葉黃素的熱解產(chǎn)物分析

葉黃素的熱解產(chǎn)物分析侯英,徐濟倉,王保興,楊燕,楊勇,王玉,劉靜云南瑞升煙草技術(shù)(集團)有限公司,昆明市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區科醫路41號650106關(guān)鍵詞:葉黃素;煙草;熱解;氣相色譜-質(zhì)譜分析;固相微革取摘要:為研究葉黃素對卷煙燃吸品質(zhì)的影響,分別在300600、900℃和氮氣、10%氧氣+90%煙草科技808氮氣、大氣環(huán)境中進(jìn)行了葉黃素熱解試驗,熱解產(chǎn)物經(jīng)固相微萃取后進(jìn)行CC/MS分析,并用葉黃素進(jìn)行了卷煙加香試驗。結果表明:①在所試驗的溫度和氛圍中,葉黃素的裂解產(chǎn)物主要是甲苯、對-二甲苯、1,2-二氫-1,1,6-三甲基一幕和2,7-二甲基慕等,另外還有少量的氧化異佛爾酮、巨豆三烯酮、醛和烯烴類(lèi)物質(zhì)等;②葉黃素裂解產(chǎn)物的種類(lèi)和相對含量都隨著(zhù)裂解溫度的變化而變化,而裂解氛圍則影響不大;③派加葉黃素的卷煙煙氣香氣略增加,但其雜氣、刺激性都明顯增大,余味變差。因此,派加葉黃素不利于卷煙抽吸品質(zhì)的提高。中圖分類(lèi)號:TS264.3文獻標識碼:B文章編號:1002-0861(2007)12-0027-06Analysis of Pyrolytic Products of LuteinHOU YING, XU JI-CANG, WANG BAO-XING, YANG YAN, YANG YONG, WANG YU, andLIU JINGYunnan Reascend Tobacco Technology( Group)Co, Ltd, Kunming 650106, ChinaKeywords: Lutein; Tobacco; Pyrolysis; Gas chromatography/mass spectrometry; Solid pharAbstract To investigate the effect of lutein on the smoking quality of cigarettes, the lutein waspyrolysed in various surroundings(N2, 10%02+90%N2, and air )at 300C, 600C and900 C, respectively. The pyrolytic products adsorbed by solid phase microextraction were analyzedwith gas chromatography/ mass spectrometry, and lutein was applied to cigarettes as a flavor. Theresults showed that: 1)in all pyrolytic environments and temperatures, the major components ofpyrolytic products were tolune, p-xylene, 1, 2-dihydro-1, 1, 6-trimethylnaphthalene, 2, 7dimethylnaphthalene, etc, and the minor components were isophorone, megastigmatrienone,aldehydes, alkenes, etc. 2)the kind and relative content of pyrolytic products changed with thechange of temperatures, while the influence of environment was negligible; 3) lutein adding wouldenhance the aroma of cigarette smoke, but increase the offensive odor and irritancy, and deterioratethe aftertaste. Therefore, the addition of lutein was not beneficial to improve the smoking quality ofcigarette基金項目:國家煙草專(zhuān)賣(mài)局基金資助項目“煙草中主要致香成分及重要煙用單體香料熱裂解行為研究”年第期總第期(110200101044)。