西瓜口味电子烟雾化液挥发性成分分析及仿制研究

范 茜，韩晓哲，徐 潇

(深圳波顿香料有限公司，广东 深圳 518000)

电子烟行业近年来发展迅速，电子烟雾化液香韵风格丰富多样，极大地突破了传统卷烟的香韵风格限制，其中的水果口味的电子烟产品特别受消费者青睐[1]。西瓜为葫芦科西瓜属植物，有较高的营养价值和经济价值，是重要的水果之一[2]，其香气具有清新宜人、甜美通透等特点[3]。目前国内外对西瓜香气物质的研究主要集中在西瓜汁风味和加工过程中的风味变化，关于西瓜口味产品的挥发性成分分析和研究鲜有报道。本文对比分析了三家不同公司、不同品牌西瓜口味电子烟雾化液中所含的挥发性成分，并研制出一款西瓜口味新型烟液，以期为清新水果口味电子烟雾化液产品的开发与仿制提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

三个不同品牌的西瓜口味电子烟雾化液样品A、B、C，于2023年购于市场三家不同公司。

1.2 仪器和设备

美国安捷伦5977B型气质联用仪，美国安捷伦7890B型气相色谱仪。

1.3 方法

1.3.1 样品制备和分析

取 0.8 μL 烟液样品直接进样，分析条件参考韩晓哲[4]方法。

色谱条件：柱子类型微HP-5MS(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度：250 ℃；柱头压：58 kPa；进样方式：40∶1；升温程序：从 50 ℃ 每分钟升高 4 ℃，到 250 ℃ 后保持 10 min。

质谱条件：EI源，电子能量 70 eV；电子倍增器电压：1800 V；质量扫描范围：33-250 amu；离子源温度：230 ℃，传感线温度 280 ℃；检索NIST11谱库。

1.3.2 定性与定量分析

通过NIST谱库检索，结合人工解析质谱图，进行GC-MS物质鉴定，采用峰面积归一化法计算各成分的相对含量(峰面积百分比)。

1.3.3 感官评价分析

由深圳波顿香料有限公司电子烟评吸小组按9分制评吸法，从香气质、香气量、杂气、浓度、劲头、刺激性、甜度和余味8项单项指标进行评分[4]。

2 结果与讨论

2.1 三种西瓜口味电子烟雾化液挥发性成分的定性分析

按上述方法，对三种西瓜口味电子烟雾化液进行GC-MS分析，得到3种电子烟雾化液挥发性成分的总离子流图，如图1所示。

样品A 样品B 样品C

利用质谱标准谱库的计算机检索，取可信度高于80%的成分进行定性。对三种西瓜口味电子烟雾化液进行气相分析，利用色谱峰面积归一化法计算挥发性成分的相对含量，得到表1。样品A共检出76种挥发性化合物，样品B共检出56种挥发性化合物，样品C共检出44种挥发性化合物。除去相同重合的挥发性成分，三种电子烟雾化液共检出99种挥发性成分。检验出的化合物峰面积之和占各自直接进样得到的总挥发性成分峰面积的99.907%、99.999%和99.965%。

表1 三种西瓜口味电子烟雾化液挥发性成分分析对比

2.2 三种西瓜口味电子烟雾化液挥发性成分的比较分析

由表1可知，3种西瓜口味电子烟雾化液含有共同成分物质(含微量)28种，分别是：乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙醛丙二醇缩醛、丙酸乙酯、乙酸异丁酯、丙二醇、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、叶醇、乙酸异戊酯、乙酸-2-甲基丁酯、6-甲基-5-庚烯酮、乙酸己酯、甜瓜醛、丁酸异戊酯、甘油、苯甲酸、WS-23、烟碱等，这些物质的峰面积之和分别占样品所有检出的挥发性成分总峰面积的99.441%、97.875%和97.993%。在共有的28种成分中，含量差异较大的主要有乙醇、乙酸异丁酯、丙二醇、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、甘油、苯甲酸、WS-23和烟碱，这9种成分的相对含量之和在三个样品中分别为98.404%、96.739%和96.814%。

