（分析化学专业论文）可可酊及枣酊的多种化学成分分析.pdf

郑州大学硕十学位论文 中文摘要 在当代卷烟牛产中，加香加料是一项非常莺要的工艺技术。因此，对天然香料化学成 分的研究以及重要化学成分的质量控制研究具有一定的实用价值。天然香料在卷烟生产中 已被广泛使用，目前众多卷烟企业只能靠感官评价和理化指标相结合来把握质量，这种方 法主观性强，影响因素多，局限性大，因此对天然香料进行可靠的质量控制具有一定的实 用意义。 可可酊中含有大量的生物碱以及其他致香成分，长期应用中发现它对卷烟的吃味和香 气均有明显改善，其所含的大量生物碱有明显的生理兴奋作用。为了控制可可酊质量和保 障卷烟产品品质，有必要对它们进行分析研究。本文分析鉴定了可可酊的主要化学成分， 为完善可可酊的质量控制有一定的实践意义。 本文还使用g c - m s 法测定了枣酊中的挥发性化学成分，对完善此香料的质量控制有 一定的实用价值 研究内容包括： 一可可酊是用4 0 7 0 的乙醇浸提粉碎的可可豆所得到一种香料，广泛应用于食品及卷烟 加工行业。本文采集了4 份不同产地的可可酊样品以及7 个厂家的不同配方料液。对可可酊中 挥发性香味成分，嘌呤生物碱以及多酚等主要化学成分进行了分析研究。结果表明： 1 液液萃取法提取的可可酊的香味成分，经过g c - m s 分析，共检出4 7 种组分。鉴定的4 7 种组分中含有4 种醚、3 种醛、8 种酸、2 种碳氯化合物、3 种烯、5 种氮氧杂环化合物、5 种酮、 4 种酯、1 种醇以及3 种其它物质； 2 对不同厂家的可可酊剂样品4 份和不同配方料液8 份，利用高效液相色谱法，测定了可 可碱，咖啡因和茶碱含量，并利用l c m s - m s 解析了可可碱和茶碱的结构裂解规律； 3 以h p l c - m s 结合g - g - m s 和h p lc d a d 鉴定了可可酊中香兰素，乙基麦芽酚等主要化 学成分； 4 以h p l c - m s 负扫描方式对可可酊中多酚类化合物的研究结果显示，可可酊含有大量的 多酚，并根据文献报道推测了可可酊含有的两种多酚。 二枣酊是用乙醇浸提枣子。加热连续循环回流萃取，回收溶剂得到的一种酊剂。本文采 用同时蒸馏萃取法提取了枣酊的香味成分，经过g g m s 分析，共鉴定够种组分。“种组分 中含有1 3 种酸、7 种酮、9 种酯、4 种醇以及1 1 种其它呋哺、毗啶等物质。、除了占主要成分的 酸以及其乙酸酯外，糠醛的含量也较高。 关键词：可可酊，枣酊，香味成分，生物碱 郑州大学硕十学位论文 a b s i r a c t i nc u l t e n tc i g a r e t t e sp r o d u c t i o n , a r o m a t i ct e c h n i q u e si sam o s ti m p o r t a n tt e c h n o l o g y s o r e s e a r c ho nc h e m i c a lc o m p o n e n t so f n a t u r a lf l a v o ra n do nc o n t r o lo f q u a l i t yh a v eg r e a t a p p l i e d v a l u e n a t u r a lf l a v o rh a sb e e na b r o a du s e di nc i g a r e t t e sp r o d u c t i o n a tp r e s e n t ，m o s tc o r p o r a t i o n o n l yc o n t r o lq u a l i t yo ff l a v o rb ys e n s ea n dp h y s i c a li n d e x t h i sm e t h o d i ss u b j e c t i v e ，l i m i t e d s o d e p e n d a b l ec o n t r o lo f q u a l i t yo i ln a t u r a lf l a v o ri sg r e a tm e a n i n g c o c o at i n c t u r ec o n t a i n sag r e a td e a lo fa l k a l o i d sa n do t h e rf l a v o rc o m p o n e n t s i nl o n g p r a t i c a la p p l i c a t i o n , c o c o at i n c t u r ec a ni m p r o v eo b s e r v a b l yc i g a r e t t ec h a r a c t e r a n dm o s tp u r i n e a l k a l o i d si nc o c o at i n c t u r eh a sg r e a tp h y s i o l o g y , f o re x a m p l e ，e x c i t i n g s n , i no r d e rt oc o n t r o l c o c o at i n c t u r eq u a l i t ya n de n s u r et o b a c c oq u a l i t y , d e d e c t i o na n da n l y s i so nt h e mi sv e r y i m p o r t a n t i nt h i sa r t i c l e , t h ei m p o r t a n tc o m p o n e n t sa r ea n a l y s e da n di d e n t i f i e db yh p l c ， g c m s ，l c - m s ，t op r o v i d ea c a d e m i ca n dp r a c t i c a li n t e r e s tf o rc o n t r o l l i n gt h eq u a l i t yo fc o c o a t i n c t u r e b e s i d e st h i s ，w ea l s oi n v e s t i g a t e dn e wm e t h o d sf o rd e t e r m i n a t i o no f t b ea r o m ac o m p o n e n t s o f j u j u b eb yg c m s a c o c o at i n c t u r ei saf l a v o r , w h i c hi se x t r a c t e df r o mc o c o a p o w d e rb yu s i n g4 0 - 7 0 e t h a n o la n di su s e dw i d e l yi np r o c e s si n d u s t r yo f f o o da n dc i g a r e t t e i nt h i sa r t i c l e , 4c o c o l i f i n c t o r es a m p l e sf r o md i f f e r e n tf a c t o r i e sa n d7k i n d so f l i q u i do f d i r e c t i o nf o rp r o d u c i n g c h e m i c a l so rm e t a l l u r g i c a lp r o d u c t sa r ec o l l e c t e d , a n dp o r i n ea l k a l o i di sa n a l y z e d s i m u l t a n e i t y , t h ep o l y p h e n o l sa n da r o m ac o m p o n e n t si nc o c o at i n c t u x ea l er e s e a r c h e d t h ec o n c l u s i o n sa r e a t h ea r o m ac o m p o n e n t sa r ee x t r a c t e df r o me o c o at i r j c t u r eb yu s i n gl i q u i d - l i q u i de x t r a c t i o n t h r o u g hg c m s ，4 7c o m p o n e n t sa r ei d e n t i f i e d , i n c l u d i n g4a e t h e r s ，3a i d e h y d e s ，8a c i d s ，2 h y d r o c a r b o n s ，3a l k e n e s ，5h e t e r o c y c l i co x y n i t r i d ec o m p o u n d s ，5k e t o n e s ，4e s t e r s ，1s t e r o l sa n d 3o t h e rc o m p o n e n t s b b yu s i n gh i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h yt oa n a l y z et h es a m p l e sa n dl i q u i d , t h e c o n t e n t so f t h e o b r o m i n e ，t h e o p h y i l i n ea n dc a f f e i n ea r ei d e n t i f i e d i ts h o w st h a tt h ec o n t e n t so f 3 k i n d so f a l k a l o i d si nt h ed i f f e r e n td i r e c t i o n sa r ev e r yd i f f e r e