一种烟用添加剂中甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香含量的测定方法

摘要

本发明公开了一种烟用添加剂中甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香含量的测定方法，包括以下步骤：内标溶液的配制，标准溶液的配制，样品溶液的制备，气相色谱－质谱联用仪（GC/MS）对甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香的定量定性分析。本发明采用GC/MS直接测定烟用添加剂中甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香的含量，具有操作简便、快速、准确、灵敏度高及重复性好的优点。

说明书

技术领域

本发明属于烟用添加剂的理化检验技术领域，主要涉及烟用添加剂中甲醇、仲丁醇、 芝麻酚、二甲苯麝香含量的测定方法。

背景技术

在卷烟产品设计和生产加工过程中，为提高产品品质和满足加工需求，企业往往需要 选诸如甜味剂、防腐剂、保润剂、助燃剂、增塑剂等添加剂。这些添加剂的使用是卷烟产 品质量和安全性的重要影响因素之一。

工业酒精（甲醇）是结构最为简单的饱和一元醇，又称“木醇”或“木精”，是无色 有酒精气味易挥发的液体。有毒，可直接侵害人的肢体细胞组织．特别是侵害视觉神经网 膜，误饮5～10mL会导致双目失明，一次饮用4～10g纯甲醇会导致死亡。

仲丁醇是无色透明的易燃液体，有类似葡萄酒的气味。用于制造甲乙酮，合成香精、 染料等的原料，也用作溶剂。本品具有刺激和麻醉作用，大量吸入时对眼、鼻、喉有刺激 作用，并出现头痛、眩晕、倦怠、恶心等症状。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。受热分解 放出有毒气体。

芝麻酚天然存在于芝麻油中，属于芳香族酚类化合物，白色结晶体，易氧化，需真空 氮气保护，微溶于水。芝麻酚有致泻作用，芝麻榨油后的残渣饼对家畜有毒，可引起心绞 痛、震颤、呼吸困难、胀气、咳嗽等现象，小牛喂食过多的黑芝麻则发生湿疹、脱毛及瘙 痒。

二甲苯麝香是一种人造麝香。它是一种淡黄色针状晶体，具有强烈的麝香气，可用作 化妆品香精和皂用香精等的定香剂。作为高持久性、高生物蓄积性物质，二甲苯麝香已被 欧盟化学品管理署列为高度关注物质。

以上4种物质是卷烟禁止使用添加剂。但目前，由于我国烟草添加剂的管理法规还不 够完善，甲醇、仲丁醇、芝麻酚、二甲苯麝香有可能在卷烟加香加料过程中进入卷烟产品。

以前对甲醇、仲丁醇、芝麻酚、二甲苯麝香和咪唑测定的研究基质范围较广，涉及大 气、染料、食品、医药和水等，所采用的检测方法也不统一，有的采用HPLC法，也有采 用气相色谱法（FID检测器），而采用GC/MS法，对于复杂样品定性更为准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用气相色谱－质谱联用仪（GC/MS）直接测定烟用添加 剂中甲醇、仲丁醇、芝麻酚、二甲苯麝香含量的方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：烟用添加剂中甲醇、仲丁醇、 芝麻酚、二甲苯麝香含量的测定方法包括以下步骤：

(1)配制内标溶液：称取内标物丙酸苯乙酯，以乙醇为萃取液，配制成浓度为1mg/mL 乙醇丙酸苯乙酯溶液；

(2)制备标准工作溶液：分别称取0.0250g甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香，以 无水乙醇溶解并定容至250mL，配制成100μg/mL的甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香 混合母液，准确移取0.01mL,0.02mL,0.05mL,0.1mL,0.2mL,0.5mL,1mL的甲醇、仲 丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香混合母液至10mL容量瓶中，加入50μL丙酸苯乙酯的乙醇溶 液，然后以乙醇定容，配制成不同浓度的甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香混合标准工 作溶液，标准序列：0.1μg/mL、0.2μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、2μg/mL、5μg/mL、 10μg/mL；

(3)制备样品溶液：称取1g烟用香精样品（精确至0.0001g），准确加入10mL无水乙 醇，和50μL内标溶液，然后加入2-5g无水硫酸钠（无水硫酸钠使用前在马弗炉中 500-550℃下烘4-5h后冷却至室温），轻摇几下，在振荡器上以180-200rpm的速率振荡 30-40min，静置，以0.45μm有机相滤膜过滤，收集滤液；

