一些醛酮类香料在卷烟烟丝和滤嘴中的转移行为

张杰，宗永立，周会舜，彭书海，宋瑜冰*

1.中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州市高新技术产业开发区枫杨街2号450001

2.江西中烟工业公司技术中心，南昌市高新开发区金圣工业科技园330096

目前，国内外均报道了一些卷烟香料转移研究，国外报道的研究大多集中在薄荷醇、苯乙醇等个别香料单体上[1-13]，而且大多针对烟丝加香。国内郑州烟草研究院的科研工作者[14-20]研究了100多种香料在卷烟中的转移行为，刘强等[21]报道了一些醛酮类香料在低焦油卷烟中的转移行为，但有关醛酮类香料在卷烟烟丝和滤棒中的转移率对比研究鲜见报道。因此进行了本研究，旨在为醛酮类香料在低焦油卷烟香味补偿中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

盐酸、氢氧化钠、氯化钠、无水硫酸钠(AR，天津北方化玻购销中心);二氯甲烷、无水乙醇(色谱纯，美国Fisher公司);苯甲醛、5-甲基呋喃醛、2，5-己二酮、苯乙醛、苯乙酮、庚醛、辛醛、壬醛、2-庚酮、2-壬酮、2，6，6-三甲基-2-环己烯-1，4-二酮、乙酸苯乙酯(内标)[21-22](纯度＞98%，英国Alfa aesar公司);空白醋酸纤维滤嘴卷烟样品(江西中烟工业公司提供)，烟支长64 mm，醋酸纤维滤嘴长20 mm，圆周24.5 mm。

仪器设备同文献[19];滤棒生产线(江西中烟工业公司)。

1.2 方法

1.2.1 卷烟加香

烟丝加香:以无水乙醇作溶剂，配制各醛酮类香料单体浓度为50～200 μg/g的混合香料溶液。采用CIJECTOR型自动注射仪将混合香料溶液注入平衡后的空白卷烟样品烟支[21]中，注射量(10±0.1)μL/支，开始注射点和结束注射点分别距烟丝端2 mm和58 mm。

滤嘴加香:将配制好的浓度为50～200 μg/g的醛酮混合香料溶液按质量比1∶1 200加入到三醋酸甘油酯中，混合均匀后，在滤棒生产线上将三醋酸甘油酯的混合溶液以6%的量加入到醋酸纤维滤棒中，得到的加香滤棒与未加香烟丝烟支接装。对照为未加香的相同烟丝烟支和相同材质规格的滤棒接装的卷烟。滤棒工艺参数:丝束醋纤3.0/35 000，长度132 mm，吸阻3 920 Pa，圆周24.2 mm，直径7.7 mm，硬度87%±3%;滤嘴加香工艺的生产环境为:温度(26.5±3.0)℃，相对湿度RH(60.0±4.0)%。

1.2.2 样品的处理与分析

将加香卷烟在(22±2)℃和RH(60±5)%条件下放置1周，取10支加香卷烟，将滤嘴和烟支分离，并立即分别进行同时蒸馏萃取[15-16]。另取10支加香卷烟用450型直线型自动吸烟机按YC/T29-1996[23]标准抽吸，用剑桥滤片捕集卷烟主流烟气粒相物，捕集烟气的滤片进行同时蒸馏萃取[15-16]。萃取完成后，在二氯甲烷萃取液中加入10 g无水硫酸钠，放置过夜，过滤，用旋转蒸发仪于常压和48℃下浓缩至1 mL，加入10 μL(10 mg/mL)乙酸苯乙酯(内标)的乙醇溶液，摇匀。取样进行GC，GC/MS分析。分析条件为:

GC条件:色谱柱:Ultra-2WCOT(50 m×0.2 mm i.d.×0.33 μm d.f.)毛细管柱;进样口温度:270℃;检测器(FID)温度:270℃;载气:N2，1.0 mL/min;程序升温:60℃(1 min)进样量:2.0 μL;分流比:10∶1。

GC/MS条件:除载气为氦气外，其他GC条件同(1);传输线温度:270℃;离子源温度:200℃;四极杆温度:150℃;电离方式:EI;电离能量:70 eV;溶剂延迟:5.5 min;质量扫描范围:30～350 amu。

