趙 婉，王 健，戚可可，胡永華，吳劉天，劉成園，潘 洋

(1.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實驗室，安徽 合肥 230029； 2.安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230088)

煙草作為一種重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，化學(xué)成分豐富，除含有纖維素、半纖維素、果膠和木質(zhì)素等生物聚合物外，還有許多生物堿、有機(jī)酸類、酚類、酮類、酯類、醚類等非聚合物成分和無機(jī)化合物，這些化學(xué)成分不僅決定了煙草的外觀特征和內(nèi)在品質(zhì)，還與煙草制品的口感、刺激性、香氣等吸食品質(zhì)直接相關(guān)[1-6]。因此，對煙草化學(xué)成分的分析是一項十分重要的基礎(chǔ)性研究工作，也是構(gòu)筑煙草制品核心技術(shù)的關(guān)鍵之一。隨著煙草工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品研發(fā)與維護(hù)、質(zhì)量評價以及工藝研究等均需要以煙草成分的快速、準(zhǔn)確分析為基礎(chǔ)。

氣相色譜(GC)[7-8]和液相色譜(LC)[9-10]等色譜分析方法是煙草化學(xué)成分分析的重要技術(shù)手段，在煙草行業(yè)發(fā)揮著重要作用，但其分析步驟繁瑣，包括待測組分的提取、分離、富集、衍生化等復(fù)雜的前處理過程，而且色譜分析耗時[7,11-14]。因此，色譜法難以滿足煙草行業(yè)快速批量化測定煙草化學(xué)成分的現(xiàn)實需求。為了克服色譜法的缺點，近紅外光譜作為一種快速、無損的分析方法，已經(jīng)成功地應(yīng)用于煙草化學(xué)成分的快速分析和研究中[15-17]。然而，使用近紅外光譜法分析待測樣品前，需要使用大量有代表性的、化學(xué)成分含量已知的樣品建立模型。由于儀器狀態(tài)的改變或標(biāo)準(zhǔn)樣品的變化，模型需不斷更新，而且不同儀器的模型也不相同，這限制了該方法的使用。

在分析化學(xué)領(lǐng)域，質(zhì)譜作為一種普適的、快速的分析手段，具有高靈敏度、高特異性的優(yōu)點。但是，傳統(tǒng)的質(zhì)譜分析技術(shù)常需要與色譜技術(shù)相結(jié)合才能獲得較好的分析測試結(jié)果，如氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)技術(shù)[18-21]和液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)技術(shù)[22-26]。為得到較高的檢測靈敏度，色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法依舊無法完全避免提取、分離、富集、衍生化等各種預(yù)處理操作，存在操作繁復(fù)、耗時等不足。而且GC-MS常使用能量70 eV的電子轟擊電離源(EI)，會產(chǎn)生大量的碎片離子，在分析煙草樣品等復(fù)雜體系時，質(zhì)譜圖較復(fù)雜，解析難度較大。常用于LC-MS的電噴霧電離源(ESI)僅對極性物質(zhì)具有較高的電離效率，且受基質(zhì)效應(yīng)的影響較大。大氣壓光電離離子源(APPI)是一種由光誘導(dǎo)待測物分子電離的常壓軟電離技術(shù)，與傳統(tǒng)的ESI離子源相比，APPI對待測物沒有極性歧視，尤其適合ESI難以直接電離的各類弱極性和非極性物質(zhì)的檢測，且受基質(zhì)效應(yīng)的影響較低[27-30]。目前，APPI作為GC-MS 或LC-MS的電離源，已經(jīng)成功應(yīng)用于食品、環(huán)境、醫(yī)藥和生物等領(lǐng)域的分析研究[31-35]。此外，有一些研究圍繞APPI質(zhì)譜分析技術(shù)本身，在不進(jìn)行色譜分離的情況下直接對待測物進(jìn)行分析，集樣品制備與分析于一體，適合各種復(fù)雜體系的快速分析[36-38]。超聲霧化萃取大氣壓光電離質(zhì)譜(EAPPI-MS)是基于APPI發(fā)展起來的一種新型快速質(zhì)譜分析技術(shù)[37]，該方法利用壓電陶瓷片產(chǎn)生的高頻振蕩，可使復(fù)雜基質(zhì)中的化學(xué)成分被快速萃取至溶劑中，含有待分析物的溶劑隨即被超聲波霧化后進(jìn)入大氣環(huán)境，被真空紫外放電燈發(fā)出的光(氪燈，光子能量10.6 eV)電離，產(chǎn)生的離子隨后被質(zhì)譜儀檢測和記錄。EAPPI-MS在工作過程中無需對待測物進(jìn)行分離、富集、衍生化等預(yù)處理操作，具有快速、操作簡單和靈敏度高等特點。本課題組在前期研究中已成功利用EAPPI-MS技術(shù)實現(xiàn)了對天然產(chǎn)物、藥物、重油、土壤中化學(xué)成分的快速分析，并開展了土壤多環(huán)芳烴類的定量方法[37-38]。

