气相色谱-串联质谱法测定卷烟主流烟气中8种生物碱

建立了超声萃取-气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)同时测定卷烟主流烟气中8种生物碱(烟碱、降烟碱、麦斯明、二烯烟碱、假木贼碱、新烟草碱、2’3-联吡啶和可替宁)的分析方法。捕集了卷烟主流烟气总粒相物的剑桥滤片经8%的Na OH溶液浸泡后,用乙酸乙酯超声萃取,在多反应监测(MRM)模式下进行GC-MS/MS分析,内标法定量。结果表明:8种生物碱线性良好,r~2为0.9991～0.9999,方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.02～2.47μg/支和0.06～8.22μg/支,加标回收率为97.0%～125.5%,相对标准偏差为0.5%～6.8%。该方法操作简便、灵敏,适合用于卷烟主流烟气中8种生物碱释放量的测定。     

黄连生物碱复合滤嘴选择性降低卷烟烟气中的HCN

为研究植物碱对卷烟主流烟气中HCN含量的降低作用,从含有大量季铵碱的黄连根茎中提取出黄连生物碱并将其添加在卷烟滤嘴中,以烟气中HCN含量的降低率为指标,对黄连生物碱在滤嘴中的添加方式、载体的选择、载体材料碱处理溶液的pH以及黄连生物碱的添加量进行了工艺优化.结果表明:①随着卷烟滤嘴中黄连生物碱粉末添加量的增加,烟气中HCN含量的降低率增大;②与多孔淀粉和椰壳活性炭相比,活性炭纤维( ACF)材料作载体负载黄连生物碱的量更大,且负载黄连生物碱的ACF材料经pH10的NaOH溶液洗涤后,对卷烟烟气中HCN的降低率更大;③添加15 mg负载了黄连生物碱的ACF材料( 100 mg/g)在单支滤嘴中制成的复合滤嘴同时降低HCN和焦油的作用最大,HCN和焦油的降低率分别为23.8％和20.7％.     

GC-MS/MS法分析细支与常规卷烟主流烟气中生物碱的逐口释放量

为考察细支与常规卷烟主流烟气中生物碱的逐口释放量变化,建立了同时测定卷烟逐口主流烟气中5种主要生物碱(烟碱、降烟碱、麦斯明、假木贼碱、新烟草碱)的气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)分析方法,并对8个不同卷烟样品进行了对比分析。结果表明:(1)各生物碱工作曲线的R~2在0.999 0~0.999 6之间,日内和日间相对标准偏差(RSD)为2.46%~9.70%,不同水平下的加标回收率为80.41%~107.09%。(2)整体上,细支卷烟逐口主流烟气中TPM及烟碱、降烟碱、麦斯明、假木贼碱、新烟草碱等主要生物碱的释放量均低于常规卷烟;非参数检验结果表明细支与常规卷烟之间的TPM、烟碱、降烟碱、假木贼碱及新烟草碱等成分的逐口释放量呈现显著差异,但麦斯明差异不显著。该方法重复性和准确度较好,适合用于逐口烟气中生物碱的检测分析。     

卷烟主流烟气粒相物中逐口生物碱含量测定及其递送规律

为测定卷烟烟气总粒相物中5种生物碱(烟碱、降烟碱、麦斯明、假木贼碱和新烟草碱),采用经改造的吸烟机对卷烟进行抽吸,用剑桥滤片捕集20支卷烟的每口烟气总粒相物,滤片经超声波萃取、离心后,取上层清液用GC/MS进行测定分析.结果显示:①利用该方法在所测定的5种生物碱中,测定结果的相对标准偏差为1.33%～7.58%,各生物碱的加标回收率为94%～106%;②逐口TPM量、逐口烟碱量以及逐口麦斯明量逐渐升高,逐口TPM量和逐口烟碱量在每口间传递的规律性最强;③降烟碱量都比较低,没有发现降烟碱逐口量随口数的明显变化趋势,每口之间都比较平稳,混合型卷烟F的降烟碱总量最大;④卷烟D、F和G等低焦油或混合型卷烟的主流烟气TPM中5种生物碱单口传递量较之于其它卷烟偏低.该方法适用于卷烟主流烟气总粒相物中生物碱含量的测定.     

