卷烟烟丝中1,2-丙二醇和丙三醇含量测试方法的改进

章平泉，徐光忠，陆斌

分析测试

卷烟烟丝中1,2-丙二醇和丙三醇含量测试方法的改进

章平泉，徐光忠，陆斌

（江苏中烟工业有限责任公司淮阴卷烟厂，江苏 淮安 223002）

为了快速测定卷烟烟丝中1,2-丙二醇和丙三醇的含量，通过气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）结合内标法建立了上述两种保润剂的定量分析方法。结果表明：1,2-丙二醇和丙三醇的相对标准偏差（RSD）均在5%以内，回收率分别在98.59%~103.87%和95.12%~104.76%范围内，检测限和定量限分别为3.28、10.95 μg/g和15.95、53.18 μg/g，表明该法具有较好的重现性和准确性。与行业标准方法相比较，两种方法之间没有显著性差异，表明该法可用于快速地测定卷烟烟丝中1,2-丙二醇和丙三醇的含量。

卷烟烟丝；保润剂；气相色谱-质谱法

卷烟烟丝含水率是影响感官舒适度的重要指标[1]，保润剂是一类具有较强从环境中吸收水分和保持水分能力的物质，可以有效地保持烟叶和梗丝中水分，增加烟叶的柔软性，提高烟草的耐加工性能，降低卷烟的烟叶消耗。目前烟草行业内使用最广泛的保润剂主要是丙二醇和丙三醇，研究表明[2-3]在卷烟抽吸过程中丙二醇和丙三醇均会向烟气中转移，并与卷烟焦油释放量呈正相关，同时会裂解产生大量的甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛等羰基化合物，这些低级羰基化合物会不同程度刺激人体呼吸系统和感觉器官。目前对卷烟中丙二醇和丙三醇的检测方法主要有气相色谱法(GC)[4-6]、高效液相色谱[7]，但上述方法均存在背景干扰和定性差等不足。气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)具有灵敏度高、定性准确等优点，已被用来测定食品中的1,2-丙二醇[8]，因此本文利用GC-MS建立烟丝中1,2-丙二醇和丙三醇含量的检测方法，旨在实现快速检测的目的，并为卷烟烟丝中保润剂含量的控制提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料、试剂和仪器

选用10个卷烟样品（市售）；1,2-丙二醇、丙三醇，标准品，德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；正十七烷，纯度＞98.0%，比利时Acros公司；甲醇，色谱级，美国Chem Service公司；净化管（含150 mg无水硫酸镁和25 mg N-丙基乙二胺键合固定相吸附剂，简称PSA /2 mL），上海安谱公司。无水硫酸镁，上海国药集团；AE163 电子天平，瑞士Mettler公司；Agilent7890A/5977，美国Agilent公司；TGL-16GB离心机，上海安亭科学仪器厂；WSZ-100A回旋振荡器，上海一恒科学仪器有限公司。

1.2 样品处理

称取0.400 0 g样品（精确至0.000 1 g），置于50 mL具塞锥形瓶中，加入1.0 mL水使烟丝充分润湿后，加入25 mL含正十七烷（C17浓度为0.07 mg/mL）的甲醇溶液，震荡萃取60 min。取3 mL提取液于10 mL离心管中，加入1.5 g无水硫酸镁，涡旋震荡10 min（500 r/min）后，取1 mL置于净化管中，漩涡振荡2 min（500 r/min），离心10 min（5 000 r/min），过0.45 μm有机滤膜后进行GC-MS 分析。

1.3 GC-MS测试参数

色谱柱：DB-WAX (30 m×0.25 mm i.d.×0.25 μm d.f.)；进样口温度：250°C；进样量：1.0 μL；分流比：100∶1。

升温程序：100 ℃→175 ℃(10℃/min)→180 ℃(5℃/min)→230 ℃(5 ℃/min，保持3 min)；载气为He，流速为1. 0 mL/min；传输线温度：250 ℃；电离方式：电子轰击源（EI）；离子源温度：230 ℃；四级杆温度：150 ℃；检测方式：选择离子监测（SIM）。

