一种袋装口含型烟草制品中烟碱体外模拟溶出及连续在线检测装置及检测方法

摘要

本发明涉及一种袋装口含型烟草制品中烟碱体外模拟溶出及连续在线检测装置，其包括：显色剂盛放装置(R1)；溶出剂盛放装置(R2)；位于所述显色剂盛放装置(R1)下游并通过管路与其相连的第一蠕动泵(P1)；位于所述溶出剂盛放装置(R2)下游并通过管路依次相连的第二蠕动泵(P2)、溶出池(A)、脱色柱(B)、反应池(R)和分光光度计(D)；其中所述反应池(R)还位于所述第一蠕动泵(P1)的下游并通过管路与其相连，所述分光光度计(D)连接数据处理装置(C)。本发明还涉及一种袋装口含型烟草制品中烟碱体外模拟溶出及连续在线检测方法。通过本发明的检测装置和检测方法可以实现烟碱体外溶出的连续在线检测，操作方便，检测迅速。

说明书

技术领域

本发明涉及无烟气烟草制品成分测定技术领域，具体涉及袋装口含型烟草制 品中烟碱体外模拟溶出及连续在线检测装置及检测方法。

背景技术

口含型无烟气烟草制品是指无需经过燃烧过程，可以直接通过口腔使用的烟 草制品。与传统卷烟相比，口含型无烟气烟草制品主要具有以下优点：一是不需 要点燃，极大程度地降低了因燃烧而产生的焦油和其他有害成分含量，对人体危 害性较小；二是不产生二手烟气，不影响公共场所空气质量，并在一定程度上缓 解了吸烟需求与公共场所禁烟之间的矛盾；三是不受场合限制，且在一定程度上 满足消费者的生理需要。其中，袋装口含型烟草制品是将磨碎的烟草颗粒经过加 工后装在小袋中直接放在口腔中消费的一种口含型无烟烟草制品；使用时，将其 放在口腔嘴唇和牙龈之间，无需咀嚼，烟草成分经唾液溶解后通过口腔粘膜吸收。 目前为止，针对口含型无烟气烟草制品的质量检测与控制方面的技术方法还相当 欠缺。

烟碱是烟草众多成分中最重要的一种生物碱，也是口含型无烟气烟草制品中 最主要的生理活性物质，其含量及释放速率是评价各种口含型无烟气烟草制品品 质的重要指标，同时也是制作袋装口含型烟草制品过程中的一项重要参数。目前， 对烟碱释放行为的研究主要分为两个体内试验和体外试验两个方面，二者皆是参 照药物溶出或代谢实验而进行的。体内试验结果易受试志愿者个体生理差异及消 费烟草制品的习惯影响，实验过程繁琐、难以控制且对人体伤害较大。体外实验 是模拟人体口腔食用袋装口含型烟草制品的整个动态过程，并实时收集烟碱释放 液进行定量分析检测，其优点是简单、快速、经济，能用极少量的样品在短期内 得到大量实验数据。

而目前现有技术中针对口含型无烟气烟草制品中烟碱释放规律研究所进行 的体外实验均为非在线测定，即收集某一时段的口含型无烟气烟草制品释放液再 通过一些前处理手段后利用高效液相色谱仪或气相色谱仪等对释放液中的成分 进行定量分析；这种检测方法整个检测过程所需周期较长，所使用的仪器也比较 昂贵。

因此本领域需要建立一种能够体外模拟袋装口含型烟草制品溶出并测定溶 出液中烟碱含量的连续在线检测装置及检测方法，这对无烟气烟草制品的研发、 产品质量评价、产品标准制定以及产品安全评价都具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对目前袋装口含型无烟气烟草制品中烟碱释放行为检 测方法的缺失或不足，提供一种可以连续在线测定袋装口含型烟草制品体外溶出 液中烟碱含量的检测装置及检测方法，即时得到溶出液中的烟碱含量以反映袋装 口含型无烟气烟草制品中烟碱释放行为。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明第一方面涉及一种袋装口含型烟草制品中烟碱体外模拟溶出及连续 在线检测装置，其包括：显色剂盛放装置R1；溶出剂盛放装置R2；位于所述显 色剂盛放装置R1下游并通过管路与其相连的第一蠕动泵P1；位于所述溶出剂盛 放装置R2下游并通过管路依次相连的第二蠕动泵P2、溶出池A、脱色柱B、反 应池R和分光光度计D；其中所述反应池R还位于所述第一蠕动泵P1的下游并 通过管路与其相连，所述分光光度计D连接数据处理装置C。优选地，在所述分 光光度计D下游还可以包括与其液体出口相连的废液收集装置W。

