奶香型凝胶滤棒特征成分在卷烟中的转移行为

摘要 为了研究奶香型凝胶滤棒在卷烟中的加香效果，建立了GC-MS分析方法，优化了前处理条件，并研究了特征成分在奶香型凝胶滤棒卷烟中的转移率。结果表明：最优的萃取条件为用无水乙醇作为溶剂，萃取体积10 mL，超声萃取时间60 min；奶香型凝胶滤棒中5种特征成分（香兰素、乙基香兰素、藜芦醛、茴香醇、乙酸大茴香酯）加样回收率在94.1%～104.1%，检出限在0.11～8.23 μg/mL，定量限在0.25～27.42 μg/mL。5种特征成分的转移率分为3个梯度，香兰素和乙基香兰素向主流烟气粒相物中的转移率较高，分别为8.44%和8.14%，其次是茴香醇（5.42%）和乙酸大茴香酯（4.35%），黎芦醛转移率最低，为2.44%；5种特征成分的滤嘴截留率在85.31%～90.37%，说明凝胶加香方式下特征成分大部分截留在滤嘴中；滤嘴中香兰素含量和主流烟气粒相物中香兰素的转移率在自然环境下放置前180 d 快速减少，180～360 d呈现逐渐降低的趋势，说明生产出来180 d内是奶香型凝胶滤棒卷烟的最佳抽吸时间。在恒温恒湿条件下的滤嘴中香兰素含量和主流烟气粒相物中香兰素转移率均高于自然通风环境下，说明奶香型凝胶滤棒卷烟最好放置在温湿度相对恒定的环境下保存。

关键词 奶香型凝胶滤棒；气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）；特征成分；转移行为

中图分类号 TS47  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）14-0161-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.14.035

Transfer Behavior of Characteristic Components of Milk-flavored Gel Filter Rod in Cigarettes

L Xiang-min，CHEN Yun-can，TAN Guang-lu et al

（Technology Center of China Tobacco Chongqing Industrial Co.，Ltd.，Chongqing 400060）

Abstract In order to study the flavoring effect of milk-flavored gel filter rod in cigarettes，a GC-MS analytical method was established，the pretreatment conditions were optimized，and the transfer rates of the characteristic components in milk-flavored gel filter rod cigarettes were investigated.The results showed that the optimal extraction conditions：anhydrous ethanol was used as the solvent，the extraction volume was 10 mL，and the ultrasonic extraction time was 60 min;the sample adding recovery rates of five characteristic components （vanillin，ethyl vanillin，veratraldehyde，anisyl alcohol，anisyl acetate） in the milk-flavored gel filter rod were 94.1%-104.1%，and the detection limits were 0.11-8.23 μg/mL，with a quantification limit of 0.25-27.42 μg/mL.The transfer rates of the five characteristic components were divided into three gradients.The transfer rates of vanillin and ethyl vanillin to the mainstream flue gas particulate matter were higher，at 8.44% and 8.14%，respectively，followed by anisyl alcohol （5.42%） and anisyl acetate （4.35%），the transfer rate of veratraldehyde was the lowest，at 2.44%.The filter tip retention rate of the five characteristic components was 85.31%-90.37%，indicating that most of the characteristic components were trapped in the filter tip under the gel flavoring mode.The vanillin content in the filter tip and the transfer rate of vanillin in the mainstream smoke particles decreased rapidly 180 days before being placed in the natural environment，and showed a gradual decline trend 180-360 days after being produced，indicating that 180 days after being produced was the best time for smoking milk-flavored gel filter rod cigarettes.Under the condition of constant temperature and humidity，the vanillin content in the filter tip and the transfer rate of vanillin in the particulate matter of mainstream smoke were higher than those in the natural ventilation environment，indicating that milk-flavored gel filter rod cigarettes were best stored in the environment with relatively constant temperature and humidity.

Key words Milk-flavored gel filter rod;GC-MS;Characteristic component;Transfer behavior

基金项目 重庆中烟工业有限责任公司科研项目（HX202206）。

作者简介 吕祥敏（1978—），女，重庆人，工程师，硕士，从事烟草化学研究。*通信作者，工程师，硕士，从事烟草化学成分研究。

收稿日期 2023-09-19

为了提高卷烟的吸食品质，卷烟生产过程中经常采用外加香的方式来赋予卷烟独特的香气［1］。其中，滤嘴加香是一种有效的方法，可以避免燃烧和滤嘴过滤等过程导致的香味损失，并且具有良好的加香效果［2］。通常情况下，香料被添加到滤嘴中，这些香料包括具有特征香气的天然植物材料和提取物以及化学合成的香料，这些香料含有具有香气或潜在香味物质的成分，在主流烟气加热后可以释放出特定的香气，以实现加香或缓释加香的效果。通过这种方式，卷烟的特征香气得以释放，从而提升了卷烟的品质。

常用的滤嘴加香方式有丝束加香、爆珠加香、凝胶加香等。在卷烟抽吸过程中，凝胶加香滤棒中特征香味成分会转移到主流烟气中［3］，特征香味成分的转移率［4-5］会直接影响消费者的体验感。相关研究主要集中于薄荷型滤棒［6-8］、薄荷类爆珠［9-12］卷烟，而对其他香型凝胶滤棒卷烟相关研究鲜有报道。