n t , w h i c hp r o v i d e ss c i e n t i f i c f o u n d a t i o nf o rm a k i n gf u r t h e rr e s e a r c ho nt h ed i r e c t i o nf o ep r o d u c i n gc h e m i c a l so rm e t a l l u r g i c a l p r o d u c t so f c i g a r e t t el i q u i da n da n a l y z i n gt h ea r o m ac o m p o n e n t si nc i g a r e t t e a n dt h es t r u c t u r e s c h i z o l y s i sd i s c i p l i n e so f t h e o b r o m i n ea n dt h e o p h y l l i n ea r ep a r s e db yl c m s m s c t h ev a n i l l i na n de t h y l m a l t o li nc o c o at i n c t u r ea r ei d e n t i f i e db yt h ec o m b i n a t i o no f h p l c m s g c m sa n dh p l c - d a d d t h ep o l y p h e n o l i cs u b s t a n c ei nc o c o at i n c t u r ei sr e s e a r c h e db yu s i n gh p l c - m sn e g a t i v e s c a n n i n gm o d e ，t h er e s u l ts h o w st h a tt h e r ei sal a r g ea m o u n to f p o l y p h e n o li nc o c o at i n c t m e ，a n d 郑州大学硕士学位论文 2p o l y p h e n o l si ss p e c u l a t e dc o m b i n i n gt ot h er e p o r t e dl i t e r a t u r e b j u j u b e i sa t i n e t t a e w h i c h i se x t r a c t e d f r o m j u j u b e b yu s i n g e t h a n o la n d i s t h es o l v e n t a f t e rh e a t i n ga n dr e c y c l i n g i nt h i sa r t i c l e ，t h ea r o l n ac o m p o n e n t so f j u j u b ea r ee x t r a c t e db yt h e s a m ed i s t i l l a t i v ee x t r a c t i o n t h r o u g hg c m s ，4 4c o m p o n e n t sa r ei d e n t i f i e d , i n c l u d i n g1 3a c i d s ， 7k e t o n e s , 9e s t e r s ，4s t e r o l sa n d11o t h e rf u f a n sa n dp y r i d i n e b e s i d e sa c i da n da c e t i ce s t e r w h i c ha r et h em a i ne l e m e n t s ，t h ec o n t e n to f t i n f i n a li sa l s oh i g h k e y w o r d e ：c o c o at i n c t u r e , j u j u b e ，a r o m ac o m p o n e n t s ，a l k a l o i d 郑州大学硕十学位论文 1 1 选题的意义 第一部分绪论 吸烟与健康问题一直受到全世界的广泛关注。早在2 0 世纪5 0 年代初英国皇家医学会就 公开提出吸烟有害健康，5 0 年代末，美国卫生署和英国皇家医学会都发表公告认为吸烟过 量是产生肺癌的病凶之一。世界卫生组织指出，烟草的使用与1 3 益蔓延全球的死亡和疾病流 行高度相关，是导致人们失能和早死的主要原因之一。但是，要完全禁止吸烟在目前是不可 能的，既然烟草在目前和未来的一段时间内还会长期存在，我们就有必要研究降低其危害的 方法和途径。 在当代卷烟生产中，加香加料是一项非常重要的工艺技术。烟草加料的目的主要是为了 改善烟气的口感和余味、减轻刺激、柔和细腻烟气、增加香味、掩盖杂气，并可改进烟丝的 物理性能，如保润性、燃烧性等作用1 1j 。