摘要:款冬花為菊科多年生草本植物款冬(TussilagofarfaraL.)的干燥花蕾,具有止咳、平喘、祛痰的作用,以及升壓、抗血小板活化因子、抗炎等藥理活性,主要含有萜類、黃酮、生物堿等化學
款冬花為菊科多年生草本植物款冬(TussilagofarfaraL.)的干燥花蕾,具有止咳、平喘、祛痰的作用,以及升壓、抗血小板活化因子、抗炎等藥理活性,主要含有萜類、黃酮、生物堿等化學成分[1-2]。款冬花揮發油在卷煙加香中的應用已有報道[3],但是款冬花浸膏的熱裂解行為研究尚未見報道。由于熱裂解分析方法可有效預測燃燒產物,目前已廣泛應用于煙草化學成分、煙草、香精香料、卷煙紙、卷煙搭口膠等的熱裂解行為研究[4-14]。上述研究大多采用等溫裂解(一般選擇300,600和900℃),且以無氧裂解居多,然而卷煙燃吸過程是一個動態、連續的過程,其燃燒溫度、升溫速率、氧氣含量均隨卷煙燃吸過程而變化,因此,采用變溫裂解及有氧裂解方式對煙用添加劑進行熱裂解研究[15-20],能客觀地反映其在卷煙實際燃燒過程中的變化規律。為此,采用自主設計組裝的實驗設備[21],在模擬卷煙燃吸狀態下對款冬花浸膏進行了在線熱裂解-氣相色譜/質譜聯用(Py-GC/MS)分析,旨在為款冬花浸膏在卷煙中的應用提供參考。
1材料與方法
1.1材料、試劑和儀器款冬花(批號:20100501;產地:河北,云南鴻翔藥業有限公司)。95%乙醇(AR,廣東西隴化工股份有限公司)。Agilent7890A/5975C氣相色譜/質譜聯用儀(美國Agilent公司),配CIS-4大體積冷進樣口(德國Gerstel公司);Pyroprobe5200型熱裂解儀(美國CDS公司);AG204型電子天平(感量:0.0001g,瑞士MettlerToledo公司);R-215旋轉蒸發儀(瑞士Buchi公司)。
1.2方法
1.2.1款冬花浸膏的制備干燥的款冬花600g,粉碎,過40目篩,用體積分數95%乙醇加熱回流3次,合并提取液,用旋轉蒸發儀回收溶劑,得浸膏100g,備用。1.2.2款冬花浸膏的Py-GC/MS分析取1根裂解儀專用石英裂解管,裝填農殘級石英棉,然后取款冬花浸膏樣品1mg注射到石英棉上,將裂解管放入熱裂解儀中,按設定的裂解條件進行裂解,裂解產物直接進入氣相色譜/質譜聯用儀分析。實驗裝置見圖1。實驗條件如下。
2結果與討論
2.1款冬花浸膏熱裂解條件的選擇卷煙熱解蒸餾區的溫度在200~900℃之間,大部分煙氣成分主要在這個溫度區間產生[15-16]。為了真實反映卷煙燃燒的狀態,參照Baker[17]的熱解條件,模擬卷煙燃吸狀態,在含9%氧氣的氮氣中,采用快速程序升溫進行款冬花浸膏的熱裂解。
2.2款冬花浸膏熱裂解產物款冬花浸膏熱裂解產物中的揮發性成分及相對百分含量見表l。由表1可以看出,款冬花浸膏的裂解產物中共鑒定出45種化合物,包括烷烴、烯烴、醇、醛、酮、酸和酯類化合物,占總峰面積的73.49%。其中,①醛類化合物13種對含量最高,主要是5-羥甲基-2-呋喃甲醛(22.19%)、糠醛(5.34%)、2,5-二甲酰基呋喃(3.75%)、壬醛(1.82%)等致香物質。5-羥甲基-2-呋喃甲醛(5-羥甲基糠醛)具有菊花氣味;糠醛具甜香、木香、面包香、焦甜香,并帶有烘烤食品的氣味,可賦予卷煙木香、花香、果香和甜香;壬醛具有蠟香、柑橘香、脂肪香和花香[22]。②酯類化合物6種,主要是亞油酸乙酯(3.96%)、棕櫚酸乙酯(3.89%)、(Z,Z,Z)-9,12,15-十八碳三烯酸乙酯(2.22%)等,這些高級脂肪酸酯類化合物可以使煙葉的香味變得醇和[3]。③酮類化合物7種,主要是2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮(2.33%)、2-呋喃基羥甲基酮(1.41%)、2,5-二甲基-4-羥基-3-2H-呋喃酮(0.65%)等。2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮具有焦甜味[23];2,5-二甲基-4-羥基-3-2H-呋喃酮具有果香、焦糖香氣,在煙草制品中能改善其香味,使其具有漿果樣豐滿的東方煙韻味[24]。④酚類化合物3種:鄰苯二酚(2.67%)、苯酚(2.06%)、3-甲基苯鄰二酚(0.53%)。⑤烯烴類化合物7種,主要是(S)-1-甲基-4-(1-亞甲基-5-甲基-4-己烯基)環己烯(1.61%)、苯乙烯(1.00%)、環癸烯(0.89%)等。⑥酸類化合物2種:2-甲基-丁酸(2.32%)、n-棕櫚酸(0.57%)。2-甲基丁酸是煙草中酸性物質的組成成分,可使煙氣柔和滋潤,改善辛辣刺激性[22];棕櫚酸有增加煙氣甜味、蠟味、豐滿度、粗糙感和刺激性的作用[3]。⑦醇類化合物3種:(Z,Z)-9,12-十八碳二烯-1-醇(0.64%)、苯甲醇(0.39%)、2-呋喃甲醇(糠醇)(0.33%)。苯甲醇具特有的令人愉快的水果香氣;糠醇具有霉香、甜香、面包香、焦甜香、咖啡香[22]。此外,裂解產物中還檢測到少量壬基環丙烷、萘等烴類化合物。2.3方法的重復性選擇款冬花浸膏熱裂解產物中相對百分含量大于2%的11種揮發性成分進行重復性實驗,結果(表2)表明,11種揮發性成分的相對標準偏差(RSD)在0.87%4.32%之間,說明本方法的重復性較好,適合于款冬花浸膏的熱裂解產物分析。
3結論
采用自主設計組裝的在線Py-GC/MS實驗設備在模擬卷煙燃吸狀態下對款冬花浸膏進行了熱裂解分析,其裂解產物中共鑒定出45種揮發性成分,含量較高的成分主要有5-羥甲基-2-呋喃甲醛、糠醛、亞油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、2,5-二甲酰基呋喃、5-甲基-2-呋喃甲醛、2-甲基丁酸等致香物質。此外,還有少量苯酚、苯乙烯等可能會對卷煙煙氣產生不利影響的化合物。本研究結果可為煙草添加劑在卷煙中的應用及安全性評價提供理論參考依據。
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