張 蓉，伊奧爾，向能軍，孟昭宇

(1.云南大學化學科學與工程學院，云南昆明650500;2.紅塔煙草集團有限責任公司技術中心，云南玉溪653100)

煙草保潤劑具有保持煙葉水分，增加柔韌性，減少造碎、降低刺激性和改善吃味的作用。卷煙中常用作保潤成分的主要有以下幾類:1)多元醇類。主要有甘油、丙二醇［1］、木糖醇、山梨醇等，通過羥基與水分子形成氫鍵來吸收水分，是最為常用的煙草保潤劑;2)植物提取物。以天然植物為原料，通過提取其中的吡咯烷酮羧酸類組分，利用先進工藝合成的新型保潤劑已在個人護理品、食品、工業(yè)等方面得到廣泛應用;3)天然多糖［2，3］。有植物多糖(尤其是中草藥資源)、海藻多糖和真菌多糖，以加香加料的形式加到煙絲中來改善卷煙吸味，起到增香保潤功效;4)改性淀粉［4］。通過化學反應將強親水性基團引入淀粉分子內，可以大幅度提高其吸水和保水能力;5)新型保潤劑［5］。如麥芽低聚糖醇、D－吡喃半乳糖醛酸、殼聚糖衍生物、NCS［6］、PDS［7］、PCA［8］、仿生保潤劑(FSB)等等。對這些成分的準確測定對提高卷煙的品質及輔助配方研究和工藝生產都具有十分重要的意義。王華［9］等曾就煙用保潤劑的種類、對卷煙的影響及其發(fā)展前景做過綜述，本文主要針對煙用保潤劑的分析方法進行評述。

煙草保潤劑成分分析方法包括了滴定法，比重法，旋光度法或比色法，但這些方法常常因相互干擾而不能準確測定。隨著現(xiàn)代分析儀器和方法的研究進展，煙草保潤成分的分析手段得到了很大的提高，檢測效率也是之前的方法不可比的。其中色譜分析方法和光譜分析方法能把不同的保潤劑成分與煙草中其他共存組分分離開來，并準確快速的定性、定量。本文主要針對近幾年來煙草保潤劑成分的色譜和光譜分析進行綜述。

1 液相色譜法

1.1 高效液相色譜法

高效液相色譜法是流動相為液體的一類色譜分離法，其主要特點為高壓、高速、高效、高靈敏度及寬的適用范圍，主要適合于分析沸點高、相對分子質量大、離子型和熱穩(wěn)定性差的物質?，F(xiàn)在高效液相色譜法已在生物化學和生物工程研究、制藥工業(yè)研究和生產、食品工業(yè)分析、環(huán)境監(jiān)測、石油化工產品分析中獲得廣泛應用。

標準YC/T 244－2008煙草及煙草制品中1，2－丙二醇、丙三醇和山梨醇的高效液相色譜法［10］為醇類保潤成分的分析檢測提供了一定的依據(jù)。除此之外，王嵐［11］等用高效液相色譜建立了同時測定煙草中的糖和保潤劑的方法，采用示差折光檢測器(RID，可用于檢測在紫外光范圍內吸光度不高的化合物，如聚合物、糖、有機酸和甘油三酸酯等)，先用超純水對煙草樣品進行萃取，Water－sep－park C18固相萃取小柱進行預分離，Phenomenex Rezex鈣型陽離子交換柱為分離柱，超純水為流動相來測定其保潤成分(甘油、丙二醇和山梨醇)。所得結果的相對標準偏差為0.91% ～1.54%，回收率為92% ～106%，線性范圍為0.05～5 g/L，檢出限在1.5～3.0 mg/L之間。陳章玉［12］等以0.05 g/L EDTA為流動相，10 g/L甘露醇為內標物液，Waters－sugar－pak－1鈣型陽離子交換柱(6.5 mm ×300 mm，8 μm)，同樣以示差折光檢測器分離測定煙草料液中的甘油、丙二醇、木糖醇。其檢出限為2.0 mg/L，相關系數(shù)可達到0.999 9，標準偏差在0.68% ～0.76%之間，回收率在98% ～102%之間。李忠［13］等同樣以sep－park C18固相萃取小柱預分離Waters－sugar－pak－1鈣型陽離子交換柱，0.05 g/L EDTA鈣鈉水溶液為流動相，示差折光儀為檢測器，一次進樣測定煙草料液中的糖、甘油和丙二醇。其線性范圍為0.005～5 g/L，檢測限在1.5～2.5 mg/L之間，相對標準偏差為 0.89% ～1.3%，回收率在 96.0% ～103%之間。黃非［14］等用超純水作流動相，以等梯度洗脫方式用Varian Metacarb 67C色譜柱實現(xiàn)了1，2－丙二醇、丙三醇及山梨醇的高效液相色譜分離，3組分的定量限和檢出限分別為1.01～1.89 μg/mL和0.30～ 0.57 μg/mL。

