裂解气相色谱-质谱法在烟草分析中的应用研究

摘要

烟草是一个非常复杂的有机体系，它和烟气中所含的化学成分多达数千种。而烟气成分中一部分与烟草本身的成分相同，而大部分则是在燃烧过程中产生的新物质，其中既有一些非常重要的烟草致香成分，也存在一些微量的对人身体健康有害的成分。目前，裂解是最接近于卷烟实际燃烧过程的一种实验方法，因此利用裂解气相色谱-质谱（Py-GC/MS）技术来研究卷烟烟丝、料液和香精的裂解行为及其产物，对于提高卷烟配方水平、加香加料水平和降低卷烟烟气中的有害成分具有重要意义。本文采用 Py-GC/MS法在不同的温度下（300℃～800℃）对卷烟烟丝、料液和香精进行了分析研究，主要的研究成果如下：
　　1）通过对比三种烟丝的裂解产物发现，除了在300℃时，纯烟丝中不含1,2-丙二醇外，三种烟丝的主要裂解产物种类基本一致，但含量却有差异。烟丝裂解产物主要有脂肪烃类、芳香烃类、酸类、酚类、萜类、杂环类、醛酮类、甾醇类等。由实验结果可知，在不同的温度下，各类裂解产物随温度的变化情况各不相同。总的来说，低温时裂解产物出峰较少，但当温度高于500℃时，裂解产物的种类和含量明显增加，同时稠环芳烃类化合物的释放量也大量增加。另外，实验测得烟丝中的重要香味物质有柠檬烯、新植二烯、2,5-二甲基呋喃、吡啶、吡咯、糠醛、糠醇、甲基环戊烯酮、茄酮和巨豆三烯酮等。它们的来源和致香作用各不相同，随温度的变化趋势也不同。有害成分有茚、2-甲基茚、萘、苯酚和烟碱等。其中烟草的特征裂解产物烟碱主要是通过蒸馏释放出来的，当温度高于600℃时，烟碱会发生裂解，生成吡啶、麦斯明等化合物。苯酚则对烟气的香吃味有不利影响，茚、2-甲基茚、萘主要在高温条件下（大于600℃）产生。
　　2）实验选取了三个有代表性的温度300℃、500℃和800℃，对烟用料液和香精的裂解产物进行了分析。结果表明，低温300℃时，裂解产物较少；500℃时，裂解产物增加，醛酮类和杂环类化合物的种类也明显增加；800℃时，裂解更为复杂，产生大量的芳香族化合物，如苯、甲苯、苯乙烯、茚等。同时也有苯甲醛、5-羟甲基糠醛、二氢香豆素、乙基麦芽酚、香草醛、甲基环戊烯酮等重要香味成分的生成，它们对卷烟香气有着重要的作用。
　　3）对比加香加料烟丝、烟用料液和香精的裂解产物可知，除了烟丝、料液和香精的特征组分不同外，也有一些相同的组分，如丙酮醇、糠醛、5-甲基糠醛、5-羟甲基糠醛、2,5-二甲基呋喃和甲基环戊烯酮，它们可能是美拉德反应的产物，对烟叶和烟气的香味起着重要作用。而且发现部分裂解产物在加香加料烟丝里的含量比其他两种烟丝中普遍要稍高一些，可能是加香加料的过程增加了它们在烟丝中的含量。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

符号说明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 烟草香味物质

1.3 烟草香味物质的主要来源

1.4 烟草香味物质的提取方法

1.5 烟草香味成分的分析方法和研究进展

1.6 烟草有害成分的研究进展

1.7 裂解气相色谱-质谱（Py-GC/MS）在烟草方面的研究进展

1.8 本课题研究意义及内容

第二章 实验部分

2.1 引言

2.2 实验样品和实验过程

2.3 仪器与色谱条件

2.4 裂解-气相色谱/质谱（Py-GC/MS）仪器装置

第三章 卷烟烟丝的裂解气相色谱-质谱法的测定研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 烟用料液和香精的裂解气相色谱-质谱法的测定研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 结语

5.1 论文主要研究成果

5.1 论文的不足与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