技术领域
[0001] 本发明公开了一种基于卷烟主流烟气气相物酸性成分鉴别卷烟的方法，具体涉及一种基于主流烟气气相物差异性特征酸性成分释放量鉴别烤烟型与混合型卷烟的方法，属于烟草化学技术领域。
相关背景技术
[0002] 烟气成分是烟叶内在品质的根本内容之一。烟气成分复杂，其中主要化学成分的含量及其比值，在很大程度上确定了烟叶及其制品的烟气特性，可以作为鉴别不同类型卷烟的依据。
[0003] 中式卷烟一般为烤烟型，而国外的卷烟一般为混合型，由白肋烟、香料烟、烤烟等为原料，二者香气有明显差异。酸香主要为有机酸化合物，也是卷烟重要的风格特征，适宜的酸香有助于增强烟气成熟感，提升烟气柔和圆润感。烟气中酸性成分的分析可以成为卷烟香气风格的鉴别提供重要依据。然而烟气中化合物组分多，单个化合物组分含量低，不同卷烟类别总体化学组成差异小，通过分析全部化学组成来区分不同香形卷烟工作量大、准确性低。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0036] 本发明的目的在于建立一种快速、简便、准确鉴别烤烟型和混合型两类卷烟风格的方法。为实现这一目的，本发明提供一种基于主流烟气气相物的酸性成分鉴别烤烟型与混合型卷烟的方法，其特征是利用气相色谱‑质谱联用技术，分析主流烟气中酸性成分的释放量，采用偏最小二乘回归进行聚类分析，快速鉴别烤烟型与混合型卷烟。
[0037] 本发明提供的一种基于主流烟气气相物酸性成分释放量鉴别烤烟型与混合型卷烟的方法，步骤如下：
[0038] （1）测定样品卷烟焦油释放量；
[0039] （2）测定酸性成分释放量：以剑桥滤片和CX‑572 cartridge吸附管串联捕集主流烟气气相物，采用直线型吸烟机上以ISO模式抽吸卷烟，在此条件下抽吸卷烟8支。吸烟结束后，将吸附管中的吸附剂转移至样品瓶内，加入4mL体积比为1：1的二氯甲烷‑甲醇溶液，震荡萃取40min。取萃取液1mL，移入色谱瓶中，加入100µL N,O‑双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA）衍生化试剂，加入100uL浓度为0.8mg/mL的正辛酸内标溶液，密封，60℃水浴中衍生化40min，取出冷却至室温，待进样GC‑MS分析。
[0040] GC‑MS分析条件：采用色谱柱：DB‑5MS弹性石英毛细管柱（60m × 0.25mm ×1.0μm）；进样口温度：280℃，分流比：10：1，进样量：1 μl，程序升温：初始温度40℃，保持3 min，然后4 ℃/min升至280℃保持20 min，传输线温度：280℃，离子源温度：280℃，电离方式：EI；电离能量：70 eV，质谱扫描范围：30～450 amu，溶剂延迟：6 min。共检测47种化合物，包括40种羧酸和7种酚类化合物。
[0041] 酸性化合物定量分析：以内标法进行目标物的定量分析，即以目标物和相应内标的二级选择离子峰面积比对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线；对提取后的样品进行测定，测得检出目标物和对应内标的二级选择离子峰面积比，代入标准曲线，获得样品中酸性化合物的含量。
[0042] （3）计算修正的差异性特征酸性成分释放量：卷烟主流烟气气相物中酸性化合物的释放量除以样品卷烟焦油释放量得到修正的差异性特征酸性成分释放量；
[0043] （4）主流烟气气相物差异性特征酸性成分筛选：本发明所用数据处理软件为微软公司办公套装软件（Microsoft office）的试算表软件（Excel）组件及SPSS公司的“统计产品与服务解决方案”中SPSS17.0数据统计分析软件，或者瑞典Umetrics公司的SIMCA软件。
[0044] 通过偏最小二乘回归分析筛选差异性特征酸性成分。利用SIMCA软件对烤烟型和混合型卷烟主流烟气气相物酸性成分修正释放量进行偏最小二乘回归分析。计算酸性成分载荷图、差异变量分析和得分图。
[0045] 烟气气相物酸性组成载荷图和酸性VIP成分分别如图1和图2所示。图1上离原点（0,0）越远的点所代表的成分，表示该成分变量对主成分的贡献越大，即这个变量在区分样本上的影响力越大。此外，图1上代表两个成分的点在同一象限，表示这两个成分在主成分上的权重符号相同，即它们是正相关的；如果在不同象限，表示它们是负相关的。
[0046] 图2中选择VIP≥1.0的成分作为两组卷烟的差异性特征酸性成分，筛选出对烤烟和混合型香烟组间差异影响较大特征酸性成分成分为3‑甲基戊酸、2‑烯‑丁酸、4‑甲基戊酸、3‑甲基‑2‑呋喃‑甲酸、3‑甲基‑丁酸、甲酸、己酸、乙酰丙酸、十八酸、2‑甲基‑丙酸、2‑羟甲基‑丁酸、戊酸、2‑戊烯酸‑羟基乙酸、十六酸、十四酸和2‑甲基‑丁酸。选用以上成分任意三种及以上组合鉴别混合型卷烟和烤烟型卷烟。
