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      丁香酚在主流煙氣中的遷移率研究

      2017-05-30 05:25:54李遠(yuǎn)根寇天舒
      安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年12期
      關(guān)鍵詞:丁香酚遷移率

      李遠(yuǎn)根 寇天舒

      摘要[目的] 測定丁香酚在主流煙氣中的遷移率,指導(dǎo)煙用香精的配制和添加用量。[方法] 通過考察捕集方式、色譜條件對(duì)丁香酚的影響,建立了通過內(nèi)標(biāo)法定量的方法,測定主流煙氣中丁香酚占煙絲中噴灑的丁香酚的質(zhì)量百分比,從而測定丁香酚精油在主流煙氣中的遷移率。[結(jié)果]跟空白樣品對(duì)照發(fā)現(xiàn),丁香酚能通過濾棒隨主流煙氣溢出,其在主流煙氣中的遷移率為8.23%。目標(biāo)物在1~400 μg/mL的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8。以卷煙樣品為分析對(duì)象,進(jìn)行精密度試驗(yàn),計(jì)算6次平行結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.34%,在含有目標(biāo)物的玻璃纖維濾片中加入低、中、高3個(gè)水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn),加標(biāo)回收率分別為96.7%、99.8%、100.7%,說明該方法回收率較高。 [結(jié)論]該研究可為煙草香精香料配制過程中精準(zhǔn)地確定丁香酚的加注量提供參考。

      關(guān)鍵詞丁香酚;主流煙氣;遷移率

      中圖分類號(hào)TS264.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611(2017)12-0085-02

      Abstract[Objective] To determine mobility of engenol in mainstream smoke and guide the preparation and dosage of the essence of smoke. [Method] By investigating effects of capture mode, chromatographic conditions on engenol, through internal standard method, the proportion of engenol in mainstream smoke was determined, the mobility was also measured. [Result] Compared with the blank control, it was found that eugenol can overflow with the mainstream smoke through the filter rod; the mobility of engenol in mainstream smoke was 8.23%. The linear relationship was presented in the range of 1-400 μg/mL with correlation coefficient of R2=0.999 8. With the cigarette sample as the analysis object to conduct precision experiment, RSD of the 6 parallel results was calculated as 0.34%. Low, medium and high levels of standard solutions were added to the glass fiber filter containing the target, the recoveries were 96.7%, 99.8%, 100.7%, indicating the method has high recovery rate. [Conclusion] Research about the mobility of engenol in mainstream smoke can provide reference for accurate determining engenol dosage in preparation of the essence of smoke.

      Key wordsEugenol;Mainstream smoke;Mobility

      丁香是具有辛香風(fēng)格的天然香料的重要香味成分,所以常用作煙用香精添加到卷煙產(chǎn)品中[1]。1985年丁香酚被國際癌癥研究署(IARC)列為疑似致癌物,該物質(zhì)的吸入毒性是食用時(shí)的250倍,已被國際香料香精協(xié)會(huì)限制使用[2]。在國內(nèi),按照食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB2760—2011)規(guī)定,丁香酚屬于允許使用的食品用天然等同香料,其用量依據(jù)美國聯(lián)邦應(yīng)急管理署(FEMA)提供的限量要求合理使用[3]。2007年,世界衛(wèi)生組織煙草控制框架公約締約方會(huì)議FCTC/COP1(15)號(hào)決議規(guī)定,丁香酚和薄荷醇作為含醚精油,一同被列入卷煙重要成分暫行清單,建議測定該物質(zhì)的濃度[4]。因此,基于卷煙添加劑的安全性考慮,有必要對(duì)卷煙香精中的丁香酚在主流煙氣中的遷移率進(jìn)行研究,以確保香精中丁香酚的添加量對(duì)人體無害。

      1材料與方法

      1.1材料

      自制單料卷煙;丁香酚標(biāo)準(zhǔn)品;丁香花蕾油(分析純,純度≥99%);

      乙醇(色譜純);十三烷醇(純度≥99%,內(nèi)標(biāo));甲醇(色譜純);GB/T 16450—2004《常規(guī)分析用吸煙機(jī) 定義和標(biāo)準(zhǔn)條件》中所規(guī)定的各項(xiàng)儀器設(shè)備;6890N/5975氣相色譜-質(zhì)譜儀(美國Agilent公司),配備7683自動(dòng)進(jìn)樣器;DB-35色譜柱;電子天平。

