烟气苦味成分的感官导向鉴定和液相色谱-高分辨质谱分析

烟气中苦味化合物多为难挥发成分,种类多、含量低。本研究采用感官导向鉴定法与液相色谱-高分辨质谱法(LC-HRMS)相结合分析烟气苦味成分,利用凝胶色谱分离主流烟气粒相物水溶性成分,并对各流分进行感官评价以确定苦味流分,合并后得到苦味特征组分。采用Q-Exactive型LC-HRMS仪器分析苦味特征组分,通过保留时间和二级质谱定性,对化合物标准品水溶液进行味觉评价,确定苦味化合物。在苦味特征组分中共鉴定出16种化合物,其中有苦味特征的是新烟草碱、降烟碱、麦斯明、可替宁、2-丁基咪唑、2-异丙基咪唑、烟酰胺、N-甲基烟酰胺、N-乙基烟酰胺和3-乙基-4-甲基-3-二氢吡咯-2-酮。该方法可为鉴定烟气中关键的苦味成分,实现卷烟产品的定向设计,提高卷烟的感官舒适性提供参考。

UPLC-HRMS法测定无烟气烟草制品中的小分子醛

为评价无烟气烟草制品中小分子醛的含量状况,通过水-异己烷两相体系同步实现甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛、丁醛、巴豆醛及内标物的超声提取和2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生化,然后用Q-Exactive质谱仪检测分析物,建立了一种同时分析无烟气烟草制品中6种小分子醛的超高效液相色谱-高分辨质谱联用(UPLC-HRMS)方法。结果表明:(1)优化后的样品制备过程不超过30 min,样品分析时间仅为6min;(2)通过选择特征二级离子进行定量,排除了丙酮对丙醛、丁酮对丁醛的干扰;(3)各分析物的线性范围超过两个数量级,线性关系良好(R^2>0.99),定量限为0.07~0.90 ng/mL,加标回收率在81.1%~107.6%之间,相对标准偏差(RSD)≤12.7%;(4)在无烟气烟草制品中检出的小分子醛主要是甲醛和乙醛。该方法简单、快速、可靠,适用于无烟气烟草制品中小分子醛的测定。

卷烟主流烟气烟熏香成分的感官导向分析

以感官导向分析方法研究了卷烟主流烟气总粒相物中的烟熏香成分。利用凝胶渗透色谱(GPC)分离卷烟主流烟气粒相物,评价了各分离流份的香气特征,并定位烟熏香特征流份;通过GC/MS法定性分析结合标准物质香气特征评价,鉴定出26种烟熏香成分;建立了主流烟气粒相物中26种烟熏香成分的GC/MS定量分析方法,测定了其在9个品牌卷烟主流烟气中的释放量及在烟气粒相物中的质量分数;利用三点选配法(3-AFC)测定了26种烟熏香成分在乙醇和三乙酸甘油酯中的嗅觉阈值,结合其在卷烟烟气粒相物中的质量分数,计算了9个品牌卷烟烟气粒相物中各烟熏香成分的香气活性值(OAV),推测了26种烟熏香成分的贡献度。结果表明:1在所考察卷烟的主流烟气中,释放量较大的烟熏香成分均为苯酚、对甲酚、4-乙烯基愈创木酚、邻甲酚、2,4-二甲基苯酚和2-(4-羟基苯基)乙醇。2愈创木酚、对甲酚和5-甲基愈创木酚对卷烟烟熏香韵的贡献最大。

初烤烟叶提取物中关键甜味成分的感官导向分析

以感官导向分析方式研究了一种浓香型初烤烟叶提取物中的关键甜味成分。利用凝胶渗透色谱分离烟叶提取物,对各分离流份的滋味特征进行评价,合并甜味流份得到初烤烟叶提取物的甜味特征组分;建立了甜味特征组分中果糖、葡萄糖、肌糖和蔗糖4种甜味成分的高效液相色谱-蒸发光散射(HPLC-ELSD)定量方法;依据定量结果,复配上述甜味成分的混合溶液,分别对甜味特征组分溶液和甜味成分复配溶液进行了滋味稀释分析(TDA);利用三点选配法(3-AFC)测定上述4种甜味成分在水中的味觉阈值,结合其在甜味特征组分中的含量,计算滋味活性值(TAV),并对比了4种物质的甜度。结果表明:所考察的4种甜味成分是决定甜味特征组分味觉特征的主要因素;根据TAV和甜度推测这4种物质对甜味的贡献排序为果糖、蔗糖>葡萄糖>肌糖。