采用计算机Wiley图谱库检索，结合标准样品的GC保留时间定性，内标工作曲线法定量。

2 结果与讨论

2.1 工作曲线、检出限、重复性和回收率

分别取一定量10 mg/mL的醛酮类混合香料溶液，用乙醇稀释成0.08，0.16，0.24，0.32，0.40 mg/mL浓度的混合标准溶液，分别加入10 μL(10 mg/mL)乙酸苯乙酯(内标)的乙醇溶液，然后进行GC分析。将分析物与内标物的峰面积比(y)对相应的分析物浓度与内标浓度比(x)进行线性回归分析，得到各分析物的回归方程和相关系数，结果见表1。由此可见，所分析的各醛酮类香料单体标样在0.08～0.40 mg/mL的浓度范围内均有良好的线性关系。

表1 醛酮类香料工作曲线、检出限、重复性和回收率

准确称取一定量的香料标样，置于同时蒸馏萃取仪中，采用与样品一样的前处理操作和GC条件进行分析，重复5次，计算回收率和变异系数[16]。由表1可知，在所测范围内，所分析的醛酮类香料单体标样回收率高，重复性好，适合定量分析。

2.2 加香卷烟抽吸前醛酮类香料的转移情况

分析结果(表2)显示:①对于烟丝加香，抽吸前12种醛酮类香料在烟丝中的持留率为37.13%～79.93%，对于滤棒加香，醛酮类香料在滤嘴中的持留率为65.07%～87.61%;②对于烟丝加香，抽吸前烟丝中12种醛酮类香料向滤嘴中的迁移率为19.85%～63.23%，对于滤棒加香，滤嘴中醛酮类香料向烟丝中的迁移率为12.29%～27.86%。这表明，滤嘴对醛酮类香料的持留性较烟丝强，滤棒加香对醛酮类香料更有利。

2.3 抽吸后醛酮类香料向烟气中的转移情况

分析结果(表2)表明:对于烟丝加香，12种醛酮类香料向主流烟气粒相中的转移率为6.39%～16.74%;对于滤棒加香，醛酮类香料向主流烟气粒相中的转移率为9.36%～16.17%，除壬醛、2-辛酮、2-壬酮和2，6，6-三甲基-2-环己烯-1，4-二酮4种沸点相对高的香料外，其余8种醛酮类香料单体烟丝加香向主流烟气粒相中的转移率低于滤棒加香，且低沸点香料的表现更为明显。这表明，就向主流烟气粒相中的转移率而言，醋酸纤维滤棒比烟丝更适合醛酮类香料的卷烟加香。

2.3.1 同分异构体的转移情况

苯乙酮与苯乙醛属同分异构体，但苯乙酮的沸点较苯乙醛高7℃，如表2所示，与苯乙酮相比，烟丝加香沸点相对较低的苯乙醛向主流烟气粒相中的转移率相对较低，而滤棒加香两者的主流烟气粒相转移率较为接近，这表明，沸点对苯乙酮和苯乙醛向主流烟气粒相的转移率有一定影响，滤嘴中香料持留量对低沸点香料向主流烟气粒相转移率的贡献不容忽视。同样，庚醛与2-庚酮、辛醛与2-辛酮也都是同分异构体，而且不管是烟丝加香，还是滤棒加香，其烟气转移率都遵循沸点越高转移率越高的规律，而壬醛与2-壬酮不符合此规律，可能与分子结构或极性有关。

2.3.2 同系物的转移情况

苯甲醛与苯乙醛，庚醛、辛醛与壬醛，2-庚酮、2-辛酮与2-壬酮均属同系物，从表2中可知，这些醛酮类同系物的香料单体基本遵守沸点较高、分子量较大，其主流烟气转移率较高的变化规律。滤棒加香低沸点醛类同系物香料的主流烟气转移率明显高于烟丝加香，但随着其沸点的增大，两种加香方式香料烟气转移率的差异减小，说明滤棒加香有利于低沸点醛类香料烟气转移率的提高，有助于提高同系物中低沸点醛类香料的加香效率。滤棒加香低沸点酮类香料的烟气转移率明显高于烟丝加香，但高沸点酮类香料两种加香方式的烟气转移率差别不大，说明滤棒加香也有利于低沸点酮类香料烟气转移率的提高。

表2 加香卷烟中醛酮类香料单体的转移情况(%)

3 结论

①烟丝加香12种醛酮类香料在烟丝中的持留率均低于滤棒加香在滤嘴中的持留率，烟丝加香醛酮类香料向滤嘴中的迁移率均高于滤棒加香向烟丝中的迁移率;②醋酸纤维滤嘴较烟丝对醛酮类香料的持留性更强，更有利于低沸点醛酮类香料向主流烟气粒相的转移;③互为同分异构体的苯乙醛与苯乙酮、2-辛酮与辛醛，庚醛与2-庚酮都遵守沸点越高主流烟气粒相转移率越高的规律;④滤棒加香有利于低沸点醛酮类香料烟气转移率的提高。

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