黄连生物碱降低卷烟主流烟气中苯并[α]芘的研究

为研究植物生物碱对卷烟主流烟气中苯并[α]芘含量的降低作用,从含有大量异喹啉结构季铵碱的黄连根茎中提取出黄连总生物碱及其单体,采用苯并[α]芘荧光淬灭实验研究黄连生物碱对苯并[α]芘的清除作用,通过不同添加方式将黄连生物碱添加在卷烟滤嘴中,研究其对卷烟烟气中苯并[α]芘的降低作用。结果表明,黄连生物碱对苯并[α]芘的结合常数为(2.0～9.0)×103,相关系数为0.987～0.998,黄连生物碱对苯并[α]芘的清除能力大小依次为巴马汀>黄连总生物碱>小檗碱>黄连碱;随着滤嘴中黄连生物碱添加量的增加,烟气中苯并[α]芘的含量降低,活性炭纤维载体可提高黄连生物碱对卷烟烟气中苯并[α]芘的降低率。卷烟滤嘴中添加负载120mg/g巴马汀的ACF15mg/cig制成黄连生物碱复合滤嘴,与空白对照卷烟比,烟气中苯并[α]芘的降低率可达25.16%。     

卷烟滤嘴设计对主流烟气温度的影响及其降温效应

为降低卷烟主流烟气温度对口腔的刺激,提高消费者卷烟抽吸舒适性,采用热电偶测量了卷烟燃吸过程中滤嘴出口端温度,研究了不同滤嘴设计降低卷烟主流烟气温度的效果。结果表明:(1)卷烟滤嘴具有降低主流烟气温度、减少人体口腔温度刺激感的效果。(2)增加滤嘴压降、缩短滤嘴长度、提高滤嘴通风率,可降低主流烟气温度;其中又以提高滤嘴通风率的效果最为显著。(3)不同结构滤嘴的降温效果存在明显差异,活性炭组合滤嘴沟槽滤嘴活性炭复合滤嘴醋纤丝束滤嘴中空滤嘴;其中,活性炭组合滤嘴和沟槽滤嘴可有效降低烟气的口腔温度刺激感,提高卷烟抽吸的舒适性。     

低焦油卷烟加香后一些醛酮类香料转移行为

以同一叶组生产的普通空白卷烟和低焦油空白卷烟为研究对象,采用同时蒸馏萃取及气相色谱（GC）和气相色谱/质谱联用（GC/MS）方法,测定了19种醛酮类香料单体在加香卷烟中的主流烟气粒相转移率、烟丝持留率、滤嘴截留率和滤嘴迁移率,发现醛酮类香料单体在2种卷烟中的烟丝持留率和滤嘴迁移率整体差别不大,低沸点香料由于其较强的透发性在卷烟的主流烟气粒相中转移率显著低于高沸点香料。具有相同官能团的同系物,碳链越长,分子量越大沸点越高,烟丝持留率和主流烟气粒相转移率越高,而滤嘴截留率和滤嘴迁移率有先增大后减小的趋势。低焦油卷烟在采取通风降焦措施的同时,外加香料在主流烟气粒相中的转移率显著低于在普通卷烟中的转移率,且降低幅度随香料沸点增大而减小,香料沸点越低,在主流烟气粒相中的转移率降低幅度也越大。     

醋纤滤嘴对卷烟主流烟气重要酚类的分段截留效应

为考察醋纤滤嘴对卷烟主流烟气主要酚类化合物的分段截留作用,设计了5段式滤嘴卷烟以研究酚类化合物在滤嘴不同部位的截留情况。结果表明:①醋纤滤嘴对酚类化合物,尤其是单酚类有较好的截留作用。②在抽吸过程中随烟气向嘴端传输,单酚类在滤嘴中单位烟碱截留率明显降低,截留效率明显减弱;而双酚类变化并不明显,这可能与其截留原理不同有关。③滤嘴对酚类的截留效率顺序为:苯酚邻甲基苯酚间/对甲基苯酚邻苯二酚、对苯二酚间苯二酚。鉴于离烟丝端渐远单酚类截留效率降低明显,建议减害材料选择在滤嘴靠近嘴端部位添加。     