在调配烟草料液时，必须根据卷烟产品的类型、风 格口味的特点，针对叶组的不同缺陷，因地制宜地选择香精香料，并要注意料液与叶组配方 香昧之间的协调性。 天然香料，尤其是植物性天然香料在烟草料液的调配中有很广泛的应用 2 1 。 植物性天然香料是用芳香植物的花、枝、叶、草、根、皮、茎，籽或果实等为原料，用水蒸 气蒸馏法、浸提法、压榨法、吸收法等提取分离方法得到的芳香物质 3 1 。按照性状和制法的 不同，可分为精油、浸膏、酊剂、香脂、香树脂和净油等不同类型的产品 4 1 。 对于烟用香料化学成分的分析，已有不少人开展过研究。目前，运用g c m s 对挥发性 及半挥发性成分的分析方法相对比较成熟。而对一些极性的，不易挥发的和热不稳定的化合 物的分析方法还需进一步研究解决p 】。 本课题首先对前人在烟用香料的化学成分分析中所做的工作进行了总结，然后根据对前 人工作经验的学习和研究，应用更多的前处理方法，使用更多更先进的色谱仪器对可可酊和 枣酊中的多种成分做了详尽的分析，并完善了酊剂中生物碱等难挥发性成分以及多种挥发性 成分的测定方法。 可可酊是用4 0 7 0 乙醇浸提粉碎的可可豆所得到的一种香料，具有可可固有的特征 香气，带有似香荚兰的豆香底蕴。可可酊作为一种常用的香料，广泛应用于食品及卷烟加工 行业。处理后的可可酊可用于烟用香精，用于混合型卷烟的加香中，亦可加入料液中。目前， 可可酊的生物碱成分应用h p l c d a d 己经得到了较好的质量控制，但是其它不挥发性成分 和挥发性成分的质量控制仍没有可靠的手段和标准。 枣酊是一种传统的烟草加料原料，具有炖煮红枣时的特征香，温和的甜香，略带玫瑰味 的酿香风味，类似烟叶高温发酵时产生的烟香，津甜爽口。由于枣酊具有改善卷烟吸味及香 气品质的作用，因此国内各卷烟企业均已普遍采用。 1 2 烟用香料研究现状 随着现代分析技术的不断发展和成熟，色谱技术在分析复杂化学物质体系时有着越来 郑州大学硕+ 学位论文 越，“泛的应用。目前运用色谱技术对烟用香料的研究主要集中在挥发性和半挥发性化学成 分的分析，而且已经有了一套比较完整的，实用性较强的分析方法。分析过程大致如下： 首先采用水蒸汽蒸馏，有机溶剂萃取，同时蒸馏萃取，顶空分析技术，超临界流体技术， 固相微萃取等前处理方法，之后再采用气相色谱( g c ) 法和气相色谱一质谱( g c m s ) 连用法 对其中的成分进行定性定量分析。 由于香原料中含有一些沸点较高，不易挥发的成分，在运用g c 法分析时遇到了很多 的困难。因为g c 法比较适合分离易挥发且不易分解的物质，要求样品具有一定的蒸气压， 大概只有2 0 的样品可不经过预先的化学处理而能满意地用气相色谱得到分离，多种情况 下所研究的样品需要经过适当的预处理和衍生化，使之成为易气化的样品才能进行g c 和 g c m s 分析，这样就限制了g c 和g c m s 在分析非挥发性成分时的应用。 相比来说，液相色谱( l c ) 技术，尤其是高效液相色谱( h p l c ) 技术在分离一些极 性的、离子化的、不易挥发的和热不稳定的化合物时更有优势，而其集分离多组分和同时 定性和定量为一体的特性，使之成为分析复杂体系的有效工具，被广泛的应用在天然产物 的分离和鉴定，药物及体内药物的分析，食品工业，生物工程等一系列领域之中【6 j 。 目前，国内关于烟用香料可可酊化学成分的分析鲜有报道，尽管国外在可可粉的挥发 性成分和某些不挥发性成分方面有一些文献报道，但对可可酊的成分分析的文献报道依然 偏少。 1 3 烟用香料的质量控制 烟用香料大多取材于天然香料，受产地，加工等多种因素影响，其种类繁多，成分差 异显著。对于烟草生产企业来说，烟用香料质量的稳定性与否，与产品的质量就具有了直 接和必然的联系，因此，必须采用有效手段对烟用香料的质量进行控制。 目前对烟用香料的质量主要通过折光指数、相对密度、酸值、挥发性总量等一些物性 指标及人工嗅香这两个环节来控制。前者只能从总体上反映香料的某些特性，而后者是以 鼻感作为识别工具的。由于众多卷烟企业只能靠感官评价和理化指标相结合来把握质量， 显然这种方法主观性强，影响因素多，局限性大，因此如何对香料进行质量控制引起了广 大分析研究人员的关注 总之，国内外已对烟用香料的样品前处理方法和检测方法进行了大量研究，并取得了 较大进展，然而，目前还没有统一的标准检测方法，检测数据缺乏可比性。今后不管是吸 烟与健康，还是烟草生理生化或烟用香料品质的研究，均需要检测烟用香料的成分以及含 量。因此，建立相对完整统一的烟用香料化学成分检测方法，是目前烟草及香料行业亟待 解决的重要研究课题之一【7 j 。本文主要是通过h p l c - d a d ，g c ，一m s 和l c - m s 对可可酊和 枣酊的部分化学成分进行定性及定量分析，进而对可可酊和枣酊进行更为可靠的质量控制。 2 郑州大学硕十学位论文 第二部分可可酊的化学成分分析 可可酊是用4 0 一7 0 乙醇浸提粉碎的r 叮可豆所得到一种香料，具有可w 固有的特征 香气。带有似香英兰的豆香底蕴。可酊作为一种常用的香料，广泛应用于食品及卷烟加 工行业。处理后的可可酊可用于烟用香精和混合型卷烟的加料中，亦町加入料液中。