本工作擬利用EAPPI-MS分析平臺對1R5F、3R4F、都寶、七星和王冠5種卷煙煙絲中的醇、酮、酯、醛、酚、酸、生物堿、氨基酸和萜類等化合物進(jìn)行快速全面分析，希望建立一種煙草化學(xué)成分快速、準(zhǔn)確、高靈敏度的分析方法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與裝置

LTQ-Orbitrap高分辨質(zhì)譜儀、Acclea 1250高效液相色譜儀：美國Thermo Fisher公司產(chǎn)品；402AI超聲霧化器：魚躍醫(yī)療設(shè)備供應(yīng)有限公司產(chǎn)品；PKS106真空紫外放電燈：德國Heraeus公司產(chǎn)品；超純水儀：美國Millipore公司產(chǎn)品；電子天平(千分之一)：瑞士Mettler Toledo公司產(chǎn)品；KQ-500E型超聲清洗機(jī)：昆山超聲儀器有限公司產(chǎn)品；離心機(jī)：上海邁皋科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；注射器(500 μL)：瑞士Hamilton公司產(chǎn)品。

1.2 主要材料與試劑

實驗用卷煙材料分別為1R5F、3R4F標(biāo)準(zhǔn)卷煙和七星、都寶、王冠成品卷煙，均由安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供。實驗前，將卷煙紙和煙絲分離，獲得相應(yīng)的煙絲，每次測試均稱取10 mg煙絲樣品。

甲醇、二氯甲烷、甲苯和甲酸等試劑(HPLC級)：購自美國J.T.Baker公司；超純水：由美國Milli-Q超純水系統(tǒng)制備；液氮(99.8%)：購自南京特種氣體廠。所有試劑均直接使用，未做進(jìn)一步純化處理。