不同规格中细支卷烟醋纤丝束性能研究

为给中细支卷烟(φ=7.0mm)滤棒设计开发提供更多参考,选取3种典型规格醋纤丝束成型为目标压降中细支滤棒,卷接为中细支卷烟,以烟碱为目标物质,考察过滤能力。结果表明:(1)不同规格醋纤丝束成型能力特性曲线存在明显差异,所选取6种规格醋纤丝束覆盖压降范围为2 170~5 880Pa,且总趋势为高单旦、低总旦规格醋纤丝束适宜成型低压降中细支滤棒;(2)所成型目标压降滤棒烟碱过滤效率为22.0%~27.0%,同一规格醋纤丝束,随着滤棒压降升高,滤嘴对卷烟主流烟气烟碱的过滤效率随之升高,且总趋势为高单旦、低总旦醋纤丝束适宜于成型低过滤效率细支滤棒。可根据中细支卷烟设计目标,选择不同规格丝束成型适宜压降滤棒,获得满意的卷烟感官质量和适宜的主流烟气过滤效率。     

烟草生物碱的毛细管气相色谱分析

以乙醚为萃取剂,正十七烷为内标物,采用气相色谱法测定了不同等级的烤烟和白肋烟烟叶、3种烤烟型卷烟、6种混合型卷烟,以及7种方式处理的同一白肋烟叶组中的烟碱、降烟碱、假木贼碱和新烟草碱的含量,发现降烟碱、假木贼碱和新烟草碱这3种微量生物碱总量因烟叶的类型、等级和处理方式及卷烟类型而异。该法的前处理过程简单,色谱分析时间较短,各生物碱的平均回收率在93 0%～100%之间,RSD均小于4%,是一种快速、简便、准确测定烟叶样品生物碱含量的方法。     

细支烟滤嘴参数对烟碱过滤效率的影响

为给细支卷烟[圆周为(17.0±0.1)mm]滤嘴设计开发提供更多参考,按照单因素设计了5种丝束规格、每个丝束3个滤棒压降梯度、4个滤嘴通风梯度,共15个滤棒样品,卷接为60个卷烟样品,考察了不同滤嘴参数对细支烟烟碱过滤效率的影响。结果表明:对于不同丝束规格成型的细支滤棒卷烟,(1)在滤棒压降相同条件下,细支烟烟气烟碱过滤效率与滤嘴通风率显著正相关;随着滤棒压降增大,滤嘴通风率对烟碱过滤效率的影响幅度先增加后降低,滤嘴通风率每增加10%,烟碱过滤效率增加0.64%～1.00%;(2)在相同滤嘴通风率条件下,烟碱过滤效率与滤棒压降显著正相关,滤棒压降每增加100 Pa,烟碱过滤效率增加1.20%～1.40%;(3)丝束单旦增加、总旦降低,所成型的细支滤棒对主流烟气烟碱的过滤效率呈降低趋势。     

甘油施加比例对加热卷烟水分、烟碱和甘油分布的影响

目的：优化加热卷烟烟草薄片的工艺参数。方法：制备了甘油添加比例为5%~30%的12个梯度等级的加热卷烟烟草薄片,制成加热卷烟烟支。使用GC-TCD方法检测加热卷烟烟气、滤嘴冷凝段和烟芯段中水分、烟碱和甘油质量,分析主要成分的质量分布特点,以及释放率、截留率和转移率。结果：加热卷烟烟草薄片在5%~30%甘油添加比例下,水分释放率较高为88.6%~92.3%,主要分布在烟气和滤嘴冷凝段;烟碱释放率次之,为25.5%~34.2%,主要分布在滤嘴冷凝段和烟芯段;甘油释放率最低,为13.9%~21.3%,主要分布在烟芯段。结论：当烟草薄片选择10%~18%的甘油添加比例时,加热卷烟的烟碱和甘油具有较高的转移率和较低的截留率。     