可可 豆的主要产品是巧克力及巧克力制品，因而对可可酊进行质量控制，可以参照巧克力及巧 克力制品的国家标准。我国在2 0 0 4 年7 月1 日，颁布了一部与国际接轨的国家标准巧克 力及巧克力制品。但新标准只是推荐性标准，而非强制性标准1 8 1 。当然，如果国家出台一部 强制性的可可粉标准，将直接有助于规范可可粉及可可制品市场。目前，我国可可粉生产执 行的还是行业标准s b 厂r 1 0 2 0 9 - 9 4 可可粉，其主要指标如表2 0 - l 所述。2 0 0 4 年3 月2 6 日和2 0 0 5 年3 月1 6 日中国可可加j 二行业内的6 家企业分别在江苏省无锡市和上海召开了 可可豆及可可制品国家标准制定工作会议，讨论成立可可豆及可可制品国家标准起草小 组，可以预料，距离可可粉的国家强制性标准正式出台尚有些时d 1 9 1 。所以，对可n ，酊产 品的质量控制的研究显得更为重要。 3 郑州大学硕十学位论文 注：细度指2 0 0 目湿筛网标准通过 4 郑州大学硕十学位论文 第一章可可酊挥发性化学成分的测定 1 1 可可香味成分研究概述 可可香味成分是f 叮可中存在的多种挥发性化合物( 又称精油、香精油) 的总称【l ”。可可 香味成分研究的历史，可追溯到十八世纪末到十九世纪初。至三十年代，研究重点是芳香 油的分馏、纯化、元素分析以及成分鉴定。6 0 年代，随着可可香气成分提取方法、组分鉴 定以及香气成分在栽培、加工过程中动态变化的研究，生物化学、酶学等相关学科的发展， 科研人员开始了对芳香物质在可可树内的形成与代谢途径及其酶的催化机制，可可烘焙中 芳香物质的形成与转化机制及其调控因素等的研究。 目前，国内外学者对香味成分的研究己经取得了突破性的进展，但还是有很多问题有 待解决。各类赋香物质的具体作用，以及如何量化还需进一步研究。 1 1 1 可可制品香味成分的特点和分类 多数香味成分为棕色或褐色的油状液体，在常温常压下极易挥发，故又有“挥发油”、“挥 发性物质”之称【l ”。大多数芳香物质不溶于水，而溶于有机溶剂中，沸点一般在5 0 - 3 5 0 c 左右，依沸点的不同，可大致分为低沸点、中沸点和高沸点三个部分。可可香气成分种类 繁多，但是在可可中总含量却是很微小的。因此，一种挥发性化合物如果在总挥发油中占 o 1 ，在可可豆中还不到0 0 0 0 2 。通常将一种挥发性化合物能引起嗅感的最低浓度，称 为这种化合物的阐值，将实际浓度相当于闭值的倍数，称为嗅感强度，判断一种化合物对 香味的影响，要综合考虑含量和闭值两种因素。 可可制品中的芳香物质是多种成分组成的复杂混合物，它们分别属于碳氢化合物、醇 类、酚类、醚类、醛类、酮类、酯类、内酯类以及含氮与含硫物质按照结构特点可以将 它们大致分为四类l l “。 ( 1 ) 脂肪族类衍生物：重要的有正丁醇、异丁醇、顺3 己烯醇( 青时醇) 、反一2 - 己烯醛( 青叶醛) 、 正丁醛。另外还有茉莉酮、紫罗兰酮等脂肪族类衍生物。 ( 2 ) 芳香族衍生物：主要有苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛、苯甲酸甲酯、乙酸苯甲酯、 水杨酸甲酯等近5 0 种化合物。 ( 3 ) 萜烯类衍生物：主要是单萜醇类，如芳樟醇( 具有百合花或铃兰花香) 、香叶醇( 玫瑰香) 、 橙花醇( 玫瑰香) 、香草醇( 香茅醇，玫瑰香) 。 ( 4 ) 含氮、氧杂环类化合物，主要是吡嗪类、呋哺类、吡酮类衍生物，共计3 0 多种。 1 1 2 可可制品香味成分提取、检测以及定量方法 可可制品香味成分的提取，方法有： ( 1 ) 连续蒸馏萃取法( s i m u l t a n e o u sd i s t i l l a t i o na n de x t r a c t i o n , s d e ) 该法是目前国内应用最 为广泛的方法，是将水蒸气蒸馏与溶剂萃取合二为一的方法。此法先由l i k e n s 和 n i c k e r s o n l 9 6 4 年设计，成为天然香料香味成分提取分析的经典方法，随后在此基础上又发 郑州大学硕十学位论文 展了许多改良型i l “。样品溶液与萃取溶剂分别同时加热，其蒸气混合后，冷凝、分层、冷 凝液回流莺蒸。如此连续反复进行多次，萃取香气成分。这种方法的优点是需样品量少， 操作简便，可以获得高浓度的香气物质。缺点是样品在经历较长时间的高温作用后，某些 物质发生变化，特别是对热敏性的香气成分影响较大，所获香精油在感官上与样品香气特 征差别较大。s h i m o d 等比较了s d e 法和柱吸附法提取绿茶中香气成分的差别后，得出s d e 法导致了绿茶中挥发性化合物的分解和合成，而柱吸附法提取的香气更接近于自然的茶香。 ( 2 ) 减压水蒸气蒸馏法是样品用热水完全浸透后在低压条件下蒸馏，再用精制过的乙醚从 馏出液中萃取香气物质的方法。此法可减少对热敏性物质的影响。优点是能较好的反映样 品的香气特征。缺点是需样量大( 一般一次需干燥样品1 0 0 克) ，处理周期长，对酯类香气 成分的摅集效率十分低下i l ”。 ( 3 ) 柱吸附法是使用溶剂对液体或固体上方的挥发性成分直接取样并联用气相色谱的方 法。目前常用的吸附剂是x a d - 2 树脂。