HPLC分析烟草化学成分

王振峰(河南化工技师学院，河南 开封 475000)

1 HPLC介绍

高效液相色谱仪是一种在20世纪70年代发展起来的新型分离分析技术，随着技术的不断发展和改进，它已经成为应用广泛的化学成分分离分析的主要方法。高效液相色谱仪将液体作为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，通过分析样品与固定相和流动相发生选择作用，使物质的各种成分进行分离。分离之后，再选择相应的检测器进行成分的检测，由此对样品的成分进行分析和研究。相比较于传统的分析方法，高效液相色谱分析的分析速度很快，通常分析一个样品只需要30分钟左右就能完成[2]。HPLC还可以选择固定相和流动相以此来使自己的分离效果达到最佳标准，比起其他的分离技术更加高效节能。而且HPLC在测定过程中不受样品挥发性和稳定性的影响，多用它来测定一些其他方法无法测定的高分子化合物。同时物品经过液相色谱仪测定过后，色谱柱不会被破坏，可以重复的使用，样品也不会被破坏，能够进行回收再使用。

2 多种成分的分离

2.1 样品的预处理

对烟草的化学成分进行分析研究之前最重要的一步就是将烟草中的各类成分分离出来，而分离样品的关键就是烟草样品的预处理，这个步骤在整个过程中都是很重要的，它影响着后面测定的成功和失败以及结果的准确性。样品的处理一般包括样品的收集和前期制作，色谱分析对于被测定的样品的预处理要求很高，它是色谱分析发展领域中重要的一个环节。目前根据资料显示适用于烟草的预处理方法主要有以下几个方法。

最简单的就是水蒸气蒸馏法，这个方法操作简单而且比较稳定，它可以使烟草中的挥发性物质在还没有达到它们沸点的时候就被蒸馏出来，并且和其他不挥发性物质完全分离。但是这个方法需要有机溶剂的量很大。目前常用的方法是溶剂萃取法，它的提取效率很高而且比较便宜。对于固体物质的提取通常采用冷浸法或者索式提取法。液相微萃取是近年发展起来的一种色谱分析样品处理方法，它相比较于溶剂萃取法，缩短了样品的萃取时间，提高了效率和样品的利用率。是一种操作简单而且处理效果很好的样品处理方法之一，目前的应用范围较广。

2.2 多酚的测定分析

烟草中有很多的酚类化合物，这些物质的存在与烟草的色泽和香气息息相关。而且烟草里面的酚类化合物一般都不稳定，容易发生化学反应。在这个过程中会生成有色的物质，从而影响烟草的颜色。在点燃烟草的时候，这些物质很容易挥发出来，分解后进入到烟气中，从而影响烟气的香味，让烟草的香味增加。目前主要运用以下几种方法对烟草中的多酚类物质进行分析。科学家们利用酚类物质还原性强的这特点，发明了容量法来进行多酚类物质的分析。在实验中采用多种氧化剂对样品进行滴定处理，然后通过反应判断样品中的多酚类物质含量及组成。这个方法操作简单，对设备等要求较低，但是烟草中还有很多其他具有还原性的物质，会对测定的结果产生影响。所以无法对各种酚类物质进行准确测定。

在1977年，一位科学家开始使用高效液相色谱仪(HPLC)进行烟草中酚类物质的分析研究。首先他运用色谱柱然后采用了梯度洗脱，得到了19个化合物的色谱峰，之后用紫外光谱的方法鉴定出了其中的7个多酚类化合物。之后的Nisseror等人再次使用HPLC进行烟草中多酚类物质的研究，发现在20 cm×4.6 cm内填入5 nm 的Nucleosil的C18色谱柱上，采用甲醇作为流动相进行梯度洗脱，在用紫外光进行测定的时候，可以对烟草中的酚类等物质进行分析检测[3]。HPLC法是将各种物质分开进行测定，采用不同的洗脱系统进行化合物的分析，这样的操作可以得到更加准确的结果，不会被其他的物质干扰，但是因为它需要进行多次的进样然后洗脱分析，操作比较复杂而且十分耗费时间。因此现在很多的科学家开始进行梯度洗脱这方面的研究，希望可以节约实验的时间，提高效率。目前应用高效液相色谱仪进行这类物质的分析已经开始取缔其他的方法，因此我们也应该大力发展这个技术。

2.3 糖类的测定分析

在烟草中糖类与烟草的品质有很大的关系，烟草燃烧的时候它们可以产生大量的酸性物质和一些香气，降低烟草气味的刺激性，产生令人感到愉悦的气味。当然含糖量太大也会导致烟草的味道变差，对燃烧产生不良的影响。其中果胶多糖是一种最为复杂的多糖，它主要由果胶酸和果胶酯酸组成，它是高等植物细胞壁和相邻细胞紧密结合的一种多糖。目前测定这类物质主要是有三种方法。其中经典的方法就是重量法，主要的步骤就是将烟草样品中的游离糖和色素等物质通过方法去除，然后得到细胞壁，再利用溶剂萃取的方法将样品中的不溶于溶剂的多糖转变为可溶性的多糖，再将这些物质进行沉淀处理，最后分离沉淀得到想要的多糖。比色法也是一种测定糖类的方法，它是利用酸类物质将烟草样品中的果胶多糖分解，再使用硫酸-咔唑显色进行糖类的测定。这两种方法都有一定的缺陷和不足，无法对果胶多糖的成分进行具体的分析。

