磷酸氢二铵对烟梗中脱氧果糖嗪含量的影响

磷酸氢二铵对烟梗中脱氧果糖嗪含量的影响 磷酸氢二铵对烟梗中脱氧果糖嗪含量的影 响 安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2011,39(20):12558—12559,12568责任编辑 宋平责任校对李岩 磷酸氢二铵对烟梗中脱氧果糖嗪含量的影响 封利会,陈依妍,苑蘅,陈敏,王军(中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 1o0o83) 摘要[目的]研究不同浓度磷酸氢二铵盐处理烟梗后脱氧果糖嗪含量的变化规 律.[方法]首先在还原糖和磷酸氢二铵的体系下优化 反应务件,建立液相色谱方法,定量分析优化条件下不同浓度的磷酸氢二铵处 理不同时间长度时烟梗中脱氧果糖嗪含量的变化规 律[结果]在pH为7.5,反应温度为9o?的优化条件下,磷酸氢二铵能够使烟梗中的 脱氧果糖嗪含量明显增加,浓度越大,时间越长. 处理后的脱氧果糖嗪增加量越大.[结论]用不同浓度的磷酸氢二铵直接处理烟梗 后,其中的脱氧果糖嗪含量有不同程度的增加,为改 善烟梗品质提供了指导依据. 关键词烟梗;脱氧果糖嗪;还原糖;磷酸氢二铵 中圈分类号S572文献标识码A文章编号0517—6611(2011)20—12558,02 EffectofDiammoniuniHydrogenPhosphateontheContentofDeoxyfructosazineinTobaccoStem FENGLi-huietal(CollegeofFoodScience&NutritionalEngineering,ChinaAgriculturalUniversity.Beijing100083) Abstract[0bjective]Tostudythechange1awofdeoxyfruetosazinecontentsintobaccostemtreatedwithdifferentCOncentrationsofdiammo— niumhydrogenphosphate.[Method]Basedonthereactionofreducingsugarwithdiammoniumhydrogenphosphate.theconditi(,nwasopti— mizedfirstly,andthentheHPLCanalysismethodwasestablishedtoquantitativelyanalyzeth echange1awsofdeoxyfructosazinecontentinto baccostemstreatedwithdiammoniumhydrogenphosphatesolutionsfordifferentlengthoftime.『Result]Underthetemperatureof90?and pHvalueof7.5,thediammoniumhydrogenphosphatecouldincreasethecontentofdeoxyfructosazineintobaccostemsremarkahly.thehigher theconcentrationandthelongerthetreatmenttime,thelargertheincreasecontentofdeoxyfructosazineaftertreatment.『Conclusion]Thecon— tentsofdeoxyfructosazineintobaccostemsobservablyinereasedafterthestemsweretreatedwithdiammoniumhydrogenphosphatedirectly. whichprovidedinstructionsforimprovingthesmokequalityoftobaccostem. KeywordsTobaccostems;De0xyfructosazine;Reducingsugar;Diammoniumhydrogenphosphate 脱氧果糖嗪(DOF)是一类多羟基烷基吡嗪类化合物,具 有很好的溶水性,已在三七等中药中发现,具有较强的抗癌 等生物活性.