      1.2方法

      1.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。

      1級(jí)儲(chǔ)備液:準(zhǔn)確稱取0.25 g丁香酚于100 mL容量瓶中,用乙醇定容。

      2級(jí)儲(chǔ)備液:準(zhǔn)確量取40 mL 1級(jí)儲(chǔ)備液于100 mL容量瓶中,用乙醇定容。

      內(nèi)標(biāo)溶液:準(zhǔn)確稱取0.2 g十三烷醇于200 mL容量瓶中,用乙醇定容。

      萃取液:準(zhǔn)確量取100 mL內(nèi)標(biāo)溶液于500 mL容量瓶中,用乙醇定容。

      標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:分別移取0.02、0.10、0.20、1.00、2.00和4.00 mL二級(jí)儲(chǔ)備液于10 mL容量瓶中,用加注了內(nèi)標(biāo)的萃取液定容。制得該系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度分別如下:0.001 25、0.002 50、0.050 00、0.100 00、0.200 00、0.400 00 mg/mL,內(nèi)標(biāo)濃度為0.05 mg/mL。

      1.2.2樣品處理與分析。

      處理樣品:FEMA規(guī)定,丁香酚最高參考用量焙烤食品為9.0 mg/kg。我國規(guī)定加香產(chǎn)品中的限定濃度:糖果和焙烤食品,33.0 mg/kg。 結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際使用參考,取0.02 mg丁香花蕾油,用5 mL乙醇稀釋后,用喉頭噴管分別均勻地噴在已于溫度(22±1)℃和相對(duì)濕度(RH)(60±2)%下平衡48 h的409煙絲上進(jìn)行加香,加香后的煙絲樣品于溫度(22±1)℃和RH(60±2)%下平衡48 h,用填煙器分別將加香煙絲制成煙支,保證每只香煙的重量保持在(1.0±0.1)g。再在溫度(22±1)℃和RH(60±2)%下平衡48 h,未加香的對(duì)照樣為噴灑同量95%乙醇的同種煙絲在相同條件處理下卷制的卷煙。

      按照GB/T 16450標(biāo)準(zhǔn)的要求收集4支卷煙的總粒相物,將收集的4支卷煙總粒相物的玻璃纖維濾片置于100 mL錐形瓶中,準(zhǔn)確加入含有內(nèi)標(biāo)的萃取液30 mL。置于搖床上振搖30 min,靜置。將萃取液過0.45 μm有機(jī)相濾膜,制成卷煙樣品。未加香的對(duì)照卷煙也按照上述方法制成空白樣品。

      準(zhǔn)確稱取0.1 mg丁香花蕾油,用5 mL乙醇稀釋后,過0.45 μm有機(jī)相濾膜,制成精油樣品。

      色譜柱為DB-35MS(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm)毛細(xì)管柱;進(jìn)樣口溫度250 ℃;載氣為He,流量1.0 mL/min;柱前壓60 kPa;程序升溫:50 ℃(保持1 min)以13 ℃/min 的速率升至250 ℃(保持10 min);進(jìn)樣量1.0 μL,分流比1∶100;傳輸線溫度250 ℃;離子化方式為EI;離子源溫度220 ℃;離子化能70 eV;四級(jí)桿溫度為常溫;倍增器電壓1 800 V;質(zhì)量掃描范圍20~650 amu。采用NIST98譜庫檢索進(jìn)行定性,匹配度≥85%,認(rèn)為是可信的。用峰面積歸一化法定量。

      丁香精油中丁香酚所占比例(R)=精油樣品的檢測結(jié)果(mg/mL)/精油樣品的濃度(mg/mL);

      丁香酚遷移率=[卷煙樣品的檢測結(jié)果(mg/mL)×萃取液體積]/(卷煙樣品中丁香精油的加入量×R)。

      2結(jié)果與分析

      根據(jù)該試驗(yàn)方法及計(jì)算公式,得出煙用香精丁香酚在卷煙主流煙氣中的遷移率為8.23%。以下將對(duì)該試驗(yàn)的樣品前處理?xiàng)l件、色譜條件等進(jìn)行優(yōu)化,并分析其檢出限、定量限、精密度及回收率。

      2.1樣品前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

      2.1.1溶劑的選擇。分別選擇正己烷、二氯甲烷、乙醇、甲醇為溶劑,按照試驗(yàn)方法,以根據(jù)GB/T 16450標(biāo)準(zhǔn)的要求收集4支卷煙的玻璃纖維濾片為對(duì)象,進(jìn)行萃取。結(jié)果表明,溶劑極性越強(qiáng),萃取量越大,但甲醇萃取效果過強(qiáng),導(dǎo)致萃取液中物質(zhì)過多,影響譜圖顯示效果。結(jié)合實(shí)際情況及溶劑毒性,最終選擇乙醇為萃取劑。

