参考卷烟的主流烟气中挥发性、半挥发性成分的气相/粒相分配比趋势相近.同一类和沸点相近的不同种类挥发性、半挥发性成分的气相/粒相分配比分别随着其沸点和其极性的升高而减小.     

卷烟主流烟气中挥发性醛酮的LC-MS/MS分析

采用2,4-二硝基苯肼衍生-LC-MS/MS法测定了32种卷烟样品主流烟气中的甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、丙醛、巴豆醛、甲基丙烯醛、2-丁酮、丁醛、苯甲醛、戊醛、己醛.结果表明:①方法的检测限为0.1～0.5 ng/mL,回收率在91.6%～100.3%之间,相对标准偏差为3.28%～7.86%;②卷烟样品主流烟气的挥发性醛酮成分中主要为乙醛和丙酮,苯甲醛、已醛含量较小;③与进口烟相比,国产烤烟型卷烟主流烟气中的挥发性醛酮含量相对较高,混合型卷烟的相对较低;④不管是烤烟型还是混合型,焦油量高的卷烟主流烟气中的挥发性醛酮含量均相对较高.     

应用后合成法制备的胺基功能化材料降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物研究

采用后合成方法将胺基嫁接到载体上制备降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物的材料,通过考察载体、胺基试剂和胺基试剂的用量对降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物性能的影响,确定了后合成材料的较佳条件,即以三氧化二铝为载体,以3-胺基丙基三乙氧基硅烷(APTES)为胺基化试剂,两者的比例是:1 g三氧化二铝:5 mmol APTES.卷烟应用试验结果表明,应用该材料制备的二元复合滤棒卷制试验卷烟,与对照卷烟相比,试验卷烟的炯碱和焦油释放量基本不变,甲醛释放最降低55.2%、乙醛释放量降低25.0%、丙醛释放量降低20.7%、巴豆醛释放量降低17.8%.评吸结果表明,两种卷烟总体风格特点和感官质量基本一致.     

通风、加长滤嘴对卷烟主流烟气粒相物中挥发性、半挥发性酸性成分释放量的影响

卷烟主流烟气粒相物经二氯甲烷浸提,进行GC/MS分析,对通风、加长滤嘴后卷烟主流烟气粒相物中21种挥发性、半挥发性酸性成分的变化进行了分析研究。结果表明:通风度20%卷烟2、5 mm滤嘴卷烟与参比卷烟(20 mm滤嘴、不打孔)相比,21种酸性成分总量分别减少了22.1%、26.3%。通风、加长滤嘴后卷烟主流烟气粒相物中不同酸性成分减少的程度不同,分子量较小、沸点较低的物质减少较多,而分子量较大、沸点较高的物质减少较少。     

卷烟主流烟气酸香特征成分组群的分布特征及感官贡献

为阐明卷烟主流烟气中具有酸香特征且可用于卷烟调香的有机酸成分及其分布特征和感官贡献,以《The chemical components of tobacco and tobacco smoke》中所列出的烟草和烟气成分为数据来源,从烟气中是否存在、香气贡献可能性和烟草添加剂使用安全性等方面对其中的有机酸成分进行了系统筛查,对筛查出的有机酸进行香气特征评价,明确了21种卷烟主流烟气中具有酸香特征且可能作为烟用香料的有机酸成分;采用N,O-双(三甲基硅基)三氟乙酰胺衍生化法和GC-MS法测定了21种酸香成分在14个品牌卷烟主流烟气中的释放量及在烟气粒相物中的质量分数;利用三点选配法测定了21种酸香成分在乙醇中的嗅觉阈值,并结合其在卷烟烟气粒相物中的质量分数,计算了14个品牌卷烟烟气粒相物中各酸香成分的香气活性值,推测了21种酸香成分的贡献度。结果表明:①常规和低焦油烤烟型卷烟中释放量较大的酸香成分均为乙酸、丙酸和2-氧代丙酸,混合型卷烟释放量较大的酸香成分是乙酸、丙酸和3-甲基戊酸。②混合型卷烟主流烟气中21种酸香成分的释放总量及总质量分数明显高于烤烟型卷烟。③异戊酸和乙酸对烤烟型卷烟主流烟气酸香贡献最大,异戊酸、3-甲基戊酸和乙酸对混合型卷烟主流烟气酸香贡献最大。     