[0047] （5）鉴别卷烟类型：测定待鉴别卷烟样品的主流烟气气相物中差异性特征酸性成分修正释放量，进行聚类分析鉴别卷烟类型。采用已知风格烤烟型卷烟样品、混合型卷烟样品作为训练集，每个类型卷烟数量不少于4个，选择不少于3个（数量根据数据定）特征酸性成分作为鉴别组分对两类样品卷烟样品进行聚类分析，使训练集卷烟按照风格类型聚为两类，然后采用自下而上的层次聚类对待判定样品聚类分析，将聚类数量设置为2，若待判定样品与烤烟间的相似度高、可实现与烤烟的聚类，则带判定样品为烤烟型，聚类结果与混合型卷烟间的相似度高、可实现与混合型卷烟的聚类，则带判定样品为混合型；将聚类数量设置为3，若待判定样品与烤烟型卷烟、混合型卷烟间的相似度低、无法实现与两类训练集的聚类，则带判定样品为非烤烟型或混合型。
[0048] 实施例一：
[0049] 根据上述本发明提供的一种基于烟气特定酸性成分鉴别烤烟型与混合型卷烟的方法步骤，
[0050] 本实施例分析烟气气相物中的特征组分为甲酸、2‑甲基‑丙酸、2‑甲基‑丁酸、2‑烯‑丁酸、3‑甲基‑丁酸、3‑甲基戊酸、4‑甲基戊酸、2‑羟甲基‑丁酸、戊酸、乙酰丙酸，烟气气相物酸性成分修正释放量如表1所示。
[0051] 在此基础上对采用Origin软件中的系统聚类分析功能对烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）进行聚类分析，聚类个数为2，根据距离，计算得出每个样品之间的相似度，结果如图3所示，烤烟型卷烟和混合型卷烟簇内相似度小而簇间相似度更大，可分别进行有效聚类，表明烤烟型和混合型卷烟可有效区分。
[0052] 表1.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0053]
[0054] 实施例二：
[0055] 分析烟气气相物中的特征组分2‑羟甲基‑丁酸、3‑甲基‑2‑呋喃‑甲酸、乙酰丁酸和十六酸含量，烟气气相物酸性成分修正释放量如表2所示。在此基础上采用Origin软件中的系统聚类分析功能对烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）进行聚类分析，聚类个数为2，根据距离，计算得出每个样品之间的相似度，结果如图4所示，烤烟型卷烟和混合型卷烟簇内相似度小而簇间相似度更大，可分别进行有效聚类，表明烤烟型和混合型卷烟可有效区分。
[0056] 表2.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0057]
[0058] 实施例三：
[0059] 分析烟气气相物中的特征组分甲酸、2‑甲基‑丙酸、2‑甲基‑丁酸、2‑烯‑丁酸和3‑甲基‑丁酸含量，烟气气相物酸性成分修正释放量如表3所示。
[0060] 在此基础上采用Origin软件中的系统聚类分析功能对烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）进行聚类分析，聚类个数为2，根据距离，计算得出每个样品之间的相似度，结果如图5所示，烤烟型卷烟和混合型卷烟簇内相似度小而簇间相似度更大，可分别进行有效聚类，表明烤烟型和混合型卷烟可有效区分。
[0061] 表3.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0062]
[0063] 实施例四：
[0064] 分析烟气气相物中的特征组分2‑甲基‑丙酸、2‑甲基‑丁酸、2‑烯‑丁酸、3‑甲基‑丁酸和3‑甲基戊酸的含量，烟气气相物酸性成分修正释放量如表4所示。在此基础上采用Origin软件中的系统聚类分析功能对烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）进行聚类分析，聚类个数为2，根据距离，计算得出每个样品之间的相似度，结果如图6所示，烤烟型卷烟和混合型卷烟簇内相似度小而簇间相似度更大，可分别进行有效聚类，表明烤烟型和混合型卷烟可有效区分。
[0065] 表4.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0066]
[0067] 实施例五：
[0068] 分析烟气气相物中的特征组分甲酸、2‑甲基‑丙酸和2‑甲基‑丁酸含量，烟气气相物酸性成分修正释放量如表5所示。在此基础上采用Origin软件中的系统聚类分析功能对烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）进行聚类分析，聚类个数为2，计算得出每个样品之间的相似度（距离）。