温度对加热非燃烧卷烟烟熏香成分释放的影响

为考察温度对加热非燃烧卷烟(HnB)烟熏香成分释放的影响,研究了3种HnB烟气中26种烟熏香成分的释放量,并与传统卷烟进行了比较;在不同温度下加热HnB的烟草材料,并对产生的烟熏香成分种类和释放量进行了分析。结果表明:(1)HnB主流烟气中烟熏香成分的种类少于传统卷烟,释放量也低于传统卷烟。(2)随着加热温度的升高,HnB烟草材料释放的烟熏香成分种类和释放量均显著增加。(3)从烟熏香成分释放量随加热温度升高的增加速率看,加热温度升高至250℃时,愈创木酚、4-乙烯基愈创木酚和异丁香酚等成分的释放量增加较快,加热温度升高至300℃~350℃时,苯酚、邻甲酚等成分的释放量显著增加。HnB烟气中的烟熏香成分构成与传统卷烟存在明显差异,而加热温度是影响HnB烟草材料烟熏香成分释放的关键因素。

红枣烤甜香特征成分的确定及制备工艺优化

为开发烤甜香风格突出的红枣烟用香料,利用卷烟感官作用评价、气相色谱(GC)、气相色谱—质谱联用(GC/MS)等方法,确定了红枣烤甜香特征组分及特征成分,并以特征成分含量为指标对提取分离方法及主要工艺参数进行了优化。结果表明:①红枣粗提物经大孔吸附树脂分离后得到的30%(质量分数)乙醇洗脱组分为烤甜香特征组分,确定的7种烤甜香特征成分为4-环戊烯-1,3-二酮、5-甲基糠醛、甲基环戊烯醇酮、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、麦芽酚、5-羟甲基糠醛和2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮(DDMP)。②加热浸提法提取红枣的效果较好,确定的工艺参数为乙醇浓度65%、料液质量比1:5、提取温度60℃、提取时间1.5 h、提取2次;膜分离工艺参数为超滤膜截留分子量8 k D和料液干物质含量3%。③采用优化确定的方法制备的红枣烤甜香特征香料中7种特征成分总量明显高于市售的红枣提取物和红枣粗提物,且基本不含蛋白质、果胶等大分子物质,其试验卷烟烟气的烤甜香香韵更加突出。

焦麦芽烤甜香关键成分的确定及制备工艺优化

为开发能够增加卷烟烟气烤甜香香韵的烟用香料,以焦麦芽为原料,采用卷烟感官作用导向分析和气质联用(GC/MS)方法确定了焦麦芽提取物中的烤甜香关键成分,并以这些成分的含量为指标优化了焦麦芽烤甜香香料的制备工艺。结果表明,1经凝胶渗透色谱(GPC)分离和感官评价确定的焦麦芽烤甜香特征组分中含有麦芽酚、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、甲基环戊烯醇酮等15种关键成分。2优化的加热提取工艺参数为95%乙醇、料液质量比1:6、提取温度80℃、提取时间2.0 h、提取2次;脱蜡工艺参数为回溶乙醇浓度95%、回溶液中干物质含量20%和冷冻温度-20℃。3制备的焦麦芽烤甜香特征香料中烤甜香关键成分含量明显高于市售麦芽提取物和焦麦芽粗提物,且添加该烤甜香特征香料的样品卷烟烟气烤甜香更加突出。

卷烟爆珠溶剂中链甘油三酯的分离与鉴定

为明确卷烟爆珠常用溶剂中链甘油三酯(MCT)的化学组成,利用GC/MS法对3种市售MCT和7种爆珠卷烟的爆珠溶剂进行了定性分析,利用中压制备液相色谱-紫外检测技术分离制备了MCT中极性相近的4个组分,并通过对各个组分的化学表征确定了其成分信息。结果表明:(1)卷烟爆珠溶剂与市售MCT的主要化学成分一致。(2)收集的4个组分的质量总和占MCT产品的92%。(3)通过核磁共振与质谱比对,4个组分及其占MCT产品的质量分数分别为三辛酸甘油酯22.8%、二辛酸一癸酸甘油酯37.9%、一辛酸二癸酸甘油酯25.5%和三癸酸甘油酯5.8%。

烟草生物碱:口腔特性及在电子烟烟气中的感官响应

为阐明烟草生物碱对电子烟抽吸特性的影响,考察了8种烟草生物碱具有的嗅觉、味觉和化学感觉特征;并以次生烟碱替代电子烟中的烟碱,评价了8种生物碱在电子烟中的感官响应。依据GB/T22366—2008使用三点选配法(3-AFC)测定烟草生物碱的觉察阈值。结果表明:1烟草生物碱除了具有碱性气息外,还具有烘烤香和花香香气;在FDA限定浓度范围内,烟碱只具有辣感而次生烟碱可能同时具有苦味和辣感,烟碱的觉察阈值最低,为7×10^(-6)mg/m L;2麦斯明、二烯烟碱对电子烟香气有显著的影响;次生烟碱替代电子烟中烟碱后,电子烟喉部劲头和刺激性明显降低,并伴随口腔中甜腻感的降低。因此,不同种类的烟草生物碱会通过本身具有的嗅觉、味觉和化学感觉特征影响电子烟的抽吸特性。

