同时测定再造烟叶中水分，1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的方法

技术领域

本发明涉及加热卷烟理化检验技术领域，尤其涉及同时测定再造烟叶中水分1，2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的方法。

背景技术

加热卷烟(Heated tobacco product，HTP)是一种通过外部热源对烟芯材料进行加热从而产生气溶胶的新型烟草制品。其中，烟芯材料(产香材料)的主要形式为再造烟叶。作为传统卷烟的理想替代品，加热卷烟产生的烟气口感比新型电子烟产品更接近于传统卷烟，且规避了烟草高温燃烧裂解所产生的毒害性，因此近年来已成为国内外烟草行业的发展热点。但是，相较于加热卷烟的新产品开发速度，其质量评价和控制的技术手段仍存在很大的空白。在理化检验技术开发领域，关注点仍然集中在加热卷烟成品的烟气(气溶胶)的化学成分分析上，这也是面向消费者的直接表征。比如，邓婷等(《烟草科技》，2021，54(7)：51-58)建立了一种利用气相色谱-质谱仪联用(GC-MS)技术在线测定加热卷烟气溶胶中高挥发性气相成分的定量分析方法，王康等(烟草科技，2019，52(03)：63-68)建立了一种利用气相色谱仪(GC-FID)同时检测加热卷烟气溶胶中1，2-丙二醇、丙三醇、薄荷醇以及烟碱含量的方法，张丽等(理化检验(化学分册)，2018，54(10)：1188-1193)建立了一种利用气相色谱仪(GC-TCD)检测加热卷烟气溶胶中水分、烟碱、1，2-丙二醇、丙三醇的方法。然而，目前对于加热卷烟生产过程中重要原材料的再造烟叶的成分分析方法仍鲜有报道。

再造烟叶的水分含量对加热卷烟的发烟效果、感官品质和加工性能均具有重要作用，因此是最重要的物理指标之一。为促进加热卷烟气溶胶的生成，丙三醇被用作发烟剂，也是再造烟叶中的主要添加成分；1，2-丙二醇是加热卷烟用再造烟叶中常见的辅助保润剂；二甘醇和三甘醇是烟草制品中受管制的保润剂；薄荷醇是广泛使用的增香添加成分，但添加量过大可能有安全性风险(Brooks，Daniel R，etc.Am J Epidemiol，158，609-616，2003；Clark，Pamela I，etc.CHEST Journal，110，1194-1198，1996)。综合考虑这些因素，有必要建立一种能准确定量加热卷烟用再造烟叶中水分和多元醇类添加剂的技术方法，从而满足质量监督检验的要求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供同时测定再造烟叶中水分，1，2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的方法，本发明不仅具有样品前处理过程简单、定量准确、重复性好、灵敏度和可靠性高的优点，且相比于现有的检测手段还进一步减少了物质消耗、缩短了检测时间、更加环境友好。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

同时测定再造烟叶中水分，1，2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的方法，包括以下步骤：

步骤1，待测样品溶液的制备；

抽取约5g再造烟叶样品，剪成约0.4cm×0.4cm的碎片，充分混匀后密封放置备用。称取500g(精确至0.01mg)样品于50mL具塞三角瓶中，加入含3mg/mL内标物的无水乙醇萃取剂10mL，盖上塞子，机械振荡2h，静置，澄清后，取上清液2mL过0.22μm有机相滤膜后即为待测样品溶液；

步骤2，标准工作溶液的制备；

制备具有6级浓度梯度的含水乙醇溶液作为水分标准工作溶液；

制备具有6级浓度梯度的含1，2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇的无水乙醇溶液作为混合标准工作溶液；

步骤3，气相色谱仪分析；

利用气相色谱仪配热导检测器(TCD)和气相色谱仪配备氢火焰离子化检测器(FID)对上述所制待测样品溶液和标准工作溶液中的水分和醇类化合物进行同时分离检测，得到相关色谱图；

