金玉善, 崔月, 崔龍吉＊

(1.長白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實驗室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002;2.吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司,吉林延吉133001)

不同地區(qū)煙葉中揮發(fā)性成分的分析

金玉善1, 崔月2, 崔龍吉2＊

(1.長白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實驗室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002;2.吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司,吉林延吉133001)

采用氣流吹掃微注射器萃取技術(shù)聯(lián)用 GC-MS對不同地區(qū)煙葉中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,并比較其含量.結(jié)果顯示:烤煙和白肋煙中分別鑒定出67種和62種揮發(fā)性成分,其中以醇類和雜環(huán)化合物為主要成分.在不同地區(qū)相同品種、不同品種、同一品種不同部位煙葉的揮發(fā)性成分含量都具有顯著的差別.所得結(jié)果能為研究煙草成分提供有利的參考依據(jù).

氣流吹掃微注射器萃取;煙葉;揮發(fā)性成分;氣相色譜-質(zhì)譜

0 引言

揮發(fā)性﹑半揮發(fā)性成分是煙草中重要的化學(xué)組成部分,也是評估煙草品質(zhì)和商業(yè)價值的重要因素之一,因此,煙草中的揮發(fā)性﹑半揮發(fā)性成分的分析研究一直受到國內(nèi)外煙草工作者的高度重視[1].煙草中的揮發(fā)性、半揮發(fā)性成分主要包括醇類化合物、醛類化合物、酮類化合物、酯類化合物[2],這些成分對煙草的香味起重要作用.在不同地區(qū)栽培措施和生態(tài)條件的不同,煙葉中揮發(fā)性物質(zhì)含量不同[3].目前,提取煙草中揮發(fā)性成分的方法主要有水蒸氣蒸餾法[4]、同時蒸餾萃取[5]、超臨界流體萃取[6]、固相微萃取[7]、加速溶劑萃取[8]和頂空分析[9]等,然而這些方法存在操作繁瑣、耗時、耗溶劑等缺點(diǎn).氣流式微注射器萃取(Gas purge microsyringe extraction,GP-MSE)是近幾年發(fā)展的一種新穎的微液萃取技術(shù)[10],由于煙葉中尼古丁含量較高,且具有樣品用量少、溶劑用量少、快速、重復(fù)性好、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn).本文將GP-MSE聯(lián)用 GC-MS分析不同地區(qū)煙葉中的揮發(fā)性成分,在不同地區(qū)煙葉之間得到不同的成分以及含量信息為煙草品種的篩選提供參考.

1 材料與方法

1.1 材料

煙葉樣品采自4個不同地區(qū),分別為河南漯河C2F(2007年)、云南曲靖 C2F(2006年)、湖北鶴峰(2008年;白勒中二,白勒上二),重慶(2001年;白勒上二).干燥的煙草樣品用粉碎機(jī)(FW-100高速萬能粉碎機(jī))粉碎后,裝在棕色樣品瓶中,-4℃貯存?zhèn)溆?

1.2 儀器與溶劑

儀器有:GC-MS 2010(日本島津公司),250 μL微型注射器(美國 HAMIL TON公司),FW-100高速萬能粉碎機(jī)(天津泰斯特儀器有限公司).溶劑為丙酮(色譜純),純度超過99.9%.

1.3 實驗方法

準(zhǔn)確稱取粉碎的煙草樣品0.01 g,放入樣品槽中,塞上進(jìn)樣墊;向250μL微型注射器內(nèi)加入10μL萃取溶劑,開始萃取.GP-MSE的萃取條件氮?dú)饬魉贋?mL/min,萃取溫度為250℃,萃取時間為2 m in,冷凝溫度為-4℃.萃取結(jié)束后定容至200μL,取2μL進(jìn)樣.

1.4 儀器分析條件

DB-5 MS毛細(xì)石英柱(30 m×0.25 mm×0.25μm),載氣為氮?dú)?進(jìn)樣口溫度為280℃,進(jìn)樣量為2μL,不分流模式,載氣(He)流速為0.98 mL/min.升溫程序:45℃開始,6℃/min升至250℃,10℃/min升至280℃,保持5 min.離子源為EI,離子源溫度為200℃,電子能量為70 Ev.

2 結(jié)果與討論

2.1 不同植煙區(qū)烤煙中成分含量的差異

圖1是通過 GP-MSE法得到的不同地區(qū)烤煙樣品中揮發(fā)性成分的氣相色譜-質(zhì)譜總離子流程圖.色譜峰通過N ISI 08質(zhì)譜庫檢索、定性.在對煙葉進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜掃描分析時,尼古丁可能會影響到較小含量物質(zhì)的檢測.因此本文對尼古丁以外的其它成分進(jìn)行研究.