1.3 實驗條件

1.3.1實驗裝置 實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖示于圖1。該裝置主要由超聲霧化萃取系統(tǒng)、真空紫外燈和高分辨質(zhì)譜儀組成[37]。超聲霧化萃取系統(tǒng)包括超聲霧化器、超聲霧化池和摻雜劑鼓泡器。其中，超聲霧化器內(nèi)部裝有超聲換能器和耦合水(超純水)，超聲換能器工作頻率為1.7 MHz ±10%；超聲霧化池(內(nèi)徑16 mm，高55 mm)上部的側(cè)壁上分別設(shè)置有載氣1流入管(內(nèi)徑2 mm，長15 mm，深25 mm)和樣品傳輸管(內(nèi)徑6 mm，外徑9 mm，長60 mm)，底部用由“O”形圈固定的聚乙烯膜包裹，并置于耦合水中；摻雜劑鼓泡器的側(cè)壁上設(shè)置有載氣2流入管(內(nèi)徑2 mm，長15 mm，深35 mm)，頂部設(shè)置有與樣品傳輸管相匯合的載氣2流出管(內(nèi)徑6 mm，外徑9 mm，長180 mm)，且兩管匯合后的傳輸管出口逐漸縮小至內(nèi)徑為1.5 mm。真空紫外燈垂直置于匯合傳輸管與質(zhì)譜儀接口之間。當(dāng)打開超聲霧化器的工作電源后，超聲霧化池中的樣品溶液將吸收由超聲換能器傳遞過來的能量，然后霧化成氣溶膠，并在載氣1的幫助下流經(jīng)樣品傳輸管，并與由載氣2攜帶的氣相摻雜劑在傳輸管匯合處混合，然后進(jìn)入光電離區(qū)域，從而實現(xiàn)摻雜劑輔助的大氣壓光電離，電離產(chǎn)生的離子隨后被質(zhì)譜檢測。由于在大氣壓下，溶劑與空氣都會吸收大量的紫外光，直接光電離的效率很低；而氣相摻雜劑(本研究采用甲苯作為摻雜劑)吸收紫外光子能力強(qiáng)，光電離截面大，很容易被電離，并通過電子轉(zhuǎn)移或質(zhì)子交換反應(yīng)使樣品分子電離，因此使用摻雜劑可以大大提高被分析物的光電離效率。實驗過程中，載氣1和載氣2的流速分別設(shè)定為80 mL/min和60 mL/min；樣品傳輸管和載氣2流出管使用加熱絲加熱，且溫度均設(shè)定為320 ℃，以保證霧化小液滴能在傳輸管中被充分氣化。

注：1.超聲霧化器；2.耦合水；3.超聲換能器；4.“O”形圈； 5.聚乙烯薄膜；6.超聲霧化池；7.萃取溶劑； 8.摻雜劑鼓泡器；9.樣品傳輸管；10.真空紫外燈圖1 超聲霧化萃取大氣壓光電離質(zhì)譜裝置示意圖Fig.1 Schematic setup of EAPPI-MS

1.3.2EAPPI-MS分析 先將4 mL不同極性萃取溶劑(甲醇∶水=3∶1，甲醇，二氯甲烷∶甲醇=1∶4或二氯甲烷∶甲醇=2∶3，V/V)加入超聲霧化池中，然后投入10 mg煙絲，開啟超聲霧化器，被霧化的待分析物經(jīng)真空紫外燈光電離后，進(jìn)行質(zhì)譜檢測。自超聲霧化器開啟，連續(xù)采集信號60 s，獲得平均質(zhì)譜圖。質(zhì)譜的毛細(xì)管溫度為275 ℃，毛細(xì)管電壓為35 V，采集范圍為m/z50～350，采集速率為1 scan/s，分辨率為60 000 FWHM。質(zhì)譜的定性分析采用準(zhǔn)確相對分子質(zhì)量(相對偏差的絕對值<8×10-6)、同位素豐度并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)。為了通過質(zhì)譜圖區(qū)分不同類型的煙草制品，將測試得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB軟件，進(jìn)行主成分分析(PCA)。每次測試樣品前后均對溶劑進(jìn)行測試作為背景信號，在樣品數(shù)據(jù)分析前，均先扣除背景信號。

1.3.3LC-ESI-MS分析 為了比較EAPPI-MS與傳統(tǒng)LC-ESI-MS的分析能力，取10 mg煙草樣品，加入4 mL萃取溶劑，使用超聲清洗機(jī)超聲1 min后，以9 000 r/min離心5 min，取100 μL上層清液，由高效液相色譜泵進(jìn)樣，然后進(jìn)行LC-ESI-MS分析。

色譜柱：Accucore Vanquish C18柱(100 mm×2.1 mm×1.5 μm)；流動相：A為甲醇，B為0.1%甲酸水溶液(體積比)；流速為200 μL/min；柱溫為30 ℃；進(jìn)樣量為5 μL；等度洗脫3 min，流動相配比為 90%A-10%B；ESI離子源正離子模式；噴霧電壓為3 500 V；氣化溫度為150 ℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 煙草化學(xué)成分定性分析結(jié)果