作者簡(jiǎn)介:侯英(1973-),女,碩士,云南瑞升煙草技術(shù)(集團)有限公司工程師,主要從事煙葉和卷煙的分析研兗。E-mail:houying@reascend.com收稿日期:2007-06-29責任編輯:劉立全E-mail:lq@ tobaccoinfo,com,cn電話(huà):037167672637煙葉中各種色素的含量和性質(zhì)不僅直接影響He,流速1mL/min;升溫程序:50℃(1min)其外觀(guān)質(zhì)量,而且還間接地影響其內在品質(zhì)。3℃/mim100℃(1min)→260℃(10煙葉中的黃色素主要是類(lèi)胡蘿卜素是以異戊二min);接口溫度:280℃;離子(EI)源溫度:250烯為單元組成的一類(lèi)色素屬萜類(lèi)化合物。新鮮℃;電離能量:70ev;質(zhì)量掃描范圍:35~煙葉中已有18種類(lèi)胡蘿卜素被分離和表征,其中455B-胡蘿卜素和葉黃素是主要成分。目前,人們通過(guò)NST98標準譜庫檢索定性,峰面積歸★煙草科技:大多關(guān)注陳化煙葉中類(lèi)胡蘿卜素和其降解產(chǎn)物的化法定量。含量變化及其與煙葉品質(zhì)的關(guān)系,而有關(guān)類(lèi)1.2.2加香與評吸胡蘿卜素的熱解產(chǎn)物對卷煙抽吸品質(zhì)的影響則少用微量噴霧器分別向25g/份煙絲中均勻地見(jiàn)報道。因此,考察了熱解溫度和氛圍對葉黃素噴加1mL乙醇(對照)、1mL2.5mg/m和1mnL熱解產(chǎn)物以及葉黃素對卷煙抽吸品質(zhì)的影響旨5.0mg/mL葉黃素的乙醇溶液噴后,將煙絲卷制在為卷煙加香提供參考。成煙支,放入恒溫(22℃±1℃)恒濕(RH60%±1材料與方法2%)箱內調節48h,請本公司評委按GB606.41996《卷煙感官技術(shù)要求》進(jìn)行評吸。1材料和儀器葉黃素(96.6%,德國 augsburg公司);高純2結果與討論氮氣、10%(體積分數,下同)氧氣+90%氮氣混2.1裂解溫度和氛圍對葉黃素熱解產(chǎn)物的彩響合氣(昆明市氧氣廠(chǎng))由圖2和表1看出:葉黃素在不同溫度和不同6890N/5973N氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國氛圍中裂解,主要生成烯烴、酮類(lèi)醛類(lèi)醇類(lèi)、苯和agilent公司); PYROPROBE2000熱裂解儀(美國萘及其同系物等,且其種類(lèi)和相對含量(歸一化峰CDs公司),配備熱裂解專(zhuān)用石英管;AB204S分面積)都隨著(zhù)裂解溫度和氛圍的不同而異。析天平(感量0.0001g,瑞士 Mettler Toledo公在相同的氛圍中,隨著(zhù)裂解溫度的升高,酮司);固相微萃取(SPME)裝置(配攪拌/加熱臺、類(lèi)、醇類(lèi)、烯烴類(lèi)、芳烴類(lèi)明顯增加,尤其是烯烴類(lèi)SPME手柄及75μ m Carboxen-PDMS固相微萃取和芳烴類(lèi),600℃和900℃下比300℃下增加了頭)(美國 SUPELCO公司)。10多種,如在10%02中裂解,300℃下生成481.2實(shí)驗方法種裂解產(chǎn)物,烯烴類(lèi)和芳烴類(lèi)分別為17種和141.2.1葉黃素的熱解及其裂解產(chǎn)物的cC/MS種,其相對含量各為4.14%和83.85%,600℃和分析900℃下各生成80種,600℃下烯烴類(lèi)和芳烴類(lèi)準確稱(chēng)取2mg葉黃素放入裂解專(zhuān)用石英管分別為27種和32種,其相對含量各為7.9%和中,兩端塞人石英棉然后置于熱裂解儀的裂解頭4.24%,900℃下烯烴類(lèi)和芳烴類(lèi)分別為27種加熱絲中,再將裂解手柄插入20mL熱裂解瓶和3種其相對含量為556%和38.19%,特別(圖1)中然后分別向熱裂解瓶中通人氮氣、10%是在900℃下生成了1-甲基-9H-芴、9-甲基氧氣+90%氮氣混合氣和大氣,并分別在不同溫9H-芴和4-甲基-菲等稠環(huán)芳烴類(lèi)而醛類(lèi)、20℃/ms度下熱解。熱解溫度為:30℃300、600和900℃(108)。熱解完畢后,將SPME手柄插NsPME手柄期人該熱裂解瓶中,伸出萃取頭,于70℃下萃取15min。