但是該法所用示差折光檢測器為通用型檢測器，雖然檢測物質很多，但對多數(shù)物質的靈敏度低(約10－5g/mL)，通常不用于痕量分析;受環(huán)境溫度、流動相組成等波動的影響較大，不適合梯度洗脫，所以會影響測定的準確度。

1.2 液相色譜與質譜聯(lián)用

液質聯(lián)用又叫液相色譜－串聯(lián)質譜聯(lián)用技術，液質聯(lián)用體現(xiàn)了色譜和質譜優(yōu)勢的互補，將色譜對復雜樣品的高分離能力，與質譜的高靈敏度、高選擇性結合起來，在生化分析、天然產物分析、藥物和保健食品分析以及環(huán)境污染物分析等許多領域得到了廣泛的應用。

Holcapek［15］等采用酰氯把醇類(乙二醇、1，2－丙二醇、1，3－丙二醇和2，3－丁二醇等)進行衍生化，衍生化產物經反相液相色譜微型柱分離后，通過電噴霧電離質譜(ESI－MS)分析檢測。醇類的檢測限在10～25 μg/L，定量限在20～50 μg/L。相比之下，比單純的液相色譜檢出限降低了2－3個數(shù)量級。馬書明［16］等建立了用水超聲提取，固相萃取柱凈化洗脫，外標法定量的液相色譜質譜聯(lián)用方法，測定了食品中的甘露糖醋、麥芽糖、木糖醇和山梨糖醇，其最低檢出限、線性范圍和方法回收率分別為:0.10 mg/kg、0.100～100 0.0 mg/kg 和 89.0% ～ 94.9%。Clarke［17］等利用陰離子電噴霧與內標校正技術，實現(xiàn)了煙草產品(鼻煙、嚼煙、雪茄和卷煙)中多糖類物質的LC－MS/MS定量分析，所得結果更為準確，選擇性和專一性更強。

1.3 離子色譜法

離子色譜是液相色譜的一種，用離子交換樹脂為固定相，電解質溶液為流動相。以電導檢測器為通用檢測器，為消除流動相中強電解質背景離子對電導檢測器的干擾，還設置了抑制住，可消除本底電導的影響，達到高的靈敏度，所以是溶液中陰離子分析的最佳方法(也可用于陽離子分析)。離子色譜法經過近三十年的應用和發(fā)展，在分析無機陰陽離子方面具有不可比擬的優(yōu)勢，同時還能將一些非離子型物質轉變?yōu)殡x子型物質后進行分析。鑒于煙草中的糖類、醇類以及糖醇類物質為離解常數(shù)很大，且具有電化學活潑性及在強堿溶液中呈離子化狀態(tài)，Rocklin等于1983年首先報道了用陰離子交換色譜柱分離，脈沖安培檢測器測定糖的新方法(HPAEC)。HPAEC－PAD法對保潤劑的分離其固定相主要是陰離子交換樹脂(典型的固定相有以乙基乙烯基苯－二乙烯基苯聚合物為基核，外表面覆蓋一層有季銨功能基的乳膠顆粒)，且測定需在強堿性介質中進行。