首先利用EAPPI-MS方法獲得5種卷煙煙絲的質(zhì)譜圖，并對煙草中主要成分的質(zhì)譜峰進(jìn)行定性分析。七星卷煙煙絲經(jīng)超聲霧化萃取60 s后，得到的光電離質(zhì)譜圖示于圖2(背景信號已扣除)。由于APPI是軟電離源，碎片離子很少，因此圖2中質(zhì)譜信號主要是待測物的分子離子峰 M+或準(zhǔn)分子離子峰[M+H]+ [39-40]。

通過查找“中國煙草科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫”，將EAPPI-MS測試獲得的高分辨質(zhì)譜圖中的質(zhì)荷比(m/z)與特定物質(zhì)的理論m/z進(jìn)行比對，計算得出相對質(zhì)量偏差：

相對質(zhì)量偏差(×10-6)=

[(測試m/z-理論m/z)/理論m/z]×106

(1)

將相對質(zhì)量偏差的絕對值低于8 ppm的結(jié)果列于表1，使用相對質(zhì)量偏差代表質(zhì)量精確度。通過分析和比對，推測和鑒別出醇、酮、酯、醛、酚、酸、生物堿、氨基酸和萜類等46種化合物，基本涵蓋了大部分常見的煙草化學(xué)成分類別，表明EAPPI-MS對煙草化學(xué)成分的定性分析結(jié)果具有一定的代表性。除此之外，通過EAPPI-MS獲得了其他4種卷煙的質(zhì)譜圖。從質(zhì)譜圖上看，各卷煙制品的質(zhì)譜峰種類相似，其差異主要表現(xiàn)在化學(xué)成分的信號強(qiáng)度上。

圖2 七星卷煙煙絲的EAPPI-MS質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectra of Seven Stars using EAPPI-MS

表1 EAPPI-MS檢測5種卷煙煙絲得到的質(zhì)譜峰定性結(jié)果Table 1 Qualitative results of 5 kinds of tobaccos using EAPPI-MS

續(xù)表1

注：a.m/z 50～162；b.m/z 165～350圖3 EAPPI-MS和LC-ESI-MS方法測試七星卷煙的質(zhì)譜圖Fig.3 Mass spectra of Seven Stars using EAPPI-MS and LC-ESI-MS

2.2 EAPPI-MS和LC-ESI-MS方法的比較

目前，LC-MS在煙草化學(xué)成分分析中得到廣泛應(yīng)用，商用LC-MS的電離方式主要是ESI[41]。該方法需要先對復(fù)雜基質(zhì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，再將相對純凈的樣品溶液通過注射器導(dǎo)入色譜中，經(jīng)分離富集后送至質(zhì)譜的電離區(qū)域，樣品分子經(jīng)離子化后被檢測分析，操作繁復(fù)且費時。EAPPI-MS成功地將樣品的提取和離子化結(jié)合在一起，使待測物的解吸和電離同步進(jìn)行，無需樣品預(yù)處理，大大減少了測試時間，提高了分析效率。為體現(xiàn)EAPPI-MS分析煙草樣品的優(yōu)勢，以二氯甲烷-甲醇溶液(2∶3，V/V)為萃取溶劑，使用EAPPI-MS對七星卷煙進(jìn)行分析測試，并與傳統(tǒng)LC-ESI-MS方法對比，得到的質(zhì)譜圖示于圖3。