A样品中所特有的成分(含微量)为：乙酸丙酯、2-甲基丁酸甲酯、己醇、己酸乙酯、α-松油醇、δ-辛内酯、薄荷酮丙二醇缩酮等29种。B样品特有成分为：乙酰乙酸乙酯、己酸、苄醇、β-月桂烯、6-甲基-5-庚烯醇、菠萝呋喃酮、麦芽酚等15种。其中，含量较大的为乙酰乙酸乙酯和苄醇。C烟液中特有成分6种，如异丁醇、乙醛二乙醇缩醛、苯乙醇和β-紫罗兰酮等。由此看出，三种电子烟雾化液挥发性物质总量虽相差不大，种类和组分却有较大差异。

在样品A中，含量超过0.1%的挥发性成分共13种，其峰面积之和占A样品所有检出的挥发性成分总峰面积的99.209%。含量占比最大的前8种成分依次为：丙二醇、甘油、WS-23、烟碱、苯甲酸、乙酸异丁酯、叶醇和乙酸异戊酯。在样品B中，含量超过0.1%的挥发性成分有15种，这些物质峰面积之和占B样品所有检出的挥发性成分总峰面积的99.532%。其中，含量占比最大的前8种物质依次为：甘油、丙二醇、乙醇、WS-23、烟碱、苯甲酸、三醋酸甘油酯和苄醇。在样品C中，含量大于0.1%的挥发性成分有18种，其峰面积之和占C样品所有检出的挥发性成分总峰面积的99.614%，含量占比最大的前8种成分依次为：丙二醇、甘油、乙醇、烟碱、WS-23、苯甲酸、乙酸异丁酯和三醋酸甘油酯。

2.3 三种西瓜口味电子烟感官评价分析

感官质量评价小组由深圳波顿香料有限公司电子烟评吸小组有经验的评吸人员组成，评吸结果见表2。

表2 不同品牌西瓜口味电子烟感官评价

经评定，样品A的得分最高，其次为B、C。这可能是因为A样品总挥发性成分种类最多，近80种成分丰富了烟液的香韵种类，使得样品抽吸口感富有层次。也可能是样品A与其他两个样品相比，29种特有的挥发性成分种类最多，这些特有物质的协调作用提升了烟液的抽吸品质。

三种西瓜口味电子烟雾化液感官雷达图如图2所示。

图2 三种西瓜口味电子烟雾化液感官雷达图

由图2看出，三种电子烟雾化液样品在劲头、余味和杂气方面差异较小，差异最显著的指标为刺激性和甜度。刺激性得分依次为A>B>C，甜度得分依次为B>A>C。结合表2结果推测，样品C可能是因为在甜度偏低和稍有杂气导致得分偏低。其次，浓度指标也有较大差异，评分结果为B>A>C，这可能是因为样品B含有的挥发性成分总含量最多，使得烟气饱满，抽吸浓度有所上升。样品A与样品B的感官轮廓较为相似，样品C八项感官指标评分均低于A、B样品，这可能跟样品C所含有的组分最少有关，导致烟液口味相比于其他两项略显单调，协调性一般。

2.4 西瓜口味电子烟雾化液的开发思路

通过分析含量超过0.1%的成分看出，构成西瓜口味电子烟雾化液主体框架的主要成分为甘油、丙二醇、烟碱、苯甲酸、WS-23。以上5种物质含量之和在各样品种的占比分别达到了88.691%、91.001%和81.256%。 电子烟烟液通常包含甘油、丙二醇、香味物质、烟碱等成分，其中丙二醇和甘油作为雾化剂和溶剂，具有保湿增润的效果[5-6]。 烟碱含量对电子烟的抽吸效果至关重要：浓度过低无法达到消费者的抽吸需求，浓度过高可能会引起生理不适[7]。 此外，三个样品中都存在WS-23，这是一种新型凉味剂，具有清新、 持久、 无苦、无刺激性辣味、用量低等特点[8]。