[0069] 结果如图7所示，烤烟型卷烟和混合型卷烟簇内相似度小而簇间相似度更大，可分别进行有效聚类，表明烤烟型和混合型卷烟可有效区分。
[0070] 表5.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0071]
[0072] 实施例六：
[0073] 分析烟气气相物中的特 征组分2‑烯‑丁酸、3‑甲基‑丁酸、戊酸和十六酸含量，烟气气相物酸性成分修正释放量如表6所示。在此基础上采用Origin软件中的系统聚类分析功能对烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）进行聚类分析，聚类个数为2，根据距离，计算得出每个样品之间的相似度。
[0074] 结果如图8所示，烤烟型卷烟和混合型卷烟簇内相似度小而簇间相似度更大，可分别进行有效聚类，表明烤烟型和混合型卷烟可有效区分。
[0075] 表6.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0076]
[0077] 实施例七：
[0078] 分析训练集烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）和被测试卷烟1#（烤烟）烟气气相物中的特征组分甲酸、2‑甲基‑丙酸和2‑甲基‑丁酸含量，烟气气相物酸性成分修正释放量如表7所示。
[0079] 在实施例五中已证明该三种成分可有效区分烤烟型卷烟和混合型卷烟的基础上，采用Origin软件中的系统聚类分析功能进行层次聚类分析，聚类个数为2，根据距离，计算得出每个样品之间的相似度。
[0080] 结果如图9所示，被测试卷烟1#和烤烟型卷烟可进行有效聚类而不能与混合型卷烟进行有效聚类，表明训练集可有效识别烤烟型卷烟。
[0081] 表7.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0082]
[0083] 实施例八：
[0084] 分析训练集烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）和被测试卷烟2#（混合）烟气气相物中的特征组分甲酸、2‑甲基‑丙酸和2‑甲基‑丁酸含量，烟气气相物酸性成分修正释放量如表8所示。在实施例五中已证明该三种成分可有效区分烤烟型卷烟和混合型卷烟的基础上，采用Origin软件中的系统聚类分析功能进行聚类分析，聚类个数为2，根据距离，计算得出每个样品之间的相似度。
[0085] 结果如图10所示，被测试卷烟2#和混合型卷烟可进行有效聚类，不能与混合型卷烟聚类，表明训练集可有效识别混合型卷烟。
[0086] 表8.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0087]
[0088] 对比例一：
[0089] 分析烟气气相物中的特征组分甲酸、2‑甲基‑丙酸、2‑甲基‑丁酸和非特征性组分乙酸、丙烯酸、丙酸的含量，烟气气相物酸性成分修正释放量如表9所示。在此基础上采用Origin软件中的系统聚类分析功能对烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）进行聚类分析，聚类个数为2，根据距离，计算得出每个样品之间的相似度。
[0090] 结果如图11所示，烤烟型卷烟和混合型卷烟无法分别进行有效聚类，表明无法有效区分烤烟型和混合型卷烟。
[0091] 表9.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0092]
[0093] 对比例二：
[0094] 分析烟气气相物中的非特征性组分糠酸、3‑羟基丙酸、2,3‑二羟基丙酸、香草酸、苏糖酸和油酸的含量，烟气气相物酸性成分修正释放量如表10所示。在此基础上采用Origin软件中的系统聚类分析功能对烤烟型卷烟（L1‑L5）和混合型卷烟（M1‑M4）进行聚类分析，聚类个数为2，根据距离，计算得出每个样品之间的相似度。
[0095] 结果如图12所示，烤烟型卷烟和混合型卷烟无法分别分别进行有效聚类，表明无法有效区分烤烟型和混合型卷烟。
[0096] 表10.卷烟烟气气相物酸性成分修正释放量（mg/g）
[0097]
[0098] 上述实施例和附图对本发明的发明方法进行了详细的说明，但本发明不局限于以上实施例，凡是依据本发明的技术方案做出的任何改变、替代、组合等均为等效的技术方案，均在本发明的保护范围之内。