2 结果与讨论

2.1 定性和定量

采用NISt11谱库检索并结合目标物的特征碎片离子对目标成分进行定性。保润剂和正十七烷（内标）的保留时间（Rt）和特征离子如表1所示。

表1 1,2-丙二醇和丙三醇及内标物的保留时间、定性和定量选择离子

2.2 萃取时间

试验中考察了甲醇在不同时间内对卷烟烟丝中1,2-丙二醇和丙三醇的萃取效果。结果（图1）表明，在20-60 min范围内，两种保润剂的萃取量逐渐增加，随着萃取时间的延长，测试结果趋于稳定，可能是因为加入的水与烟丝中细胞的结构相结合，有利于亲水型保润剂尽可能地溶解于水中，从而增加后续加入甲醇的提取效果，因此最终选择60 min为适宜的萃取时间。

2.3 净化方式的选择

PSA 吸附剂带有极性官能团（氨基），能吸附提取液中的有机酸、色素、金属离子等物质[9]，无水MgSO4能进一步去除提取液中的少量水分。因此，考察了PSA+MgSO4组合净化方式对测试结果的影响。试验结果表明，净化前后两种保润剂的测定结果基本一致，说明所选吸附材料对目标物没有影响。

2.4 标准曲线、检测限和定量限

经GC-MS分析后，根据待测组分标样峰面积与内标物峰面积比及各标样浓度，建立各组分的标准曲线。

图1 萃取时间的选择

连续进行20次平行测试最低标准浓度并计算标准偏差，分别以3倍和10倍标准偏差计算检测限和定量限。结果表明在所测定的质量浓度范围内，1,2-丙二醇（= 6.116 3+ 0.029 6，2=0.999 9）和丙三醇（= 5.637 7- 0.012 3，2=0.999 4）的检测限和定量限分别为3.28、10.95 μg/g和15.95、53.18 μg/g。

2.5 精密度和回收率

在相同测试条件下，对已知保润剂含量的样品连续进行5次平行测试，并按照低、中、高3种水平分别加入1,2-丙二醇和丙三醇的标准品进行测试并计算加标回收率。结果表明，1,2-丙二醇和丙三醇的平均相对标准偏差（RSD）分别为0.32%和2.10%，回收率分别在98.59%~103.87%和95.12%~104.76%范围内，表明本方法适合烟丝中保润剂含量的测定。

表2 回收率试验结果

2.6 测试结果与标准方法的对比

试验过程中，采用本法和行业标准方法[4]对10个市售卷烟样品中1,2-丙二醇和丙三醇的含量进行测试。结果(表3)表明，两种方法测试结果的相对偏差均小于5%，表明本方法测试结果可靠，可用于快速测定卷烟烟丝中1,2-丙二醇和丙三醇的含量。

表3 本方法与标准方法所测结果的对比

3 结 论

利用GC-MS建立了同时测试卷烟烟丝中1,2-丙二醇和丙三醇的检测方法，在测试质量分数范围内，标准工作曲线线性相关性均良好，RSD均小于5%，平均回收率分别101.55%和102.03%。测试结果与行业标准之间没有显著差异，因此该方法可用于快速测定卷烟烟丝中1,2-丙二醇和丙三醇的含量。

［1］席年生，赵兵，李明哲，等. 烟丝含水率—影响卷制质量的一个重要因素[J].烟草科技，2001（7）： 8-9．

［2］尚善斋，雷萍，王昆淼，等. 卷烟保润技术研究进展[J].应用化工，2014，43（3）：535-538．

［3］舒俊生，徐志强，瞿先中，等. 丙三醇和丙二醇热裂解生成羰基化合物研究[J].烟草科技，2010（2）：23-27+47.

［4］YC/T 243-2008，烟草及烟草制品 1,2-丙二醇、丙三醇的测定 气相色谱法[S].

［5］赵光飞，刘静，屠彦刚, 等.气相色谱法同时检测加热不燃烧卷烟芯材中的1,2-丙二醇、烟碱与甘油含量[J].中国测试，2019，45 （3）：69-74

［6］王维维，张丽，阮艺斌, 等.气相色谱法同时测定烟草中水分及1,2-丙二醇与丙三醇的含量[J].贵州农业科学，2018，46（3）：39-43.