脱氧果糖嗪本身没有香味,但是在高温受热 或者是燃烧的情况下,可以释放多种吡嗪类致香成分,因此, 脱氧果糖嗪还是一种重要的烟用潜香物.20世纪70年 代,闲内外就开始了对脱氧果糖嗪的研究,主要集中在裂解, 提取及合成方面.近几年,铵盐与还原糖的模拟反应研究 又逐渐受到广泛关注,这些研究为脱氧果糖嗪在烟草产品 中的应用奠定了一定的基础.但这些研究内容主要集中在 合成DOF后加入烟草中的应用,成本高,应用效果欠佳.烟 梗是制备烟草薄片的重要原料,烟梗中还原糖含量较高,直 接利用烟梗中的还原糖提高烟梗中DOF含量的研究却少见 报道.为此,笔者以烟梗为原料,分析了磷酸氢二铵处理后 烟梗中脱氧果糖嗪总含量的变化规律. 1材料与方法 1.1试验材料与试剂烟梗(湖南短梗),葡萄糖(AR,国药 集【才J),磷酸氢二铵(AR,北京化工厂),乙腈(色谱纯,SIG- MA),2,5-DOF品(按参考文献[5]制备,纯度I>97%). 1.2仪器LC一2010高效液相色谱仪(日本岛津公司), Milli.Q超纯水系统(MilliporeUSA),?一3数显恒温磁力搅拌 器(巩义市予华仪器有限责任公司),SK250超声波清洗器 (上海科导超声仪器有限公司),PWC214电子天平(感量 0.oo01g,ADAM),ZDJ一5自动滴定仪(雷磁公司),星火牌B 型玻璃仪器气流烘干器(长城科工贸有限公司). 基金项目上海烟草(集团)公司技术中心中国烟草总公司烟草行业卷 烟烟气重点实验室开放研究基金课题"烟草薄片质量改良 技术研发". 作者简介封利会(1986一),女,河北石家庄人.硕士研究生,研究方 向:食品科学.通讯作者,副教授,博士,硕士生导师,从 事食品与烟草化学与加工工艺研究,E.mail:wangjunl@Cal1. edu.en, 收稿日期201l—l8 1.3方法 1.3.1模拟反应.将葡萄糖与磷酸氢二铵按一定比例混合后 溶解于水中,在恒温磁力搅拌器上加热2.5h,分别调整反应温 度,pH以及反应物浓度进行单因素优化试验.:{每样品稀释适 当的倍数后,用0.22u朋的水相滤膜过滤,进高效液相检测. 1.3.2样品处理.准确称取5g烟梗,量取不同浓度的25 lTl1磷酸氢二铵盐溶液,调节反应溶液的pH至7.5存90? 下搅拌加热,每隔一段时间取微量样品一次,将样品稀释适 当的倍数后,0.22m的水相滤膜过滤,用高效液相检测, 同时作一组空白对照,即以蒸馏水代替铵盐溶液.磷酸氢二 铵盐溶液包含以下2种:?3%的铵盐溶液.取磷酸氢二铵 0.75g,用水溶解后定容至25ml.?5%的铵盐溶液.取磷 酸氢二铵1.25g,用水溶解后定容至25ml. 1.3.3高效液相色谱分析条件..色谱柱:氨基柱(Kromasil, 5txm,100A,250.0mill×4.6IIllI1);流动相:乙腈:超纯水 (V)=75:25;流速:0.8ml/min;柱温:30?;检测器:二极管 阵列紫外检测器;检测波长:275nnl;进样量:101.采用保 留时间与紫外吸收结合方法定性,外标法定量. 2结果与分析 2.12,5-DOF标准曲线取2,5-DOF标准品26.6mg,用水 溶解,并将其定容至50ml.从此标准溶液中冉分别取0.1, 0.2,0.5,1.0和2.0ml,用水定容至25rnl,在高效液相色谱 条件下进行进样分析.以进样浓度(InJ)为横坐标,色 谱峰峰面积Y为纵坐标绘制标准曲线(图1). _[作曲线的线性方程为Y=4479.2x一1273.1,相关度 = 0.9993,在浓度为2.13,42.56/rnl内,线性关系良好.