烟草化学成分的气相色谱_质谱分析及尼古丁含量的测定

谱图进行对照［10］、 复合， 再结合有关文献进行人工谱图解析， 确认烟草挥发油的各个化学成分［11］． 再 通过 G1701BA 化学工作站数据处理系统， 按面积归一化法进行定量分析， 分别求得各化学成分在挥发 油中的相对百分含量． 1． 6． 2 烟草中尼古丁的定量分析 烟草样品的色谱图， 如图 1 、 图 2． 取烟草挥发油 1 μL， 按 1． 5 条件得到尼古丁标准品的色谱图及
图1
尼古丁标准品的色谱图
图2
烟草样品的色谱图
2
2． 1
结果与讨论
烟草挥发油中化学成分鉴定结果
按前述实验步骤进行实验的结果 ， 由化学工作站给出烟草挥发油的总离子流图 ， 同时蒸馏和水蒸汽 蒸馏得到的烟草挥发油的总离子流程图分别如图 3 、 图 4 所示．
图3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
同时蒸馏烟草挥发油总离子流图
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鞍山师范学院学报
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1． 1
实验部分
主要仪器与试剂 68905973 气相色谱14B 气相色谱仪， 质谱计算机联用仪（ 美国 Hewlett Packard ） ； GC火焰离子化 201 型旋 检测器 （ 日本岛津公司） ； 氢气发生器（ 大连化学物理研究所） ； 同时蒸馏萃取装置（ 自制） ； R2转蒸发器（ 上海中科机械研究所） ； 乙醚、 乙醇、 无水硫酸钠 （ 分析纯） ； 尼古丁 （ 纯度大于 99% ， 美国 Sigma 公司， 4 ℃ 下保存） ； 烟丝（ 沈阳卷烟厂提供） ．
鞍山师范学院学报
Journal of Anshan Normal University 2 011 12 ， 13 （ 6 ） ： 26 － 29

烟草化学成分的气相色谱 - 质谱分析及尼古丁含量的测定
1 1 1 1 2 回瑞华 ， 侯冬岩 ， 李铁纯 ， 丛秀枝 ， 吴祎林
吸烟有害健康， 已经是人所共知的常识， 全世界已经有 5 万余份报告证实吸烟有害［1 ～ 4］． 研究表明 吸烟是目前对人类健康的最大威胁 ． 全球每年有 300 万人死于与吸烟有关的疾病． 控烟能促进人类健 康， 延长寿命． 我国既是烟草的生产大国又是烟草消费量最大的国家 ， 据报道， 中国目前每天因吸烟而死 亡的人数约有 2 000 人， 估计到 2050 年人数将超过 8 000 人． 吸烟已经对我国人民的健康构成巨大的危 害． 烟草中含有多种化学成分［5 ～ 8］， 其中大多数成分对人体有害。尼古丁是烟草的重要成分之一， 也是 衡量烟草和卷烟质量的重要指标 ． 本文分别采用同时蒸馏萃取法与水蒸气蒸馏法对烟草中挥发性成分 进行了提取， 用气相色谱质谱联用仪确定其化学成分， 并利用气相色谱法测定烟草中尼古丁的含量 ．
第6 期
回瑞华， 等： 烟草化学成分的气相色谱 质谱分析及尼古丁含量的测定
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r = 0． 998 6 ； 尼古丁 样， 根据进样量与吸收峰面积作标准曲线 ， 尼古丁回归方程为： A = 61 670M－2 894． 8 ， 0． 446 4 ～ 0． 892 8 mg / mL ． 含量在 范围内与峰面积呈良好线性关系 2． 3 回收率实验 0． 2， 0． 3 μg / mL， 根据 1． 5 色谱定量分析条件， 取浓度为 0． 2 mg / mL 的样品， 分别加入标准品溶液 0． 1， 测定峰面积， 求得平均回收率为 99． 83% ． 方法精密度 精密量取尼古丁标准溶液 1． 5 mL 用乙醇定容至 10 mL， 取 1 μL 重复进样 9 次， 测定其峰面积． 计 算得到的变异系数小于 1． 00% ， 说明该方法的精密度较好． 样品的测定 按 1． 5 色谱定量分析条件， 测定 5 种烟草样品中（ 每种测定 3 次） 尼古丁的平均含量分别为： 烟草 1#： 19． 5 mg / g； 烟草 2#： 12． 22 mg / g； 烟草 3#： 14． 31 mg / g； 烟草 4#： 18． 92 mg / g； 烟草 5#： 14． 90 mg / g． 2． 5 由样品测定结果可知， 烟草中尼古丁含量随烟叶质量和加工工艺而不尽相同 ． 烟草中含有 3 000 多种对人体有害的化学物质， 而其中毒性最大的物质是尼古丁． 尼古丁是一种存 在于茄科植物中的生物碱， 又称烟碱， 是一种中毒性兴奋麻醉物质， 能兴奋和麻醉中枢神经， 可使血管痉 、 ． ， ． ， 挛 血压升高 它可使脑血管发生血栓或破裂 引起偏瘫或致命 又可使心率加快 诱发心绞痛． 它能损害 支气管粘膜， 可引起支气管炎、 肺气肿等疾病． 参考文献：