在河南漯河烤煙中共分析出86種揮發(fā)性成分,已定性67種,占總含量的90.34%;在云南曲靖煙葉中共得到87種揮發(fā)性成分,已定性68種,占總組分含量的92.02%.比較發(fā)現(xiàn),不同地區(qū)相同品種煙葉中的揮發(fā)性成分大體一致,主要的揮發(fā)性成分均為Furfural,2-Furanmethanol,2-Form yl-5-methylfuran,3,5-Dihydroxy-6-methy-2,3-dihydro-4H-pyran-4-one,5-Hydrxoymethylfurfural.但由于不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境和管理措施等不同,一些揮發(fā)性成分的含量存在差異(圖1).由圖1可以看出,云南曲靖烤煙中部分揮發(fā)性成分相對含量高于河南漯河烤煙中的相對含量.兩個地區(qū)烤煙中主要揮發(fā)性成分及含量見表1.

圖1 不同地區(qū)烤煙中揮發(fā)性成分的氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖A.云南曲靖;B.河南漯河

表1 不同地區(qū)烤煙中主要揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量 %

2.2 不同植煙區(qū)不同品種煙葉中揮發(fā)性成分的含量

在河南漯河烤煙和重慶白肋煙中分別鑒定出67種和62種揮發(fā)性成分,這些已鑒定的揮發(fā)性成分按官能團(tuán)可分為5類,分別是醇類、醛加酚類、酮類、酸加酯類以及雜環(huán)化合物類.從圖2可知,2個植煙區(qū)不同品種煙葉中的揮發(fā)性成分存在較大差異.河南漯河烤煙中,雜環(huán)化合物的含量最高,達(dá)36.42%;其次為醇類化合物,含量為23.38%;其余揮發(fā)性成分含量相差不大,在6.41%～8.94%范圍之間.重慶白肋煙以醇類化合物為主,含量為32.88%.其次為雜環(huán)化合物,含量為16.17%.白肋煙中,酮類、酸加酯類、醛加酚類化合物相對含量均低于烤煙.研究表明,煙葉中揮發(fā)性成分是由遺傳因素控制的[11],品種的不同,是導(dǎo)致煙葉成分和含量不同的原因.

圖2 不同產(chǎn)區(qū)不同品種煙葉中揮發(fā)性成分的分類比較1.A lcohols;2.A ldehydes+Phenols;3.Ketones;4.Acids+esters;5.Heterocyclic compounds

2.3 同一植煙區(qū)白肋煙不同部位與含量的關(guān)系

在湖北鶴峰白肋煙中分別取了中部和上部的煙葉,并比較其不同部位的煙葉中揮發(fā)性的成分及含量.湖北鶴峰白肋煙中共檢測到62種揮發(fā)性成分.結(jié)果發(fā)現(xiàn),同一株煙不同部位中揮發(fā)性成分大體一致,但含量存在明顯差異(圖3).N-Cyclopentylidenemethanamine和1,2,3,6-Tetrahydro-2,3’-bipyridine在上部葉中含量分別為1.95%和2.33%,而中部葉中含量為4.47%和6.83%.4-Ethylaminophenol,4-hydroxy-3-Pyridinecarboxylic acid,1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone在上部葉中的含量分別為1.42%、3.63%、4.27%,而在中部葉中分別為0.39%、0.62%、2.21%,上部葉中的含量明顯高于中部葉.因此,不同部位也是影響揮發(fā)性成分含量的重要因素.

圖3 白肋煙上、中部中揮發(fā)性成分的氣相色譜-質(zhì)譜總離子流程圖

3 結(jié)論

本文通過氣流吹掃微注射器萃取聯(lián)用氣相色譜-質(zhì)譜,分別對不同地區(qū)同一品種煙,不同地區(qū)不同品種煙,同一株煙不同部位中揮發(fā)性成分進(jìn)行了分析,并比較了它們組分和含量的差異.結(jié)論表明:不同地區(qū)相同品種煙葉和同一株煙不同部位中揮發(fā)性成分的差異主要表現(xiàn)在含量的不同,而不同品種之間的差異主要表現(xiàn)為組分及含量的不同.

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Analysis of Volatile Components in Tobacco Leaves from Different Areas

JIN Yu-shan1, CU I Yue2, CU ILong-ji2＊
(1.KeyLaboratoryofNaturalResourcesoftheChangbaiMountain&FunctionalMolecules(YanbianUniversity),MinistryofEducation,Yanji133002,China;2.JilinTobaccoIndustrialCo.,Ltd.,Yanji133001,China)

Gas purge microsyringe extraction(GP-MSE)and gas chromatographic-mass spectrometric(GCMS)were used to compare the contentsof volatile components in tobacco from different areas.Sixty seven and sixty two compoundswere identified from Fluecured Tobacco and Burley Tobacco,respectively.Among them,alcohols and heterocyclic compounds were the main compound.The results showed that volatile compounds content in different areasof the same speciesand different species,different partsof the same species have significantly differences.The results can p rovide a favorable reference data to tobacco quality control.

gas purgemicrosyringe extraction(GP-MSE);tobacco leaves;volatile components;GC-MS

O656.31

A

1004-4353(2011)02-0148-04

2011-05-14

＊通信作者:崔龍吉(1963—),男,高級工程師,研究方向為煙草成分分析及其加工方式.