一种烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法与流程

    专利查询2025-08-09  16


    本发明涉及一种蔗糖酯测定方法,特别是涉及一种烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法。


    背景技术:

    1、烟草化学成分是决定烟草品质优劣的根本因素,许多种类烟草的叶面上都有腺毛,腺毛分泌物主要由双萜烯类化合物、c25-c36直链或支链的脂肪族碳氢化合物和蔗糖酯类。蔗糖酯在香料烟盒部分雪茄烟中最为丰富,在一些烤烟中含量也较高。其中,蔗糖酯是烟草中一种重要的香味前体物质,经热解释放出异丁酸、3-甲基丁酸和3-甲基戊酸等香味物质,对卷烟感官品质具有积极贡献,这些香味物质显著硬性人体各感官的综合感受,是评价烟草品质优劣的基础和核心,蔗糖酯可以作为添加剂应用在烟草工业当中,使用蔗糖酯复合添加剂代替传统的糖料物质,可在一定程度上降低卷烟焦油等有害物质含量,使得卷烟在安全性、燃烧性方面都有明显的提高;同时在烟叶抗病虫害方面也具有重要的作用,因此,对于烟草中的蔗糖酯进行更深层次的研究很有必要。

    2、蔗糖酯类(se)主要存在于烟叶表面的蜡质层,包括四种类型,分别为type i、typeii、type iii、type iv。由于烟草基质十分复杂,而蔗糖酯组成种类多、且含量低,因此对烟草蔗糖酯的定性定量分析难度较大。

    3、目前se的检测方法主要有gc-ms法和lc-ms法。由于se的分子量大、挥发性差,难以直接进行gc-ms分析,通常需要衍生化处理后才能进行上机分析,选择合适的衍生化试剂是关键,因为衍生化效率、衍生化产物离子化效率等容易影响检测结果准确性,衍生化处理给实验操作带来诸多不便。lc-ms法测定ses虽然无需衍生化,但仍需复杂的前处理步骤,如反复液液萃取、氮吹浓缩等,因此检测难度相对较高。

    4、而ses组成非常复杂,存在大量化学式不同、但单位分子量相同的成分,如typeⅱ中c31h52o15(687.3198da)和typeⅳ中c30h48o16(687.2835da)就具有相同的单位分子量,因此使用低分辨质谱对不同构型的蔗糖酯进行准确区分的难度非常大。

    5、现有文献报道的蔗糖酯检测,大多聚焦于不同类型蔗糖酯的结构鉴定,而对蔗糖酯定性定量分析方法尚较少报道。


    技术实现思路

    1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,用于解决现有技术中对不同构型的蔗糖酯进行准确区分的难度非常大的问题。

    2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明通过以下技术方案获得。

    3、本发明第一方面在于提供一种烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,包括如下步骤:(1)将烟草或烟草制品进行预处理,得到样品溶液;(2)将步骤(1)得到的样品溶液采用多中心切割二维液相色谱-串联质谱系统分析,对烟草或烟草制品中的蔗糖酯进行定性和准确定量。

    4、优选地,所述蔗糖酯包括如下式1所示构型type i、如下式2所示构型type ii、如下式3所示构型type iii和如下式4所示构型type iv:

    5、

    6、式1、2、3、4中,r1、r2、r3相互独立地选自c2-c9羧酸。

    7、优选地,所述type i构型蔗糖酯选自c33h56o15、c32h54o15、c31h52o15、c30h50o15、c29h48o15、c28h46o15中的至少一种;

    8、和/或,所述type ii构型蔗糖酯选自c33h56o15、c32h54o15、c31h52o15、c30h50o15、c29h48o15、c28h46o15中的至少一种;

    9、和/或,所述type iii构型蔗糖酯选自c30h52o14、c29h50o14、c28h48o14、c27h46o14、c26h44o14中的至少一种;