香兰素对卷烟主流烟气中挥发性成分的影响

目的了解食用香料香兰素对卷烟主流烟气的香味及挥发性成分的影响,为香兰素在卷烟中的致香作用及加香效果提供科学依据。方法利用吸烟机抽吸,剑桥滤片和吸收瓶捕集主流烟气,用GC/MS分析了添加有香兰素的卷烟和空白对比卷烟的所捕集烟气挥发性化学成分,并研究其挥发性化学成分的变化差异,评价香兰素对卷烟烟气香味成分及有害成分的影响。结果香兰素能很好地迁移到卷烟烟气中。结论在本实验中,香兰素能有效地提高卷烟烟气中的香味成分。     

卷烟叶丝和梗丝主流烟气中挥发性及半挥发性成分差异分析

为揭示叶丝和梗丝主流烟气中挥发性及半挥发性成分差异,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对叶丝及梗丝卷烟烟气中297种挥发性及半挥发性化合物进行了检测。通过主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)对数据进行降维处理,同时结合t检验,筛选叶丝与梗丝烟气的差异化合物。结果表明:共筛选出53种差异化合物,在种类上,包括烃类、羧酸类、醇酚类、氮杂环类、醛酮类、呋喃类和酯类化合物,其中烃类、羧酸类、醇酚类和氮杂环类化合物占比较高;在相对比例上,有66%的化合物其叶丝烟气单位焦油释放量高于梗丝,其中42%的化合物高于梗丝2倍以上,个别化合物甚至在10倍以上。梗丝烟气中许多化合物的相对比例失调导致其呈现刺激性大、梗味重的烟气特征。该研究从分子水平上剖析了烟梗使用的制约因素,为其品质提升及科学利用提供了依据。     

基于遗传算法的卷烟主流烟气粒相物pH值影响因素研究

为研究影响烟气pH值的关键性烟丝化学成分，以国内代表性卷烟为研究对象，分别对样品的烟丝生物碱、糖、氨基酸、有机酸等化学成分含量及主流烟气粒相物pH值进行了测定。采用遗传算法结合偏最小二乘法，筛选出8个对烟气总粒相物pH值影响最大的化学指标，建立了烟气pH值与烟丝化学成分之间的定量关系模型。结果表明，烟丝丁酸、异戊酸、乙酰丙酸、苹果酸、葡萄糖和精氨酸可以降低卷烟烟气pH值，烟碱和异亮氨酸可以增加卷烟烟气pH值。本研究可为卷烟产品研发提供科学依据。      

P20添加剂的设计及其对烟气TPM含量的影响

采用均匀设计理论安排了１４组不同配比的Ｐ２０添加剂（主要成分为苹果酸和碳酸钾）,添加到卷烟烟支中,检测其ＴＰＭ递送量。将有关数据在计算机上进行回归分析,得到苹果酸和钾量与ＴＰＭ递送量的回归方程,分析了不同配比的Ｐ２０添加剂与ＴＰＭ递送量的关系,并将该方程在约束条件下用复形调优法求极值,得出最优条件。在此条件下,ＴＰＭ递送量比对照烟支降低了３．６７ｍｇ／支。     

卷烟主流烟气重金属迁移率与烟叶中重金属不同形态之间的关系研究

为探索卷烟主流烟气重金属迁移率与烟叶中重金属不同形态之间的关系，检测了全国24个不同产地不同部位烟叶重金属铬（Cr）、镍（Ni）、砷（As）、硒（Se）、镉（Cd）总量和不同形态含量及其单料烟卷烟主流烟气重金属总含量。应用偏最小二乘回归分析法和优势分析法分析重金属烟气迁移率与重金属在烟叶中不同形态和烟气TPM的关系发现:Cr、Ni、As、Se、Cd 5种重金属烟气迁移率都与其在烟叶中的存在形式有一定相关性，且它们在烟叶中的不同形态和烟气TPM含量对其烟气迁移率的贡献存在如下关系，Cr:可溶态（无机态）占比（+）>不溶态占比（-） > TPM（+）；Ni:有机态占比（+） > 无机态占比（-） > 不溶态占比（+） > TPM（+）；As:TPM（+） > 有机态占比（+） > 无机态占比（+） > 不溶态占比（-）；Se:无机态含量（+） > TPM（+） > 不溶态含量（-） > 有机态含量（-）；Cd:TPM（+） > 有机态占比（-） > 不溶态占比（+） > 无机态占比（+）。其中，括号内的正号和负号分别代表正相关和负相关。并从卷烟燃烧机理、重金属物理性质和不同形态等方面对其进行了理论解释。      

