2.3 煙堿添加形式對體系酸堿平衡的影響

選擇一款不含煙堿的綠豆香精作為基質(zhì)，分別添加20 mg/mL的游離態(tài)煙堿和煙堿酒石酸鹽。將二者按照不同體積比混合，V煙堿?V煙堿鹽分別為0?1、1?2、1?1、2?1、1?0，并以不含煙堿的綠豆香精為空白。考察不同煙堿添加形式對酸堿平衡的影響。

圖6結果顯示，綠豆香精的pH偏酸性，由于煙堿本身具有弱堿性，當煙堿的添加量較大時，使pH向堿性變化。這也是電子煙煙液的pH通常在7~10之間的原因。而酒石酸煙堿鹽呈酸性，添加后使煙液pH進一步下降，pH＜4.0，此時煙堿主要以單質(zhì)子態(tài)形式存在。當20 mg/mL煙堿量的酒石酸煙堿鹽煙液中添加游離煙堿時，煙堿添加量越大，煙液的pH越高，酒石酸煙堿鹽在游離煙堿的影響下逐漸發(fā)生分解，部分向游離態(tài)煙堿轉(zhuǎn)化。酸性的煙堿鹽和堿性的煙堿在煙液中達到新的酸堿平衡。說明煙堿的添加形式，如純煙堿鹽添加、純煙堿添加或煙堿和煙堿鹽混合添加，對煙液最終的酸堿平衡影響不同，當兩者混合添加時，導致游離態(tài)和質(zhì)子態(tài)煙堿的相互轉(zhuǎn)化，對煙液中煙堿的實際存在形態(tài)影響較大。

2.4 香精組成對體系酸堿平衡的影響

選擇4種不含煙堿的典型口味風格電子煙液（西瓜、薄荷、煙草、綠豆）樣品中分別添加0、20 mg/mL煙堿和20 mg/mL煙堿量的酒石酸煙堿鹽，測定制備樣品的pH，考察不同的香精組成對體系酸堿平衡的影響。

不同口味風格的電子煙煙液均呈酸性，pH從3.7到5.2不等。煙草風格樣品由于樣品配方中添加的煙草及其他植物、水果提取物含有大量酸類或酯類化合物，其酸性較強，pH較低。值得注意的是，雖然不同香精配方中添加的煙堿量相同，但最終樣品的pH是香精配方和煙堿達到酸堿平衡的結果，香精配方pH較低的，添加煙堿后的pH也相對較低。說明一部分煙堿與配方中的酸性物質(zhì)發(fā)生反應成鹽，導致pH偏低。研究發(fā)現(xiàn)，煙堿濃度為6.0 mg/mL的VPG?VVG=1?1、Menthol和Sahara 3種樣品體系的pH分別為9.0、7.8和8.4。說明在相同煙堿添加形式和添加量條件下，香精組成是影響樣品體系酸堿平衡的主要因素，不同的香精組成導致體系酸堿平衡發(fā)生變化，從而出現(xiàn)煙堿鹽的分解或結合。

2.5 電子煙煙液中煙堿的形態(tài)分布

用液液萃取法測定6款市售煙堿鹽型電子煙煙液中的游離態(tài)和質(zhì)子態(tài)煙堿，并計算αfbn值（表9）。

結果顯示，低煙堿量的6款電子煙煙液中pH介于7.4~8.1之間，基本處于中性偏弱堿性的范圍。在該范圍內(nèi)，煙堿主要以游離態(tài)和單質(zhì)子態(tài)共存的形式存在。αfbn值介于0.5~0.8之間，游離態(tài)煙堿所占比例達50%以上。樣品中煙堿以游離態(tài)為主，這可能是由于樣品中堿性成分的存在，導致煙堿鹽發(fā)生解離?；驘焿A鹽和煙堿混合添加，過量的煙堿和煙堿鹽形成新的動態(tài)平衡，樣品中的煙堿以游離態(tài)和質(zhì)子態(tài)混合存在。由于游離態(tài)煙堿的存在，抽吸時表現(xiàn)為喉部刺激性較強，擊喉感較大。而高煙堿量（2.5%）的5款電子煙煙液pH均處于酸性范圍，αfbn值在0.16以內(nèi)，煙堿鹽解離程度低，樣品中的煙堿以質(zhì)子態(tài)為主。質(zhì)子態(tài)煙堿鹽使喉部刺激性降低，口感適中，所以在以煙堿鹽為主的煙液中，煙堿的添加量可以達到2.5%甚至更高。

pH與αfbn和煙堿總量的分布關系（圖8）顯示，在相同配方組成（Arabica-A和Arabica-B，Mallika-A和Mallika-B）的電子煙煙液中，pH越高，煙堿總量越高，αfbn也越大。因此，在相同樣品基質(zhì)的體系中，αfbn與pH呈正比，這與PG-VG體系中的規(guī)律一致。由于煙堿形態(tài)分布與樣品體系的酸堿平衡有關，在配方組成一致的樣品中，煙堿添加方式是影響酸堿平衡的主要因素，體現(xiàn)為對樣品體系pH的影響。研究表明，由于煙堿呈弱堿性，當電子煙煙液中的游離煙堿量增加時，體系堿性增強，游離態(tài)煙堿進一步促使樣品中的質(zhì)子態(tài)煙堿向游離態(tài)轉(zhuǎn)化。

在不同配方組成的電子煙煙液中，αfbn與pH之間并無顯著規(guī)律，但當煙堿量顯著升高時，pH也會相應增大。因此，電子煙煙液中的煙堿鹽并非全部以質(zhì)子化形態(tài)存在，而是根據(jù)體系香精配方組成和煙堿添加對酸堿平衡的影響，形成游離態(tài)與質(zhì)子態(tài)煙堿分布的動態(tài)平衡。由于不同配方組成及煙堿添加方式對體系酸堿平衡的共同影響，導致αfbn與pH之間并不總是呈顯著正相關。

3 結論

①二氯甲烷-水兩相的液液萃取結合GC-MS能夠同時準確測定樣品中游離態(tài)和質(zhì)子態(tài)煙堿的質(zhì)量分數(shù)，方法具有良好的適用性，能夠直觀、準確地定量研究電子煙中游離態(tài)煙堿和質(zhì)子態(tài)煙堿的分布情況和評價煙堿鹽功效。②在PG-VG純?nèi)軇w系中，PG-VG配比、單一煙堿鹽的添加量對煙堿存在形態(tài)（αfbn）沒有明顯影響，但在一定范圍內(nèi)與pH顯著正相關。體系的酸堿平衡是影響煙堿形態(tài)分布的主要因素。③煙堿添加方式和香精組成對樣品體系的酸堿平衡產(chǎn)生影響，二者的協(xié)同效應使樣品達到新的酸堿平衡，導致煙堿鹽/煙堿發(fā)生解離或結合，使電子煙煙液中的煙堿形態(tài)分布比例發(fā)生變化。④綜合考量煙堿的添加形態(tài)、添加方式、添加量及香精配方組成對煙堿形態(tài)分布的影響，有利于針對性開發(fā)喉部刺激小、生理滿足感強的煙堿鹽型電子煙產(chǎn)品。

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