UPLC-HRMS法定量分析小鼠组织中的6-氧-甲基鸟嘌呤

为评价4-(N-甲基-N-亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)的器官致癌性,建立了一种定量分析C57BL/6小鼠组织中DNA甲基化加合物6-氧-甲基鸟嘌呤(6-O-MeG)的超高效液相色谱-高分辨质谱(UPLC-HRMS)方法,并分别对NNK染毒后生理盐水对照组、吡唑处理组和5-甲氧基补骨脂素(5-MOP)处理组小鼠肝脏和肺中6-O-MeG的含量进行了测定。用试剂盒提取组织样品DNA,提取物在80℃下酸解后加入内标6-氧-甲基-d3-鸟嘌呤([CD_3]6-O-MeG),经过HLB固相萃取柱净化后进行UPLC-HRMS分析。结果表明:(1)6-O-MeG在0.05~10.00 ng/mL内线性良好(R^2=0.999 8),检出限0.011ng/mL,回收率92.1%~102.2%,日内和日间精密度分别为1.10%~4.34%和1.89%~6.58%。(2)给药4 h后,吡唑处理组小鼠肝脏和肺中6-O-MeG的含量分别为对照组的2.09和1.87倍,5-MOP处理组则分别为对照组的0.32和0.67倍,表明小鼠体内的CYP2A5在NNK的代谢活化过程中起到重要作用。该方法样品前处理简单、选择性好、灵敏度高,适用于小鼠组织中6-O-MeG的测定。

UPLC-Orbitrap HRMS法测定小鼠血液中香豆素及其代谢物

以香豆素为探针底物,建立了测定小鼠血液中香豆素及其代谢物的超高效液相色谱-轨道阱高分辨质谱(UPLC-Orbitrap HRMS)法.以4-甲基伞形酮为内标,样品用乙腈沉淀蛋白后,直接进入XDB-C_(18)色谱柱分离并采用一级全扫描和数据依赖二级扫描(Full MS/dd MS^2)模式进行质谱分析.通过测定7-羟基香豆素的生成量评估5-甲氧基补骨脂素(5-MOP)对小鼠CYP2A5酶活性的影响.结果表明:各目标物的检出限为0.011~0.016 ng/m L,回收率和日内精密度分别为90.2%~110.4%和1.86%~7.08%.方法选择性好,分析效率高,适合于小鼠血液中香豆素及其代谢物的测定.5-MOP组小鼠香豆素的最大血药浓度Cmax为对照组的1.42倍(P<0.01),药时曲线下面积AUC0-∞为1.59倍(P<0.05),半衰期t_(1/2)为1.05倍(P<0.01),5-MOP能够显著抑制小鼠CYP2A5酶活性.

LC-HRMS法检测C57BL/6小鼠血液中NNK及其7种代谢物

为准确测定小鼠血液中4-（N-甲基-N-亚硝氨基）-1-（3-吡啶基）-1-丁酮（NNK）及其代谢物,了解小鼠体内NNK的代谢途径,利用Q Exactive轨道阱高分辨质谱仪,建立了一种同时检测C57BL/6小鼠血液中NNK及其7种代谢物[4-（N-甲基-N-亚硝氨基）-1-（3-吡啶基）-1-丁醇（NNAL）、NNK-N-氧化物（NNK-N-oxide）、NNAL-N-氧化物（NNAL-N-oxide）、4-羟基-1-（3-吡啶基）-1-丁酮（HPB）、1-（3-吡啶基）-1,4-二醇（PBD）、1-（3-吡啶基）-1-丁酮-4-羧酸（吡啶基丁酮酸）和1-（3-吡啶基）-1-丁醇-4-羧酸（吡啶基羟基酸）]的液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）方法。以NNK-d4、NNAL-d3和HPB-d4为内标,小鼠血清样品经乙腈沉淀蛋白后,直接进行亲水相互作用色谱（HILIC）柱分离和质谱分析,质谱扫描模式采用一级全扫描和数据依赖二级扫描（Full MS/dd MS2）模式。结果表明：各目标物的定量限在0.042-0.263 ng/m之间,线性相关系数为0.999 1-1.000 0,加标回收率在89.2%-116.5%之间,日内精密度在1.54%-8.06%之间。该方法选择性好,分析效率高,目标物线性范围大,适合于小鼠血液中NNK及其代谢物检测与分析。

