西柏三烯二醇（CBD）是煙草腺毛分泌物中最重要的二萜烯類化學(xué)成分，屬于類西柏烷化合物，占煙葉葉面化學(xué)成分的60%左右。CBD在煙葉陳化、調(diào)制以及燃燒過程中容易發(fā)生氧化和降解，產(chǎn)生茄醇、茄酮和降茄二酮等降解產(chǎn)物，這些降解產(chǎn)物被認(rèn)為與煙葉的香氣來源密切相關(guān)。在卷煙中添加CBD并進(jìn)行評吸試驗(yàn)，與對照樣品相比，卷煙的可可香韻增強(qiáng)，吃味更豐滿、余味更干凈。當(dāng)CBD添加量較低時(shí)，卷煙呈現(xiàn)淡雅的粉香韻；當(dāng)CBD添加量較高時(shí)，卷煙則呈現(xiàn)出清甜的花香韻。此外，CBD還在殺蟲、抑菌、抗腫瘤和神經(jīng)保護(hù)等方面表現(xiàn)出較好的生物活性，在制藥和植物源農(nóng)藥領(lǐng)域也具有較好的開發(fā)前景。因此，在煙草的栽培、調(diào)制等過程中，CBD的含量變化一直是研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。
α-CBD和β-CBD作為CBD的兩個(gè)主要異構(gòu)體，其總量占煙草中類西柏烷二萜類化合物的90%以上，可代表煙葉中類西柏烷二萜類化合物的表達(dá)水平。目前，CBD的檢測方法主要有氣相色譜 -質(zhì)譜法和液相色譜法，其中附氫火焰離子化檢測器（FID）或質(zhì)譜檢測器（MS）的色譜法應(yīng)用最為廣泛，相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法為YC/T 470—2013《煙草及煙草制品 西柏烷二萜醇的測定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》。但是，以上兩種同分異構(gòu)體只有通過硅烷化衍生才能在常規(guī)商品化氣相色譜柱（長度一般為30m）上分離，但是衍生化反應(yīng)操作步驟多、色譜運(yùn)行時(shí)間長，引入的誤差因素增多。兩種同分異構(gòu)體對煙草品質(zhì)的貢獻(xiàn)相近，其總量為煙草質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)；前期研究發(fā)現(xiàn)，這兩種同分異構(gòu)體在氣相色譜-質(zhì)譜儀上的保留時(shí)間非常接近，無需衍生化處理即可通過重疊峰直接準(zhǔn)確測定煙草中CBD的總量，且短柱氣相色譜法即可實(shí)現(xiàn)快速分離，顯著縮短色譜運(yùn)行時(shí)間。鑒于此，本工作設(shè)計(jì)了兼具提取、過濾和干燥功能的裝置對樣品進(jìn)行前處理，顯著簡化了樣品前處理過程，隨后采用短柱氣相色譜 -質(zhì)譜法測定了煙草中CBD的含量。該方法對煙葉和卷煙品質(zhì)控制和研究具有重要意義。
1 試驗(yàn)部分
1.1 自制樣品前處理裝置
自制樣品前處理裝置主要由外套管和活塞結(jié)構(gòu)構(gòu)成。外套管的頂部有密封圈；活塞結(jié)構(gòu)由篩板、填充劑和玻璃導(dǎo)管組合而成，活塞底部有兩個(gè)篩板，上、下篩板通過聚四氟乙烯螺旋接口連接，篩板間填充無水硫酸鈉，如圖1所示。
1.2 試驗(yàn)方法
取煙草樣品置于外套管中，加入內(nèi)標(biāo)使用液，在活塞底部兩層篩板間加入無水硫酸鈉，將活塞結(jié)構(gòu)置入外套管液面上方。將組裝好的前處理裝置置于超聲波清洗儀中，超聲提取。取出自制前處理裝置，靜置，擠壓活塞，將上層清液通過玻璃導(dǎo)管壓入色譜瓶中，按照儀器工作條件測定。
2 結(jié)果與討論
2.1 目標(biāo)物的定性結(jié)果
通過標(biāo)準(zhǔn)品對兩種目標(biāo)物進(jìn)行定性。25mg·L−1 α-CBD和β-CBD的單標(biāo)準(zhǔn)溶液和混合（α-CBD和β-CBD的質(zhì)量比為 1∶1）標(biāo)準(zhǔn)溶液、新鮮凍干煙葉和烤后煙葉的色譜圖見圖2。
由圖2可知：烤后煙葉樣品中CBD總量降低，這與文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果一致；單目標(biāo)物α-CBD、β-CBD及其混合物的出峰時(shí)間分別為4.49，4.48，4.49min，峰面積分別為1077526，2839137，3857363，混合物的出峰時(shí)間與單目標(biāo)物的基本一致，峰面積與單目標(biāo)物峰面積和（3916663）基本一致。為確定上述結(jié)論，按照儀器工作條件進(jìn)一步分析不同質(zhì)量濃度的單標(biāo)準(zhǔn)溶液和相應(yīng)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，計(jì)算單目標(biāo)物峰面積和與混合物峰面積的比值以及峰面積比值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，可初步認(rèn)定4.49min處峰為CBD混合物色譜峰的疊加。
試驗(yàn)進(jìn)一步比較了單標(biāo)準(zhǔn)品、混合對照品、新鮮凍干煙葉和烤后煙葉4.48min（或 4.49min）處物質(zhì)的質(zhì)譜圖，結(jié)果見圖3。
由圖3可知：混合對照品以及實(shí)際樣品的質(zhì)譜圖和單標(biāo)準(zhǔn)品的基本匹配，進(jìn)一步證實(shí)混合物4.49min以及實(shí)際樣品4.48min處的物質(zhì)為CBD。
2.2 前處理?xiàng)l件的選擇
2.2.1 提取試劑及其用量
