離子色譜法測定再造煙葉中的鈉·氨·鉀·鎂·鈣

李國政， 張峻松， 邱建華， 宋金勇， 郝 輝， 周 浩

(1.鄭州輕工業學院食品與生物工程學院，河南鄭州 450002；2.河南中煙工業有限責任公司，河南鄭州 450000)

離子色譜(IC)作為一種快速、高效、靈敏的檢測工具，不斷地被應用于各種樣品的分析測試。此項技術在環境樣品、試劑、飲料等的成分分析中均有應用[1]。煙草中的鈉、鉀、氨、鎂、鈣含量一直為煙草界所重視，鈉和鉀可以增加煙葉的持火力，促進卷煙煙支燃燒，鎂和鈣是煙草中重要的灰分元素，氨離子主要影響吃味和刺激性[2]。造紙法再造煙葉是利用卷煙過程中廢棄的煙梗、煙末、煙片等作為原料制成接近煙葉的薄片再用于卷煙生產。目前造紙法再造煙葉已經占卷煙比重的10%左右，在歐美國家的卷煙產品中，造紙法再造煙葉的平均摻配量已超過20%[3]。因此，對煙草中游離氨、鉀及鈉、鎂的含量準確測定具有重要意義[4]。目前，測定煙草中鉀的方法主要有原子吸收光譜法、火焰光度法、流動注射分析法、四苯硼鈉比濁法以及示波極譜法[5-6]等。筆者在DIONEX ICS-3000 型離子色譜儀中采用甲烷磺酸溶液作為流動相，IonPac CS12A 陽離子交換色譜柱進行分離，用電導檢測器進行檢測，在20 min內完成對煙草制品中鈉、氨、鉀、鎂的同時測定。試驗結果表明，此方法具有快速、重復性好、靈敏度高等優點。

1 材料與方法

1.1材料供試樣品為某品牌卷煙再造煙葉。主要試劑：37%(W/W)鹽酸(AR)，煙臺雙雙化工有限公司；鉀標準溶液[GBW(E)080974，1 000 μg/ml]、鎂標準溶液[GBW(E)080132，100 μg/ml]、鈣標準溶液[GBW(E)080118，1 000 μg/ml],國家標準物質中心。主要儀器：ICS3000免試劑型離子色譜儀(配電導檢測器)、IonPac CSl2A陽離子分析柱(4 mm×250 mm)、IonPac CGl2A陽離子保護柱(4 mm×50 mm)、甲烷磺酸(MSA)罐，美國Dionex公司；Milli Q超純水儀，美國Millipore公司。

1.2樣品測定方法

1.2.1樣品前處理。樣品在100 ℃條件下烘干2 h，然后用旋風磨粉碎，過40目篩網。準確稱取0.1 g樣品(精確到0.1 mg)，加入50 ml濃度為0.05 mol/L的鹽酸溶液，超聲波條件下提取30 min。靜止后，取上清液10 ml,超純水定容至50 ml，過0.45 μm的水相濾膜，由離子色譜儀進行測試。

1.2.2測定條件。色譜柱：Dionex IonPac CSl2A(4 mm×250 mm)；保護柱：Dionex IonPac CGl2A(4 mm×50 mm)；淋洗液：MSA；濃度：20 mmol/L；流速：1．2 ml/min；進樣量：25 μl；采集時間：30 min；洗脫方式：等度；檢測器：電導檢測器；抑制器：CSRS-II；電流：71 mA。

2 結果與分析

2.1樣品前處理條件的選擇由于再造煙葉中陽離子目前還沒有成熟的測定方法，所以如何選擇樣品的前處理方法對測定結果影響重大。筆者分別對振蕩和超聲2種提取方式進行比較，同時對水和稀鹽酸2種提取溶液進行比較；進而探討了鹽酸提取液體積和超聲波提取時間對再造煙葉中鈉、氨、鉀、鎂、鈣含量的影響。結果表明，超聲提取方式總體效果明顯好于振蕩提取方式；采用酸提取的效果明顯優于水提取的效果，特別是對于鈣離子和鎂離子的提取，因為酸溶液使樣品中的鈣和鎂形成離子態而進入溶液中。 而相對于0.1 g樣品，優化加入0.05 mol/L鹽酸提取液的體積和超聲波提取時間對提取的各陽離子的影響分別見圖1和圖2。由圖1、2可知，最佳的提取液體積為50 ml，超聲波提取的最佳時間是30 min。最終確定的提取條件為： 0.1 g卷煙再造煙葉樣品中加入50 ml濃度為0.05 mol/L的鹽酸溶液，超聲波提取30 min。

圖1 所加提取劑體積對再造煙葉中鈉、氨、鉀、鎂、鈣含量的影響

2.2方法評價對建立起來的離子色譜儀同時測定鈉、鉀、氨、鎂、鈣5種陽離子的分析方法進行了評價，所得數據如表1所示。其中，最低濃度的標樣連續進樣10次，所得數值的標準偏差3倍作為方法的檢測限，標準偏差的10倍作為定量限。

圖2 超聲提取時間對再造煙葉中鈉、氨、鉀、鎂、鈣含量的影響

元素工作曲線相關系數R檢測限μg/ml定量限μg/ml鈉Y=0.278 4x+0.027 099.78 0.0010.005氨Y=0.332 6x+0.012 499.31 0.0060.019鉀Y=0.187 0x+0.010 899.95 0.0030.012鎂Y=0.539 0x-0.012 199.997 0.0040.013鈣Y=0.342 1x+0.163 399.95 0.0150.048

為了考察數據的準確性，分別分為低濃度、中等濃度和高濃度3個不同級別的濃度對樣品進行加標試驗，結果如表2所示。從表2可知，3個加標濃度的回收率范圍均在90%～110%，說明此方法準確度能滿足測定需求。

表2 3個濃度加標樣品回收率

2.3樣品測定結果應用建立的方法對目前市場上的8個生產廠家的再造煙葉樣品進行測試，測定結果見表3。從表3中測定結果可知，各再造煙葉中幾種陽離子的含量偏差范圍較大，其中低含量的氨離子和鈉離子的標準偏差分別為51.17%和51.96%，而較高含量的鎂離子、鉀離子和鈣離子在各牌號再造煙葉樣品中含量標準偏差均在20%以內。

表3 8個廠家再造煙葉中幾種陽離子含量

3 結論

該試驗建立了超聲波輔助條件下，鹽酸提取30 min，離子色譜法測定再造煙葉中的鈉、氨、鉀、鎂、鈣5種陽離子的方法。優化了樣品提取的各個參數，確定了最優提取條件。對建立的方法進行了評價，結果顯示，該方法具有操作簡便、準確度高、重復性好、適用性強等優點，適用于大批量樣品分析。

對收集到的國內市場上常用的8個廠家的造紙法再造煙葉樣品進行了檢測，測定結果顯示，低含量的氨離子和鈉離子在各牌號件中含量的偏差分別為51.17%和51.96%，而高含量的鎂、鉀和鈣離子在各牌號件中含量偏差均在20%以內。這些離子含量的偏差是否會對卷煙的品質產生影響，接下來將會進一步進行此類研究。

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