水楊酸鈉紫外分光光度法測定煙草中的總氮

王春瓊 ，李苓 ，彭麗娟 ，張燕 ，陳丹 ，曾彥波

（1.云南省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測站，昆明 650106； 2.紅云紅河集團(tuán)會澤卷煙廠，云南會澤 654200）

水楊酸鈉紫外分光光度法測定煙草中的總氮

王春瓊1，李苓1，彭麗娟1，張燕1，陳丹1，曾彥波2

（1.云南省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測站，昆明 650106； 2.紅云紅河集團(tuán)會澤卷煙廠，云南會澤 654200）

建立水楊酸鈉紫外分光光度法測定煙草中總氮含量的方法。煙草樣品經(jīng)硫酸銅-硫酸鉀-濃硫酸消化，用水楊酸鈉-二氯異氰尿酸鈉顯色后用紫外分光光度計(jì)檢測，并對波長、顯色劑用量和反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化?？偟馁|(zhì)量濃度在5～60 mg／L范圍內(nèi)與其吸光度呈良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)為0.998 8，方法的檢出限為0.14 mg／L。樣品分析結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.22%(n=6)，樣品加標(biāo)回收率為99.30%～101.62%。該方法具有較高的精密度和準(zhǔn)確度，尤其適用于樣品量少時(shí)對煙草中總氮的測定。

水楊酸鈉；紫外分光光度法；煙草；總氮

煙草中的含氮化合物主要有蛋白質(zhì)、游離氨基酸、生物堿、硝酸鹽等，對煙草的感官評吸質(zhì)量和人體的健康都有重要影響［1-4］。煙草中總氮含量和其它含氮化合物含量之間存在密切的相關(guān)性，總氮含量較高時(shí)，煙草的刺激性氣味較強(qiáng)，香煙氣質(zhì)較差；總氮含量較低時(shí)，煙草氣味較淡，感官評吸質(zhì)量較差。準(zhǔn)確測定煙草中總氮的含量對于了解含氮化合物特性及控制煙草質(zhì)量具有重要意義［5-8］。

目前，檢測煙草中總氮含量的常規(guī)分析方法為連續(xù)流動法［9-11］，該方法效率較低，且進(jìn)樣前需要大量試劑，其用量并不能隨樣品量的減少而降低，從而影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。紫外分光光度法操作簡便，使用靈活［12-13］，尤其對樣品量較少的情況，用紫外分光光度計(jì)可以顯著提高樣品的測定效率，減少試劑的使用量。目前將紫外分光光度計(jì)用于煙草中總氮的檢測屬于空白。水楊酸鈉法的原理是被測物的氮經(jīng)消化后轉(zhuǎn)化為銨，在堿性條件下與水楊酸鈉-二氯異氰尿酸鈉反應(yīng)生成藍(lán)色物質(zhì)，有利于分光光度法對少量樣品的測定。筆者建立了一種水楊酸鈉紫外分光光度法測定樣品量較少時(shí)煙草中總氮的含量，該方法提高了樣品的測定效率，精密度和準(zhǔn)確度較高，完全能夠達(dá)到煙草中總氮含量的測定要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑

消化器：BD50型，德國Bran Luebbe公司；紫外分光光度計(jì)：HP 8453型，美國惠普公司；電子分析天平：AE-200型，感量為0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo公司；

硫酸：純度為98%，廣州化學(xué)試劑廠；

氯化鈉、硫酸鉀、硫酸銅、四水合酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、氫氧化鈉、水楊酸鈉、亞硝基鐵氰化鈉、二氯異氰尿酸鈉：分析純，廣州化學(xué)試劑廠；

硫酸銨：優(yōu)級純，廣州化學(xué)試劑廠；

煙草成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：編號為GBW08514，國家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心；