通過對比質(zhì)譜圖可以發(fā)現(xiàn)，在m/z50～162范圍內(nèi)，EAPPI-MS和LC-ESI-MS均可檢測到脯氨酸(m/z116.07)、2-吡咯甲酸甲酯(m/z126.05)、降煙堿(m/z149.11)和去氫新煙堿(m/z161.11)；EAPPI-MS可以高靈敏度地檢測到二烯煙堿(m/z159.09)，而LC-ESI-MS未檢測到。在m/z165～350范圍內(nèi)，EAPPI-MS可以高靈敏度地檢測到(2′S)尼古丁氧化物(m/z179.12)，而LC-ESI-MS幾乎沒有檢測到。表明EAPPI-MS可以檢測到更豐富的物質(zhì)信號。除此之外，受預(yù)處理和色譜分離的影響，LC-ESI-MS需要消耗較長時間才能完成對單個樣品的分析測試，然而EAPPI-MS僅需要1 min，節(jié)省了分析測試時間。EAPPI-MS具有較強(qiáng)的抗基質(zhì)效應(yīng)干擾能力、無電離極性歧視等特點，以及直接、快速、高靈敏度的優(yōu)勢，將會成為煙草樣品快速分析的有力工具。

2.3 煙草萃取溶劑的選擇

由于煙草樣品基質(zhì)較復(fù)雜且成分豐富，在樣品提取時，不同的萃取液提取效果不同，因此需要選擇合適的萃取溶劑，以獲得更豐富的質(zhì)譜信號和更高的質(zhì)譜響應(yīng)。選取甲醇-水(3∶1，V/V)、甲醇、二氯甲烷-甲醇(1∶4，V/V)和二氯甲烷-甲醇(2∶3，V/V)4種不同極性的溶劑作為萃取溶劑，分別萃取1R5F、3R4F、七星、都寶和王冠5種卷煙煙絲，在EAPPI-MS正離子模式下研究萃取溶劑對煙草化學(xué)成分提取和電離效果的影響，分析比較了煙絲中的煙堿、麥思明、愈創(chuàng)木酚、亞麻酸、脯氨酸、3，5-二甲基異唑、吡啶-2-甲醛和3-甲基吲哚在5種卷煙煙絲質(zhì)譜強(qiáng)度的平均值，結(jié)果示于圖4。除了二氯甲烷-甲醇(1∶4，V/V)未提取到愈創(chuàng)木酚外，4種萃取溶劑無論是對煙草中含量較高的成分，如煙堿和3-甲基吲哚，還是低含量組分均能有效提取。相比之下，二氯甲烷-甲醇(2∶3，V/V)對煙草中的生物堿(煙堿和麥斯明)、酚類(愈創(chuàng)木酚)、有機(jī)酸(亞麻酸和脯氨酸)、香味成分(3，5-二甲基異唑、吡啶-2-甲醛和3，5-二甲基異唑)均具有更高的萃取效果。表明二氯甲烷-甲醇(2∶3，V/V)萃取劑更適合于EAPPI-MS方法對煙草化學(xué)成分的分析，且適用于多種煙草成分的同時提取和檢測。

2.4 不同煙草化學(xué)成分分析比較

目前市場上流通的卷煙種類繁多，不同品牌的卷煙由于配方和生產(chǎn)工藝的差別在品質(zhì)方面存在差異，但因煙草市場體量巨大，對煙草成分快速、全面分析依然充滿挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的LC-MS或GC-MS操作繁復(fù)費時[1,42-44]，而EAPPI-MS方法可以快速準(zhǔn)確分析待測樣品，無需樣品預(yù)處理，1 min即可完成一次樣品測試，適用于大量煙草樣品的快速分析。

圖4 比較4種不同的萃取溶劑提取煙草化學(xué)成分的 EAPPI-MS平均信號強(qiáng)度Fig.4 Average EAPPI-MS ion intensities of chemical components in 5 kinds of tobaccos extracted by 4 kinds of extraction solvents