目前关于西瓜风味的相关研究较其他水果风味较少。杨帆等[3]利用GC-O-MS分析，结合嗅闻、气味稀释因子和香气活性值，确定出热处理西瓜汁中的关键气味化合物有：反-2-庚烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、癸醛、苯乙酮等物质。何聪聪等[9-10]采用气相色谱-质谱联用分析出西瓜汁中酯类物质较少，这与本实验结果一致，并鉴定出对无籽西瓜香气具有重要影响的成分主要有：己醛、反-2-壬烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、反-6-壬烯醛、反-2，6壬二烯醛、顺-2，6壬二烯醛等。其中，己醛具有青草香，6-甲基-5-庚烯-2-酮具有清新的柠檬味和西瓜味，反-6-壬烯醛和反-2-壬烯醛具有宜人的甜瓜清香。反-2-壬烯醛、反，顺-3，6-壬烯-1-醇、顺-6-壬烯醛等C9系列的醇类、醛类以及烯醛类物质对瓜香和黄瓜样的香气具有重要贡献，不饱和的醛类对清香和瓜香也有一定影响[10]。黄沁怡等[11]利用SPME-GC-MS联用技术判断成熟西瓜中的主要挥发性物质含十六烷酸、顺丁烯二酸二丁酯、雪松烯和2，6-二叔丁基对甲基苯酚等成分，但本实验中均未检测出这些物质，可能是因为这些化合物大多存在于天然植物及日化食用香精中，具体原因有待进一步研究。Andy[12]指出，(Z，Z)-3，6-壬二烯二醛可能是赋予西瓜独特香气和风味的化合物，但它易被分解导致该合成香料的制作会受到限制，因此在目前情况下制作出极具西瓜风味的制品仍有进步空间。综上，拟定仿制烟液初步配方中含6-甲基-5-庚烯-2-酮、己醛、甜瓜醛、反-2-顺-6-壬二烯醇、反-2-顺-6-壬二烯醛、顺-6-壬烯醛等风味成分和乙醇、丙二醇、甘油等主体成分。

2.5 西瓜口味电子烟雾化液的仿制与开发

将三种西瓜口味电子烟雾化液的成分分析和感官评定相结合，拟定初步配方。根据基础配方进行烟液的调配，通过不断抽吸、优化，确定添加配方和各组分的最佳比例，以期达到烟液的香气协调。经多次试验和感官评定，确定仿制烟液的最优配方，见表3。

表3 仿制烟液的优化配方

由表3可知，仿制烟液的最终原料共有32种，其中大部分为合成香原料，这可为产品降低生产成本。配方中各香韵的比例依次为：果香韵9.20%、青香韵4.57%、凉香韵3.00%、清香韵0.65%、烘烤香韵0.55%、酸香韵0.23%，溶剂占比77.00%，苯甲酸烟碱盐占比4.80%。经抽吸，认为它与西瓜特征气息较为接近，头香有浓郁的西瓜冰和略带香蕉、菠萝的热带水果香，底香有西瓜皮清爽气息，体香厚实有层次，整体协调，有一定留香效果。仿制烟液挥发性成分总离子流图如图3所示。

图3 仿制烟液挥发性成分GC-MS总离子流图

3 结论

本文采用直接进样的方法，使用GC-MS技术对市场上较受欢迎的三款西瓜口味的电子烟雾化液进行了挥发性成分分析，共检测出99种致香成分，主要是甘油、丙二醇、烟碱和香味物质等。三款烟液中共有成分28种，其中溶剂、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯和凉味剂等成分含量差异较大。通过成分分析结合调香仿香技术，成功仿制出一款新型西瓜口味电子烟雾化液，此产品具有清新的西瓜风味，体香富有层次，香气清新飘逸，整体风格协调，具有一定留香效果，可为清新水果口味电子烟雾化液产品的开发与仿制提供参考依据。