在优选的实施方案中，所述脱色柱为活性炭固相萃取柱、硅胶固相萃取柱、 Waters Oasis HLB固相萃取小柱、石墨炭黑-氨基双层固相萃取柱、C₁₈固相萃取 柱、石墨化炭柱或碱性氧化铝固相萃取柱。其中，使用所述脱色柱目的在于吸附 溶出液中的色素，降低色素对烟碱含量测定的影响。

在优选的实施方案中，所述分光光度计D为紫外分光光度计、可见光分光光 度计或紫外-可见光分光光度计；独立地，所述溶出池A中具有恒温装置。

本发明第二方面涉及一种袋装口含型烟草制品中烟碱体外模拟溶出及连续 在线检测方法，该方法包括以下步骤：

(1)将袋装口含型烟草制品用能够使其中的烟碱溶出的溶出剂溶出，得到 第一烟碱溶出液；

(2)将所述第一烟碱溶出液通过脱色柱进行脱色，得到脱色后的第二烟碱 溶出液；

(3)向上述第二烟碱溶出液中加入显色剂，得到第三烟碱溶出液；

(4)将所述第三烟碱溶出液使用分光光度计进行检测，得到所述第三烟碱 溶出液的吸光度；

(5)制定不同浓度的烟碱溶液在不同波长下的吸光度标准曲线，将得到的 所述第三烟碱溶出液的吸光度与标准曲线对照，得到所述第三烟碱溶出液的烟碱 含量。

在优选的实施方案中，所述脱色柱为活性炭固相萃取柱、硅胶固相萃取柱、 Waters Oasis HLB固相萃取小柱、石墨炭黑-氨基双层固相萃取柱、C₁₈固相萃取 柱、石墨化炭柱或碱性氧化铝固相萃取柱。其中，使用所述脱色柱目的在于吸附 溶出液中的色素，降低色素对烟碱含量测定的影响。

在优选的实施方案中，所述分光光度计为紫外分光光度计、可见光分光光度 计或紫外-可见光分光光度计；独立地，其中步骤(1)在恒温装置中进行。

在优选的实施方案中，所述溶出剂为人工唾液或包括无机盐类化合物和有机 化合物的水溶液。本发明的溶出剂可以根据不同的检测要求选择不同的配方。

在优选的实施方案中，当所述溶出剂为包括无机盐类化合物和有机化合物的 水溶液时，所述溶出剂中包括以下组分：0.03-0.05wt％的KCl、0.03-0.05wt％的 NaCl、0.05-0.065wt％的CaCl₂、0.06-0.082wt％的NaH₂PO₄、0.0003-0.0006wt％的 Na₂S、0.085-0.12wt％的尿素；独立地，所述溶出剂的pH为6.6～7.0。其中所 述溶出剂的pH可以用盐酸或氢氧化钠调节。

在优选的实施方案中，当所述溶出剂为人工唾液时，所述人工唾液中包括无 机盐类化合物和有机化合物；独立地，所述人工唾液中还包括生物活性酶蛋白。 所述人工唾液可以自行配置，也可以通过市场渠道购买。

在优选的实施方案中，所述显色剂为甲基橙溶液、溴甲酚紫溶液、改良碘化 铋钾试剂、碘-碘化钾试剂、浓盐酸-硝酸溶液、7,7,8,8-四氰基对二次甲基苯醌、 10％硫酸溶液或2,4-二硝基苯酚。其中所述显色剂的作用为与烟碱发生显色反应 以起到对烟碱的定性作用。其中，所述7,7,8,8-四氰基对二次甲基苯醌可以溶 于丙酮中得到7,7,8,8-四氰基对二次甲基苯醌丙酮溶液。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：