煙草化學(xué)成分復(fù)雜，卷煙品質(zhì)不僅與煙堿、糖、鉀等常規(guī)成分有關(guān)，還與一些能給人帶來良好感官體驗的香味成分以及部分有害成分相關(guān)[45]。隨著人們健康意識的增強(qiáng)，低焦油、高香味成了煙草工業(yè)對于卷煙品質(zhì)的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)[46]。為了分析比較不同卷煙化學(xué)成分的差異，使用EAPPI-MS方法對煙草中的化學(xué)成分做整體評估，利用質(zhì)譜信號的強(qiáng)弱比較不同種類卷煙樣品中化學(xué)成分的含量。本實驗使用EAPPI-MS方法，分別對1R5F、3R4F、都寶、七星和王冠5種卷煙煙絲中的主要生物堿、有機(jī)酸和酚類的相對含量進(jìn)行快速檢測，結(jié)果示于圖5。

煙草中高含量的生物堿是吸煙者吸食煙草的主要原因。在抽吸卷煙時，生物堿含量的高低直接影響卷煙的吸味，是評價煙葉內(nèi)在品質(zhì)和可用性的重要指標(biāo)。生物堿的種類和含量與煙草品種有關(guān)，其中煙堿是煙草中含量最高的生物堿[47]。在這5種卷煙中，1R5F和3R4F屬于標(biāo)準(zhǔn)煙，都寶屬于由烤煙和白肋煙組成的混合型卷煙，七星屬于烤煙，王冠屬于雪茄煙?？緹熓悄壳胺N植面積最大的煙草種類，國產(chǎn)煙主要以烤煙為主。白肋煙原產(chǎn)于美國，屬于一種深褐色晾煙，但與一般晾煙不同的是其葉脈和主莖發(fā)白，煙堿含量較高。雪茄經(jīng)煙草發(fā)酵制成，煙堿和焦油大幅下降。如圖5a所示，都寶卷煙中的煙堿、去氫新煙堿和N-甲基去氫新煙堿的相對含量較高，這與白肋煙的特性相關(guān)。在王冠雪茄中，麥斯明、降煙堿和2-3’-聯(lián)吡啶的含量相對較高。降煙堿是煙堿脫去甲基形成的，煙堿轉(zhuǎn)化導(dǎo)致煙堿含量降低，使煙葉香氣減少，有害成分亞硝胺增加[48-50]。降煙堿具有較大的不穩(wěn)定性，在煙葉調(diào)制和陳化過程中易生成麥斯明和吡啶化合物，使煙氣具有堿味、鼠臭等異味，煙草品質(zhì)下降[51]。

圖5 5種卷煙煙絲中生物堿(a)、有機(jī)酸(b)和酚類化合物(c)的相對含量Fig.5 Relative contents of alkaloids (a), organic acids (b) andphenolics (c) in 5 kinds of tobaccos

有機(jī)酸能夠增加煙氣的酸性，提高煙氣濃度并使其醇和、甜潤、舒適[52]。對煙草中非揮發(fā)性有機(jī)酸、高級脂肪酸的測定已成為煙草行業(yè)質(zhì)量控制的重要內(nèi)容。氨基酸是煙葉香氣前體物，同時也是美拉德反應(yīng)前體物，對煙草香味有重要貢獻(xiàn)，氨基酸含量增高有利于增加香氣和得到適宜的勁頭，但含量過高會使香氣品質(zhì)變差，刺激性增強(qiáng)，雜氣加重。脯氨酸是非極性氨基酸，是烤煙中含量最高的游離氨基酸，約占總游離氨基酸的20%以上；在白肋煙中，脯氨酸的含量并不顯著，僅占總游離氨基酸的4%左右[52]。如圖5b所示，七星卷煙中的L-脯氨酸含量較高，都寶卷煙中含量最低，這一結(jié)果與上述規(guī)律基本一致。谷氨酸屬于酸性氨基酸，在幾乎所有的氨基酸合成過程中做氨基供體，在這3種商品煙中，都寶卷煙中的谷氨酸含量最高。苯丙氨酸屬于非極性脂肪族氨基酸，是一些酚類化合物(如綠原酸、阿魏酸等)合成過程中的重要中間產(chǎn)物，這些酚類化合物對煙葉品質(zhì)、色澤和煙氣等有重要影響[52]。都寶和七星卷煙中的苯丙氨酸含量相差不大，且均高于王冠雪茄，其中七星卷煙中苯丙氨酸的含量相對較高。煙草中的高級脂肪酸也是評價煙草品質(zhì)的有效指標(biāo)，但是亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸會增加煙草的刺激性[53]。王冠雪茄中亞油酸、亞麻酸的相對含量較高。