      2.1.2主流煙氣的捕集能力。煙氣主要包括氣相和粒相2部分。為保證試驗(yàn)中丁香酚被捕集完全,該試驗(yàn)采用玻璃纖維濾片捕集煙氣的粒相部分。在玻璃纖維濾片后串聯(lián)2個(gè)盛有 30 mL 無水乙醇溶劑的吸收瓶,用以吸收主流煙氣氣相部分的丁香酚。按照上述樣品處理方法,以及GB/T 16450標(biāo)準(zhǔn)的要求抽吸4支卷煙,然后對(duì)玻璃纖維濾片和吸收液分別進(jìn)行丁香酚的檢測分析。檢測結(jié)果表明,玻璃纖維濾片捕集的丁香酚釋放量為4.46 mg/支,而第1級(jí)濾片中檢測出丁香酚含量為總含量的3.40%,第2級(jí)濾片中未檢測出丁香酚成分。這說明卷煙主流煙氣中的丁香酚主要存在于粒相物中,因此認(rèn)為,采用玻璃纖維濾片可以較為完全地收集卷煙主流煙氣中的丁香酚。

      2.2色譜條件的優(yōu)化

      2.2.1色譜柱的選擇。

      分別選用HP-5MS(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm)、DB-5MS(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm)毛細(xì)管色譜柱,以卷煙樣品為分析對(duì)象,按照上述分析方法,每個(gè)樣品平行測試2次。結(jié)果顯示,選用DB-5MS毛細(xì)管柱時(shí),樣品峰型最好,拖尾最不明顯,故該試驗(yàn)選用DB-5MS毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

      2.2.2程序升溫條件的確定。

      在保持其他條件不變的前提下,通過調(diào)整升溫程序,對(duì)卷煙樣品溶液進(jìn)行檢測,以考察待測物和內(nèi)標(biāo)物的出峰情況。最終確定的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟?0 ℃,保持1 min,以升溫速率13 ℃/min升至200 ℃,保持10 min。該條件下卷煙樣品溶液中待測物和內(nèi)標(biāo)物能完全分開,并且盡量縮短升溫時(shí)間。

      2.3工作曲線、檢出限、定量限、精密度及回收率

      將標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)分析,求得線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)。目標(biāo)物在1~400 μg/mL的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8。

      〖JP4〗以最低濃度樣品為研究對(duì)象,平行測定6次,求其標(biāo)準(zhǔn)偏差,以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差為檢出限(LOD),以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差為定量限(LOQ),該方法的LOD和LOQ分別為7.96×10-4和2.65×10-3 mg/支。

      以卷煙樣品為分析對(duì)象,進(jìn)行精密度試驗(yàn),計(jì)算6次平行結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.34%,在含有目標(biāo)物的玻璃纖維濾片中加入低、中、高3個(gè)水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn),低、中、高3個(gè)水平的加標(biāo)回收率分別為96.7%、99.8%、100.7%,說明該方法回收率較高。

      3結(jié)論

      該試驗(yàn)通過考察捕集方式、色譜條件對(duì)丁香酚精油檢測的影響,建立了通過內(nèi)標(biāo)法定量的方法,測定主流煙氣中丁香酚占煙絲中噴灑的丁香酚的質(zhì)量百分比,從而測定出丁香酚精油在主流煙氣中的遷移率。運(yùn)用該方法,可以指導(dǎo)煙草香精香料配制過程中丁香酚的加注量,以保證卷煙添加劑的安全使用。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 國家藥典委員會(huì).中華人民共和國藥典:一部[S].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

      [2] LAVOIE E J,SHIGEMATSU A,TUCCIARONE P L,et al.Comparison of the steamvolatile components of commercial cigarette,pipe,and chewing tobaccos[J].Journal of agricultural and food chemistry,1985,33(5):876-879.

      [3] 中華人民共和國衛(wèi)生部.食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn):GB 2760—2011[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

      [4] 段文錄,尹衛(wèi)平.小葉丁香揮發(fā)油化學(xué)成分的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(28):12075,12084.

      [5] 盧化,張義生,黎強(qiáng),等.HS-SPME-GC-MS分析不同產(chǎn)地丁香揮發(fā)性成分[J].中國醫(yī)院藥學(xué)雜志,2015,25(9):812-817.

      [6] 廖惠云,朱龍杰,莊亞東,等.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定卷煙主流煙氣中的丁香酚[J].煙草化學(xué),2013(9):68-71,81.

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