胡靜［18］等采用陰離子交換色譜—脈沖安培檢測法分離檢測了煙草料液中的山梨醇及其糖類物質(葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖)。CarboPac-PA10陰離子分離柱(2 mmi.d.×50 mm)和保護柱PA10(2 mmi.d.×250 mm)，電化學檢測器(積分脈沖安培檢測，金工作電極，Ag－AgCl為參比電極，鈦對電極)，超純水和250 mmol/L NaOH為淋洗液以梯度淋洗方式進行，用C18小柱對料液進行預處理是方法準確度更高。其各組分的線性關系很好，線性范圍在0.005～20 mg/L之間，檢出限為0.2～1.0 μg/mL，相對標準偏差為1.0%～1.8%，加標回收率在95.1% ～102.4%之間。由于分離柱的限制，只能把山梨醇分離并檢測出來，而其他的醇類，如甘油、丙二醇、木糖醇并沒有得到進一步的分離。唐坤甜［19］等以480 mmol/L NaoH為淋洗液，以CarboPacMA1陰離子交換柱作分離柱，在30℃的柱溫下，建立了陰離子交換色譜分離一脈沖安培檢測同時分析煙草料液中糖及多種糖醇的方法。由于MA型柱子的柱容量比較大，能很好地把肌醇、甘油、丙二醇、半乳糖醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇及其他糖類分離開來。肌醇、甘油、半乳糖醇和木糖醇的檢出限為2.0～7.6 μg/mL，線性范圍為 1 ～5 mg/L，1 mg/L 的標準溶液連續(xù)7次進樣的RSD為0.7% ～4.3%;丙二醇、山梨醇、甘露醇、葡萄糖、甘露糖和半乳糖的檢出限為9.0～11.9 μg/mL，線性范圍為1～50 mg/L，2 mg/L的標準溶液的 RSD為 1.8% ～3.3%(n=7)。曹紅云［20］等建立了以基質固相分散法提取凈化，離子色譜法測定卷煙中的多元醇和糖的方法，將樣品與石墨化碳黑球(質量比為1∶4)，經過充分研磨混勻后裝柱，用大于80℃的熱水洗脫，洗脫液用CarboPacMA1(4×250 mm，5 μm)分離柱分離，0.5 mol/L NaoH為流動相分離，脈沖安培檢測器檢測。方法加標回收率在94.6%～105.7%之間，相對標準偏差小于3.0%，檢出限均小于 50 μg/L。除此之外，周帥［21］等以480 mmol/L NaoH為流動相對食用菌中的海藻糖、甘露醇、阿糖醇進行了檢測。劉玉峰［22］等建立了離子色譜法定量測定食品中糖和糖醇的方法，同樣表現(xiàn)了較好的重現(xiàn)性和較高的準確，及較高的檢出限。

2 氣相色譜法

2.1 填充柱氣相色譜法

填充柱氣相色譜是指將固定相填充在內徑約為4～8 mm，柱長通常在50～250 mm的柱管內制成，利用各物質在固定相和氣體流動相兩相間分配系數(shù)的不同而進行分離的色譜柱。填充的固定相種類很多，按操作條件下固定相的物理狀態(tài).可分為液體固定相和固體固定相兩大類。填充柱由于制備簡串，可供選擇的吸附剖、固定液和載體種類很多，因而具有廣泛的適用性，能解決很多混合樣品的分離分析問題。

Friedman［23］等建立了用丙酮做溶劑提取六種香煙品牌的煙支，再減壓蒸餾去除溶劑使殘留物溶解在甲醇中的氣液色譜法，分析了丙二醇、二甘醇以及甘油的含量。結果相對誤差小于5%，RSD在0.8%～3.2%之間。