第 13 卷
图4
水蒸汽蒸馏烟草挥发油总离子流图
将确认的烟草挥发油中的化学成分及各化学成分在挥发油中相对百分含量列入表 1．
表1 序号 保留时间 / min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 5． 23 10． 24 10． 84 11． 01 11． 86 12． 81 13． 16 13． 57 15． 41 16． 29 16． 87 16． 96 17． 13 18． 38 18． 44 19． 25 19． 63 20． 30 20． 87 21． 40 21． 60 21． 74 22． 07 23． 24 23． 50 24． 42 24． 69 25． 57 26． 09 烟草挥发油中化学成分鉴定结果 分子式 C 8 H8 C10 H14 N2 C13 H18 O C13 H16 C13 H22 O C15 H24 O C11 H16 O2 C13 H18 O C17 H36 C14 H20 C20 H42 C12 H22 O C15 H24 C18 H30 O C17 H34 O2 C16 H32 O2 C18 H38 C15 H24 C20 H34 O C20 H34 O2 C10 H16 C21 H44 C18 H36 O C15 H24 O C20 H30 O C22 H46 C18 H34 O2 C15 H24 O2 C15 H26 O 相对含量 / % SDE WDE 0． 36 8． 06 2． 21 0． 45 0． 31 － 0． 35 3． 53 － 0． 42 － 0． 21 0． 33 0． 74 0． 74 8． 58 0． 8 1． 00 3． 17 2． 35 3． 64 － 0． 78 － 0． 41 0． 49 － 0． 54 － 0． 39 3． 44 2． 95 － 0． 52 0． 36 1． 06 3． 16 0． 31 0． 43 0． 25 0． 32 － － 0． 82 7． 28 1． 79 － 2． 31 3． 92 － 4． 62 － 0． 58 － 1． 58 1． 42 － 0． 59 相似度 / % SDE WDE 93 94 95 93 97 96 93 95 98 90 96 99 90 90 98 99 97 90 78 87 83 93 90 94 93 97 90 93 86 94 94 97 64 97 96 95 93 98 70 96 83 55 58 97 99 98 55 91 81 － 93 － 89 93 98 90 92 86
1． 2 1． 3
尼古丁标准储备液 准确称取 37． 20 mg 尼古丁标准品用乙醇定容至 10 mL． 置于冰箱中 4 ℃ 下保存， 备用． 烟草挥发油的提取 同时蒸馏萃取法： 称取烟丝样品 50 g 置于 2 000 mL 单颈烧瓶中， 加入 800 mL 去离子水浸泡， 接在
SDE 的一端， 控制温度保持沸腾， 另取 100 mL 重蒸乙醚于 500 mL 单颈萃取烧瓶中， 接在 SDE 的另一 端， 以恒温水浴加热萃取烧瓶， 在 40 ℃ 以下连续萃取 5 h 将乙醚萃取液用活化过的硫酸钠脱水 ， 然后用 旋转蒸发器除去乙醚［9］， 得到淡黄色透明液体， 收率为 1． 78% ， 备用． 水蒸气蒸馏萃取法： 称取烟丝样品 50 g 置于 1 000 mL 圆底烧瓶中， 加入 200 mL 去离子水浸泡， 用 ， 3 ， ， 水蒸汽蒸馏 馏出液用乙醚连续萃取 次 然后用活化过的无水硫酸钠脱水 乙醚萃取液用旋转蒸发器