萃取完成后,將萃取頭抽回到萃取手柄中,取出SPME手柄,并立即將萃取頭插人GC的汽化室(溫度240℃)中進(jìn)行脫附,脫附時(shí)間1min,脫附的熱解產(chǎn)物隨載氣進(jìn)入GC毛細管柱中分離熱裂解頭后進(jìn)行MS鑒定。GC/MS條件為:色譜柱: HP-5MS毛細管柱(30mx0.25熱解瓶i.d.x0.25μmdf.);進(jìn)樣口溫度:240℃;載氣圖1葉黃聚熱解及其裂解產(chǎn)物的SPME蘋(píng)取氣y0t氮氣60040080012001600200024002800400800120060020002400280040080120016002000240028010%氧氣+0%氯氣3c10%氧你“90%氯氣9c煙草科技0080012001600200024002800408120016002000240028400800120016002000240028.00大氣環(huán)境100℃太氣環(huán)境900℃40080012001600200024002800400800120016002000240028004008001200160020002400280保留時(shí)間(min)保留時(shí)間(min)圖2葉黃素在300、600、900℃和氮氣、10%氯氣+90%氨氣和大氣中裂解產(chǎn)物的TIc圖比較表1葉黃素在300600、900℃和氯氣、10%氯氣+90%氮氣、大氣中熱解產(chǎn)物及其相對含量①(%)保留匹配10%02草化學(xué)時(shí)間熱解產(chǎn)物度300℃600℃900℃300℃600℃900℃300℃600℃900℃267(E)-3-甲基-1,3,5-已三烯90.160.120.080.110.170,50.120.080.062-甲基呋喃800.120.020.040.110.040.110.150.150.022.9甲9417.304.072.2518.305.992.7823.505.721.5-(1,1一二甲基乙基)-1,3910.030.090.180.020.270.040.080.070.05環(huán)戊二烯1,25,5-四甲基-1,3環(huán)己二烯800.170.130.120.060.120.140.080.130.045,5-二甲基-2-乙基-1環(huán)戊二烯800.120.070.010.070.070.04甲基-2-己酮0.060.080.040.090.100.071-亞甲基-3-(1-甲基亞820.120.070.050.070.060.030.080.060.01乙基)環(huán)戊烷年第期⌒總第期P-二甲苯9730.405.232.8954.809.473.6227.905.941.425.13苯乙爝970.110.110.350.240.340.180.336.01B-萜品烯.0100.010.01冰片烯0.020.010.Q10.086.821-乙基-2-甲苯0.250.690.030.210.380.050.480.67(續表1)保留匹配空氣10%O時(shí)間熱解產(chǎn)物度300℃600℃90℃300℃600℃900℃300℃600℃900℃1-乙基-3-甲苯0.070.100.320.150.030.300.147.112,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯930.030.040.030.017.34a-甲基苯乙烯0.090.090.070.057.66乙烯基甲苯960.040.780.990.041.471.330.061.320.95科技+8888888141-甲基-4-(1-甲基乙烯基)苯950.290.350.040.251.300.490.350.200.288471-甲基=4-(1-甲基乙基)苯0.040.130.150.120.090.04-乙基-2,6-二甲基吡啶0.030.030.050.032-乙?