烟草及烟草制品 西柏烷二萜醇的测定-气相色谱-质谱联用法.docx

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烟草及烟草制品西柏烷二萜醇的测定

气相色谱-质谱联用法

研究报告

项目组

2012年7月

1概述

烟叶的吃味品质主要受化学成分、物理性状等因素影响，其中化学成分作为物质基础是决定性因素。多年来，烟草化学家试图从烟草化学成分含量及其相互关系得到评价烟草品质的客观指标，如还原糖、总糖、烟碱、总氮、淀粉、石油醚提取物等常规指标。

人们对烟叶香味成分和致香前体物质的研究发现，与常规化学成分相比，烟草表面物质包括二萜、糖酯等组分的含量对烟草香味品质具有更重要作用。洗涤去除烟叶表面物质后烟叶香味和吃味明显减弱，同时增加了苦涩味。而将烟叶表面物质加回洗涤后的烟叶上，烟叶的香味和吃味即可恢复。西柏烷二萜醇是烟草表面物质的主要成分，文献报道鲜烟叶中西柏烷二萜醇含量占叶面总脂类物质的50%，可占叶鲜重的0.7%。烟草表面含量较高的西柏烷二萜醇的结构如图1所示，化学名分别为α(β)-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇(α(β)-cembrenediol，α(β)–CBD)。α–CBD和β–CBD为差向异构体，α–CBD的绝对构型为(1S,2E,4S,6R,7E,11E)-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇，β–CBD的绝对构型为(1S,2E,4R,6R,7E,11E)-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇。

图1(1)α-2,7,11-

图1(1)α-2,7,11-西柏烷三烯-4,6-二醇(2)β-2,17,11-西柏烷三烯-4,6-二醇

西柏烷二萜醇在调制、陈化以及燃烧过程中容易发生氧化和降解，产生多种降解产物，如茄酮、茄醇和降茄二酮等，而这些降解产物被认为是非常重要的烟草香味成分。西柏烷二萜醇的含量和烟草的品质被普遍认为成正相关关系。添加有西柏烷二萜醇的卷烟与对照样相比具有可可香味，余味干净，吃味丰满，较高含量的添加可产生轻微的花香韵，较低含量的添加则产生淡薄的粉香韵。

鉴于西柏烷二萜醇等烟叶表面化合物的重要性，一些分析方法被开发出来用于烟叶表面化合物的检测。其中，气相色谱应用最为广泛。采用的检测器有火焰离子化检测器（FID）和质谱检测器(MS)。但是α-CBD和β-CBD是差向异构体，需要经过衍生化之后才能在色谱柱上分离开，否则，两种异构体会于同一保留时间流出，因此用气相色谱分离α-CBD和β-CBD通常需要衍生化处理。目前报道的衍生化方法主要有两种：第一种是以N,O-bis(trimethyl)trifluoroacetamide(BSTFA)为衍生化试剂，二萜上的活泼氢被三甲基硅取代。第二种是利用丁基硼酸和吡啶于100°C加热15min衍生化α-CBD和β-CBD，硼酸的两个羟基与这两种西柏烷二萜的两个羟基脱水反应。

2004年，结合国家局科技项目《烟草表面重要二萜类物质与烟草品质特征关系的研究》，郑州烟草研究院通过三年的研究工作，对烟草表面化合物进行了全面系统的分析，在国内首次提取了烟草表面二萜类化合物的纯品并采用质谱和核磁共振技术对其结构进行了鉴定；建立了烟草主要表面化合物的定量分析方法，并对烟草表面物质与烟草品质特征的关系进行了研究。在该项目中建立了一种利用GC/MS技术应用于烟草中两种西柏烷二萜（α-CBD和β-CBD）分析的BSTFA衍生化分析方法。

在该项目研究基础上，本项目组对分析方法进行进一步优化、验证，建立了一种测定烟叶表面主要致香物质前体西柏烷二萜醇的可靠方法。

2.实验

2.1.仪器与试剂

HP6890/5973型气相色谱－质谱联用仪；色谱柱：DB-5MS柱，规格为30m×0.25mm×0.25μm；二氯甲烷（分析纯）；二甲基甲酰胺(DMF，分析纯）；正十七烷醇，N,O-双三甲基三氟乙酰胺(BSTFA)(美国AcrosOrganics公司，纯度98%)、α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇(自制，纯度97%)、β-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇(自制，纯度95%)。

2.2溶液配制

2.2.1内标溶液的配制

准确称取约250mg正十七烷醇到50mL的容量瓶中，用二氯甲烷稀释至刻度，该溶液为内标溶液。

2.2.2α-CBD和β-CBD标准溶液的配制

分别准确称量约30mgα-CBD和10mg的β-CBD置于10mL棕色容量瓶中，加入二氯甲烷溶解并稀释至刻度，该溶液为储备液。

分别准确移取40μL、100μL、200μL、400μL、800μL、1600μL的储备液至10mL棕色容量瓶中，再准确加入200μL内标储备液，稀释至刻度，此六个标准溶液为系列标准溶液。

2.2.3提取溶液配制

准确移取2.00mL内标储备溶液至1000mL容量瓶中，用二氯甲烷稀释至刻度，得到提取溶液。

2.3样品处理和分析

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