白肋煙、香料煙、烤煙、卷煙樣品：云南中煙技術(shù)中心原料室；

再造煙葉樣品：云南中煙再造煙葉有限公司；實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

1.2 溶液配制

氫氧化鈉緩沖溶液：于70 mL水中依次加入9 g氫氧化鈉、4 g四水合酒石酸鉀鈉、1 g磷酸氫二鈉，溶解，用水定容至100 mL，搖勻；

水楊酸鈉溶液：于15 mL水中依次加入15 g水楊酸鈉、0.03 g亞硝基鐵氰化鈉，溶解，用水定容100 mL，搖勻；

二氯異氰尿酸鈉溶液：于50 mL水中加入0.2 g二氯異氰尿酸鈉溶解，用水定容至100 mL，搖勻；

標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：精確稱取0.943 0 g硫酸銨，于(100±2)℃烘干2 h至恒重，冷卻至室溫，置于100 mL燒杯中，用水定容至標(biāo)線，得到2 mg／mL的硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，備用；

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別移取 0.25，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50，2.75，3.00 mL 硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液于 8只100 mL容量瓶中，用2.5%的硫酸溶液定容至標(biāo)線，得到 5，10，20，30，40，50，55，60 mg／L 的系列硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3 樣品處理

1.3.1 提取

分別稱取適量的煙葉樣品。用軟毛刷將白肋煙、香料煙和烤煙煙葉上的細(xì)土和砂粒刷去，抽去主脈，再撕成煙草碎片；將卷煙中的包裝紙和濾材剔除干凈，保留煙絲碎片；將再造煙葉直接撕成煙草碎片。

分別將煙草碎片于40℃烘箱中烘干，直至可用手指捻碎，研磨2 min，過0.42 mm濾篩，未過篩的煙葉應(yīng)重新研磨，直至全部過篩，得到5種煙末樣品。

1.3.2 消解

依據(jù)YC/T 161-2002 《煙草及煙草制品 總氮的測定連續(xù)流動法》的規(guī)定，依次稱取0.1 g(精確至0.000 1 g)煙末樣品，0.16 g硫酸銅，2.00 g硫酸鉀置于總氮消化管中，加入5 mL濃硫酸，置于消化器上，按儀器設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行消化，然后冷卻至室溫，用水定容至100 mL，待測。除不加煙末樣品以外，于相同條件做空白試驗(yàn)。

1.4 測定

移取0.25 mL待測樣品溶液于10 mL容量瓶中，加入5.00 mL氫氧化鈉緩沖溶液，1.5 mL水楊酸鈉溶液和0.75 mL二氯異氰尿酸鈉溶液，用水稀釋至標(biāo)線，混勻，放置40 min。將部分溶液移入3 cm比色皿中，以空白消化溶液為參比，于波長為650 nm處測量其吸光度，從校準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的總氮量，按式(1)計(jì)算樣品中總氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

式中：P——煙草總氮檢測結(jié)果，%；

c——標(biāo)準(zhǔn)工作曲線計(jì)算得到結(jié)果，mg／mL；

V——消化液定容體積，mL；

W——樣品含水率，%；

m——樣品質(zhì)量，mg。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢測波長的選擇

精密吸取20 mg／L硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0.25 mL，在630～680 nm處進(jìn)行波長掃描測定，結(jié)果見圖1。由圖1可知，硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)工作溶液顯色后在650 nm波長處有最大吸收，故以650 nm作為檢測波長。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液可見光吸收圖譜

2.2 顯色反應(yīng)時(shí)間

精密吸取0.25 mL的20 mg／L硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，用二氯異氰尿酸鈉溶液定容至10 mL，取適量顯色液，以試劑溶液為空白，在10～60 min內(nèi)測定其吸光度，結(jié)果見圖2。由圖2可知，室溫下吸光度隨反應(yīng)時(shí)間的延長而增大，在40 min時(shí)到達(dá)峰值，隨后吸光度略微有所衰減，因此選擇顯色反應(yīng)時(shí)間為40 min。