k a o r ue b i s a w a 等运用此方法与s d e 法作比较讨论 了乌龙茶中橙花叔醇的形成【1 4 1 。此方法优点是香气特征的再现性较好，能迅速处理大量的 样品，缺点是对热敏性物质仍有影响m 。 ( 4 ) 顶空吸附法是一种顶空中分析香气成分的方法，能将嗅到的食品香气进行分析，记录 出香气组成成分，不需要复杂的提取和分离操作，不用担心操作过程中混入干扰物，而且 不会使香气成分的平衡遭到破坏。分为静态顶空分析和动态顶空分析。前者是直接将试样 上方气体注入气相色谱仪：后者是将挥发出的香气吸收在合适的高聚物表面，制各浓缩物 再进行气相分析。此方法的缺点是香气浓度低，如何富集足够浓度的试样以供分析是本方 法的技术关键i i ” ( 5 ) 超临界c 0 2 流体萃取法由于c 0 2 具有较低的临界温度0 1 ) 及压力，低毒和低活性，且 纯度高、廉价，因此，在超临界流体萃取中，常采用c c h 做超l i 缶界流体【l ”。当气体( 1 0 0 - 3 0 0 p a ) 通过可可酊剂时，携带走大量的挥发性化合物，形成超临界“溶液”当气体在5 0 - 7 0 p a 压 力下。c 0 2 与挥发性化合物分离如此反复，可得到浓缩的芳香物质。优点是可在低温下 萃取，避免热敏性物质的降解，能较好的保持可可样品香气特征香气成分的分析检测方 法，目前，广泛采用气相色谱法( g c ) 或气相色谱质谱联用( g c - m s ) 检测可可制品香气物质。 气相色谱法的优点：一是分离效能高；二是分析速度快，一般分析样品的时间只需几分钟 到几十分钟。三是高选择性，它可以对同位素、空问异构体、光学异构体等进行有效的分 离气相色谱分析法的局限性主要表现在对被分离组分的定性上，需要比较样品与标准品 的相对出峰时间对香气物质进行定性不过，气相色谱法的不足可以通过各种联用技术来 弥补，例如g c - m s 联用可直接定性鉴定香气物质i l q 。可可制品香气成分的定量计算方法 有如下三种： ( 1 ) 归一法计算各组分峰面积以及总和，并求出各组分占总峰面积的百分含量。优点是不 必知道准确进样量，操作条件的变动对结果影响较小缺点是多样品分析，样品问无法比 6 郑州大学硕十学位论文 较。 ( 2 ) 内标法在待测样品中，加入一定量的某纯品物质作为内标物，根据相对峰面积或峰高 之比，求出待测组分的相对含量。缺点是必须准确称取样品，内标的选择会影响结果。 ( 3 ) 外标法己知浓度的纯品配成不同浓度的标准品定量进样，以峰面积或峰高与浓度的对 应关系做标准曲线。被测样品定量进样，所得峰面积或峰高通过查标准曲线，得出各组分 的含量。优点是不必使用校正因子，无需内标。缺点是必须要有标准品。天然植物挥发油 成分的气相色谱定量分析，化合物组成复杂。缺少全部化合物的纯品标准品等原因，可可 酊剂香气成分的定量也多采用相对含量来表示。目前使用最多的方法是内标法瑚i 。 1 2 实验部分 1 2 1 测定方法的选取 根据上面的叙述及查阅相关文献，本实验采用正已烷或正己烷一正戊烷的混合溶液前处 理样品。g c - m s 检测，对烟用香料可可酊中挥发性成分测定方法进行了初步研究。 l 1 2 2 仪器与试剂 气相色谱一质谱联用仪g c m s ：美国a g i l e n t 6 8 9 0 气相色谱仪和h p 6 8 9 0 5 9 7 3 型： 电子天平( s a r t o f i u sc p 2 2 4 s ，d - - 0 1 9 ) ，旋转蒸发仪； 正己烷：分析纯； 高纯氦气( 9 9 9 9 ) 1 2 3 样品前处理 1 2 3 1 同时蒸馏萃取( s d e ) 用l o m l 的移液管移取可可酊样品l o m l 于5 0 0 m l 圆底烧瓶，并加水至2 5 0 9 ，加入 沸石，用5 0 m l 二氯甲烷同时蒸馏萃取1 0 0 c 可可酊2 h 。加无水硫酸钠除水，放入冰箱静 置4 h 。过滤，4 0 c 旋蒸至2 m l 。 1 2 3 2 液液萃取( l l e ) a 用l o m l 的移液管移取可可酊样品l o m l ，加入2 0 m l 水和2 0 m l 正已烷，充分混 合超声3 0 m i n ，静置分层，取l o m l 上清液，用无水硫酸钠除水后，浓缩至2 m l b 用l o m l 的移液管移取可可酊样品l o m l ，2 0 m l 水和2 0 m l 二氯甲烷，充分混合 超声3 0 r a i n ，静置分层，取l o m l 上清液，用无水硫酸钠除水后，浓缩至2 m l 。 1 2 3 3 混合溶剂萃取 用l o m l 的移液管移取可可酊样品l o m l 。2 0 m l 水和2 0 m l 混合溶液，充分混合超声 3 0 m i n ，静置分层，取l o m l 上清液，用无水硫酸钠除水后，浓缩至2 m l 。 1 2 4 色谱条件 分析采用的g c ，m s 条件见表2 - 1 1 。 