DNA甲基转移酶活性对NNK α-亚甲基羟基化代谢的影响

为准确评价DNA甲基转移酶(DNMT)的活性对4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)通过α-亚甲基羟基化代谢途径产生O^6-甲基鸟嘌呤(O^6-mG)的影响,采用超高效液相色谱-高分辨质谱(UPLC-HRMS)方法,分别对100 mg/kg NNK染毒后的生理盐水处理组、地西他滨处理组小鼠肝脏和肺中DNMT的活性、DNA甲基化程度,以及4-(3-吡啶基)-4-氧代丁酸(OPBA)、4-(3-吡啶基)-4-羟基丁酸(HPBA)和O^6-mG的质量分数进行了测定。结果表明:(1)地西他滨能够抑制DNA甲基转移酶活性,降低DNA甲基化水平。(2)地西他滨对NNK通过α-亚甲基羟基化代谢产生OPBA和HPBA的途径无显著影响。(3)抑制DNA甲基转移酶的活性,能减少NNK通过α-亚甲基羟基化代谢产生O^6-mG的量。

类固醇兴奋剂分析方法的研究进展

蛋白同化雄性类固醇是一类滥用最为普遍的兴奋剂物质,对其进行有效的控制和检测关系到运动员的身心健康和体育比赛的公平公正。对类固醇兴奋剂分析方法的改进和发展是目前兴奋剂检测的重要任务。本文主要是对自2002年以来类固醇兴奋剂样品的预处理和检测手段的研究进展做一概述,包括气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法、免疫法、电化学方法以及质谱法等。

卷烟烟气中7种香韵特征赋予组群的筛查

为阐明卷烟烟气中具有焦甜香、酸香、果香、辛香、坚果香、花香和甜香等香韵的特征赋予化合物,筛查了雷诺烟草公司在烟草制品中评价的1 079种香料单体以及Leffingwell等评价的74种焦甜香、果香、坚果香和花香香气成分,确定了卷烟烟气7种香韵的特征赋予组群。通过查阅文献,得到了卷烟烟气香气成分的觉察阈值数据,并得到了部分香气成分的卷烟烟气释放量数据。特征赋予组群的确定依据卷烟烟气香气成分的主香韵特征以及2013年Rodgman等统计的烟草烟气化学成分名单。结果显示:(1)7种特征赋予组群含有的香气成分数量分别为13、6、25、12、14、22、26种。(2)具有焦甜香、酸香、坚果香和花香的香气成分具有较为完备的觉察阈值,同时也是定量分析中被测定较多的烟气成分。将这些香韵的特征赋予组群与对应的觉察阈值、单支浓度等数据相结合,有助于深入了解卷烟烟气的化学气味编码。

不同介质中烟碱的感官作用特征及其影响因素

为阐明基质对烟碱感官作用的影响,系统评价了不同质量分数的烟碱在水溶液、亲水性气溶胶(丙二醇)和亲油性气溶胶(三乙酸甘油酯)等不同介质中的感官作用特征,测定了各介质中烟碱的风味觉察阈值,并分别利用pH值和核磁共振谱(NMR)计算了不同质量分数烟碱水溶液和烟碱气溶胶冷凝物中的游离烟碱比例(αfbn)。进而,考察了各类介质中乳酸和薄荷醇对烟碱感官作用特征、风味觉察阈值以及αfbn的影响;对比了相同质量分数的烟碱在不同气溶胶介质中感官作用的差异,并利用顶空固相微萃取-气质联用技术(SPME-GC/MS)研究了溶剂极性对烟碱气相分布的影响。结果表明:(1)在所采用的评价方式下,烟碱水溶液主要表现为口腔刺激,烟碱气溶胶具有喉部顶撞感(劲头)并带来鼻腔和喉部的刺激性;(2)烟碱在水溶液、丙二醇气溶胶和三乙酸甘油酯气溶胶中的风味觉察阈值分别为0.072、0.296和0.197 mg/g;(3)在不同介质中,乳酸均通过显著降低αfbn而降低烟碱刺激性并提升其觉察阈值,薄荷醇也能产生类似作用但对αfbn没有影响;不同极性的气溶胶介质则可能通过改变烟碱气相分布情况影响其感官作用特征和风味觉察阈值。