将 最小浓度的标准溶液逐级稀释,反复测定,以信噪比S/N=3 时对应的标准溶液的质量浓度(0.55g/mI)作检测限. 2.2回收率和重现性准确称取1g烟梗样品各4份,其中 1份作为基准,加入25ml的蒸馏水,另外3份别加入 39卷2O期封利会等磷酸氢二铵对烟梗中脱氧果糖嗪含量的影响12559 琶 童 l 篷 纂 浓度Concentration/l~,g/ml 图12,5-脱氯果糖嗪的标准工作曲线 ng.1Standardcurveof2,5-DOF 低3种不同浓度的2,5-DOF标准品,再向其中加入25Hll蒸 馏水.超声提取30min后,用0.22m的水相过滤器过滤, 高效液相色谱检测DOF的总含量,每份样品重复进样5次. 根据未加标基准测定含量,加标量和加标测定量计算回收 率;根据平均值和标准偏差计RSD值,结果见1.DOF化 合物的回收率和RSD值分别为101.1%,109.0%和1.95% , 3.26%.该方法回收率较高,重现性良好,适合于烟草中 脱氧果糖嗪化合物的定量.这与DOF具有不易挥发,且水 溶性好的特点有关. 表1回收率和重现性(H=5) Table1Recoveriesandreproducibility(n=5) 2.3葡萄糖与磷酸氢二铵模拟反应条件的优化结果 2.3.1pH对DOF产率的影响.0.050mol的葡萄糖和 0.025tool磷酸氢二铵中加入25IIll的水,分别调节溶液pH 至6,7,8,9,在90?下进行美拉德反应2.5h,以pH为横坐 标,DOF产率为纵坐标绘制趋势图(图2).在葡萄糖和磷酸 氢二铵的反应中,随着pH不断升高,DOF的产率先升高后 降低.pH为8时,DOF的产率最高.这是由于偏碱性环境 有利于羰氨缩合,但pH过高时,葡萄糖自身缩合等副反应增 加,导致DOF的产率降低. '釜 营 种 馨 圈2pH对DOF产率的影响DH F.2F/fG~t0fpllvlIO11theyieldofDOF 2.3.2温度对DOF产率的影响.0.050tool的葡萄糖和 0.025tool磷酸氢二铵中加入25Illl的水,调溶液pH为8,分 别在7O,80,90,100?下反应2.5h,以温度为横坐标,DOF产 率为纵坐标绘制趋势图(图3).随着温度的增加,DOF的产 率也在增加.在温度为70,90?时,随着温度的增加,DOF 产率有显着的变化;温度为90,100oC时,随着温度的增加, DOF产率的增加已经不再显着. 萎 号 .未 营 静 敛 誊 _温度Temperature?? 图3温度对DOF产率的影响 Fig.3Effectoftemlmr~tm'eontheyieIdofDOF 2.3.3反应物浓度对DOF产率的影响.葡萄糖和磷酸氢二 铵摩尔比为2:1,磷酸氢二铵溶液的浓度分别为1.5%,3.0%, 5.0%,10.o%,调节溶液pH至8,在9o?下反应2.5h,以磷酸氢--6浓度为横坐标,DOF产率为纵坐标绘制趋势图(图4). 反应物浓度与DOF的产率有很大关系,一般情况下,在一定 范围内反应物浓度增加,DOF的产率也逐渐增加. 图4反应物浓度对DOF产率的影响 Fig.4Effectofdhulun~ulnhydrogenphosphateconcentration ontheyieldofDOF 2.4磷酸氢二铵处理烟梗后DOF含量的变化情况烟梗中 的脱氧果糖嗪包含2,5一DOF和2,6-DOF2种同分异构,它们 的结构相似,紫外吸收光谱相同.因此,试验以2,5.DOF标准 工作曲线为基础,定量烟梗中DOF的总量.根据模拟反应的 优化条件,温度达到9o?时,随着温度增加,DOF产率的增加 已经不再显着.因此,磷酸氢二铵处理烟梗的温度定为90?. 天然烟梗溶液pH为弱酸性,当pH过高时,烟草易产生刺激的 不良吸味.因此,综合模拟反应,pH定为7.5.虽然磷酸氢二 铵的浓度增加,DOF的产率也逐渐增加,但铵盐的浓度过大时. 