圖2 顯色時(shí)間對吸光度的影響

2.3 氫氧化鈉緩沖溶液用量

精密吸取0.25 mL的20 mg／mL硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，分別加入 1.0，2.5，5.0，7.5，9.0 mL 氫氧化鈉緩沖溶液，待40 min顯色穩(wěn)定后進(jìn)行測定，結(jié)果見圖3。由圖3可知，隨著氫氧化鈉緩沖溶液用量的增加，吸光度先增大后降低。原因可能和溶液中游離OH-濃度(pH)有關(guān)［14］，當(dāng)游離OH-濃度過高時(shí)，未能及時(shí)反應(yīng)的NH3溢出溶液，造成氮的流失，導(dǎo)致吸光度下降。當(dāng)氫氧化鈉緩沖溶液用量為5.0 mL時(shí)，吸光度最大。因此氫氧化鈉緩沖溶液用量為5.0 mL。

圖3 氫氧化鈉緩沖溶液用量對吸光度的影響

2.4 顯色劑用量

2.4.1 水楊酸鈉溶液

分別加入 0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 mL 水楊酸鈉溶液于0.25 mL的20 mg／mL硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按1.4方法分別測定，結(jié)果見圖4。由圖4可知，隨著水楊酸鈉溶液用量的增加，吸光度先增大后趨于平衡。當(dāng)水楊酸鈉溶液用量為1.5 mL時(shí)，吸光度最大。因此選擇水楊酸鈉溶液加入量為1.5 mL。

圖4 水楊酸鈉溶液用量對吸光度的影響

2.4.2 二氯異氰尿酸鈉溶液

分別加入 0.50，0.75，1.00，1.25，1.50 mL 二氯異氰尿酸鈉溶液于0.25 mL的20 mg／mL硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)工作溶液中，按1.4方法測定吸光度，結(jié)果見圖5。由圖5可知，隨著二氯異氰尿酸鈉溶液用量的增加，吸光度呈先增大后急劇下降趨勢。原因可能是溶液中氯含量大于氨氮含量時(shí)，參加顯色反應(yīng)的NH2Cl轉(zhuǎn)化成NHCl2，而后者性質(zhì)不太穩(wěn)定，易發(fā)生分解轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩魇В?5］，導(dǎo)致吸光度下降。當(dāng)二氯異氰尿酸鈉溶液用量為0.75 mL時(shí)，吸光度最大。因此選擇二氯異氰尿酸鈉溶液用量為0.75 mL。

圖5 二氯異氰尿酸鈉溶液用量對吸光度的影響

2.5 線性方程

分別移取 5，10，20，30，40，50，55，60 mg／L 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0.25 mL，按照1.4方法進(jìn)行分析，以總氮含量(X)為橫坐標(biāo)，吸光度(Y)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，得線性方程為Y=22.913 3X-0.032 4，線性相關(guān)系數(shù)為0.998 8。結(jié)果表明，總氮含量在5～60 mg／L范圍內(nèi)與吸光度線性關(guān)系良好。

2.6 檢出限和定量限

對空白樣品進(jìn)行20次重復(fù)測定，計(jì)算測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以線性方程的斜率得方法檢出限為0.14 mg／L，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以線性方程的斜率得方法的定量限為0.47 mg／L。

2.7 精密度試驗(yàn)

精密吸取GBW08514煙草成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)0.25 mL，按1.4方法重復(fù)測定6次，結(jié)果見表1。由表1可知，測定值在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度范圍內(nèi)，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.22%，表明該方法的精密度良好。

表1 精密度試驗(yàn)結(jié)果 %

2.8 加標(biāo)回收試驗(yàn)

分別稱取0.1 g（精確至0.000 1 g）烤煙、白肋煙、香料煙、卷煙、再造煙葉煙末樣品，按照1.4方法對總氮含量進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，測定結(jié)果見表2。由表2可知，加標(biāo)樣品的平均回收率為99.30%～101.62%，表明該方法準(zhǔn)確度較好，可用于實(shí)際樣品的檢測。