GC/MS法分析α,β-不饱和醛类香料的转化产物

为从化学的角度监控α,β-不饱和醛类香料的产品质量,通过温度因素实验结合GC/MS方法考察了7种α,β-不饱和醛类香料转化产物的化学组成;针对主要转化产物α,β-不饱和酸建立了GC/MS定量分析方法,并测试了实验室存放的11个烯醛类香料样品。结果表明:①该方法简单、灵敏度高(LODs<0.12μg/mL)、精密度好(RSDs<4.5%);②不同实验室存放的α,β-不饱和醛类香料产品中α,β-不饱和酸类物质的质量分数介于15.8~450.6 mg/g之间,且存放越久,质量分数越高,这与温度因素实验结果一致;③α,β-不饱和酸或可作为α,β-不饱和醛类香料化学品质改变的标志物用于产品质量监控。

卷烟主流烟气主要挥发性羰基物的模拟口腔沉积

采用卷烟烟气口腔沉积模拟装置,对25种卷烟样品主流烟气主要挥发性羰基物的模拟口腔沉积情况进行了分析。结果表明:①各挥发性羰基物分析结果的日内、日间相对标准偏差均小于15%,大部分小于10%,模拟装置对挥发性羰基物的口腔沉积分析的稳定性良好。②不同挥发性羰基物的口腔沉积量由大到小依次为乙醛、甲醛、丙酮、丙醛、丙烯醛、丁醛、巴豆醛和2-丁酮,其中,甲醛和乙醛的沉积量显著高于其他挥发性羰基物;沉积比例由高到低依次为甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、巴豆醛、丙烯醛、丙酮和2-丁酮。③烟气口腔刺激与甲醛、乙醛口腔沉积量显著负相关,相关系数分别为-0.916、-0.934,P值均小于0.01。

卷烟主流烟气中吲哚和3-甲基吲哚的香气作用分析

为考察卷烟主流烟气中吲哚和3-甲基吲哚的香气作用,建立了卷烟主流烟气粒相物中吲哚和3-甲基吲哚的GC/MS定量分析方法,测定了其在14个品牌卷烟主流烟气粒相物中的质量分数以及在乙醇和三乙酸甘油酯中的嗅觉阈值和嗅觉特征转变时的浓度;计算了14个品牌卷烟烟气粒相物中吲哚和3-甲基吲哚的香气活性值(OAV)。结果表明:①在乙醇和三乙酸甘油酯中,3-甲基吲哚的嗅觉阈值均远低于吲哚,而在粒相物中二者的质量分数无数量级差异,因此3-甲基吲哚的OAV远大于吲哚。②二者在乙醇中的嗅觉阈值均明显低于各自在三乙酸甘油酯中的阈值,其嗅觉特征均随浓度升高由花香变为粪臭气息。③吲哚、3-甲基吲哚对卷烟烟气香气均具有重要影响,且以3-甲基吲哚作用最明显。④吲哚、3-甲基吲哚在所考察卷烟主流烟气粒相物中的质量分数远高于嗅觉特征转变时的浓度,但由于烟熏香的掩盖作用,烟气中二者的粪臭气息并不易被卷烟消费者感受到,其在口腔内的累积可能是造成卷烟长期消费者口腔具有异味的重要原因。

短支卷烟烟气香味成分逐口释放分析

采用相同叶组和辅材卷制了短支(烟支长75 mm)与常规(烟支长84 mm)两种卷烟样品,分析了两种卷烟样品主流烟气常规成分、焦甜香成分、烟熏香成分和有机酸类香味成分的逐口释放情况及差异。结果表明:①短支和常规卷烟主流烟气TPM、焦油、烟碱和水分的逐口释放量均随抽吸口数序号的增加而升高,但短支卷烟的逐口释放量均明显高于常规卷烟。②释放量相对较高的焦甜香成分依次为糠醇、甲基环戊烯醇酮、麦芽酚、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮;焦甜香成分的逐口释放量随抽吸口数序号的增加大部分呈先增加后减小趋势;短支卷烟逐口单位焦油释放量低于常规卷烟。③释放量相对较高的烟熏香成分依次为对甲酚、2-(4-羟基苯基)乙醇、邻甲酚、2,6-二甲氧基苯酚、苯酚;烟熏香成分的逐口释放量随抽吸口数序号的增加大部分呈先增加后减小趋势;短支卷烟前4口的逐口释放量明显高于常规卷烟,第5口明显低于常规卷烟;短支卷烟第5口的单位焦油释放量明显低于常规卷烟。④释放量相对较高的有机酸类香味成分依次为羟基乙酸、乳酸和丙酮酸;有机酸类香味成分的逐口释放量随抽吸口数序号的增加大部分呈上升趋势;短支卷烟的逐口释放量均明显高于常规卷烟。