再造煙葉中總植物堿含量測(cè)定方法的改進(jìn)

蔣宇凡，陸苗苗，劉玉坤，周 艷

（1. 江蘇鑫源煙草薄片有限公司，江蘇 淮安 223002；　2. 江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司再造煙葉研究所，江蘇 淮市 223002）

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分析測(cè)試

再造煙葉中總植物堿含量測(cè)定方法的改進(jìn)

蔣宇凡1，陸苗苗1，劉玉坤2，周 艷1

（1. 江蘇鑫源煙草薄片有限公司，江蘇 淮安 223002；2. 江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司再造煙葉研究所，江蘇 淮市 223002）

再造煙葉總植物堿測(cè)定采用YC/T 468-2013的方法，但是在測(cè)定時(shí)會(huì)遇到緩沖溶液B很難溶解的問(wèn)題，即使加熱超聲溶解后，也會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶析出，容易導(dǎo)致管道堵塞。為了解決此問(wèn)題，通過(guò)減少緩沖溶液B中磷酸氫二鈉的用量的方法測(cè)定再造煙葉總植物堿含量，并將測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：緩沖溶液B磷酸氫二鈉用量為130 g時(shí)，對(duì)再造煙葉總植物堿測(cè)定結(jié)果沒(méi)有影響；改進(jìn)后的檢測(cè)方法檢出限和定量限分別為0.057 2%和 0.202 8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為（0.19～0.55）%。改進(jìn)后的方法適合再造煙葉總植物堿含量的測(cè)定。

再造煙葉；總植物堿；磷酸氫二鈉；流動(dòng)分析儀

再造煙葉又名重組煙葉或煙草薄片，已廣泛用作卷煙原料［1，2］，對(duì)改善和提高卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量，降低卷煙中焦油等有害物質(zhì)的產(chǎn)生量等方面，均具有十分顯著的效果。煙草生物堿以煙堿最為重要，它占煙草生物堿含量的95%以上［3］，其次是去甲基煙堿、新煙堿等，故測(cè)定煙草總植物堿的含量時(shí)，常以煙堿計(jì)。過(guò)高的煙堿含量會(huì)嚴(yán)重影響煙葉品質(zhì)，降低煙葉在卷煙配方中的可用性［4］。通過(guò)檢測(cè)煙堿含量，可以在生產(chǎn)中降低煙葉煙堿含量，提高煙葉的可用性。目前，我國(guó)測(cè)定煙草及煙草制品中總植物堿的標(biāo)準(zhǔn)方法有三個(gè)［5-7］，分別是 GB/T 23225-2008《煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 160-2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》和YC/T 468-2013《煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)（硫氰酸鉀）法》。本文主要是針對(duì)YC/T 468-2013中規(guī)定的方法進(jìn)行改進(jìn)的。

1　反應(yīng)原理［8］

在水溶液中二氯異氰尿酸鈉將發(fā)生二級(jí)水解，此過(guò)程將釋放出ClO-，硫氰酸鉀絕大部分將電離成SCN-。兩種水解的產(chǎn)物ClO-和SCN-瞬間發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生目標(biāo)化合物 ClCN。再造煙葉萃取液中的總植物堿（以煙堿計(jì)）與對(duì)氨基苯磺酸和氯化氰反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物用比色計(jì)在460 nm測(cè)定。

2　存在的問(wèn)題

在測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，YC/T 468-2013中規(guī)定的緩沖溶液B的配置方法為：稱取222 g 磷酸氫二鈉、8.4 g檸檬酸、7.0 g對(duì)氨基苯磺酸至燒杯中，用水溶解，然后轉(zhuǎn)入1 000 mL 容量瓶中，用水定容至刻度［7］。磷酸氫二鈉的溶解性為218 g/L（20 ℃），在（11-2）月溫度較低的期間，緩沖溶液B很難溶解，即使加熱超聲溶解后，也會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶析出。這就直接導(dǎo)致了配置溶解緩沖溶液B的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，大致需要50 min，檢測(cè)總植物堿時(shí)，緩沖溶液B易析出晶體，導(dǎo)致管道容易堵塞。

3　解決方法

3.1材料、試劑和儀器

4組不同配方的再造煙葉；磷酸氫二鈉、檸檬酸、對(duì)氨基苯磺酸、硫氰酸鉀、二氯異氰尿酸鈉、硫酸亞鐵、乙酸（AR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），煙堿（純度＞98.0%，山東西亞化學(xué)工業(yè)有限公司）；PL602-L型電子天平、FED115型烘箱、305D流動(dòng)分析儀。