氣相色譜填充柱的制備比較簡單、進樣量大，在氣體分析、痕量水分析方面有獨特用途。但是相對于毛細管柱來說填充柱柱效低、分離度差，柱壓比較高，分析時間較長等。不過，盡管毛細管柱有逐步取代填充柱的趨勢，但至少在目前一段時間內，填充柱在日常分析中仍是一種十分有價值的分析分離手段

2.2 毛細管氣相色譜法

毛細管氣相色譜法主要用于復雜樣品、理化性質相近組分和多組分樣品的分析。特別是毛細管氣相色譜與質譜聯(lián)用技術(GC－MS)，使之成為現(xiàn)代分析方法中最有效的分析手段之一。

煙草標準 YC/T 243－2008［24］和 YC/T 242－2008［25］丙三醇、1，2 丙二醇的氣相色譜法也為今后煙草制品及煙用香精的測定提供了一定的依據(jù)。用加有內標的甲醇溶液(50 mL)在250 r/min的頻率下振蕩萃取試樣(2 g)中1，2－丙二醇和丙三醇，萃取時間2 h，后將萃取液靜置10～15 min，取上清液用氣相色譜氫火焰檢測器分析。袁行思［26］等開發(fā)了一種采用蠟像(聚二醇)毛細管束柱同時分析煙草中薄荷醇、丙二醇和甘油的方法，可在2.8 min內對煙草萃取物中的物質達到完全基線分離。重復分析所得的標準偏差為:薄荷醇 0.7%;丙二醇 1.9%;甘油 2.2%。劉敬蘭［27］等采用乙酸酐為衍生化試劑，吡啶為催化劑和溶劑，把山梨醇和甘露醇轉化為易揮發(fā)的糖醇乙酰酯，用BPX－70(苯基氰丙基聚硅氧烷)毛細管色譜柱程序升溫法進行分析，內標法定量，得到很好的效果，甘露醇和山梨醇的檢出限都在2.50～12.5 g/L之間，檢測限分別為0.60 ng和0.80 ng，相對標準偏差為0.79% ～0.91%。此法除了可以用于甘露醇和山梨醇的分離分析外，還可以用于糖類還原反應的中控分析。杜啟云［28］等采用羥胺吡啶和BSTFA+1%TMCS為衍生化劑，山梨醇為內標物，毛細管氣相色譜法同時測定了國內外21中牌號卷煙產品中的丙二醇、丙三醇、甘露糖、果糖等非揮發(fā)性物質，其相對標準偏差在0% ～10%之間，回收率大于70%。

相對于液相色譜來說，毛細管氣相色譜由于載氣的相對分析量較低，分子間隙大，故粘度低，流動性好，組分在氣相中流動速度快，因此可以增加柱長，提高柱效。但是由于毛細管內徑很小，允許進樣量小，對固定相、進樣技術、檢測器和操作條件要求都很高，且需要對樣品進行預處理，降低其處理效率。

2.3 氣相色譜與質譜聯(lián)用

氣相色譜－質譜聯(lián)用分析法是將分析能力很強的色譜儀與定性能力很強的質譜通過適當?shù)慕涌谙嘟Y合成完整的分析儀器。兩譜有機的結合起來而實現(xiàn)在線聯(lián)用，相互取長補短，獲得兩種儀器單獨使用所不具備的更快、更有效的分析功能。