7 郑州大学硕士学位论文 表2 - 1 1g c m s 条件 仪器类型g c ( h p 6 8 9 0 n ) m s d ( h p 5 9 7 3 ) 色谱柱 进样方式 进样量 进样口温度 载气、流速 升温程序 电离方式 电离能量 质量数范围 溶剂延迟 离子源温度 传输线温度 四极杆温度 扫描方式 分析柱：h p - 5 m s 石英毛细管柱( 3 0 m x o 2 5 m m 0 2 5 1 a m ) 分流模式分流比：1 0 ：l 1 0 u l 2 5 0 氦气、 1 0 m l m i n 5 5 - c 1 2 c 地7 0 c 避5 0 c e i 7 0 e v 3 0 - 4 0 0a m l l 2 2 m i n 2 3 0 2 5 0 1 5 0 s c a n 1 3 结果与讨论 1 3 1 同时蒸馏萃取和液液萃取提取效果比较 由图2 - 1 1 和图2 - 1 2 比较可知，液液萃取法的萃取效率高于同时蒸馏萃取，原因 可能是可可酊剂中存在某些成分，使其加热时起泡严重，阻碍了萃取，故而本实验选取液 液萃取作为前处理方法。 1 3 2 液液萃取溶剂的选择 根据可可酊剂中主要成分的性质，经过试验比较，由图2 - 1 1 和图2 - 1 3 可以表明， 极性弱的溶剂提取效率较中等极性的溶剂效果好，最终选取弱极性的正已烷为萃取溶剂。 1 3 3 重复性 由表2 - 1 2 可知，l l e 处理的6 次平行试验t i c 归一化峰面积的相对标准偏差( r s d ) 在1 0 - 2 0 2 _ 间的成分有5 种，5 0 o - 1 0 的有2 0 种，小于5 的有2 2 种，总峰面积的r s d 值为1 9 3 ，表明l l e 检测可可酊剂中的香味成分均具有较好的重复性 1 3 4 - f a r mg c - r s 分析结果 l l e 方法处理的可可酊样品经过g c - m s 分析，n i s t 库检索匹配度在8 0 以上的化学 成分，结果共检出4 7 种组分，具体数据见表2 - 1 2 。 8 郑州大学硕十学位论文 8 蜀 g 6 0 0 0 0 0 蛊 4 0 0 0 f 1 0 以黝出瞳ihl。 l 萄0 04 0 0 06 0 t t m ( t m ) 图2 - l l 正己烷萃取可可酊剂样品的总离子流图 1 l 一 io。 j。 1 l 一 t r i n e ( r a m ) 图2 1 2 正己烷s d e 萃取可可酊剂样品的总离子流图 u i _ j | j1 1 ji l 恤c 陋岫 图2 - 1 - 3 二氯甲烷萃取可可酊剂样品的总离子流图 9 一 一 一 p譬习夏暑商q 塑型查兰堡主兰笪堡奎 表2 - 1 2 可可酊香味成分 喜合物气雾一啪嚣署( 耐n )峰回积 l p r o p a n o i ca c i d , 2 一h y 2 i s o - v a l e r i ea c i d 3 2 - m e t h y l b u t y r i ca c i d 4 b u t a n e , 1 ，l d i e t h o x y 5 b e n z e n e ，e t h y l 6 b e n z e n e ，l ，2 一d i m e t h y l 7 b u t a n e , i 一( 1 一m e t h y l e t h o x y ) 8 p e n t a n o i ca c i d 9 a l p h a - p i p e n e i o b u t a n e ，l ，l d i e t h o x y - 3 一m e t h y l 1 l b e n z a i d e h y d e 1 2b e x a n o i ca c i d 1 3 2 - b e t a - p i n e n e 1 4 e t h y lb e x a n o a t e 1 5 p y r a z i n e , t r i m e t h y l 1 6 b e t a - p h e l l a n d r e n e 1 7 p h e n y la c e t a i d e h y d e 1 8 2 , 6 - d i m e t h y i d e c a n e 1 9 e t h a n o n e , ! - ( 1 h p y r r o l - 2 - y 1 ) 2 0 p r o p a n e d i o i ca c i d 2 1 t e t r a m e t h y ll 搿r a z i n e 2 2t r e i r a d e c a n e 2 3们d e c a r 艟 2 4b e n z n e t h a n o l 2 5b e n z o i ca c i d 2 6b u t a n e d i o i ca c i d , d i e t h y le s t e r 2 7 4 h p y r a l l - 4 - o n e , 2 - e t h y l 一3 - h y d r o x y 2 8b e n z e n e a c c t i ca c i d , e t h y le s t e r 2 9 5 一h y d r o x y - 2 一d e e e n o i ca c i dl a c t o n e 3 0 b e n z e n e a c e t a