3.2方法

3.2.1樣品的制備

按照YC/T 31［9］制備試樣，并測(cè)定其水分含量，四組再造煙葉分別檢測(cè)3組數(shù)據(jù)。

3.2.2試劑的配置

分別配置磷酸氫二鈉用量為方案一222 g、方案二180 g、方案三160 g、方案四130 g的四組緩沖溶液B。其他試劑按照YC/T 468-2013規(guī)定的進(jìn)行配置。

3.2.3總植物堿的測(cè)定

按照305D流動(dòng)分析儀總植物堿模塊的操作規(guī)程進(jìn)行上機(jī)分析，分別用四組緩沖溶液B對(duì)四組再造煙葉中的總植物堿含量進(jìn)行測(cè)定。

4　結(jié)果與分析

4.1緩沖溶液B溶解時(shí)間

緩沖溶液B溶解時(shí)間見(jiàn)表1。

表1　不同磷酸氫二鈉用量的緩沖溶液B溶解情況Table 1 Dissolution of buffer solution B with different disodium hydrogen phosphate content

由表1可知：減少YC/T 468-2013規(guī)定的緩沖溶液B中磷酸氫二鈉的用量能有效解決溶解難、易析出結(jié)晶的問(wèn)題。

4.2分別采用四組緩沖溶液 B測(cè)定出的四組再造煙葉總植物堿含量的結(jié)果對(duì)比分析。

4.2.1總植物堿含量結(jié)果對(duì)比（表2）

表2　采用四組緩沖溶液B測(cè)定的總植物堿結(jié)果Table 2 Determination results of the total vegetable base with four groups of buffer solution B

由于方案一（222 g）為YC/T 468-2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的磷酸氫二鈉用量的緩沖溶液B，所以分別將方案二、三、四結(jié)果與方案一結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。由表3可知，方案二、三、四與標(biāo)準(zhǔn)方法的檢測(cè)結(jié)果差異均在0.05%范圍內(nèi)，所以減少緩沖溶液B的磷酸氫二鈉用量對(duì)再造煙葉中總植物堿含量的測(cè)定沒(méi)有影響（表3）。

表3　方案二、三、四結(jié)果與方案一結(jié)果差異Table 3 Determined results of scheme 1，scheme 2， scheme 3 and scheme 4

分別將方案二、三、四測(cè)定的再造煙葉總植物堿含量與方案一進(jìn)行配對(duì)T檢驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知三種方案的t＜t0.05，且P＞0.05，表明三種方案與標(biāo)準(zhǔn)方法結(jié)果沒(méi)有顯著性差異，結(jié)果一致。方案二、三和四均能滿足總植物堿檢測(cè)要求，且方案四化學(xué)品用量最少，溶解時(shí)間較短，已經(jīng)滿足該檢測(cè)需求。所以將YC/T 468-2013［7］規(guī)定的緩沖溶液B中磷酸氫二鈉的用量減為130 g。

表4　方案二（180 g）、三（160 g）、四（130 g）結(jié)果與方案一結(jié)果進(jìn)行配對(duì)T檢驗(yàn)Table 4 Matching T test of Scheme 2（180 g，3（160 g），4（130 g）with Scheme 1

4.2.2改進(jìn)方法精密度分析

用改進(jìn)后的方法對(duì)四種再造煙葉樣品進(jìn)行6次平行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表5，由表5可知改進(jìn)后的方法可以滿足總植物堿的測(cè)定要求。

表5　改進(jìn)后方法的精密度Table 5 The precision of improved method

4.2.3改進(jìn)方法檢出限和定量限分析

改進(jìn)后的方法檢出限是根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）方法part 136 apendix B來(lái)確定的，該方法應(yīng)用廣泛，容易重復(fù)測(cè)試，用一連串的最高濃度標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的2%濃度溶液重復(fù)測(cè)量3次，得到標(biāo)準(zhǔn)偏差再乘以相應(yīng)的 t值，即 MDL（method decetion limit）=（s）*（t-value）=（s）*t（n-1，0.99）。標(biāo)準(zhǔn)品10個(gè)，自由度為9，t（9，0.99）=2.821，即MDL=2.821*（s），得到的結(jié)果值表示方法檢出限具有99%可信度。定量限的計(jì)算是LOQ（Limit of Quantitation）=10*（s）。結(jié)果見(jiàn)表6，由表6可知改進(jìn)后方法測(cè)定再造煙葉樣品的檢出限為0.0572%，定量限為 0.2028%（即再造煙葉總植物堿含量大于 0.0572%能被檢出，含量大于0.2028%能定量檢驗(yàn)），與。YC/T 468—2013［7］規(guī)定的總植物堿檢測(cè)方法的檢出限為0.045%，定量限為0.160%相比雖然有所升高，但是足夠滿足再造煙葉總植物堿的測(cè)定需求（表6）。