茄尼醇的快速分析及在烟气摄入量评估中的应用

建立了应用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)测定卷烟主流烟气和滤嘴中茄尼醇的方法,测定了21个牌号卷烟样品烟气中茄尼醇的释放量,并研究了滤嘴截留茄尼醇量与卷烟主流烟气中茄尼醇、烟碱、焦油释放量的相关性。结果表明:①采用本方法在7 min内即可完成对茄尼醇的检测,在0.5～100.0μg/mL范围内线性良好(R2=1),定量限为0.47μg/支,加标回收率为94.28%～106.70%,相对标准偏差(RSD)为2.06%;②不同牌号卷烟主流烟气中茄尼醇释放量差别较大,为34.47～300.00μg/支;③滤嘴截留茄尼醇量与卷烟主流烟气茄尼醇、烟碱、焦油的R2分别为0.9967,0.9467和0.9954。该方法适合于卷烟主流烟气中茄尼醇的快速分析,可为吸烟者烟气主要有害成分暴露量评估方法的建立提供参考。     

多孔淀粉在卷烟滤嘴中的应用研究

为探索卷烟减害降焦的新途径,进行了含多孔淀粉的滤嘴、活性炭复合滤嘴和普通醋纤滤嘴的过滤效果对比试验.结果表明,接装多孔淀粉滤嘴的卷烟较普通醋纤滤嘴卷烟的总粒相物降低了3.9%,焦油降低5.4%,CO降低2.7%,烟碱降低3.5%;与活性炭复合滤嘴卷烟相比,总粒相物降低了0.7%.焦油降低3.1%,CO降低2.0%,烟碱未变化.     

爆珠破碎对主流烟气有害成分释放量和滤嘴截留的影响

为了研究爆珠破碎对卷烟烟气有害成分释放量的影响,以国内典型爆珠卷烟为样品,分析了爆珠破碎对主流烟气7种有害成分释放量和滤嘴截留效率的影响。结果表明:(1)在ISO抽吸条件下,相对于常规卷烟,爆珠卷烟除了苯并芘高于常规卷烟外,其他有害成分单支释放量与常规卷烟没有差异;(2)对于爆珠破碎后的单支卷烟有害成分释放量,巴豆醛单支释放量降低,差异显著;其他成分释放量没有明显差异;(3)对于主流烟气有害成分单位毫克烟碱释放量来说,爆珠是否破碎对氨、NNK和巴豆醛有显著影响,爆珠破碎后氨和NNK单位毫克烟碱释放量升高,巴豆醛单位毫克烟碱释放量降低;(4)爆珠是否破碎对滤嘴中NNK和苯酚有显著影响,爆珠破碎后滤嘴对苯酚的截留增加,对NNK的截留能力减弱。     

沟槽滤嘴对卷烟香气的选择性截留研究

以普通醋纤、内沟槽、外沟槽3种滤嘴作为研究对象,使用吸烟机抽吸卷烟后,同时蒸馏萃取滤片和滤嘴,GC/MS分析萃取液中香气成分,用数据分析方法进行定量分析。结果表明:(1)滤嘴和剑桥滤片中共有且平行试验相对误差较小的香味物质共96种;(2)对各类香味成分的截留效率都是沟槽滤嘴高于普通醋纤滤嘴;(3)卷烟主流烟气中香气成分的截留表现为较强的选择性,且以正向选择为主,但其选择性又会因滤嘴而异。     

淫羊藿滤嘴降低卷烟烟气中的有害成分研究

为研究淫羊藿滤嘴降低卷烟烟气中有害成分的作用,采用对比分析方式,先用吸烟机捕集卷烟烟气,收集主流烟气的总粒相物,再用超声波萃取方法对收集烟气粒相物的剑桥滤片进行萃取,分析烟气中的常规成分（烟碱、焦油、水分）,最后用GC/MS定量、定性分析烟气化学成分。结果表明,与空白样对比,淫羊藿滤嘴对烟碱、总粒相物、焦油量有降低作用,且分别降低了8.60%、10.86%和14.97%;对烟气中的一些有害成分,特别是促癌、致癌的酚类物质的截留效果比较明显,苯酚降低56.6%,对甲苯酚降低32.8%,4-乙基间苯二酚降低50%,2,2＇-亚甲基双-（4-甲基-6-叔丁基苯酚）降低29.0%。添加淫羊藿的卷烟滤棒能有效降低烟气中的有害成分,符合＂中式卷烟＂的发展方向。     