l d e h y d e ，a l p h a - e t h y l i d e n a 3 1 b e n z a l d e h y d e - 4 一h y & o x y - 3 一m e t h r o x y t o 3 7 l 4 2 l 4 3 0 4 3 0 4 4 2 4 5 7 4 8 8 5 4 9 5 5 7 5 8 1 6 1 3 6 3 2 6 4 5 6 8 3 7 0 3 7 7 3 8 1 0 8 3 4 8 6 2 8 7 1 9 3 2 9 9 0 l o 1 0 1 0 4 2 1 2 7 1 1 3 5 5 1 4 2 7 1 7 2 6 1 8 4 7 1 9 0 0 2 9 2 7 1 4 4 3 9 0 4 8 9 5 7 1 5 0 0 9 5 4 6 2 2 7 4 2 1 1 4 9 2 5 5 5 3 6 0 0 6 5 7 1 0 6 7 0 0 5 4 8 4 6 9 4 6 4 6 7 9 4 0 2 3 6 7 4 2 5 1 1 l 5 5 2 4 5 3 4 4 4 7 3 3 1 6 5 5 7 6 3 0 4 9 1 3 o 7 5 2 2 0 1 1 8 o o l o 0 5 0 3 l o 7 3 o 2 3 0 4 1 o 9 2 0 4 9 o 3 0 0 0 2 0 3 9 0 4 1 0 1 4 o 5 8 0 0 7 o 1 6 o 2 3 o 0 8 0 0 1 0 9 9 0 4 3 0 8 4 0 o l 4 0 6 2 4 8 o 6 2 o 1 8 1 2 6 舛 鲐 鲐 够 引 s ! 跖 鸵 跖 叭 虬 髓 眇 舭 料 s ! 踮 鳄 鲫 ；2 “ 跖 鳄 鳄 盯舛 跖 踮 虬 郑州大学硕士学位论文 1 3 5 小结 用液液萃取方法提取可可酊的挥发性成分，所得到的可可酊挥发性成分的正已烷浓缩 液，用气相色谱。质谱( g g m s ) 法分离分析鉴定其成分并计算其归一化峰面积比，共检出 4 7 个化合物。鉴定的4 7 种组分中含有4 种醚、3 种醛、8 种酸、2 种碳氢化合物、3 种烯、5 种氮 氧杂环化合物、5 种酮、4 种酯、1 种醇以及3 种其它物质。其中，高级脂肪酸以及高级脂肪酸 乙酯的含量较高。本试验透过挥发性成分鉴定研究为更好地开发应用可可酊这一烟用香料提 供了科学依据。 郑州大学硕士学衍论文 第二章可可酊生物碱含量的测定 2 1 可可酊中生物碱的研究综述 2 1 1 生物碱的结构和性质 法国化学家费歇尔制成了甲基黄嘌岭结构的物质，并把它命名为嘌呤( p u r i n ) 。所有的尿 酸类化合物都可以看做是它的衍生物。嘌呤化学是细胞核化学的基础。嘌呤生物碱都具有一 定的生物活性8 ”。文献记载，尿酸和其他嘌呤生物碱，包括1 一甲基尿酸，7 一甲基尿酸， 腺嘌呤以及类似结构的化合物，都在铜催化的抗坏血酸氧化反应中起保护作用。但如果尿酸 3 或者9 位上的氧被取代的话，则没有保护作用，可见，嘌呤生物碱上的取代基团对其性质起 霞要的作用 2 2 1 。 常见的三种嘌呤生物碱可可碱、茶碱和咖啡因简述如下： 咖啡因：呈白色柔韧有绢丝光泽的针状结晶体，无臭、有苦味，露置于干燥空气中有风 化性，常集结成团；能溶于冷水，易溶于热水。能溶于乙醇、丙酮、易溶于氯仿，难溶于乙 醚或苯。少剂量咖啡因可增强大脑皮层的兴奋过程，振奋精神，提高对外界的感应性，减少 疲劳。加大剂量则具有兴奋延伸脑呼吸中枢及血管运动中枢的作用。主要用于对抗中枢性抑 制和调节大脑皮层活动 2 3 1 。 可可碱：呈白色结晶性粉末，无臭，略有苦味，溶于热水，难溶于冷水以及乙醇，几乎 不溶于苯、乙醚、氯仿。可以用作利尿剂，作用较茶碱为弱其从胃肠道吸收良好，以去甲 基化的形式代谢，可用作动脉扩张剂，但大剂量可引起恶心和厌食 2 4 1 。 茶碱：是可可碱的同分异构体呈白色无臭的结晶性粉末易溶于热水，难溶于乙醚。 在医学上可作为磷酸二酯酶的抑制剂，松弛支气管平滑肌，有利尿作用。另外尚有中枢兴奋， 强心冠脉扩张作用。静脉注射茶碱可能发生致死的毒性反应。茶碱自上世纪3 0 年代中期开始 用于治疗支气管哮喘，目前仍是治疗哮喘的重要药物1 2 5 1 。 2 1 2 生物碱成分研究概况 可可酊作为一种香味化合物，广泛应用于改善烟草制品的吃味。在烟草制品加工前期，通 常把添加有可可酊的料液中，然后将料液喷洒在烟叶上。可可碱( 3 ，7 - 二甲基黄嘌岭) ，茶碱 ( 1 ，7 一二甲基嘌呤) 和咖啡因( 1 ，2 ，7 一三甲基黄嘌呤) 是可可中的主要生物碱，是可可制品的 一个标志，即所谓的指示性物质，常用于可可制品质量的评价。 黄嘌呤衍生物是一类属于嘌呤生物碱的化学物质，其中重要的成分有咖啡因( 1 ，2 ，7 三 甲基黄嘌呤) 、可可碱( 3 ，7 二甲基黄嘌呤) 、茶碱( 1 ，7 二甲基嘌呤) 。甲基黄嘌呤已引 起了人们较大的兴趣，原因是：形成了可可的苦味；药理作用( 尤其是兴奋作用) ；它是 巧克力和可可饮料等食品的重要分析参数，并在质量评价方面被用作所谓的指示性物质。在 烟草烘焙过程中产生的甲基黄嘌呤和哌嗪- 4 ，对形成烟草的似可可苦味有一定作用。可 可碱以及咖啡因存