［7］．陈梅丽，黄翼飞. 高效液相色谱法测定电子烟烟液中丙二醇和丙三醇的含量[J].理化检验-化学分册，2016，52（1）：83-85．

［8］GB/T 23813-2009，食品中1,2-丙二醇的测定[S].

［9］贾玮, 黄峻榕, 凌云, 等. 高效液相色谱-串联质谱法同时测定茶叶中290 种农药残留组分[J].分析测试学报，2013，32（1）：9-22.

Improvement of Determination Method of 1,2-Propylene Glycol and Glycerol Contents in Cigarette Filler

,,

（Huaiyin Cigarette Factory, China Tobacco Jiangsu Industrial Co., Ltd., Jiangsu Huai’an 223002, China）

In order to establish a method to determine the content of humectants in cigarette filler, gas chromatography-mass spectrometry and internal standard method for determining 1,2-propylene glycol and glycerol contents in cigarette filler was established. The results showed the relative standard deviation of 1,2-propylene glycol and glycerol were less than 5%, the recovery ranges of 1,2-propylene glycol and glycerol were 98.59%~103.87% and 95.12%~104.76%,respectively. Their detection limits and quantitative limits were respectively 3.28 μg/g,10.95μg/g and 15.95 μg/g,53.18 μg/g, which showed the method had good reproducibility and accuracy. There was not significant difference between the method and industry standard method, which showed that the method can be used to quickly determine the humectant content in cigarette filler.

cigarette filler; humectant; gas chromatography-mass spectrometry

大连化学物理研究所科研成果介绍

异丁烯高附加值下游产品

甲基丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯制备工艺研究

负责人：高爽 电话：84379248 联络人：王连月 Email：sgao@dicp.ac.cn

学科领域：精细化工 项目阶段：实验室开发

项目简介及应用领域

我国石油化工催化裂解装置副产大量 C4资源，主要成分为丁二烯、叔丁醇、 异丁烯等。经过分离丁二烯等其他成分后，可得到大量叔丁醇、异丁烯，而且在催化剂作用下叔丁醇可脱水得到异丁烯，因此以异丁烯为原料制备其高附加值下游产品甲基丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯是充分利用C4的有效途径。目前，工业上以异丁烯为原料直接制备甲基丙烯腈是高温气相反应工艺。甲基丙烯酸甲酯的制备工艺主要是三步法，并且国外垄断现有的主要工艺技术。由异丁烯催化氧化得到甲基丙烯醛，再由甲基丙烯醛直接氧化氨（或酯化）为甲基丙烯腈（或者甲基丙烯酸甲酯）；该工艺路线简化了甲基丙烯醛氧化过程及分离中间产物的设备，原子经济性高，可实现甲基丙烯腈和甲基丙酸甲酯的绿色化生产。目前，异丁烯制备甲基丙烯醛技术已经成熟，本项目为甲基丙烯醛一步液相催化氧化氨化（或者酯化）为甲基丙烯腈（或者甲基丙烯酸甲酯）。

甲基丙烯腈：甲基丙烯腈是一种重要的有机合成原料，尤其是制备聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）的原料—— 重要的芯层材料，用于航空航天、车辆、船舶等高科技领域。研发了一种含锰催化剂材料用于制造塑料、涂料、粘合剂、PVC改性剂、高档轿车漆、纺织浆料、 高级酯类油品添加剂等精细化学品。研发由一种甲基丙烯醛分钟氧选择氧化同时和甲醇发生酯化反应生成甲基丙烯酸甲酯的新型纳米金催化剂材料，与已有工业化催化材料相比，本项目催化材料制备过程简单，催化剂成分简单，反应条件温和，催化剂效率高等特点。

合作方式：合作开发 投资规模：100 万～500 万

O657

A

1004-0935（2020）04-0454-03

2019-12-23

章平泉（1978-），男，工程师，硕士，江西临川市人，2004毕业南京工业大学应用化学专业，现从事烟草化学分析。

徐光忠（1977-），男，工程师，硕士，现从事烟草化学分析。