張杰［29］等利用1，4－丁二醇為內標實現(xiàn)了無煙氣煙草制品中1，2－丙二醇、丙三醇和三甘醇的氣相色譜/質譜/離子監(jiān)測方法對30個無煙氣煙草制品進行進行檢測，所得定量限和檢出限分別為4.10 ～9.05 μg/mL/和 1.25 ～2.75 μg/g，回收率在89.3% ～100.3%之間，相對標準偏差(RSD)為1.16% ～4.37%。并且還跟GC/FID檢出無煙氣煙草制品做了比較，得到兩種方法的定量結果一致，但GC/MS/SIM法靈敏度更高，定性更準確，GC/MS/SIM法更適合無煙氣煙草制品中1，2－丙二醇、丙三醇、三甘醇的定性定量分析的結論。胡磊［30］等采用鹽酸羥胺和乙酸酐為肟化和乙?；噭患谆溥驗槿軇┖痛呋瘎?，對植物樣品中的糖和糖醇物質乙?；苌笥肎C－MS檢測。結果表明先對糖和糖醇衍生化，再用毛細管氣相色譜法分離，質譜鑒定，能得到很好的分離效果。韓書磊［31］等公開發(fā)明了以SPE分散固相萃取煙絲樣品萃取液，1，3－丁二醇或1，4丁二醇為內標定量的GC/MS檢測卷煙保潤劑的專利。所測1，2－丙二醇、丙三醇、三甘醇線性相關系數(shù)都在99.9%以上，檢測限在0.005 87～0.137 mg/g之間，定量限為0.018 7～0.462 mg/g。王軍［32］等利用氣質聯(lián)用技術，運用內標標準曲線法，對料液及加料葉片中丙二醇進行定量分析。方法回收率在95.99% ～100.06%之間，6次測定的變異系數(shù)為3.40%。

GC－MS聯(lián)用技術分析復雜未知混合物準確、靈敏、快速，且操作簡便，已經成為分析復雜未知混合物最有效的手段之一。但GC－MS技術還有其自身的缺點，要求其所分析的氣體、液體、固體物在操作溫度下是穩(wěn)定的，且要求所分析的液體、固體氣化溫度不高于操作溫度上限，是GCMS聯(lián)用技術的應用范圍受到一定的限制，還有許多技術問題仍需進一步解決。

3 光譜檢測法—近紅外光譜技術

近紅外是指波長介于可見光(VIS)與中紅外(MIR)之間，主要由分子振動的非諧性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產生的電磁波。由于煙草中含有大量對NIR敏感的基團，如O－H、NH和C=O等，因此近紅外技術用于對煙草的分析已近半世紀。

薛訓明［33］等運用均勻設計方法確定校正集樣品，應用近紅外光譜儀采集含l，2－丙二醇的樣品光譜，利用PLS算法建立了卷煙加料中1，2－丙二醇近紅外快速測定模型，模型的決定系數(shù)R2＞0.95。經近紅外分析，測得煙末1，2－丙二醇含量，相對誤差小于5%，重復6次近紅外掃描其相對標準偏差為0.37%;片煙中1，2－丙二醇測定，其相對誤差均小于5.2%，相對標準偏差為0.49%。李政軍［34］等采用了傅里葉變換紅外光譜(FTIR)測定丙二醇水溶液中丙二醇的含量。此法無需樣品前處理，且結果線性關系良好，回收率為100% ～101.4%，相對標準偏差為0.146%。

然而，現(xiàn)代近紅外光譜也有其固有的缺點:一是譜帶強度是基頻吸收的1/0～1/10 000，躍遷幾率低，所以相應的靈敏度低;二是作為一種間接技術，其分析結果準確度與模型的建立及使用有著密不可分的關系，這點是分析成敗的關鍵。

4 展望

卷煙的制絲加工過程、煙草產品的感官舒適度等都離不開保潤劑，因此快速、準確、有效地分析檢測煙草制品中保潤成分的含量，對評價其質量的高低有著至關重要的作用。除此之外，目前所用的保潤劑主要通過氫鍵的鎖水作用，但保持水分的能力有限，同時也會由于氣候、地區(qū)的因素對煙草品質產生不良影響，所以性能更優(yōu)越的新型保潤劑會得到廣泛的應用。而針對新型保潤劑開發(fā)相應的分析方法，將會是煙草保潤劑測定的一個趨勢。

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