    10、和/或,所述type iv构型蔗糖酯选自c34h56o16、c33h54o16、c32h52o16、c31h50o16、c30h48o16中的至少一种。

    11、优选地,步骤(2)中,所述多中心切割二维液相色谱-串联质谱系统分析包括如下步骤:通过第一维液相色谱分离出目标组分,将目标组分在线稀释并调节流动相的ph为酸性,根据不同类型蔗糖酯的保留时间分成多组进行捕集,再分别将捕集成分洗脱后由第二维液相色谱进行分离,通过质谱进行定性定量分析;所述第一维液相色谱采用碱性流动相的亲和色谱柱;所述第二维液相色谱采用酸性流动相的反相色谱柱。

    12、本发明的烟末经乙酸乙酯萃取后直接上样,第一维采用高ph值流动相的亲和色谱柱,第二维采用低ph值流动相的c18色谱柱,接口采用在线稀释、酸碱中和,配合双捕集柱交替切割技术。第一维馏分通过在线稀释并调整ph值后,被捕集柱富集,阀转动后进入第二维梯度淋洗。两维液相色谱的正交性好,有效提高了方法的选择性和灵敏度,实现烟草中22种蔗糖酯高灵敏分析。

    13、优选地,所述第一维色谱条件为:

    14、所述亲和色谱柱为hilic柱、氰基柱和c8柱中的任意一种;优选的,所述亲和色谱柱为hilic柱,2.0-4.6×10-150mm,1.7-5μm;

    15、检测器:选自二极管阵列检测器、荧光检测器、紫外吸收检测器和质谱检测器中的任意一种;优选地,选自二极管阵列检测器;

    16、流速:0.2-0.4ml/min;

    17、柱温:15-45℃,具体可以为15-25℃、25-45℃;典型但非限制性的,为15℃、25℃、45℃。

    18、进样量:1-20μl,具体可以为1-10μl、10-15μl、15-20μl;典型但非限制性的,例如,为10μl、15μl、20μl;

    19、第一维流动相a相:水;第一维流动相b相:含氢氧化铵的乙腈溶液;

    20、补偿泵流动相:甲酸水溶液;

    21、补充泵流动相的流速为0.5-1ml/min;

    22、捕集柱:c18柱、hilic柱、pah柱、nh2柱、pfp柱、amino柱、cn柱、phenyl柱、pa2柱中的任意一种;优选地,所述捕集柱为c18柱,2.0-4.6×3-20mm,1.7-5μm;切割时间为1.5-3.5min;3.5-6.5min;13.5-16.5min;

    23、梯度洗脱的具体程序为:

    24、0-10min,第一维流动相a相:第一维流动相b相体积比为0:100;

    25、20-21min,第一维流动相a相:第一维流动相b相体积比为30:70;

    26、21-28min,第一维流动相a相:第一维流动相b相体积比为50:50;

    27、28.1-35min,第一维流动相a相:第一维流动相b相体积比为0:100;

    28、优选地,所述第二色谱条件为:

    29、所述反相色谱柱为c18色谱柱或苯基柱;优选的,所述反相色谱柱为c18色谱柱;2.0-4.6×10-150mm,1.7-5μm;

    30、流速:0.3-0.5ml/min;柱温:25-45℃;第二维流动相a相:甲酸水溶液;第二维流动相b相:甲酸甲醇溶液;

    31、梯度洗脱的具体程序为:

    32、0-3.5min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为95:5;

    33、3.6-7.0min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为30-50:50-70;

    34、10.0-12min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为0:100;

    35、12.1-13.5min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为95:5;

    36、13.6-15min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为50-95:5-50;

    37、15-18min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为0-30:70-100;

    38、18.0-21.0min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为0:100;

    39、21.1-23.5min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为95:5;

    40、23.6-25.0min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为50-95:5-50;

    41、25.0-28.0min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为30-50:50-70;

    42、28.0-31.0min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为0:100;