1、本发明的袋装口含型烟草制品中烟碱体外模拟溶出和连续在线检测装置 结构简单、拆开及清洗方便、省时省力。

2、本发明的袋装口含型烟草制品中烟碱体外模拟溶出和连续在线检测方法 主要包括溶出-脱色-反应-检测四个步骤，一方面能模拟口含型烟草制品在人体 口腔中化学成分的释放情况；另一方面对收集的口含型烟草制品释放液采用定量 分析仪器能简便快速地得到各种口含型无烟气烟草制品中主要化学成分的释放 速率、释放趋势和释放程度；再一方面本发明的检测方法简便、快速并且可以实 现连续在线检测。相对于现有技术中通过先将烟草制品中的烟碱萃取，再将萃取 液静置分层后进行测定的离线式、间歇式测定方法相比，具有显著的优势。

3、本发明的检测装置和检测方法在口含型无烟气烟草制品的研究和产品开 发领域的应用，将为此类产品的研发提供统一的实验平台和实验科学数据，也可 以为此类产品的质量评估及安全性评估提供科学全面的分析数据，便于推广。

4、本发明的检测方法中使用的显色剂显色反应稳定、显色速度快，其中的 7,7,8,8-四氰基对二次甲基苯醌作为烟碱含量测定过程中的显色剂为本发明人 首创。现有技术中，在烟碱的显色反应所用的显色剂中，部分显色剂与烟碱形成 的络合物只溶于有机体系，这就不得不在反应后萃取该络合物再进行烟碱含量检 测；部分显色剂仅在乙醇体系中才能与烟碱发生反应，使用存在限制；部分显色 剂需在碱性与加热条件下才能将烟碱氧化成有色化合物从而实现检测。故现有技 术中的这些检测烟碱的显色剂均不太适合用于在线检测装置。而烟碱与 7,7,8,8-四氰基对二次甲基苯醌在一定条件下可发生荷移反应，在酸性条件与烟 碱形成绿色配合物，该配合物的最大吸收波长为435nm，从而可以实现烟碱含量 的连续在线检测，使用方便。

附图说明

图1为本发明的袋装口含型烟草制品中烟碱体外模拟溶出和连续在线检测装置 示意图。

其中各附图标记具有以下含义：

R1-显色剂盛放装置；R2-溶出剂盛放装置；P1-第一蠕动泵；P2-第二蠕动泵；A- 溶出池；B-脱色柱；R-反应池；D-分光光度计检测器；C-数据处理装置；W-废液 收集装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述，但应理解，该描述仅 为示例性的而非限制性的。

实施例1

如图1所示的袋装口含型烟草制品中烟碱体外模拟溶出及连续在线检测装 置，其包括：显色剂盛放装置R1；溶出剂盛放装置R2；位于所述显色剂盛放装 置R1下游并通过管路与其相连的第一蠕动泵P1；位于所述溶出剂盛放装置R2 下游并通过管路依次相连的第二蠕动泵P2、溶出池A、脱色柱B、反应池R和分 光光度计D；其中所述反应池R还位于所述第一蠕动泵P1的下游并通过管路与 其相连，所述分光光度计D连接数据处理装置C。在所述分光光度计D下游还可 以包括与其液体出口相连的废液收集装置W。其中，使用所述脱色柱的目的在于 吸附溶出液中的色素，降低色素对烟碱含量测定的影响。所述分光光度计D为紫 外-可见光分光光度计。

采用如图1所示的装置检测袋装口含型烟草制品中的烟碱含量，包括以下步 骤：

(1)将袋装口含型烟草制品用能够使其中的烟碱溶出的溶出剂溶出，得到 第一烟碱溶出液；其中所述溶出剂包括以下组分：0.04wt％的KCl、0.04wt％的 NaCl、0.06wt％的CaCl₂、0.06wt％的NaH₂PO₄、0.0005wt％的Na₂S、0.1wt％的尿素； 所述溶出剂的pH为6.7；