奶香是食品中重要的香韵之一［13-14］，分布于咖啡、面包、茶味加工产品中，奶香的特征香味成分有多种物质组成，其中主要包括香兰素和乙基香兰素等［15］，常用的检测方法有可见分光光度法［16］、毛细管电泳法［17］、气相色谱法［18］、高效液相色谱法［19］等。由于奶香型卷烟特征成分主要多为挥发性和半挥发性物质，因此多采用气相色谱法检测。该研究拟采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定奶香型凝胶滤棒卷烟中特征成分及其在烟支中的转移行为、不同放置时间转移率的变化，旨在明确奶香型特征成分在卷烟中的利用效果，进而为奶香型卷烟的设计和开发提供数据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试材。由重庆中烟工业有限责任公司提供奶香型凝胶滤棒卷烟和空白卷烟。

1.1.2 试剂。乙酸苯乙酯（≥97.0%，美国Sigma公司）；香兰素、乙基香兰素、大茴香醇、藜芦醛、乙酸大茴香酯（≥98%，上海阿拉丁公司）；无水乙醇（色谱纯，上海安谱公司）；正己烷、二氯甲烷、异丙醇、甲基叔丁基醚（≥99%，北京百灵威公司）。

1.1.3 仪器。RM200A 转盘式吸烟机（德国Borgwaldt公司）；EL204电子天平（瑞士Mettler Toledo公司）；7890B-5977B气相色谱-质谱联用仪（美国Agilent公司）； PM6-2700TL超声波清洗机（英国PRIMA公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 标准溶液的配制。

称取0.050 0 g乙酸苯乙酯，加入无水乙醇定容至500 mL，作为内标溶液，浓度为0.1 mg/mL。称取香兰素、乙基香兰素、藜芦醛、大茴香醇、乙酸大茴香酯标准品用内标溶液定容至100 mL容量瓶中，得到混合标准储备液，配制6个不同浓度梯度的混合标准溶液。

1.2.2 样品前处理及分析。

选取3支奶香型凝胶滤棒卷烟，把滤嘴取出，然后切开并转移到瓶中，加入10 mL无水乙醇内标溶液，超声60 min，用0.22 μm有机滤膜进行过滤，滤液用GC-MS进行分析。GC-MS分析条件：

色谱柱为INNWAX毛细管柱（30 m×0.5 mm×0.25 μm）；载气为氦气（He）；流量为10 mL/min；进样量为1 μL；分流比为10∶1；升温程序为初始温度50 ℃，以 4 ℃/min 升至 280 ℃并保持30 min；电离方式为电子轰击源（EI）；电离能量70 eV；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；传输线温度280 ℃；扫描模式SIM。

1.2.3 奶香型特征成分向主流烟气粒相物的转移率。

1.2.3.1 卷烟主流烟气收集。

把剑桥滤片放置到（22±1）℃和（60±2）%的温湿度条件下平衡12 h，将奶香型凝胶卷烟样品放到同等条件下也平衡48 h。按照GB/T 19609—2004［20］规定的方法进行抽吸，用剑桥滤片捕集20支卷烟主流烟气总粒相物。吸烟机抽吸完毕后，剑桥滤片放到瓶中，加入内标溶液，超声萃取60 min，然后用0.22 μm有机滤膜进行过滤，对萃取液进行GC-MS分析。

1.2.3.2 主流烟气粒相物转移率和滤嘴截留率分析。

对奶香型凝胶滤棒特征成分在卷烟中的转移行为进行测定，分别分析了奶香型滤棒特征成分在主流烟气粒相物的转移率和滤嘴截留率，计算公式如下：

Z1=m2-m1m0×100%

Z2=m4-m3m0×100%

式中：Z1为主流烟气粒相物转移率（%）；m2为主流烟气滤片中特征成分含量（mg/支）；m1为空白卷烟主流烟气滤片中特征成分含量（mg/支）；m0为抽吸前滤嘴特征成分含量（mg/支）。

Z2为滤嘴截留率（%）；m4为抽吸后滤嘴中特征成分含量（mg/支）；m3为空白卷烟抽吸后滤嘴中特征成分含量（mg/支）。

2 结果与分析

2.1 特征成分的选择

按照“1.2.2”的方法，奶香型凝胶滤棒样品特征成分定性、定量离子及保留时间如表1所示。香兰素和乙基香兰素是一种重要的烟草致香物质［21］，具有浓烈奶香气息，能很好地迁移到卷烟烟气中。藜芦醛不仅有香荚兰果实的香味还有甜味；大茴香醇和乙酸大茴香酯具有清甜的茴青香气，可以掩盖烟气中的杂气。由表1可知，香兰素、乙基香兰素、藜芦醛、大茴香醇、乙酸大茴香酯的分子量较高，有助于GC-MS检测，因此选择这5种化合物作为奶香型滤棒的特征成分进行分析。