    43、31.0-35.0min,第二维流动相a相:第二维流动相b相体积比为95:5。

    44、优选地,所述质谱参数条件为:

    45、采用电喷雾离子源,全扫描和平行反应监测相结合;正离子扫描;离子源温度:500-600℃;离子对驻留监测时间:20-50ms;电喷雾电压:2000-5500v;质谱扫描时间28-35min;毛细管温度,300-350℃;鞘气流速:25-35arb;辅助加热气流速,5-15arb;辅助加热气温度,300-400℃;运行时间,30-40min;优选地,全扫描模式下,扫描范围,200–800m/z;分辨率,70000fwhm;自动增益控制值为1×106;c-trap最大注入时间200ms;优选地,平行反应监测模式下,分别对22种蔗糖酯母离子进行ms2碎裂,扫描范围,70–800m/z;分辨率35000fwhm;自动增益控制值为2×105;c-trap最大注入时间100ms;四级杆窗口隔离宽度,2m/z;每次扫描分别以30%、50%、80%归一化碰撞能量碎裂三次。

    46、优选地,所述烟草或烟草制品的预处理包括如下步骤:在烟草或烟草制品粉末中加入萃取剂和内标物后混合,超声萃取后离心、过滤。

    47、优选地,所述步骤(1)中内标物为蔗糖单葵酸酯,所述蔗糖单葵酸酯的结构式如下:

    48、

    49、优选地,所述步骤(1)中萃取剂为乙酸乙酯、正己烷和二氯甲烷中的任意一种;优选地,所述萃取剂为乙酸乙酯。

    50、优选地,所述步骤(1)中离心的转速为2800-3200r/min;时间为5-15min;更优选地,所述离心条件为转速为3000r/min;时间为10min。

    51、优选地,所述步骤(1)中超声萃取的时间为20-40min。更优选地,所述超声萃取的时间为30min。

    52、优选地,所述步骤(1)中的过滤为取离心后上清液进行滤膜过滤;更优选地,所述滤膜采用有机相膜;优选地,所述滤膜的孔径为0.2-0.3μm。

    53、优选地,所述烟草或烟草制品粉末由烟叶样品或烟草制品的烟丝段磨粉得到。

    54、优选地,所述烟草或烟草制品粉末的质量与所述萃取剂的体积之比为1:20-30g/ml。

    55、在本发明一些具体的实施例中,烟草或烟草制品粉末的质量与所述萃取剂的体积之比为1:(20-24)、1:(24-28)、1:(28-30);典型但非限制性的,可以为1:20、1:24、1:28、1:30。

    56、本发明第二方面提供一种多中心切割二维液相色谱-高分辨质谱联用分析系统,包括依次串联的第一维液相色谱、六通阀、捕集柱单元、第二维液相色谱和质谱;

    57、所述第一维液相色谱包括依次流体连通的第一维泵、第一维色谱柱、检测器和三通接口;所述第一维色谱柱的出口经管线与所述检测器连接,所述三通接口设有a接口、b接口和c接口,所述a接口与检测器的出口连通,所述b接口连通有用于补充酸性流动相的补偿泵,所述c接口与六通阀连通;

    58、所述捕集柱单元包括十通阀和两个捕集柱,两个所述捕集柱用于捕集不同的目标组分;所述十通阀经管线与六通阀连通,通过所述六通阀的状态切换能够实现将第一维液相色谱分离的切割组分传入十通阀;每个捕集柱的进样端、出样端均与十通阀连通,通过所述十通阀的状态切换能够将第一维液相色谱分离的切割组分或后续切割组分经管线传至捕集柱;