(4)气相色谱－质谱联用仪GC/MS分析：利用气相色谱－质谱联用仪GC/MS分别对标 准工作溶液和样品溶液进行分析；

(5)标准曲线绘制及结果计算：以内标法进行甲醇、仲丁醇、芝麻酚、二甲苯麝香含 量的定量分析，即以甲醇、仲丁醇、芝麻酚、二甲苯麝香分别和内标丙酸苯乙酯的色谱峰 面积比对浓度进行回归分析，得到标准曲线；将相同条件下测得的样品溶液中的甲醇、仲 丁醇、芝麻酚、二甲苯麝香和内标物丙酸苯乙酯的色谱峰面积比代入标准曲线，即得各种 组分的含量，相关系数（r²）≥0.99。标准曲线的线性方程及r²详见表1。

对提取后的样品进行测定，测得甲醇、仲丁醇、芝麻酚、二甲苯麝香分别和内标丙酸 苯乙酯的色谱峰面积比，代入标准曲线，求得样品中的甲醇、仲丁醇、芝麻酚、二甲苯麝 香含量。

在本发明的步骤(4)气相色谱分析条件为：色谱柱：DB-WAXetr熔融石英毛细管柱（60 m×0.25mm i.d.×0.25μm d.f.）；进样口温度：240℃，进样量：1μL；载气： He，分流比10:1，流速1.5mL/min；程序升温：初始温度50℃，保持10min，以30℃ /min的速率至240℃，保持15min；

质谱分析条件：传输线温度:240℃；EI电离能量：70eV；离子源温度：230℃；溶 剂延迟4min，选择离子扫描模式SIM扫描，甲醇的选择离子为31,29,15，仲丁醇的选择 离子为45,59,31,41,二甲苯麝香的选择离子为282,297,265,128，芝麻酚的选择离子为 138,137,80,69,丙酸苯乙酯的选择离子为105,178。

本发明测定方法流程图见图1。

本发明的方法优化了样品前处理方法和仪器检测条件。与现有技术相比本发明方法具 有如下优良效果：

⑴烟用添加剂样品尤其是烟用香精香料大多是水溶性香精，常用的溶剂有水、乙醇、 丙二醇和丙三醇，样品中的水分对毛细管色谱柱和GC/MS检测系统损坏较大，故实验选择 以无水硫酸钠作为干燥剂，除去样品中的水分；

⑵对于甲醇、仲丁醇、芝麻酚、二甲苯麝香的测定，现有技术多以外标法定量，但对 于粘度较大的烟用添加剂样品，以外标法定量，定容起来比较麻烦。而利用内标法定量， 通过内标物的加入，利用组分的相对峰面积值进行一些量化数据的计算，可以不用定容， 且可以减少由前处理方法重现性和仪器精密度问题带来的误差，故本法采用内标法定量；

⑶本发明方法选择了峰形和分离效果最好的DB-WAXetr柱作为分离柱，优化了分离条 件，并采用能同时给出定性和定量信息的GC/MS作为检测方式，保证了检测结果的准确性；

⑷本发明方法实现了烟用添加剂中甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香的同时测定， 提高了检测效率；

⑸本发明采用无水乙醇作为萃取溶剂，前处理步骤简单、快速，而且测试准确、灵敏 度高及重复性好。

本发明方法的检测限：将不同浓度的甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香混合标准工 作溶液注入GC/MS，以3倍信噪比（S/N=3）计算检测限，检测限范围为0.13-0.39mg/kg， 结果详见表1。

本发明方法的重复性和加标回收率：在不含甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香的烟 用添加剂样品中加入3个不同浓度的甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香的混合标准溶液， 然后分别进行前处理和GC/MS分析，每个样品重复测定5次，计算加标回收率和平均相对 标准偏差RSD，四种成分的回收率在86.2%-96.8%之间，重复性的RSD在2.1%-5.6%之间， 结果详见表1，说明本发明方法的回收率较高，重复性好。

表1方法的检出限、回收率及相对标准偏差

附图说明

图1为本发明测定方法流程图；

图2为标准溶液选择离子色谱示例图，1-甲醇，2-仲丁醇，3-二甲苯麝香，4-芝麻酚， IS-丙酸苯乙酯；

图3为实施例1待测样品选择离子色谱示例图，1-甲醇，IS-丙酸苯乙酯；

图4为实施例2待测样品选择离子色谱示例图,1-甲醇，2-仲丁醇，3-二甲苯麝香， IS-丙酸苯乙酯；

图5为实施例3待测样品选择离子色谱示例图,4-芝麻酚，IS-丙酸苯乙酯；

图6为甲醇标准曲线图；

图7为仲丁醇标准曲线图；

图8为二甲苯麝香标准曲线图；

图9为芝麻酚标准曲线图。

具体实施方式

本发明结合以下实施例进一步说明。

仪器与试剂：

甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香，分析纯；丙酸苯乙酯，分析纯；无水硫酸钠， 分析纯；无水乙醇，色谱级；分析天平，感量:0.0001g；水平回旋振荡器；气相色谱－质 谱联用仪（GC/MS）。

