卷煙燃吸環(huán)境下的熱裂解

　　款冬花為菊科多年生草本植物款冬(TussilagofarfaraL.)的干燥花蕾，具有止咳、平喘、祛痰的作用，以及升壓、抗血小板活化因子、抗炎等藥理活性，主要含有萜類、黃酮、生物堿等化學(xué)成分[1-2]?？疃〒]發(fā)油在卷煙加香中的應(yīng)用已有報道[3]，但是款冬花浸膏的熱裂解行為研究尚未見報道。由于熱裂解分析方法可有效預(yù)測燃燒產(chǎn)物，目前已廣泛應(yīng)用于煙草化學(xué)成分、煙草、香精香料、卷煙紙、卷煙搭口膠等的熱裂解行為研究[4-14]。上述研究大多采用等溫裂解(一般選擇300，600和900℃)，且以無氧裂解居多，然而卷煙燃吸過程是一個動態(tài)、連續(xù)的過程，其燃燒溫度、升溫速率、氧氣含量均隨卷煙燃吸過程而變化，因此，采用變溫裂解及有氧裂解方式對煙用添加劑進(jìn)行熱裂解研究[15-20]，能客觀地反映其在卷煙實際燃燒過程中的變化規(guī)律。為此，采用自主設(shè)計組裝的實驗設(shè)備[21]，在模擬卷煙燃吸狀態(tài)下對款冬花浸膏進(jìn)行了在線熱裂解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用(Py-GC/MS)分析，旨在為款冬花浸膏在卷煙中的應(yīng)用提供參考。

　　1材料與方法

　　1.1材料、試劑和儀器款冬花(批號：20100501;產(chǎn)地：河北，云南鴻翔藥業(yè)有限公司)。95%乙醇(AR，廣東西隴化工股份有限公司)。Agilent7890A/5975C氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國Agilent公司)，配CIS-4大體積冷進(jìn)樣口(德國Gerstel公司);Pyroprobe5200型熱裂解儀(美國CDS公司);AG204型電子天平(感量：0.0001g，瑞士MettlerToledo公司);R-215旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士Buchi公司)。

　　1.2方法

　　1.2.1款冬花浸膏的制備干燥的款冬花600g，粉碎，過40目篩，用體積分?jǐn)?shù)95%乙醇加熱回流3次，合并提取液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀回收溶劑，得浸膏100g，備用。1.2.2款冬花浸膏的Py-GC/MS分析取1根裂解儀專用石英裂解管，裝填農(nóng)殘級石英棉，然后取款冬花浸膏樣品1mg注射到石英棉上，將裂解管放入熱裂解儀中，按設(shè)定的裂解條件進(jìn)行裂解，裂解產(chǎn)物直接進(jìn)入氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。實驗裝置見圖1。實驗條件如下。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1款冬花浸膏熱裂解條件的選擇卷煙熱解蒸餾區(qū)的溫度在200~900℃之間，大部分煙氣成分主要在這個溫度區(qū)間產(chǎn)生[15-16]。為了真實反映卷煙燃燒的狀態(tài)，參照Baker[17]的熱解條件，模擬卷煙燃吸狀態(tài)，在含9%氧氣的氮氣中，采用快速程序升溫進(jìn)行款冬花浸膏的熱裂解。

　　2.2款冬花浸膏熱裂解產(chǎn)物款冬花浸膏熱裂解產(chǎn)物中的揮發(fā)性成分及相對百分含量見表l。由表1可以看出，款冬花浸膏的裂解產(chǎn)物中共鑒定出45種化合物，包括烷烴、烯烴、醇、醛、酮、酸和酯類化合物，占總峰面積的73.49%。其中，①醛類化合物13種對含量最高，主要是5-羥甲基-2-呋喃甲醛(22.19%)、糠醛(5.34%)、2,5-二甲?；秽?3.75%)、壬醛(1.82%)等致香物質(zhì)。5-羥甲基-2-呋喃甲醛(5-羥甲基糠醛)具有菊花氣味;糠醛具甜香、木香、面包香、焦甜香，并帶有烘烤食品的氣味，可賦予卷煙木香、花香、果香和甜香;壬醛具有蠟香、柑橘香、脂肪香和花香[22]。②酯類化合物6種，主要是亞油酸乙酯(3.96%)、棕櫚酸乙酯(3.89%)、(Z,Z,Z)-9,12,15-十八碳三烯酸乙酯(2.22%)等，這些高級脂肪酸酯類化合物可以使煙葉的香味變得醇和[3]。③酮類化合物7種，主要是2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮(2.33%)、2-呋喃基羥甲基酮(1.41%)、2,5-二甲基-4-羥基-3-2H-呋喃酮(0.65%)等。2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮具有焦甜味[23];2,5-二甲基-4-羥基-3-2H-呋喃酮具有果香、焦糖香氣，在煙草制品中能改善其香味，使其具有漿果樣豐滿的東方煙韻味[24]。④酚類化合物3種：鄰苯二酚(2.67%)、苯酚(2.06%)、3-甲基苯鄰二酚(0.53%)。⑤烯烴類化合物7種，主要是(S)-1-甲基-4-(1-亞甲基-5-甲基-4-己烯基)環(huán)己烯(1.61%)、苯乙烯(1.00%)、環(huán)癸烯(0.89%)等。⑥酸類化合物2種：2-甲基-丁酸(2.32%)、n-棕櫚酸(0.57%)。2-甲基丁酸是煙草中酸性物質(zhì)的組成成分，可使煙氣柔和滋潤，改善辛辣刺激性[22];棕櫚酸有增加煙氣甜味、蠟味、豐滿度、粗糙感和刺激性的作用[3]。⑦醇類化合物3種：(Z,Z)-9,12-十八碳二烯-1-醇(0.64%)、苯甲醇(0.39%)、2-呋喃甲醇(糠醇)(0.33%)。苯甲醇具特有的令人愉快的水果香氣;糠醇具有霉香、甜香、面包香、焦甜香、咖啡香[22]。此外，裂解產(chǎn)物中還檢測到少量壬基環(huán)丙烷、萘等烴類化合物。2.3方法的重復(fù)性選擇款冬花浸膏熱裂解產(chǎn)物中相對百分含量大于2%的11種揮發(fā)性成分進(jìn)行重復(fù)性實驗，結(jié)果(表2)表明，11種揮發(fā)性成分的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在0.87%4.32%之間，說明本方法的重復(fù)性較好，適合于款冬花浸膏的熱裂解產(chǎn)物分析。

　　3結(jié)論

　　采用自主設(shè)計組裝的在線Py-GC/MS實驗設(shè)備在模擬卷煙燃吸狀態(tài)下對款冬花浸膏進(jìn)行了熱裂解分析，其裂解產(chǎn)物中共鑒定出45種揮發(fā)性成分，含量較高的成分主要有5-羥甲基-2-呋喃甲醛、糠醛、亞油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、2,5-二甲酰基呋喃、5-甲基-2-呋喃甲醛、2-甲基丁酸等致香物質(zhì)。此外，還有少量苯酚、苯乙烯等可能會對卷煙煙氣產(chǎn)生不利影響的化合物。本研究結(jié)果可為煙草添加劑在卷煙中的應(yīng)用及安全性評價提供理論參考依據(jù)。

《卷煙燃吸環(huán)境下的熱裂解》

上一篇：沒有了

下一篇：畜牧獸醫(yī)專業(yè)的能力鍛煉方法指向