表6　改進(jìn)后方法的檢出限和定量限Table 6 The detection limit and the quantitative limit of improved method

4.2.4改進(jìn)方法標(biāo)準(zhǔn)曲線分析

將所配置的標(biāo)準(zhǔn)溶液由高濃度到低濃度（210.6× 10-6～10.53×10-6）進(jìn)行分析，總植物堿的響應(yīng)值（Y，10-6）對(duì)相應(yīng)的分析物濃度（X，10-6）進(jìn)行線性回歸，得到總植物堿的回歸方程為Y=0.00006168+0.0003665X，相關(guān)系數(shù)為0.999 9。結(jié)果表明，改進(jìn)后的測(cè)定方法測(cè)定所有總植物堿含量在 10.53×10-6～210.6×10-6的濃度范圍內(nèi)均有良好的線性關(guān)系。

5　結(jié) 論

通過(guò)對(duì)YC/T 468-2013中規(guī)定方法緩沖溶液B中的磷酸氫二鈉的用量進(jìn)行改進(jìn)發(fā)現(xiàn)，將磷酸氫二鈉的用量減少為130 g，不但不影響再造煙葉成品總植物堿含量測(cè)定的準(zhǔn)確性和適用性，還能有效縮短溶液配置時(shí)間和解決結(jié)晶析出問(wèn)題，間接減少測(cè)定總植物堿時(shí)儀器因結(jié)晶堵塞情況。

［1］吳宇航，李思東.造紙法煙草薄片的研究進(jìn)展［J］. 廣東化工，2012，39（5）：90-92.

［2］ 孫霞，蘇文強(qiáng).造紙法煙草薄片的煙具現(xiàn)狀及應(yīng)用展望［J］. 華東紙業(yè)，2010，41（4）：34-39.

［3］ 于建軍.卷煙工藝學(xué)［M］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2009.

［4］ 韓富根.煙草化學(xué)［M］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2010.

［5］ GB/T 23225-2008煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法［S］.

［6］ YC/T 160-2002 煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法［S］.

［7］ YC/T 468-2013 煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)（硫氰酸鉀）法［S］.

［8］ 歐陽(yáng)璐斯.煙草及煙草制品總植物堿的測(cè)定的研究進(jìn)展［J］. 廣東化工，2013，40（16）：92.

［9］ YC/T 31-1996 煙草及煙草制品 試樣的制備和水分的測(cè)定［S］.

An Improved Method for Determining Total Alkaloid Content in Reconstituted Tobacco

JIANG Yu-fan1，LU Miao-miao1，LIU Yu-kun2，ZHOU Yan1
（1. Jiangsu Xinyuan Tobacco Sheet Co.,Ltd.,Jiangsu Huai’an 223002, China；2.China Tobacco Jiangsu Reconstituted Tobacco Research Institute, Jiangsu Huai’an 223002, China）

The YC/T 468-2013 method is usually used to determine total alkaloid content in reconstituted tobacco, but it is difficult to dissolve the buffer solution B during determining. Its crystal precipitation can also appear after dissolving by heating and ultrasonic, which will cause the clogging in the pipe. In order to solve the problem, the amount of disodium hydrogen phosphate in the buffer solution B was decreased, and determined results of the total alkaloid content in reconstituted tobacco were compared with analyzed results. The results show that: when the dosage of disodium hydrogen phosphate in buffer solution B is 130 g, it has no effect on determined result of total plant alkaloid content; the detection limit and the quantitative limit of improved detection methods respectively are 0.0572% and 0.202 8%, and relative standard deviation is 0.19%~0.55%.The improved method is suitable for determining the total alkaloid content in reconstituted tobacco.

reconstituted tobacco; total alkaloids; disodium hydrogen phosphate; flow analyzer

陸苗苗（1990-），女，研究方向：從事再造煙葉研究技術(shù)工作。E-mail：773657590@qq.com。

O 657

A

1671-0460（2016）05-1044-03

2016-01-22

蔣宇凡（1985-），男，江蘇省淮安市人，2007年畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)輕化工業(yè)專(zhuān)業(yè)，研究方向：從事再造煙葉技術(shù)工作。