；?5-甲基呋喃800.010.010.010.190.060.020.220.090.048.9135,5-三甲基-3-環(huán)己烯-1-酮940.050.040.170.100.370.190.380.460.070.060.190.150.340.150.9151-甲基-4-(2-丙烯基)苯800.070.030.050.020.300.140.040.02乙烯基苯甲醇0.030.070.060.050.050.119.411-乙基-2,3-二甲苯0,050.090.030.040.040.034-甲基苯甲醛950.400.200.560.060.150.111.060.600.592-乙烯基-1,4-二甲苯860.090.600.040.101.070.760.190.710.41煙草化1,2,45-四甲苯0.050.054-甲基苯甲醛960.280.230.510.070.050.230.500.610.5910.462-乙烯基-1,3-二甲苯0.100.050.110.140.047-甲基華并呋喃0.050.110.080.170壬醛860.160.050.110.050.160.122-乙烯基-1,3,5-三甲苯0.090.990.540.120.093-甲基-2-丁烯基苯940.400.770.370.240.150.530.210.970.49l1.16氧化異佛爾酮800.110.150.130.020.110.110.210.150.14(1-甲基-1-丁烯基)苯920.310.270.060.050.130.1311.292-乙烯基-1,3,5-三甲苯820.030.090.130.030.130.040.040.110.281-丁烯基苯970.070.190.230.010.570.310.120.420.1811.672-甲基-1-丁烯基苯910.120.200.200.100.260.160.160.540.09期11.822,3-二氫-4-甲基-1H-茚810.110.040.060.090.090.040.150.120.0312,033-苯基-1,2-丁二烯0.250.480.680.690.580.4412.56,5,5-三甲基-6-亞0.050.100.100.08甲基環(huán)己烯0.120.1l35-二甲基苯酚0.160.340.284-乙基苯甲醛830.360.150.140.040.120.050.450.240.1313.080.201.290.502.690.391.73(繽表1)保留匹配10%02時(shí)間熱解產(chǎn)物(min)度300℃600℃900℃300℃600℃900℃300℃600℃900℃13.251,2,3,4-四氫-6-甲基蔡930.180.200.190.050.430.210.240.280.1713.361-(2-丁烯基)-2,3-二甲苯800.480.150.140.380.140.090.640.170.0913.41,3-二甲基一1H-茚0.110.180.170.660.200.1013.582,6,6-三甲基-1,3環(huán)已二烯-1-甲醛00.120.200.310.100.350.300.210.420.1513.722-(2-羥基苯基)830.160.150.110.110.170.190.320.170.085,8-二氫-1-燕酚820.080.150.310.020.400.220.220.380.2014.93(1-甲基戊-1,3-二烯基)苯851.521.040.681.181.420.890.851.210.732,3-二甲基-1H-茚901.702.332.280.505.242.352.974.412.001,2-二氫-6-甲基蓁870.170.890.860.040.990.910.031.040.87對一二丙烯基苯900.040.680.350.020.240.170.060.280.2216.212-甲基萘955.891.991.021.274.821.0311.103.960.9116.41巨豆三烯酮A800.280.310.360.060.060.290.060.210.3917.181,2-二氫-1,1,6-三甲基萘9614.07.414.558.624.342.632.193.592.671,1,3-三甲基-1H-茚巨豆三烯酮B800.750.780.690.230.590.470.170.700.7818.142,7-二甲基9711.3010.90993.3813.6010.2013.2014.0012.00l8.432,6-二甲基萘960.150.910.970.080.720.810.230.981.58l8.41,6-二甲基萘970.883.873.510.212.532.890.563.344,4818.67巨豆三烯酮C960.440.490.260.140.300.260.340.610.45I8.97聯(lián)苯8。