    59、所述第二维液相色谱包括依次流体连通的第二维泵和第二维色谱柱;所述第二维色谱柱的出口经管线与质谱相连;所述第二维泵经管线与十通阀连通,所述第二维色谱柱的进口经管线与十通阀连通,所述第二维泵用于将流动相经管线传至十通阀,通过十通阀的状态切换,以便对其中一个捕集柱进行洗脱,洗脱后的目标组分经管线传至第二维色谱柱,进而经管线传至质谱进行检测;所述第一维液相色谱分离的后续切割组分经六通阀、十通阀传至另一个捕集柱捕集。

    60、优选地,所述十通阀设有第1接口、第2接口、第3接口、第4接口、第5接口、第6接口、第7接口、第8接口、第9接口和第10接口;所述六通阀设置有第a1接口和第a2接口,所述第a1接口经管线与c接口相连,所述第a2接口经管线与十通阀的第1接口相连,所述十通阀的第8接口经管线与所述第二维泵连通;所述十通阀的第3接口经管线与所述第二维色谱柱的进口连通,两个捕集柱分别为trap1捕集柱和trap2捕集柱,所述trap1捕集柱的一端与十通阀的第10接口相连,另一端与十通阀的第7接口相连,所述trap2捕集柱的一端与十通阀的第2接口相连,另一端与十通阀的第5接口相连。

    61、优选地,所述检测器选自二极管阵列检测器、荧光检测器、紫外吸收检测器和质谱检测器中的任意一种;优选地,选自二极管阵列检测器;

    62、和/或,所述捕集柱为c18柱、hilic柱、pah柱、nh2柱、pfp柱、amino柱、cn柱、phenyl柱、pa2柱中的任意一种;优选地,所述捕集柱为c18柱,2.0-4.6×3-20mm,1.7-5μm;

    63、和/或,所述第一维色谱柱为hilic柱、氰基柱和c8柱中的任意一种;优选的,所述亲和色谱柱为hilic柱,2.0-4.6×10-150mm,1.7-5μm;

    64、和/或,所述第二维色谱柱为c18色谱柱或苯基柱;优选的,所述反相色谱柱为c18色谱柱;2.0-4.6×10-150mm,1.7-5μm。

    65、如上所述,本发明的一种烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,具有以下有益效果:

    66、(1)本发明将二维液相色谱强大的分离能力与高分辨质谱出色的定性能力相结合,建立了多中心切割二维液相色谱-高分辨质谱联用在线分析烟草多种蔗糖酯方法;

    67、(2)本发明测定方法中,烟末经乙酸乙酯萃取后直接上样,第一维采用高ph值流动相的亲和色谱柱如hilic柱,充分利用hilic柱在高ph条件下对极性化合物的较高保留能力,分离不同类型蔗糖酯;第二维采用低ph值流动相的c18色谱柱,反向色谱与亲和色谱的流动相匹配性好,且对蔗糖酯有较强保留;

    68、(3)本发明具有前处理简单、准确度高、快速高效的优势,且仪器自动运行,适用于烟叶、卷烟、新型烟草制品等多种类型样品的日常检测,为传统卷烟增香提质,新型烟草制品开发,雪茄烟香味剖析等提供化学分析方法支撑;

    69、(4)本发明的馏分转移采用基于两位十通阀的多中心切割在线稀释配合双捕集柱切换的接口技术,多中心切割保证多个保留时间不同的目标物捕集转移,同时去除其它杂质;在线稀释方式降低馏分中有机相比例,使得目标物在捕集柱上有效捕集;双捕集柱切换以保证仪器不同切割间有效衔接,仪器自动完成,提高分离分析的效率。


    技术特征:

    1.一种烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,包括如下步骤:(1)将烟草或烟草制品进行预处理,得到样品溶液;(2)将步骤(1)得到的样品溶液采用多中心切割二维液相色谱-串联质谱系统分析,对烟草或烟草制品中的蔗糖酯进行定性和准确定量。

    2.根据权利要求1所述的烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,其特征在于:所述蔗糖酯包括如下式1所示构型type i、如下式2所示构型type ii、如下式3所示构型type iii和如下式4所示构型type iv:

    3.根据权利要求2所述的烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,其特征在于:所述typei构型蔗糖酯选自c33h56o15、c32h54o15、c31h52o15、c30h50o15、c29h48o15、c28h46o15中的至少一种;

    4.根据权利要求1所述的烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,其特征在于:步骤(2)中,所述多中心切割二维液相色谱-串联质谱系统分析包括如下步骤:通过第一维液相色谱分离出目标组分,将目标组分在线稀释并调节流动相的ph为酸性,根据不同类型蔗糖酯的保留时间分成多组进行捕集,再分别将捕集成分洗脱后由第二维液相色谱进行分离,通过质谱进行定性定量分析;所述第一维液相色谱采用碱性流动相的亲和色谱柱;所述第二维液相色谱采用酸性流动相的反相色谱柱。

    5.根据权利要求4所述的烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,其特征在于:所述步骤(2)还包括如下技术特征中的一项或几项:

    6.根据权利要求1所述的烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,其特征在于:所述烟草或烟草制品的预处理包括如下步骤:在烟草或烟草制品粉末中加入萃取剂和内标物后混合,超声萃取后离心、过滤。

    7.根据权利要求6所述的烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,其特征在于:所述步骤(1)包括以下特征中的任一项或多项:

    8.一种多中心切割二维液相色谱-高分辨质谱联用分析系统,其特征在于:包括依次串联的第一维液相色谱(1)、六通阀(3)、捕集柱单元、第二维液相色谱(6)和质谱(7);

    9.如权利要求8所述的多中心切割二维液相色谱-高分辨质谱联用分析系统,其特征在于:所述十通阀(4)设有第1接口(40)、第2接口(41)、第3接口(42)、第4接口(43)、第5接口(44)、第6接口(45)、第7接口(46)、第8接口(47)、第9接口(48)和第10接口(49);所述六通阀(3)设置有第a1接口(31)和第a2接口(32),所述第a1接口(31)经管线与c接口(83)相连,所述第a2接口(32)经管线与十通阀(4)的第1接口(40)相连,所述十通阀(4)的第8接口(47)经管线与所述第二维泵(61)连通;所述十通阀(4)的第3接口(42)经管线与所述第二维色谱柱(62)的进口连通,两个捕集柱(5)分别为trap1捕集柱(51)和trap2捕集柱(52),所述trap1捕集柱(51)的一端与十通阀(4)的第10接口(49)相连,另一端与十通阀(4)的第7接口(46)相连,所述trap2捕集柱(52)的一端与十通阀(4)的第2接口(41)相连,另一端与十通阀(4)的第5接口(44)相连。

    10.如权利要求8所述的多中心切割二维液相色谱-高分辨质谱联用分析系统,其特征在于:所述检测器(9)选自二极管阵列检测器、荧光检测器、紫外吸收检测器和质谱检测器中的任意一种;优选地,选自二极管阵列检测器;


    技术总结
    本发明提供一种烟草及烟草制品中蔗糖酯测定的方法,包括如下步骤:(1)将烟草或烟草制品进行预处理,得到样品溶液;(2)将步骤(1)得到的样品溶液采用多中心切割二维液相色谱‑串联质谱系统分析,对烟草或烟草制品中的蔗糖酯进行定性和准确定量。烟末经乙酸乙酯萃取后直接上样,第一维采用高pH值流动相的亲和色谱柱HILIC柱,充分利用HILIC柱在高pH条件下对极性化合物的较高保留能力,分离不同类型蔗糖酯;第二维采用低pH值流动相的C18色谱柱,反向色谱与亲和色谱的流动相匹配性好,且对蔗糖酯有较强保留,检测方法准确度高且快速高效。

    技术研发人员:戚大伟,陈敏,张宇鹏,吴达,罗辰,吴秉宇,张玮,周妍
    受保护的技术使用者:上海烟草集团有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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