过剩的铵盐导致烟气中有害气体氨的含量升高.因此,选择 3%和5%磷酸氢二铵溶液浓度分别进行研究,以反应时间为 横坐标,DOF含量为纵坐标绘制趋势图(图5). 烟梗中的还原糖与不同浓度的磷酸氢二铵溶液反应,增 加了烟梗中DOF的含量.3%的磷酸氢二铵溶液与烟梗反 应30rain时,DOF总量比空白水溶液处理烟梗的DOF总量 增加32.1%,随着时间的延长,DOF总量增加的趋势越来越 大;当反应120min时,DOF增加85.6%.而用5%的磷酸氢 (下转第12568页) 12568安徽农业科学2011年 粒.取出,冷却至室温,加2mol/L的HC1溶解灰分,然后转 移到100ml容量瓶中,用超纯水稀释至刻度,摇匀,即得到湿 法消化样品溶液.对2种方法的测定结果用SPsSl1.0数据 处理软件进行配对t检验.结果表明,P=0.125>0.05, 说明2种方法之间无显着性差异. 3结论 试验通过超声分散悬浮液进样一原子吸收分光光度法 测定了桑叶中5种微量元素,并详细研究了测定的条件,结 果令人满意.超声分散悬浮液可以作为一种快速,简便,准 确的原子吸收法测定桑叶中微量元素的样品预处理方法. 参考文献 [1]欧阳臻,陈钧.桑叶的化学成分及其药理作用研究进展[J].江苏大学 :自然科学版,2003,24(6):39—44. [2]邹盛勤,陈武.桑叶的化学成分,药理活性及应用研究进展[J].林产化 工通讯,2003,37(1):22—25. [3]邹盛勤.桑叶中微量元素的测定分析[J].广东微量元素科学,2004,11 (1):44—46. [4]陈倩珊,衷明华,黄俊生,等.桑叶中微量元素及总黄酮的检测[J].江 西化工,2007(4):120—121. [5]阿布都许库尔,孙莲,吾斯曼.桑叶中的微量元素分析[J].微量元素与 健康研究,2010,27(4):21—23. [6]李茵萍,刘丛,张亚萍,等.微波消解一原子吸收光谱法测定桑叶中微 量元素[J].光谱实验室,20O7,24(3):428—431. [7]刘旭辉,覃勇荣,秦彩霞,等.火焰原子吸收光谱法测定宜州桑叶中的 微量元素[J].光谱实验室,2009,26(5):1349—1354. [8]马稳,袁红霞,马文芝.火焰原子吸收法测定夏枯草,桑叶,野菊花中十 种微量元素[J].光谱实验室,2O04,21(4):745—747. (上接第12559页) 二铵溶液处理烟梗时,烟梗中反应生成的DOF在各个时间 点的含量比3%磷酸氢二铵溶液处理生成的DOF更多.5% 的磷酸氢二铵溶液与烟梗反应30rain时,DOF总量比空白 水溶液处理烟梗产生的DOF总量增加121.4%;当反应120 rain时,DOF增加达到314.4%.由此可知,直接使用磷酸氢 二铵溶液处理烟梗就能显着增加烟梗中DOF的含量,但高 温长时间反应会导致生产周期长以及烟梗物理状态有较大 的改变.因此,可以根据生产加工以及配方的需要,选择合 适浓度的磷酸氢二铵溶液与烟梗反应一定的时间,达到提高 其中DOF的含量,改善烟梗吸味品质的目的. 墨 = 墨 晷 誊 潮 永 署 时闷骶船l嫡n 图5磷酸氢二铵对烟梗中DOF含量的影响 Fig.5Effectofdiammoniumhydrogenphosphateonthecontent 0fD0Fintobaccostem 【9]王在贵,朱保建,储海娟,等.不同叶龄桑叶中微量元素含量分析【J]. 安徽农业大学,2010,37(1):154—157. [10]《原子吸收光{普分析》编写组.原子吸收光谱分析[M].北京:地质出 版社,1979:199. [11]刘立行,李卓.悬浮液进样一火焰原子光谱法测定烟叶中的钾锰[J]. 分析试验室,2004(1):46—48. [12]刘立行,张起凯,吴丽香.悬浮液进样一火焰原子吸收光谱法测定豆 米类粮食中的镁[J].理化硷验一化学分册,2O0O,36(4):159—160. [13]刘立行,杜维贞,李雪萍.