表2 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果 %

3 結(jié)語

建立了水楊酸鈉紫外分光光度法測定煙草中總氮含量的方法，優(yōu)化了波長、顯色劑用量和反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件。該方法使用靈活，有較高的精密度和準(zhǔn)確度，在樣品量較少的情況下，能減少試劑的使用量，并顯著提高測定樣品的效率，可用于實(shí)際樣品的檢測。

［1］閆克玉 .煙草化學(xué)［M］.鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2002： 57-108，258.

［2］顧少龍，何景福，蘇菲，等.成熟期氮素調(diào)虧程度對烤煙葉片生長和化學(xué)成分含量的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，41(6)： 45-49.

［3］高琴，劉國順，李嬌，等.不同氮肥水平對烤煙質(zhì)體色素和碳氮代謝及品質(zhì)的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，47(2)： 138-142.

［4］周立非，郭寧，李福君，等.實(shí)時(shí)實(shí)地精量施氮對烤煙不同部位葉片氮代謝的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，40(14)： 70-74.

［5］王欣，畢慶文，許自成，等.湖北煙區(qū)烤煙質(zhì)量綜合評價(jià)及典型相關(guān)分析［J］.鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，22(5)：27-32.

［6］李東亮，胡軍，許自成，等.基于灰色統(tǒng)計(jì)的烤煙化學(xué)成分指標(biāo)的相對重要性評價(jià)［J］.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2007，23(3)：351-355.

［7］李東亮，周學(xué)政，戴亞，等.烤煙化學(xué)成分與感官質(zhì)量中香氣指標(biāo)的灰色優(yōu)勢分析［J］.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，44(4)： 379-382.

［8］李東亮，戴亞，李力，等.川渝烤煙化學(xué)成分與香氣的灰色優(yōu)勢分析［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，36(3)： 281-284.

［9］杜瑞華，周明松.連續(xù)流動分析法在煙草分析中的應(yīng)用［J］.中國測試技術(shù)，2007，33(3)： 76-78.

［10］崔婭，龍杰，王淑華，等.用連續(xù)流動分析法測定煙草總氮［J］.煙草科技，2001(12)： 38-40.

［11］張朝，葛少林，余世科，等.連續(xù)流動法測定煙草中總氮含量的方法改進(jìn)［J］.廣東化工，2015，42(9)： 223-224.

［12］殷全玉，楊鐵釗，郭寶銀，等.紫外分光光度法測定煙草中的游離煙堿［J］.中國煙草科學(xué)，2008，29(6)： 20-22.

［13］朱勇，應(yīng)杰，孫亞米，等.紫外分光光度法檢測香椿中硝酸鹽方法研究［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(1)： 128-131.

［14］楊凱，李秀芳.水楊酸-次氯酸鹽光度法測量氨氮時(shí)pH對氨氮在線監(jiān)測儀測量結(jié)果的影響［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2013，29(3)： 123-127.

［15］張勝利，劉丹，曹臣.次氯酸鈉氧化脫除廢水中氨氮的研究［J］.工業(yè)用水與廢水，2009，36(6)： 23-26.

三部委印發(fā)《國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器開放共享管理辦法》

為落實(shí)《國務(wù)院關(guān)于國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器向社會開放的意見》(國發(fā)〔2014〕70號)，推動國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器的開放共享，不久前科技部、發(fā)展改革委、財(cái)政部三部門共同研究制定了《國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器開放共享管理辦法》。