化合物 苯乙醛 尼古丁 3， 3［ 2． 2． 1． 02 ， 6］1， 三甲基三环庚烷 （ E） 1（ 2， 6， 61， 3121三甲基环己二烯甲基） 丁烯酮 （ E） 6， 105， 92二甲基十一二烯酮 2， 6二叔丁基对甲酚 6， 7， 7a4， 4， 7a2（ 四氢） 5， 四氢化三甲基香豆酮 苦参酮 十七烷 2， 6， 61， 31， 3三甲基丁二烯基环己二烯 6， 10 ， 142， 四甲基十六烷 香根酮 3R443（ 11（ 1反甲基乙基甲乙基） 甲乙基） 环己烯 10 ， 145， 9， 1326， 三甲基十五三烯酮 十六酸甲酯 十六酸 二十烷 11 ， 1187． 2． 0］44， 三甲基亚甲基双环［ 十一烯 黑松醇 5， 984， 8， 131， 31， 三甲基亚甲基环十四三烯二醇 24（ 2， 6， 6反甲基三甲基） 巴豆酮 二十一烷 1（ 14（ 13甲酰基） 丁烯甲基） 苯 长叶醛 雪松醇 二十二烷 E11 ， 13121二甲基十四烯醇乙酸酯 1， 88， 94［ 4． 5］7二甲基环氧异丙基螺癸酮 23（ 322（ 45甲基甲基丁烯基） 甲基丁烯基） 氧杂环丁烷
收稿日期： 2011－11－05 基金项目： 鞍山市重点科技项目 （ 2009 ） ． 作者简介： 回瑞华（ 1945－） ， 女， 回族， 辽宁海城人， 鞍山师范学院化学与生命科学学院教授， 从事有机分析及天然产物化学教学与研究．
第6 期
回瑞华， 等： 烟草化学成分的气相色谱 质谱分析及尼古丁含量的测定
用方法 SDE 提取的烟草挥发油中， 鉴定出 22 种化合物， 尼古丁占挥发油总量的 8． 06 % ， 用方法 WDE 提取的烟草挥发油中， 鉴定出 21 种化合物， 尼古丁占挥发油总量的 3． 44% ． 通过上面的比较与分 析可知， 同时蒸馏萃取法和水蒸气蒸馏法虽然都适合分析烟草中挥发性成分 ， 但同时蒸馏萃取法比水蒸 气蒸馏法分析烟草中挥发性成分的提取率高 ． 2． 2 标准曲线的绘制 1． 5 ， 1． 8 ， 2． 1 ， 2． 4 mL 用乙醇定容至 10 mL， 准确移取 1． 2 尼古丁标准储备液 1． 2 ， 分别取 1 μL 进
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除去乙醚， 得到淡黄色透明液体， 测定挥发油的含量， 收率为 1． 64% ， 备用． 1 ． 4 气相色谱质谱分析 ： HP5 弹 性 石 英 毛 细 管 柱 25 m×0． 2 mm×0． 33 μm； 柱温： 初始温度 60 ℃ ， 色谱条件 色谱柱， 保持 2 min， 以 6 ℃ / min 升至 230 ℃ ； 汽化室温度 250 ℃ ； 溶剂延迟 3 min； 传输线温度 230 ℃ ； 进样量 0． 2 μL； 载气 He； 载流量 2 mL / min； 分流比 40 ∶ 1． 质谱条件： 离子源 EI； 离子源温度 220 ℃ ； 电子能量 70 ev； 发 射 电 流 34． 6 μA； 电 子 倍 增 器 电 压 1 246 V； 质量范围为 30 ～ 500 m / z． 1． 5 色谱定量分析 1 弹性石英毛细管柱（ 30 m×0． 5 mm×1． 5 μm， 色谱定量分析条件： 色谱柱为 DB内涂聚乙二醇固定液） ； 氮气作载气， 流量 50 mL / min； 氢流量 50 mL / min； 柱温 140 ℃ ， 进样口温度 170 ℃ ， 检测器温度 170 ℃ ， 不分流 进样． 1 ． 6 实验步骤 1． 6． 1 烟草挥发性成分的色谱质谱分析 取烟草挥发油 0． 2 μL， 用气相色谱质谱计算机联用仪 进行分析鉴定． 通过 G1701BA 化学工作站数据处理系统， 检索 Nis98 谱图库， 并分别与八峰索引及标准
（ 1． 鞍山师范学院 化学与生命科学学院 ， 辽宁 鞍山 114007 ； 2． 山西大学， 山西 太原 030006 ） 摘 要： 采用 同 时 蒸 馏 萃 取 法 与 水 蒸 气 蒸 馏 法 提 取 烟 草 中 挥 发 性 成 分 并 用 气 相 色谱 质谱 （ GC / MS ）
法分别确认其化学成分 ， 其中主要成分为尼古丁 ． 用气相色谱法测定烟草中尼古丁的含量 ． 尼古丁含量在 0． 446 4 ～ 0． 892 8 mg / mL 范围内与峰面积呈良好线性关系 ， 回归方程为： A = 61 670 M－2 894． 8 ， 相关系数 为 0． 998 6 ， 回收率为 99． 83% ． 关键词： 烟草； 尼古丁； 气相色谱质谱法； 同时蒸馏萃取； 水蒸气蒸馏 中图分类号： TS411． 1 文献标识码： A 2441 （ 2011 ） 06002604 文章篇号： 1008-