杜 赫,董 露,王嘉紹**,趙怡凡,許艷冉,陳 晨,郭春生,王非易

(1.內蒙古昆明卷煙有限責任公司,內蒙古 呼和浩特 010020; 2.內蒙古煙草質量監(jiān)督檢測站,內蒙古 呼和浩特 010020)

卷煙燃燒產生的熱解產物是形成卷煙特殊香味與吃味的重要原因，在復雜的熱解過程會產生許多香氣化合物包括吡啶類、呋喃類、芳香胺類、酚類和羰基化合物等產物。目前煙草研究行業(yè)多利用熱裂解色質技術模仿卷煙燃吸過程，但是該技術不能大量制備裂解產物。高壓液相裂解技術是模擬卷煙燃吸過程的高溫裂解，在高溫高壓條件下，通過直接加熱煙草原料，使其發(fā)生熱裂解反應，得到高產量的煙草裂解油，所制備的裂解油能夠保留小分子煙草香氣成分[1-2]。

近年來，電子煙被認為是傳統卷煙的替代品，主要結構為煙桿和煙油兩部分[3]。煙油感官質量是評價電子煙吸食品質的關鍵因素，絕大多數電子煙的煙油與傳統卷煙相比，存在煙草香氣物質基礎不足，在燃吸過程煙草香味欠缺，刺激性、雜氣較大等缺點[4]。通過新型技術手段從煙草中提取煙堿及煙草特有香味成分，對于改善卷煙品質具有重要意義。因此，本文以煙草為原料，采用高壓液相裂解技術制備煙草裂解油，通過氣相色譜質譜聯用技術對裂解油揮發(fā)性成分進行分析鑒定，以期為裂解油在電子煙煙油中的應用提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

煙草原料為車間篩分出的煙末樣品；二氯甲烷(色譜級，天津迪馬科技有限公司)；無水乙醇(色譜級，天津市大茂化學試劑廠)；乙酸苯乙酯(色譜級，北京百靈威科技有限公司)；

高壓反應釜(MC-MRH-X，北京滿倉儀器有限公司)；電子天平(PL 203，美國Mettler Toledo公司)；氣相質譜聯用儀(7890B/5977A，美國Agilent公司)；超聲波萃取儀(KQ5200DE，昆山市超聲儀器有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 制備工藝優(yōu)化研究

1)提取時間的選擇

準確稱取 50 g 煙草粉末置于高壓反應釜中，加入 100 mL 的95%乙醇，反應時間分別設為10、20、30、40、50 min，反應溫度為 250 ℃，提取裂解油。

2)提取溫度的選擇

準確稱取 50 g 煙草粉末置于到高壓反應釜中，加入 100 mL 的95%乙醇，反應時間為 30 min，反應溫度分別為100、150、200、250、300 ℃，提取煙末裂解油。

1.2.2 煙草裂解油得率計算方法

1.2.3 煙草高壓裂解油前處理

稱取高壓裂解油 0.1 g 于 50 mL 具塞錐形瓶中，向錐形瓶中加入 10 mL 帶內標(乙酸苯乙酯)二氯甲烷超聲萃取 30 min，靜置后，將適量萃取液過有機膜置于色譜瓶，待上樣分析。

1.2.4 氣相色譜質譜條件

色譜柱：HP-5MS(60 m×φ0.25 mm,0.25 μm)；載氣：氦氣；柱流速：1.0 mL/min；進樣口溫度：280 ℃；分流比：5∶1；程序升溫：初始溫度 40 ℃ 保持 5 min，以 4 ℃/min 升溫至 260 ℃ 保持 10 min；進樣量：1.0 μL。

電子轟擊離子源(EI)；電能：70 eV；電子倍增器電壓：1750 V；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度：150 ℃；傳輸線溫度：280 ℃；溶劑延遲：6 min。

2 結果與分析

2.1 提取時間對煙草裂解油得率的影響

提取時間對煙草裂解油提取效果的影響見圖1。由圖1可知，隨著提取時間的延長，煙草裂解油提取率呈現先增加后減小的趨勢，在30 min時達到最大。綜合考慮能耗及經濟性效益，提取時間選擇為30 min比較合適。

圖1 提取時間對煙草裂解油得率的影響

2.2 提取溫度對煙草裂解油得率的影響

提取溫度對煙草裂解油提取效果的影響見圖2。由圖2可知，隨著提取溫度的增加，煙草裂解油的提取率呈上升趨勢，在 250 ℃ 時基本保持穩(wěn)定。因此選擇 250 ℃ 為最佳提取溫度。

圖2 提取溫度對煙草裂解油得率的影響

2.3 煙草裂解油揮發(fā)性成分分析

制備的煙草裂解油經過氣相色譜質譜分析，總離子流圖見圖3，揮發(fā)性成分分析結果如表1所示。

圖3 煙草裂解油總離子流圖

由表1可知，制備的煙草裂解油中共檢測出89種成分，其主要化學成分為5-甲基呋喃醛(5.85 %)、煙堿(5.40 %)、5-羥甲基糠醛(4.77 %)、2,3-二甲基-2-環(huán)戊烯酮(4.27%)、糠醇(4.20 %)、巨豆三烯酮(3.92 %)、糠醛(3.92 %)、3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮(3.30 %)。其中，甲基呋喃醛、羥甲基糠醛、糠醛、甲基環(huán)戊烯酮等物質具有烤香、焦甜香香氣，是卷煙調香常用添加劑，使煙氣細膩柔和，掩蓋雜氣，明顯改善感官品質[5-6]；巨豆三烯酮是煙草特有香氣成分之一，在卷煙中使用能增強煙香、柔和煙氣，降低刺激性，并賦予一定煙草香和辛香香韻[7]；煙堿是煙草特有成分，也是調配電子煙煙油的有效成分，增強吸煙者吸食感受。

表1 煙草裂解油揮發(fā)性成分分析表

3 結論

首次采用高壓液相裂解提取技術制備煙草裂解油，確定煙草高壓裂解油的最佳工藝參數為提取時間 50 min、提取溫度 280 ℃；利用GC-MS技術對煙草裂解油揮發(fā)性成分進行檢測分析，共檢測出89種成分，其主要香味成分5-甲基呋喃醛、5-羥甲基糠醛、2,3-二甲基-2-環(huán)戊烯酮、糠醇、巨豆三烯酮、糠醛、3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮等賦予烤香、焦香、煙草香及辛香等特征香韻[8]，彌補煙草香氣物質基礎；煙堿是煙草特有成分，有效提升卷煙吸食滿足感。將制備的煙草裂解油應用于電子煙煙油中[9]，對于改善卷煙品質具有重要意義，本研究可為電子煙的開發(fā)和使用提供參考。