卷烟主流烟气中苯及苯系物的滤嘴截留效率

为考察不同抽吸模式下,滤嘴类型和长度对卷烟主流烟气中苯及苯系物(甲苯、乙苯、对-二甲苯、间-二甲苯、邻-二甲苯和苯乙烯)截留效率的影响,以不同类型、不同长度滤嘴的9种烤烟型和2种混合型卷烟样品为研究对象,考察了ISO和加拿大深度抽吸(HCI)模式下卷烟主流烟气中苯及苯系物释放量差异,并对不同类型、不同长度滤嘴卷烟主流烟气中苯及苯系物截留率进行了对比分析。结果表明:1HCI模式下卷烟主流烟气中苯及苯系物的释放量明显高于ISO模式;2抽吸模式、滤嘴类型和滤嘴长度对苯及苯系物截留率影响较为明显,而对苯及苯系物的截留影响较小。不同类型滤嘴对苯及苯系物的截留率大小顺序为活性炭复合滤嘴丙纤滤嘴醋纤滤嘴纸质复合滤嘴;不同长度滤嘴对苯及苯系物的过滤效率基本上随长度递增而递增;ISO抽吸模式下滤嘴对苯及苯系物的截留率均比HCI模式下高1倍左右。滤嘴对苯及苯系物的过滤优先顺序均为苯乙烯邻-二甲苯(≈)对-二甲苯间-二甲苯乙苯甲苯苯。     

β-环糊精三醋酸甘油酯悬浮液在卷烟滤嘴中的应用

为探索卷烟减害降焦的新途径,进行了含β-环糊精三醋酸甘油酯悬浮液的滤嘴、活性炭复合滤嘴和普通醋纤滤嘴的过滤效果的检测对比。结果表明,将聚乙二醇-600与三醋酸甘油酯配制成1∶2.5的溶剂,可制得满足滤棒成型工艺要求的β-环糊精含量为0.04g/mL的β-环糊精三醋酸甘油酯悬浮液;接装β-环糊精滤嘴的卷烟较普通醋纤滤嘴卷烟的总粒相物降低了13.17%;焦油降低14.15%;烟碱降低4.20%。与活性炭复合滤嘴卷烟相比,总粒相物降低了4.65%;焦油降低5.52%;而烟碱却高出1.79%。说明β-环糊精滤嘴的过滤性能不仅优于普通醋纤滤嘴和活性炭复合滤嘴,而且对卷烟焦油和烟碱具有较高的选择性吸附作用。     

高效液相色谱法测定卷烟滤嘴中截留的主要酚类化合物

为准确测定卷烟滤嘴截留主流烟气中的主要酚类化合物,通过考察滤嘴切割方式、萃取液、萃取方式、萃取时间等前处理条件,建立了一种快速、准确测定卷烟滤嘴中对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、苯酚、对甲酚、间甲酚和邻甲酚7种酚类化合物截留量的高效液相色谱(HPLC)方法,并采用该方法在6家实验室对7种不同滤嘴卷烟样品进行了比对实验。结果表明:1将卷烟抽吸后的滤嘴从烟支端向近嘴端纵向划开后,用50 m L萃取液(1%乙酸+79%甲醇+20%水,体积分数)在室温下超声萃取30 min时,可将卷烟滤嘴中截留的7种主要酚类化合物萃取完全。27种酚类化合物在0.04~4.00μg/m L浓度范围内线性关系良好(R2均大于0.999),回收率为93.35%~104.50%,相对标准偏差(RSD)小于7.3%。36家实验室对7种卷烟样品滤嘴截留的7种酚类化合物检测结果的RSD均小于15%,其中5种酚类化合物在10%以下。该方法适用于卷烟滤嘴截留主流烟气中7种酚类化合物的测定。