杏子酸味烟用香料靶向组分的确定及制备工艺优化

为开发能够改善卷烟感官舒适性的天然酸味烟用香料，采用凝胶渗透色谱（GPC）分离、卷烟感官作用评价、气相色谱质谱联用（GC/MS）等方法确定了杏子粗提物的酸味靶向组分，并以其含量为指标对杏子酸味烟用香料的靶向制备工艺进行了优化。结果表明:①靶向组分为酸味组分，主要由苹果酸、柠檬酸、乳酸、琥珀酸、富马酸、甘油酸和羟基乙酸等7种有机酸组成。②以7种有机酸含量为指标确定了溶剂加热浸提法提取工艺参数:30%乙醇、料液质量比1:5、提取温度75℃、提取时间2.0h；膜分离工艺参数为超滤膜截留分子量8 kD、超滤前料液干物质含量（质量分数）2%（干基计）。③与市售杏子提取物和杏子粗提物相比，采用优化工艺制备的杏子酸味烟用香料中7种有机酸含量最高，对改善卷烟感官舒适性的效果最好。      

UPLC-MS/MS测定卷烟烟气、滤嘴和烟灰中5种常用杀菌剂及其转移行为研究

建立了UPLC-MS/MS测定主流烟气总粒相物、气相物、滤嘴、烟蒂烟丝和烟灰中霜霉威、多菌灵、稻瘟灵、三唑醇和三唑酮含量的方法，样品经乙腈或甲醇提取，分散固相萃取后，进行UPLC-MS/MS分析。5种杀菌剂在各基质中的检出限为0.325~1.832ng/cig，平均回收率为90.9%~111.8%，RSD为1.3%~10.1%。应用该方法研究了标准卷烟加标样品和自然高残留样品中杀菌剂的烟气转移率，结果表明:标准卷烟加标样品中，5种杀菌剂向主流烟气总粒相物、滤嘴中的平均转移率分别为29.4%和11.0%，向烟蒂烟丝和烟灰中平均转移率为1.6%和0.2%，主流烟气气相物中则未检出杀菌剂；主流烟气总粒相物中，多菌灵的转移率较低（<5%），其它4种杀菌剂则接近或超过30%。自然高残留卷烟样品中，5种杀菌剂向烟气总粒相物中平均转移率为3.7%，在滤嘴中平均转移率为2.2%。卷烟实际燃吸过程中5种杀菌剂向烟气总粒相物转移率明显低于加标研究结果；若采用加标研究结果，成品卷烟杀菌剂残留对吸烟者的健康风险将被高估。      

烟叶类型、部位及生态区对总粒相物中主要有机酸释放量的影响

采用溶剂萃取-硅烷化衍生-GC-MS/MS法测定了卷烟主流烟气总粒相物中42种挥发半挥发有机酸（包括13种短链脂肪酸、7种中链脂肪酸、10种长链脂肪酸、12种其他有机酸），按照单位燃烧烟丝量计算释放量。结果表明:①香料烟短链和中链脂肪酸释放量最高，烤烟中长链脂肪酸释放量最高，白肋烟各种脂肪酸释放量均不突出；②挥发半挥发有机酸释放量总体上随部位降低呈降低趋势；③按八大典型生态区划分，武夷生态区烟叶大部分挥发半挥发有机酸单位燃烧烟丝量释放量最高。      

烟叶类型和外加成分对卷烟烟气粒相物pH值的影响

捕集在剑桥滤片上的卷烟主流烟气粒相物用去CO2 的蒸馏水提取 ,用精密 pH值计测量水提取液的 pH值。对于不同的单料烟卷烟 (包括烤烟、白肋烟、香料烟 )和不同类型的卷烟 (包括中式烤烟型、英式烤烟型、美式混合型 )的烟气pH值进行了测定 ,结果分别呈下列顺序 :白肋烟 >香料烟 >烤烟 ,混合型 >英式烤烟型 >中式烤烟型。分别将各种糖类、有机酸类、无机酸类、氨基酸类、生物碱类、盐类、酚类成分加入对照卷烟 ,探讨了这些化学成分对烟气 pH值的影响规律 ,结果表明 ,乳酸、蔗糖等可显著降低烟气pH值 ,烟碱可显著增加烟气pH值。提供了国内外一些卷烟牌号的烟气pH值测定数据。     

降低卷烟TPM含量及其毒性的技术研究：Ⅰ.卷烟TPM减毒剂的初步筛选

本文对降低卷烟ＴＰＭ含量及其毒性的技术进行了研究。试验采用正交试验设计，通过对卷烟配方进行改造，ＴＰＭ含量测定，鼠伤寒沙门氏菌营养缺陷型恢复突变试验（Ａｍｅｓ试验），小鼠脊髓微核实验，评吸鉴定等方法，筛选鉴定出了２个较好的配方组合，结果表明：（１）２个配方组合均能显著降低卷烟ＴＰＭ含量及其毒性。（２）应用该技术改造卷烟配方，对原配方无不良影响。