20.370.520.040.250.440.161.0819.I145-脫氫一異長(cháng)葉烯0.190.180.020.330.140.200.452-異丙基襲0.150.150.540.630.581.09巨豆三烯酮D830.320.650.660.070.390.630.140.630.911,6,7-三甲基萘840.261.122.310.171.691.770.350.282.371,4,6-三甲基萘0.930.391.371.251.310.8544-二甲基聯(lián)苯1.240.950.531.480.911.982,2·一二甲基聯(lián)苯0.160.331,1-二苯基乙烯1.290.400.120.691-甲蕃-9H-芴0.320.660.310.990.330.250.270.562,3-二甲基-9H一芴0.170.200.180.060.2025.6一甲基菲050.360.210.142,5一二甲基菲28.602,3,5-三甲基菲0.080.07注:①歸一化峰面積;②“一”表示未檢出。酚類(lèi)、烷烴類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)裂解產(chǎn)物則變化不大。001%葉黃素后卷煙煙氣的香氣、諧調性和說(shuō)明在這3種溫度下,葉黃素的裂解產(chǎn)物主要是余味變化不明顯,其雜氣、刺激性有所增加;加入芳烴類(lèi),而且隨著(zhù)熱解溫度的升高生成了稠環(huán)0.02%葉黃素后,煙氣的諧調性變化不明顯,其香芳烴。氣、雜氣、刺激性都有所增加,余味變差。煙氣香在相同溫度下,葉黃素在不同氧氣含量的氛氣的增加可能是由于葉黃素熱裂解產(chǎn)生了氧化異圍中裂解除了在600℃和900℃下氮氣(無(wú)氧)佛爾酮、巨豆三烯酮等物質(zhì),而雜氣、刺激性的明煙草科技氛圍中烯烴類(lèi)裂解產(chǎn)物的種類(lèi)明顯低于相同溫度顯增加可能與葉黃素熱解時(shí)產(chǎn)生的大量的苯及其下在空氣和10%O2氛圍中的外,其余各裂解產(chǎn)物同系物有關(guān)。說(shuō)明在煙絲中加人葉黃素,雖然略的種類(lèi)和相對含量相同溫度下不同氛圍無(wú)明顯區微提高了卷煙煙氣的香氣,但卻明顯增加了雜氣別,說(shuō)明裂解氛圍對葉黃素的裂解產(chǎn)物種類(lèi)及其和刺激性,利大于弊。相對含量的影響不大。另外,葉黃素在不同溫度和不同氛圍中還裂2加葉黃素卷煙的感官評吸結果解產(chǎn)生幾種香氣成分,主要有氧化異佛爾酮和巨卷煙葉黃素豆三烯酮等,但其種類(lèi)和數量都比較小。其形成樣品用量(%)香氣諧調性雜氣刺激性余味32.05.014.014.016機理可能符合文獻[1]的介紹(圖3),即在含氧1#0.0132.05.013.013.016氛圍中,若葉黃素在9-10位發(fā)生雙鍵斷裂,可以0.0233.04.513.013.015生成3-羥基-a-紫羅蘭酮,經(jīng)過(guò)氧化還原,生成3-氧代-α一紫羅蘭醇,再脫水就形成了煙草中特別重要的香味成分巨豆三烯酮。若在6-73結論位置上發(fā)生碳鏈斷裂,可以生成非常重要的香味熱裂解和卷煙加香試驗結果表明,在卷煙煙成分氧化異佛爾酮。但本實(shí)驗葉黃素在氮氣氛圍絲中加入一定量的葉黃素,不利于卷煙的抽吸品中裂解也生成了這些香氣成分,是其形成機理有質(zhì)的提高,因為在卷煙燃燒時(shí),葉黃素的熱解雖然別,還是熱解過(guò)程中可能混入了少量氧氣有待進(jìn)能生成一定量的香氣成分,但是同時(shí)也產(chǎn)生大量一步研究。的有害成分,使卷煙煙氣的雜氣、刺激性增加,因22葉黃素對卷煙吸味品質(zhì)的影響此,若能在加工期間或通過(guò)某種技術(shù)降低煙葉中從表2可以看出,與對照相比,在煙絲中加入的葉黃素,可能有利于卷煙減害及其抽吸品質(zhì)的提高參考文獻[1]王瑞新.煙草化學(xué)[M].北京:中國農業(yè)出版社,2003[2]楊立均官長(cháng)榮,馬京民烘烤過(guò)程中煙葉色素的降氧化異佛爾解及與化學(xué)成分的相關(guān)分析[玎中國煙草科學(xué),3-羚基一一紫羅蘭酮2002(2):5-7[3]史宏志韓錦峰,官春云.煙葉香氣前體物在成熟和氧化還原調制過(guò)程中的變化[].作物研究,1996,10(2):22-25期巨豆三烯酮[4]楊虹琦,周冀衡,羅澤民,等不同產(chǎn)區烤煙中質(zhì)體3-氧代-紫羅蘭醇色素及降解產(chǎn)物的研究[].西南農業(yè)大學(xué)學(xué)報圖3葉黃囊裂解產(chǎn)生香氣成分的機理(自然科學(xué)版),2004,26(5):640644