(2)将所述第一烟碱溶出液通过脱色柱进行脱色，得到脱色后的第二烟碱 溶出液；其中所述脱色柱为Waters Oasis HLB固相萃取小柱。

(3)向将所述第二烟碱溶出液中加入显色剂，得到第三烟碱溶出液；其中 所述显色剂为7,7,8,8-四氰基对二次甲基苯醌；

(4)将所述第三烟碱溶出液使用分光光度计进行检测，得到所述第三烟碱 溶出液的吸光度；

(5)制定不同浓度的烟碱标准溶液在最佳检测波长下的吸光度标准曲线， 将得到的所述第三烟碱溶出液的吸光度与标准曲线对照，得到所述第三烟碱溶出 液的烟碱含量。所述分光光度计D为紫外-可见光分光光度计。

具体操作过程为称取一袋0.5g重的袋装口含型烟草制品Kronan sevenskt (瑞典火柴公司生产)用镊子置于溶出池A中，将溶出剂置于所述溶出剂盛放装 置R2中，调节第二蠕动泵P2的泵速为2.0mL/min，把配好的溶出剂经第二蠕动 泵P2注入溶出池A中，得到第一烟碱溶出液；再将所述得到第一烟碱溶出液由 所述溶出池A的下端出口流出进入位于所述溶出池A下游的脱色柱B中进行脱 色，得到脱色后的第二烟碱溶出液；随后所述脱色后的第二烟碱溶出液进入反应 池R。将显色剂置于所述显色剂盛放装置R2中并通过第一蠕动泵P1泵入所述反 应池R中与所述第二烟碱溶出液发生显色反应，生成第三烟碱溶出液，之后流入 紫外-可见光分光光度计D中的流通比色池中通过紫外-可见光分光光度计进行 在线检测，检测波长为435nm，检测结果由数据处理装置C记录并根据在线检测 结果绘制释放曲线，废液由分光光度计的出口端流出到废液收集装置W中。其中 有文献报道人体在未接受刺激的条件下，唾液分泌速度约为0.06～1.8mL/min， 在强烈刺激下唾液分泌速度可达到7.0mL/min，为研究方便，本发明选择 2.0mL/min的流速进行烟碱体外释放实验。

实施例2

仍采用如图1所示的检测装置检测袋装口含型烟草制品中的烟碱含量，包括 以下步骤：

(1)称取自制的茉莉花茶风味袋装口含型烟草制品0.35g，用能够使其中 的烟碱溶出的溶出剂溶出，得到第一烟碱溶出液；其中所述溶出剂为人工唾液， 包括以下组分：0.04wt％的KCl、0.04wt％的NaCl、0.06wt％的CaCl₂、0.06wt％的 NaH₂PO₄、0.0005wt％的Na₂S、0.1wt％的尿素；所述溶出剂的pH为6.7；

(2)将所述第一烟碱溶出液通过脱色柱进行脱色，得到脱色后的第二烟碱 溶出液；其中所述脱色柱为石墨炭黑-氨基双层固相萃取柱；

(3)向将所述第二烟碱溶出液中加入显色剂，得到第三烟碱溶出液；其中 所述显色剂为7,7,8,8-四氰基二次甲基苯醌；

(4)将所述第三烟碱溶出液使用分光光度计进行检测，得到所述第三烟碱 溶出液的吸光度；

(5)制定不同浓度的烟碱标准溶液在最佳检测波长下的吸光度标准曲线， 将得到的所述第三烟碱溶出液的吸光度与标准曲线对照，得到所述第三烟碱溶出 液的烟碱含量。所述分光光度计D为可见光分光光度计，检测波长为440nm。

其余操作流程同实施例1。

本发明的检测装置和检测方法在口含型无烟气烟草制品的研究和产品开发 领域的应用，将为此类产品的研发提供统一的实验平台和实验科学数据，也可以 为此类产品的质量评估及安全性评估提供科学全面的分析数据，便于推广。