步骤4，标准曲线绘制及结果计算。

异丙醇和1,3-丁二醇分别作为水分和醇类化合物检测的内标物，用无水乙醇作为溶剂的内标储备液浓度为100mg/mL。

进一步方案为，水分标准工作溶液中水的浓度范围为：0～10mg/mL，醇类添加剂的混合标准工作溶液中丙三醇的浓度范围为：0.1～20mg/mL，1,2-丙二醇、薄荷醇、二甘醇和三甘醇的浓度范围为：0.02～4mg/mL。

进一步方案为，水分标准工作溶液的制备方法为：

1)水分标准储备溶液的制备：准确称取0.5g水,精确至0.1mg于50mL容量瓶中，用无水乙醇定容；

2)水分标准工作溶液的制备：精密移取0.0，1.0，3.0，5.0，8.0，10mL水分标准储备液于10mL容量瓶中，再分别精密加入0.30mL内标储备液于各容量瓶中，最后用无水乙醇稀释定容并混匀，得到6级标准工作溶液。

进一步方案为，醇类添加剂的混合标准工作溶液的制备方法为：

1)醇类添加剂混合标准储备溶液的制备：分别准确称取1.0g丙三醇，0.2g 1,2-丙二醇、薄荷醇、二甘醇和三甘醇，精确至0.1mg，于50mL容量瓶中，用无水乙醇定容；

2)醇类添加剂混合标准工作溶液的制备：精密移取0.05，0.25，1.0，5.0，8.0，10.0mL醇类添加剂混合标准储备液于10mL容量瓶中，再分别精密加入0.30mL内标储备液于各容量瓶中，最后用无水乙醇稀释定容并混匀，得到6级标准工作溶液。

进一步方案为，气相色谱仪具有两个进样塔，接装两根不同的色谱柱，并分别配置热导检测器和氢火焰离子化检测器；进样口具有分流进样方式；进样口、柱箱、检测器应分别配有独立可控制的加热单元。

进一步方案为，样品溶液经气相色谱仪分流进样后，分别按以下气相色谱条件对水分和醇类添加剂进行分析：

水分检测的气相色谱条件为：色谱柱：30m×0.53mmid×40μm聚苯乙烯-二乙烯基苯弹性熔融石英毛细管柱(安捷伦HP-INNOWax色谱柱或其他等效柱)；进样口温度：260℃；载气：氦气(纯度≥99.999％)，恒定流速：6.0mL/min；进样量：1.0μL；进样模式：分流进样，分流比10：1；升温程序：初始温度110℃，保持1分钟，以10℃/min的速率升温至150℃，保持2分钟，再以20℃/min的速度升至240℃，保持5分钟。

醇类添加剂检测的气相色谱条件为：色谱柱：30m×0.25mmid×0.25μm聚乙二醇弹性熔融石英毛细管柱(安捷伦HP-PLOT Q色谱柱或其他等效柱)；进样口温度：260℃；载气：氦气(纯度≥99.999％)，恒定流速：1.2mL/min；进样量：1.0μL；升温程序：初始温度110℃，保持1分钟，以10℃/min的速率升温至150℃，保持2分钟，再以20℃/min的速度升至240℃，保持5分钟。

本发明的有益效果在于：

本发明实现了加热卷烟用再造烟叶中水分、发烟剂、及其他可能使用的醇类添加剂的快速测定。

实现了同时测定加热卷烟用再造烟叶中，不同极性的水分和五种醇类添加剂含量，显著节约了时间和实验成本。

在样品前处理过程中，使用了更加环境友好的有机溶剂无水乙醇来进行萃取，相对于现有相关技术方法中常见的甲醇溶剂，毒性和使用成本都更低。

在气相色谱分析中，采用了双进样塔和分流进样方式，针对水分和五种醇类添加剂分别选取了聚苯乙烯-二乙烯基苯HP-INNOWax色谱柱和聚乙二醇HP-PLOT Q色谱柱，并依次配备了TCD和FID检测器，优化了进样检测参数，得到的色谱图峰型尖锐，分离效果良好。

