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。
1.一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,其特征在于:包括以下步骤:(1)配制内标溶液;(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,准确移取不同体积的甲醇、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;(3)制备样品溶液:称取1g烟用添加剂,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,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;气相色谱分析条件为:色谱柱:DB-WAXetr熔融石英毛细管柱60m×0.25mmxa0i.d.×0.25μmxa0d.f.;进样口温度:240°C,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°C,保持10min,以30°C/min的速率至240°C,保持15min;质谱分析条件:传输线温度:240°C;EI电离能量:70eV;离子源温度:230°C;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: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其相应浓度进行回归分析,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。
2.如权利要求1所述的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,其特征在于:步骤(1)内标液的配制步骤为: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。
3.如权利要求1所述的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,其特征在于:步骤(2)中配制的混合标准工作溶液的浓度为:0.1μg/mL、0.2μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、2μg/mL、5μg/mL、10μg/mL。
4.如权利要求1所述的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,其特征在于:步骤(3)中无水硫酸钠使用前在马弗炉中500-550°C下烘4-5h后冷却至室温。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°C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(60m×0.25mmxa0i.d.×0.25μmxa0d.f.);进样口温度:240°C,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°C,保持10min,以30°C/min的速率至240°C,保持15min;质谱分析条件:传输线温度:240°C;EI电离能量:70eV;离子源温度:230°C;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:(1)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;(2)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;(3)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;(4)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;(5)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ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>
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、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°C烘4h),轻摇几下,然后在振荡器上以200rpm的速率振荡40min,静置,以0.45μm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×0.25mmxa0i.d.×0.25μmxa0d.f.);进样口温度:240°C,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°C,保持10min,以30°C/min的速率至240°C,保持15min;质谱分析条件:传输线温度:240°C;EI电离能量:70eV;离子源温度:230°C;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°C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°C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。