气相—质谱法测定烟草薄片中多元有机酸
时间：2021-02-05 08:02:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：该研究以对甲苯磺酸为甲酯化催化剂，对甲酯化的各种条件进行优化，采用气相/质谱法对烟草薄片中的多元有机酸含量进行测定。试验结果表明，采用该方法法重复测定的变异系数较小，平均回收率在96.26%～103.37%，具有较好的重现性和准确性，适用于烟草薄片中多元有机酸含量的测定。
关键词：烟草薄片；多元酸；对甲苯磺酸；气相色谱/质谱联用法
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）01-0096-03
Abstract：The p-toluene sulfonic acid was used as esterification catalyst and the methyl esterification conditions of polybasic acids were optimized，polybasic acids contents in tobacco sheet were determined by gas chromatography mass spectrometry method.The results showed the method had good reproducibility and accuracy，the less variation coefficient and the average recovery ratio was 96.26%～103.37%.The method can be used to determine the polybasic acids in tobacco sheet.
Key words：Tobacco sheet；Polybasic acids；P-toluene sulfonic acid；Gas chromatography mass spectrometry
有机酸是烟叶香味成分的重要組成部分，直接影响烟叶和烟草制品的质量[1]。目前行业内主要集中在烟叶中有机酸含量的研究，其前处理方法多采用浓硫酸催化酯化法[2-3]、三氟化硼甲酯化[4]及N，O-双（三甲基硅基）三氟乙酰胺硅烷化[5]。测试方法主要有气相色谱[6]和气相色谱-质谱法[7]，但上述方法存在副反应多，酯化试剂毒性强抑或价格昂贵等不足。对甲苯磺酸作为一种有机酸，其酸性和硫酸相当，且效果更好，因而可以代替硫酸作为酸性催化剂，目前已广泛应用于化工有机合成方面[8-13]。烟草薄片主要由烟末、碎片、烟梗或低次烟叶加入胶粘剂和其他添加剂等组成，是重要的卷烟原料之一。分析烟草薄片中的非挥发性有机酸的组成及含量，可以为更好利用烟草薄片作为卷烟原料提供参考依据，而目前涉及烟草薄片中有机酸含量的测定还鲜有公开报道。为此，本研究采用对甲苯磺酸为催化剂对烟草薄片中多元有机酸进行酯化，采用气相-质谱法（GC-MS）测定，并对酯化过程的各种影响因素进行了考察，取得了良好的效果。
1 材料与方法
1.1 试验材料、试剂和仪器 薄片样品10个（江苏鑫源薄片有限责任公司提供）。标准品：草酸、丙二酸、苹果酸、柠檬酸和己二酸（内标，IS）（分析纯，美国ChemService公司）；正己烷（色谱级，美国J.T.Baker公司）。对甲苯磺酸（分析纯，天津金汇太亚化学试剂有限公司）。酯化液：配置0.5g/10mL对甲苯磺酸的甲醇溶液。AE163电子天平（瑞士Mettler公司）；Agilent6890A/5975气相色谱/质谱联用仪（美国Agilent公司）；离心机（江苏盐城市凯特实验仪器有限公司）。
1.2 样品处理与分析 将薄片置于烘箱内在40℃左右干燥2h，粉碎，混合均匀备用。称取1.0g（精确至0.000 1g）薄片试样于20mL具塞三角瓶中，加入8mL酯化液和0.5mL内标溶液，密封并在60℃下萃取90min。冷却到室温、摇匀，转入离心管中进行离心10min。移取0.5mL上层清液于25mL具塞三角瓶中，加入15mL正己烷，置于振荡器上萃取20min，静置。取上层清液，进样分析。gC/MS条件：色谱柱：DB-FFAP熔融石英毛细管柱（30m×0.25mm i.d.×0.25μm d.f.）；进样口温度：240℃；进样量：1.0μL；分流比：10∶1。升温程序为：110℃→120℃（5℃/min）→160℃（10℃/min）→240℃（20℃/min，保持2min）；载气：He，流速：1.0mL/min。电离方式，电子轰击（EI），电离能量，70eV；质量数范围：35～350amu；离子源温度：230℃；传输线温度：240℃；四级杆温度：150℃。溶剂延迟：2.5min；检测方式：选择离子监测（SIM）。
2 结果与分析
2.1 定性分析 采用NIS98和Wiley谱库检索并结合标样和目标物的特征质谱碎片对有机酸甲酯进行定性。各有机酸甲酯和己二酸二甲酯（IS）的保留时间和特征离子峰见表1。标准样品的选择离子色谱见图1，由图1可知，所采用的色谱条件下，各色谱峰分离良好。
2.2 样品前处理条件的选择
2.2.1 催化剂用量的选择 准确称取6份1.0g薄片样品，分别加入0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6g对甲苯磺酸，考察催化剂用量对试验结果的影响。结果表明，甲苯磺酸用量为0.5g时，各有机酸含量最大，且随着对甲苯磺酸量的增加，结果相差不明显。因此，选择0.5g对甲苯磺酸为适宜的用量。
2.2.2 酯化液体积的选择 准确称取8份1.0g薄片样品于具塞三角瓶中，分别加入2、3、4、5、6、8、10、12mL酯化液，考察酯化液体积对多元有机酸结果的影响。结果表明，酯化液在6～10mL，各有机酸的含量相差不大，综合有利于实际操作等因素考虑，选择8mL酯化液为适宜的体积。