悬浮液进样一火焰原子吸收光谱法测定茶 叶中的铁,锌[J].冶金分析,1998,18(5):15—17. [14]刘立行,}陡B凯,王明勇,等.悬浮液进样一火焰原子吸收光谱法测定 中草药中的微量锰[J].药物分析杂志,1999,19(3):181—183. [15]刘立行,祝黎明.悬浮液进样一火焰原子吸收光谱法测定聚氯乙烯中 的微量镁[J].冶金分析,2OO2,22(5):35—37. [16]熊知行,刘临.原子吸收光谱法测定桑叶中微量元素[J] 健康研究,2009,26(1):凹一30. 微量元素与 [17]翁棣,谢晓梅.超声搅拌悬浮液进样FAAS法测定茶叶中的铜,铁,锌, 铅,镐含量[J].浙江大学:农业与生命科学版,2003,29(5):490— 492. 【l8]张起凯,姚冬梅,刘立行,等.悬浮液技术一火焰原子吸收光谱法测定 银杏叶中钙铁锌[J].现代科学仪器,2005(5):56—58. 【19]梁保安,冯宝,马俊帅.悬浮液进样火焰原子吸收光谱法测定百合 中的锌和锰[J].许昌学院,2006,25(5):112—114. [2o]刘汉东,刘国珍,刘延湘,等.悬浮液进样原子吸收光谱分析中样品的 粒径效应[J].分析试验室,2oo2(3):1—3. [21]刘立行,张启凯,胡洋.悬浮液进样一火焰原子吸收光谱法测定面粉 中的钙和镁[J].光谱学与光谱分析,1999,19(3):424—425. [22]刘立行,王明勇,雷金禄.中草药中铁锌钙的悬浮液进样一火焰原子 吸收光谱法测定[J].分析测试,1999,18(61);59-61. [23]申希平,—T建生,李娟生,等.在SPSS中利用均数和标准差做两独立 样本t检验[J].现代预防医学,2OO7,34(21):4066—4067,4O69. 3结论 试验表明,烟梗中的还原糖能够直接与铵盐发生反应, 生成脱氧果糖嗪,从而增加烟梗中脱氧果糖嗪的含量.不同 浓度的磷酸氢二铵溶液处理烟梗不同的时间长度后,生成的 DOF含量明显不同.因此,可以根据生产加工以及配方的需 要,选择合适浓度的磷酸氢二铵溶液与烟梗反应适当的时间, 提高烟梗中脱氧果糖嗪的含量,达到需要量.该研究对于烟草 加香加料核心技术以及改善烟草品质具有重要的帮助. 参考文献 [1]李琦,叶蕴华,闰爱新,等三七中2一(1',2',3',4'一四羟基丁基)_6- (2",3",4"-三羟基丁基)吡嗪的分离,鉴定及药理活性研究[J].高等 学校化学,2001,22(11):1824—1828. [2]李鹞,宗永立,卢斌斌,等脱氧果糖嗪在卷烟中的增香作用[J].烟草 科技,2OO8,256(1】):30—34. [3]黎艳玲,杨华武,陈雄,等.脱氧果糖嗪EJ].化学通报,2006,69(37):1— 5. [4]AGYE1一AYEK,CHIANMx,LAUTERBACHJH,et.a1.Theroleofthe anioninthereactionofreducingsugarswithammoniunlsalts[J].Carbohy— drateResearch,2OO2,337:2273-2277. f5]ROHOVECJ,KOTEKJ,PETERSJA,eta1.AeleallconversionofD—glu— cosaminehydrochloridetoapyrazineinthepresenceofphenylboronateor borate[J].EurJOrsChem,20Ol,20:3899-3901. [6]吴惠玲,王志强,韩春,等.影响美拉德反应的几种因素研究【J].现代 食品科技,2010,26(5):44l一444. [7]陈华.影响食品中美拉德反应的因素[J].四川食品与发酵,1998(3):2l 一 23. [8]樊瑛,孟昭宇,陆舍铭,等.固相萃取一高效液相色谱法测定烟草中的 两种多羟基吡嗪异构体[J].分析试验室,2O07,26(12):35-38.