試驗(yàn)比較了二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈和石油醚等4種試劑的提取效果，結(jié)果顯示，4種試劑對CBD的提取率（CBD質(zhì)量與樣品質(zhì)量的比值）分別為2.463%，2.014%，1.307%，1.535%，其中二氯甲烷的提取效果最佳，因此試驗(yàn)選擇二氯甲烷提取樣品中的目標(biāo)物，并以其作為稀釋試劑配制標(biāo)準(zhǔn)溶液和內(nèi)標(biāo)溶液。為優(yōu)化提取試劑用量，試驗(yàn)考察了內(nèi)標(biāo)使用液用量分別為4，6，8，10，12mL時(shí)對 CBD提取效果的影響，結(jié)果顯示，CBD 的提取率隨著內(nèi)標(biāo)使用液用量的增加而升高，在內(nèi)標(biāo)使用液用量達(dá)到10mL時(shí)最高，隨后降低，因此試驗(yàn)選擇的內(nèi)標(biāo)使用液用量為10mL。
2.2.2 提取方式及提取時(shí)間
試驗(yàn)比較了超聲和機(jī)械振蕩兩種方式的提取率，結(jié)果顯示，超聲、機(jī)械振蕩兩種方式下CBD的提取率分別為1.921%和 1.331%，超聲方式所得的提取率較高。因此，試驗(yàn)選擇采用超聲方式提取樣品中的目標(biāo)物，并比較了提取時(shí)間分別為5，10，15，20，25min時(shí)的提取率。結(jié)果顯示，CBD的提取率隨提取時(shí)間的延長而升高，在提取時(shí)間不小于15min時(shí)較高且基本穩(wěn)定，因此試驗(yàn)選擇的提取時(shí)間為15min。
2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和測定下限
取適量單標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液和內(nèi)標(biāo)儲備溶液，用二氯甲烷逐級稀釋，配制成CBD的質(zhì)量濃度分別為10，50，100，500，1000，1500mg·L−1（各混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列中α-CBD和β-CBD的質(zhì)量比均為1∶1），內(nèi)標(biāo)質(zhì)量濃度均為5000mg·L−1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，按照儀器工作條件測定。以CBD和內(nèi)標(biāo)的質(zhì)量濃度比值為橫坐標(biāo)，其對應(yīng)的峰面積比值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示：線性回歸方程為y=0.8521x+1.330，相關(guān)系數(shù)為0.9982，線性范圍為10~1500mg·L−1。
以3，10倍信噪比（S/N）計(jì)算檢出限（3S/N）和測定下限（10S/N），所得結(jié)果分別為0.26，1.16 μg·g−1，滿足檢測需求。
2.4 精密度和回收試驗(yàn)
按照試驗(yàn)方法重復(fù)分析新鮮凍干煙葉以及烤后煙葉樣品各6次，計(jì)算測定值的RSD，結(jié)果分別為2.5%和3.0%，說明方法的重復(fù)性較好。
按照試驗(yàn)方法對新鮮凍干煙葉（加標(biāo)量分別為50，600，1200μg·g−1）和烤后煙葉（加標(biāo)量分別為30，400，800μg·g−1）樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，所得CBD的回收率分別為92.1%，96.9%，101%和 92.6%，98.8%，95.6%，說明本方法的準(zhǔn)確度較高。
2.5 樣品分析
按照試驗(yàn)方法分析10個(gè)樣品，每個(gè)樣品平行分析5次，將所得結(jié)果與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 470—2013的進(jìn)行比對，結(jié)果見表1。
由表1可知：本方法的測定值與 YC/T 470—2013的基本一致，表明本方法準(zhǔn)確可靠，可以用于煙草和煙草制品中CBD的快速篩選，而且本方法測定值的 RSD小于標(biāo)準(zhǔn)方法的，表明本方法精密度更好。
3 試驗(yàn)結(jié)論
研究人員采用短柱氣相色譜 -質(zhì)譜法快速測定了煙草中CBD的含量。本方法不需要衍生化，使用短色譜柱即可實(shí)現(xiàn)快速定量，單個(gè)樣品檢測時(shí)間（16min）較行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 470—2013對單個(gè)樣品的檢測時(shí)間（46min）縮短 65%；本方法具有操作簡便、分析快速、試劑消耗少等優(yōu)勢，克服了標(biāo)準(zhǔn)方法成本高、易污染色譜柱等問題，適用于煙草中CBD的批量檢測。
作者：黃茹1，何光淇2，李銀科3
單位：1. 云南財(cái)經(jīng)大學(xué) 高原山地土地利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；
2. 昆明市五華區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局；
3. 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心
來源：《理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊》2025年第8期
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