实施例1

(1)配制内标溶液：称取内标物丙酸苯乙酯，以乙醇为萃取液，配制成浓度为1mg/mL 乙醇丙酸苯乙酯溶液；

(2)标准溶液配制

分别称取0.0250g甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香，以无水乙醇溶解并定容至 250mL，配制成100μg/mL的甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香混合母液，准确移取0.01mL, 0.02mL,0.05mL,0.1mL,0.2mL,0.5mL,1mL的甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香混合 母液至10mL容量瓶中，加入50μL丙酸苯乙酯的乙醇溶液（丙酸苯乙酯的浓度为1mg/mL）， 然后以乙醇定容，配制成不同浓度的甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香混合标准工作溶 液，标准序列：0.1μg/mL、0.2μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、2μg/mL、5μg/mL、10μ g/mL；

(3)制备样品溶液

称取1g烟用香精样品（精确至0.0001g），准确加入10mL无水乙醇，和50μL丙酸苯 乙酯的乙醇溶液（丙酸苯乙酯的浓度为1mg/mL），然后加入5g无水硫酸钠（用前在马弗炉 中550℃烘4h），轻摇几下，然后在振荡器上以200rpm的速率振荡40min，静置，以0.45 μm有机相滤膜过滤，滤液进行GC/MS分析；

(4)GC/MS分析条件

气相色谱分析条件：DB-WAXetr熔融石英毛细管柱（60m×0.25mm i.d.×0.25μ m d.f.）；进样口温度：240℃，进样量：1μL；载气：He，分流比10:1，流速1.5mL/min； 程序升温：初始温度50℃，保持10min，以30℃/min的速率至240℃，保持15min；

质谱分析条件：传输线温度:240℃；EI电离能量：70eV；离子源温度：230℃；溶 剂延迟4min，选择离子扫描模式SIM扫描；

(5)标准曲线绘制及结果计算

将配制好的不同浓度的甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香标准工作溶液注入GC/MS， 色谱图见图2，以甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香分别和内标丙酸苯乙酯的色谱峰面 积比对其浓度进行回归分析，得到标准曲线，结果见图6、7、8、9；对提取后的样品进行 测定，色谱图见图3，测得甲醇、仲丁醇、芝麻酚和二甲苯麝香分别和内标丙酸苯乙酯的 色谱峰面积比，代入标准曲线，求得样品中的甲醇含量为65.8mg/kg。

甲醇的选择离子为31,29,15，仲丁醇的选择离子为45,59,31,41,二甲苯麝香的选择 离子为282,297,265,128，芝麻酚的选择离子为138,137,80,69,丙酸苯乙酯的选择离子为 105,178。

实施例2

准确称取1g烟用料液样品（精确至0.0001g），准确加入10mL无水乙醇，和50μL丙 酸苯乙酯的乙醇溶液（丙酸苯乙酯的浓度为1mg/mL），然后加入3g无水硫酸钠（用前在马 弗炉中520℃烘5h），轻摇几下，然后在振荡器上以190rpm的速率振荡35min，静置，以 0.45μm有机相滤膜过滤，滤液进行GC/MS分析；测定方法如实施例1所述，色谱图见图 4；测得样品中甲醇含量为34.8mg/kg，仲丁醇的含量为54.8mg/kg，二甲苯麝香的含量为 21.6mg/kg。

实施例3

准确称取1g烟用料液样品（精确至0.0001g），准确加入10mL无水乙醇，和50μL丙 酸苯乙酯的乙醇溶液（丙酸苯乙酯的浓度为1mg/mL），然后加入2g无水硫酸钠（用前在马 弗炉中500℃烘4.5h），轻摇几下，然后在振荡器上以180rpm的速率振荡30min，静置， 以0.45μm有机相滤膜过滤，滤液进行GC/MS分析；测定方法如实施例1所述，色谱图见 图5,测得样品中芝麻酚的含量为69.1mg/kg。

最后所应说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上 述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明 进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵 盖在本发明的权利要求范围当中。