与气相色谱-质谱连用仪相比，GC-FID、GC-TCD的价格低廉，易于推广，更具有普适性。

前处理简单，不需净化，操作简便，快速，水分的检出限(LOD)为0.05％，五种醇类化合物的检出限范围在0.004～0.021％，水分的加标回收率为96.1～102.8％，五种醇类化合物的加标回收率范围在94.5～102.3％，相对标准偏差(RSD，n＝7)小于1.25％，证明该方法灵敏度高、重复性和回收率好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中气相色谱分析过程的示意图。

图中：1-待测样品溶液，2-适用于水分检测的石英毛细管柱，3-适用于醇类添加剂的石英毛细管柱，4-热导检测器(TCD)，5-氢火焰离子化检测器(FID)，6-水分和醇类添加剂标准样品的气相色谱图。

图2为本发明具体实施例1中测试的水分的气相色谱图。

图3为本发明具体实施例1中测试的醇类添加剂的气相色谱图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

1、仪器、试剂及仪器工作条件；

1)仪器；

配有FID和TCD检测器的8890GC气相色谱仪(美国Agilent公司)；HY-8型调速振荡器(国华电器有限公司)；AX504型电子天平(感量0.000 1g，瑞士Mettler Toledo公司)；

2)试剂；

1,3-丁二醇(醇类添加剂测定内标物，CAS：107-88-0)，异丙醇(水分测定内标物，CAS：67-63-0)，1,2-丙二醇(CAS：57-55-6)，薄荷醇(CAS：89-78-1)，丙三醇(CAS：56-81-5)，二甘醇(CAS：111-46-6)，三甘醇(CAS：112-27-6)，均为标准品；无水乙醇(色谱纯，北京百灵威科技有限公司)；超纯水(电阻率低于18.2电阻率低于18.2MΩ·cm，Milli-Q型超纯水器，美国Millipore公司)，加热卷烟用再造烟叶样品为四川中烟工业公司提供。

3)气相色谱条件；

水分检测的气相色谱条件为：色谱柱：30m×0.53mmid×40μm聚苯乙烯-二乙烯基苯弹性熔融石英毛细管柱(安捷伦HP-INNOWax色谱柱或其他等效柱)；进样口温度：260℃；载气：氦气(纯度≥99.999％)，恒定流速：6.0mL/min；进样量：1.0μL；进样模式：分流进样，分流比10：1；升温程序：初始温度110℃，保持1分钟，以10℃/min的速率升温至150℃，保持2分钟，再以20℃/min的速度升至240℃，保持5分钟。

醇类添加剂检测的气相色谱条件为：色谱柱：30m×0.25mmid×0.25μm聚乙二醇弹性熔融石英毛细管柱(安捷伦HP-PLOT Q色谱柱或其他等效柱)；进样口温度：260℃；载气：氦气(纯度≥99.999％)，恒定流速：1.2mL/min；进样量：1.0μL；升温程序：初始温度110℃，保持1分钟，以10℃/min的速率升温至150℃，保持2分钟，再以20℃/min的速度升至240℃，保持5分钟。

2、标准工作溶液的配制；

1)内标储备溶液的制备(100mg/mL)：准确移取1,3-丁二醇、异丙醇各5g于50mL容量瓶中，用无水乙醇稀释定容。

2)水分标准工作溶液的制备：a)水分标准储备溶液的制备：准确称取水0.5g于50mL容量瓶中，用无水乙醇稀释定容，得到水分浓度为10mg/mL水分标准储备液；b)水分标准工作溶液的制备：分别准确量取0.0，1.0，3.0，5.0，8.0，10mL水分标准储备液于10mL容量瓶中，再分别精密加入内标储备液0.30mL于各容量瓶中，以无水乙醇稀释定容。

3)醇类添加剂混合标准工作溶液的制备：a)混合标准储备溶液的制备：分别称取丙三醇1.0g，1,2-丙二醇、薄荷醇、二甘醇和三甘醇各0.2g于50mL容量瓶中，用无水乙醇稀释定容，得到丙三醇浓度为20mg/mL、1,2-丙二醇、薄荷醇、二甘醇和三甘醇浓度为4mg/mL的混合标准储备液；b)混合标准工作溶液的制备：分别准确量取0.05，0.25，1.0，5.0，8.0，10mL标准储备溶液于10mL容量瓶中，再分别精密加入内标储备液0.30mL于各容量瓶中，以无水乙醇稀释定容。