目前色谱法已经广泛地应用于果胶多糖含量的测定和其结构分析，色谱法对比其他的方法而言，分离效率更高、可以多组同时进行分析和适用于样品的大量分析。色谱分析法一般是将烟草样品进行水解等预处理之后，再利用气相色谱法和高效液相色谱法进行分析。因为糖类中的单糖在紫外区基本没有吸收，直接进行液相色谱法的分析效果很差。使用在进行单糖的液相色谱法之前都会进行衍生化处理，目前的衍生处理一般分为柱前和柱后衍生化，应用最广泛的是柱前衍生化，因为它对于设备的要求比柱后衍生化要低很多。采用柱前衍生化对糖类进行高效液相色谱的分析和研究，准确率很高而且还可以同时测定多种单糖的含量，大大地提高了工作效率和质量。

2.4 色素的测定分析

烟草作为一种绿色植物，与其他的植物一样含有大量的绿色素，其中主要是叶绿素a、叶绿素b和β-胡罗卜素等。色素对于烟草品质有着很大的影响，色素很低的话，烟草发育会受影响，最后使烟草的品质大大降低。烟草中色素含量过高，烟草叶子过大的肥厚，会影响烟草后期的质量。色素中的叶绿素是烟草生长期间发生光合作用的关键物质，烟草成熟后，叶子逐渐变黄，叶绿素含量开始降低，使烟叶后面被制作成烟草后，降低了燃烧使气味的刺激性，提高烟草的品质。其中色素中的类胡罗卜素对于烟草的气味和色泽也有重要的影响，它们在降解后会形成许多带有香味的物质。

前期的色素测定一般是使用分光光度法进行色素的测定，这个方法发展历史悠久，有着成熟的测定方法，但是这个方法测定色素得到的结果比较粗糙，不够精确。现在大家都开始采用高效液相色谱法进行色素的测定和分析研究，先将烟草样品使用溶剂萃取法进行预处理，在使用高效液相色谱进行分离分析，因为不同的色素在不同的波长紫外线下面具有不同的最大吸收值，因此可以分析出样品中含有的不同的色素及其含量。采用高效液相色谱对色素进行分析研究，将样品的光谱图与标准的进行对比，可以精准的进行定量分析，方便之后的研究。

2.5 激素的测定分析

植物激素是植物生长过程中必不可少的一种物质，它对于植物的生长和发育起着重要的作用，植物激素的分泌影响着烟草的生长和烟草质量。植物激素中的赤霉素和生长素是最重要的两种激素，也是含量较高的两种激素。赤霉素可以加速植物细胞的伸长，提高植物体内生长素的含量，促进细胞的分裂和扩大，是植物生长过程中必不可少的。植物生长素是一类具有分裂细胞的激素，它能使植物细胞壁变得松弛，从而使细胞进行增长，同时还调节RNA和蛋白质的合成，调节植物的生长发育。

植物激素的测定方法比较多，最常用的就是气相色谱法和高效液相色谱法。赤霉素和生长素都是不可挥发的物质，采用气相色谱法的时候，还需要进行衍生化，这样处理耗费很多时间而且准确性不够高。而且因为赤霉素没有多个共轭双键，吸收比较差，检测的灵敏度比较低。而且植物激素中还有很多其他的激素，部分激素的含量很少，传统的检测分析方法不能精确地将这些激素进行分离分析。而运用高效液相色谱法进行分析的时候，可以在梯度洗脱过程中将激素进行准确的分离，然后再进行各种激素的分析和检测。采用这个方法可以大大的节约时间，提高工作的效率和准确性。

3 结语

烟草是目前世界上重要的经济作物，烟草的质量决定了它的价格也关乎众多吸烟人士的身体健康。分析和研究烟草的化学成分是一项不可或缺的工作，通过研究烟草的化学成分我们可以更好地控制烟草的生产和烟草的质量。但是目前关于烟草化学成分的研究还处于基本的阶段，本文主要简述了通过高效液相色谱仪对烟草的化学成分进行分离分析。HPLC是一种新型的检测复杂化合物的手段，与其他的检测方法比较，可以更加精准地进行样品的分析，而且它的效率更高。

运用HPLC检测烟草中的糖类，可以显著的提高检测的灵敏度，希望随着技术的进步以后在使用HPLC的同时结合其他的检测器，这样对于检测结果可以更加准确。采用高效液相色谱仪对烟草中的多酚进行检测，利用梯度洗脱，可以同时进行多种酚类物质的检测和分析，大大提高了工作的效率。测定烟草中的色素的时候，采用高效液相色谱法对烟叶加工的多个阶段进行采样分析，可以得出在烟叶生长和制成烟草后烟叶里面不同色素含量的区别，可以帮助我们更加了解烟草的生长和生产，对于提高烟草的品质有着重要的作用。同时利用HPLC对烟草的激素进行测定，可以方便知道什么激素在什么含量对于烟草的生长最有利，这样就方便以后对烟草的生长激素进行调节，提高烟草的质量和品质。通过这些化学物质的测定和分析，对于烟草的种植、加工和防护有着重要的作用，也可以为其他的研究提供准确的数据知识。