酚類化合物對煙葉色澤、香味、煙氣生理強(qiáng)度和煙草品質(zhì)具有重要影響，其含量與煙草等級正相關(guān)[54-56]。如圖5c所示，在這3種商品化卷煙中，都寶卷煙的酚類含量普遍較高，王冠雪茄由于是經(jīng)過煙葉發(fā)酵后制成的，部分香味物質(zhì)在制作過程中有所損失，愈創(chuàng)木酚和8-羥基喹啉均未檢測到，而二甲酚的含量較高。甲酚和二甲酚多來自于木質(zhì)素、纖維素的分解產(chǎn)物[57]。在抽吸過程中，愈創(chuàng)木酚與口腔唾液蛋白相結(jié)合，表現(xiàn)出甜味、溫和及增濃效果[58]?？傮w而言，不同種類的卷煙因成分含量不同而各具特色，都寶和七星卷煙比王冠雪茄香味成分更豐富。

圖6 使用EAPPI-MS方法測試5種卷煙煙絲的 主成分分析結(jié)果Fig.6 Principal component analysis results of 5 kinds of tobaccos using EAPPI-MS

2.5 主成分分析

為了快速篩查不同品質(zhì)類型的煙草制品，選取優(yōu)化后的二氯甲烷-甲醇(2∶3，V/V)萃取溶劑，對1R5F、3R4F、都寶、七星和王冠5種不同類型的多批次卷煙進(jìn)行萃取，通過EAPPI-MS檢測分析，分別提取5種卷煙在m/z50～350范圍內(nèi)的質(zhì)譜信號進(jìn)行主成分分析(PCA)，結(jié)果示于圖6。這5種卷煙樣品通過2個主成分因子(PC-1和PC-2)明顯區(qū)分，同一種煙草制品數(shù)據(jù)在圖中自成一簇(已分別用圓圈圈出)，具有相似的性質(zhì)，而不同的煙草制品的數(shù)據(jù)簇之間相隔較遠(yuǎn)，表明不同的煙草制品之間性質(zhì)相差較大。PC-1和PC-2的得分總和為80%，表明主成分提取較完全，可以在很大程度上替代原有的樣品信息，說明EAPPI-MS法可以有效地對不同種類煙草樣品進(jìn)行快速區(qū)分。

3 結(jié)論

本文報道了一種煙草化學(xué)成分的快速分析方法——萃取大氣壓光電離質(zhì)譜。該方法可以對煙草的化學(xué)組分快速、準(zhǔn)確定性，全面評估煙草中的主要成分及相對含量，快速區(qū)分不同類型的煙草制品。由于該方法將萃取和電離過程結(jié)合在一起，樣品提取和分析同步進(jìn)行，無需復(fù)雜的樣品預(yù)處理操作，操作簡便，分析速度快，1 min即可完成1次測試，滿足高通量的檢測要求。本方法對待測樣品沒有極性歧視，尤其適合于弱極性物質(zhì)的檢測。通過對比不同極性溶液萃取結(jié)果，優(yōu)化了適用于煙草體系的二氯甲烷-甲醇(2∶3，V/V)萃取溶劑，全面評估煙草中的主要生物堿、有機(jī)酸和酚類化合物，并結(jié)合PCA分析，快速區(qū)分了1R5F、3R4F、都寶、七星和王冠5種卷煙。本方法可以快速批量化測定煙草化學(xué)成分含量，在煙草品質(zhì)評價、配方設(shè)計以及工藝研究等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。