3、标准工作曲线的确定；

对系列标准工作溶液进行气相色谱检测，纵坐标为丙三醇、1,2-丙二醇、薄荷醇和水分的峰面积与内标物峰面积的比值，横坐标为丙三醇、1,2-丙二醇、薄荷醇和水分的浓度与内标浓度的比值，分别建立丙三醇、1,2-丙二醇、薄荷醇和水分的标准工作曲线，工作曲线线性相关系数R

4、样品前处理及检测结果的确定；

1)样品前处理：随机抽取约5g再造烟叶样品，剪成约0.4cm×0.4cm的碎片，充分混匀后准确称取0.5g该试样于50mL的具塞三角瓶中，准确加入10mL含有3mg/mL内标物1,3-丁二醇和异丙醇的无水乙醇萃取剂，盖上塞子，以较高的转速机械振荡2h，取约2mL萃取液过0.22μm有机相滤膜。

2)按照气相色谱仪测试条件进样检测，每个样品平行测定两次。每进行20次样品测定后，应加入一个中等浓度的工作标准溶液，如果测到的值和原值相差超过5％，则应重新进行整个标准曲线的制作。如果样品的测定量超出标准工作曲线的范围，应对样品萃取液进行适当稀释后重新测定。

3)样品中水分质量百分含量以如下公式计算：

式中：

w水——样品水分的质量分数，单位为百分比(％)；

C样品——试样水分浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；

C空白——空白水分浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；

V——萃取剂的体积，单位为毫升(mL)；

m——试样的质量，单位为毫克(mg)；

以两次平行测定结果的算术平均值为试样测定结果，精确至0.01％。

两次平行测定结果的相对平均偏差不应大于5.0％。

4)样品中醇类添加剂的质量百分含量以如下公式计算：

式中：

w醇类化合物——试样中醇类目标化合物的质量分数，单位为百分比(％)；

C醇类化合物——由标准工作曲线得出的试样中醇类目标化合物的浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；

V——萃取剂的体积，单位为毫升(mL)；

m——试样的质量，单位为克(g)；

w水——试样的水分质量百分含量，单位为百分比(％)；

以两次平行测定结果的算术平均值为试样测定结果，精确至0.01％；

两次平行测定结果的相对平均偏差不应大于5.0％。

根据前面所述方法，选择一种加热卷烟用再造烟叶A，测试过程如图1所示；测得其中水分，丙三醇，1,2-丙二醇的含量分别为6.18％，15.63％，0.240％，薄荷醇、二甘醇和三甘醇未检出，测试结果如图2-3所示。

实施例2：

根据实施例1所述方法，选择一种加热卷烟用再造烟叶B，测得其中水分，丙三醇，1,2-丙二醇的含量分别为8.94％，14.51％，0.324％，薄荷醇、二甘醇和三甘醇未检出。

实施例3：

根据实施例1所述方法，选择一种加热卷烟用再造烟叶C，测得其中水分，丙三醇，1,2-丙二醇的含量分别为5.70％，18.57％，0.736％，薄荷醇、二甘醇和三甘醇未检出。

实施例4：

根据实施例1所述方法，选择一种加热卷烟用再造烟叶D，测得其中水分，丙三醇，1,2-丙二醇，二甘醇和三甘醇的含量分别为7.58％，16.24％，0.257％，0.189％，0.372％，薄荷醇未检出。

实施例5：

根据实施例1所述方法，选择一种加热卷烟用再造烟叶D，测得其中水分，丙三醇，1,2-丙二醇，薄荷醇的含量分别为6.264％，17.82％，2.747％，1.219％，二甘醇和三甘醇未检出。

对各个组分及实施例进行重复验证，结果如表1所示；水分的检出限(LOD)为0.05％，五种醇类化合物的检出限范围在0.004～0.021％，水分的加标回收率为96.1～102.8％，五种醇类化合物的加标回收率范围在94.5～102.3％，相对标准偏差(RSD，n＝7)小于1.25％，证明该方法灵敏度高、重复性和回收率好。

表1：方法验证结果

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。