該辦法適用于中央級研究開發(fā)機(jī)構(gòu)、高等院校以及其它機(jī)構(gòu)。該辦法所指的國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器(以下簡稱科研設(shè)施與儀器)主要包括政府預(yù)算資金投入建設(shè)和購置的用于科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)活動的各類重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和單臺套價(jià)值在50萬元及以上的科學(xué)儀器設(shè)備。對于科學(xué)儀器設(shè)備單臺套價(jià)值在50萬元以下的科學(xué)儀器設(shè)備，由管理單位自愿申報(bào)，主管部門擇優(yōu)納入國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺。

《辦法》中指出，科研設(shè)施與儀器原則上都應(yīng)當(dāng)對社會開放共享，為其它高校、科研院所、企業(yè)、社會研發(fā)組織以及個(gè)人等社會用戶提供服務(wù)，尤其要為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、中小微企業(yè)發(fā)展提供支撐保障。法律法規(guī)另有特殊規(guī)定的除外。免稅進(jìn)口儀器設(shè)備納入國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺對外開放，應(yīng)符合國家的有關(guān)規(guī)定。

對于納入國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺統(tǒng)一管理、符合支持科技創(chuàng)新進(jìn)口稅收政策規(guī)定的免稅進(jìn)口的科學(xué)儀器設(shè)備，在符合監(jiān)管的條件下準(zhǔn)予用于其它單位的科學(xué)研究、科技開發(fā)和教學(xué)活動，未經(jīng)海關(guān)審核同意不得擅自轉(zhuǎn)讓、移作他用或者進(jìn)行其它處置。

管理單位應(yīng)當(dāng)自科研設(shè)施與儀器完成安裝使用驗(yàn)收之日起30個(gè)工作日內(nèi)，將符合開放條件的科研設(shè)施與儀器的有關(guān)信息按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及要求報(bào)送至國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺。報(bào)送采取網(wǎng)絡(luò)上傳方式，需經(jīng)上級行政主管部門審核。科研設(shè)施與儀器不納入國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺應(yīng)有正當(dāng)理由，由管理單位提出申請，經(jīng)主管部門審核同意后，報(bào)科技部備案。

而對于利用政府預(yù)算資金購置大型科學(xué)儀器、設(shè)備后，不履行大型科學(xué)儀器、設(shè)備等科學(xué)技術(shù)資源共享使用義務(wù)的，由有關(guān)主管部門責(zé)令改正，對直接負(fù)責(zé)的主管人員和其它直接責(zé)任人員依法給予處分。

(儀器信息網(wǎng))

Determination of Total Nitrogen in Tobacco by Sodium Salicylic Ultraviolet Spectrophotometry

Wang Chunqiong1, Li Ling1, Peng Lijuan1, Zhang Yan1, Chen Dan1, Zeng Yanbo2
(1. Yunnan Tobacco Quality Supervision and Test Station, Kunming 650106，China;2. Huize Cigarette Factory of Hongyun Honghe Tobacco Group Co., Ltd., Huize 654200, China)

A method was established for the determination of total nitrogen in tobacco and its products by salicylic acid and sodium hypochlorite spectrophotometry. The tobacco samples were digested with copper sulfate, potassium sulphate and concentrated sulfuric acid, and were examined with sodium salicylate and sodium dichloroisocyanurate,and then detected by ultraviolet spectrophotometer. The experimental conditions such as the wavelength, the dosage of chromogenic agent and the reaction time were optimized. The mass concentration of total nitrogen had good linear relationship with ultraviolet absorbance in the range of 5-60 mg／L, and the correlation coefficient was 0.998 8， the detection limit was 0.14 mg／L. The relative standard deviation of determination results was 3.22 %(n=6), and the recovery rate was 99.30%-101.62%. The method has high precision and accuracy, and it is especially suitable for the determination of total nitrogen in tobacco when the amount of samples is small.

sodium salicylate; ultraviolet spectrophotometry; tobacco; total nitrogen

O652.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-6145(2017)06-0071-04

10.3969／j.issn.1008-6145.2017.06.018

聯(lián)系人：王春瓊；E-mail： 584759865@qq.com

2017-08-22