煙草中中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維測(cè)定方法的優(yōu)化

嚴(yán)小龍，陳嶺峰，王修銘，謝東亞，倪軍，高徐梅，劉恩芬，武士杰

[1.紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司新疆卷煙廠，烏魯木齊 830000；2.云南中煙再造煙葉有限責(zé)任公司，昆明 650092]

煙草中中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維測(cè)定方法的優(yōu)化

嚴(yán)小龍1，陳嶺峰2，王修銘1，謝東亞1，倪軍2，高徐梅2，劉恩芬2，武士杰2

[1.紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司新疆卷煙廠，烏魯木齊 830000；2.云南中煙再造煙葉有限責(zé)任公司，昆明 650092]

為了減少高毒試劑苯的使用，縮短脫脂時(shí)間，減少酸性洗滌過程中半纖維素水解不完全對(duì)測(cè)定結(jié)果的干擾，采用乙醇–乙醚混合液超聲對(duì)煙草樣品進(jìn)行脫脂處理，用2 mol／L鹽酸洗滌后測(cè)定酸性洗滌纖維，對(duì)YC／T 347–2010標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行優(yōu)化。方法優(yōu)化后減少了試劑毒害，脫脂時(shí)間由8.5 h縮短為1.5 h；測(cè)定酸性洗滌纖維中半纖維素水解更完全，洗滌劑法計(jì)算的半纖維素含量與水解法測(cè)定半纖維素含量的結(jié)果基本一致。改進(jìn)后方法的回收率為98.38%～99.97%，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.25%～1.88%(n=6)。該方法可以代替苯–醇–醚加熱回流脫脂法測(cè)定煙草及煙草制品中中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維。

煙草；中性洗滌纖維；酸性洗滌纖維；方法優(yōu)化

纖維素、半纖維素和木質(zhì)素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要物質(zhì)，這些物質(zhì)熱裂解會(huì)產(chǎn)生較多低級(jí)醛類，燃吸時(shí)會(huì)產(chǎn)生刺激性的嗆咳，特別是低次煙葉中，纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量較高，其煙氣具有強(qiáng)烈的刺激性、嗆咳、澀口且枯焦氣和木質(zhì)氣重［1–3］。因此測(cè)定煙草中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，對(duì)評(píng)價(jià)煙葉品質(zhì)具有重要意義。

纖維素、半纖維素和木質(zhì)素測(cè)定方法主要有水解法［4–9］、重量法［10–13］、酶解法［14］等，而煙草中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素測(cè)定方法主要為重量法。葛翠英等［10］采用不同的試劑將脂類、糖類、淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等物質(zhì)分離后干燥、稱重，實(shí)驗(yàn)操作繁瑣、周期長。YC／T 347–2010 《煙草及煙草制品中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸洗木質(zhì)素的測(cè)定 洗滌劑法》［11］采用加熱回流脫脂后用洗滌劑脫洗，然后干燥、灰化、稱重，實(shí)驗(yàn)過程使用高毒試劑苯且實(shí)驗(yàn)周期長，僅脫脂就需要8.5 h。同時(shí)在測(cè)定一些煙梗、再造煙葉樣品時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)中性洗滌纖維結(jié)果低于酸性洗滌纖維結(jié)果的情況。楊蕾等［15］采用超聲脫脂法測(cè)定煙草中總細(xì)胞壁物質(zhì)含量，有效縮短了脫脂時(shí)間。李華等［16］在測(cè)定桔桿飼料中酸性洗滌纖維時(shí)提出用硫酸水解半纖維素不完全，采用2mol／L的鹽酸溶液能有效水解半纖維素。

筆者參考文獻(xiàn)方法，對(duì)YC／T 347–2010方法進(jìn)行優(yōu)化，采用乙醇–乙醚混合液超聲脫脂后用中性洗滌劑、2 mol／L鹽酸洗滌劑脫洗，干燥、灰化后稱重測(cè)定煙草中中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維。方法改進(jìn)后縮短了脫脂時(shí)間，減少了試劑毒害，并且能保證酸洗過程半纖維素水解完全。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

半自動(dòng)纖維素測(cè)定儀：FT122型，配玻璃砂芯坩堝，丹麥FOSS公司；

超聲清洗儀：濟(jì)南科爾超聲波設(shè)備有限公司；

電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；

可編程箱式電阻爐：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

乙醇、丙酮、乙酸、石英砂、乙二胺四乙酸二鈉、四硼酸鈉、無水磷酸氫二鈉、正辛醇、98%濃硫酸：分析純，四川西隴化工有限公司；

乙醚：分析純，重慶川東集團(tuán)有限公司；

α-高溫淀粉酶：活性為100 kU／g，和氏璧生物技術(shù)有限公司；

十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲胺溴：分析純，北京奧博星生物科技有限公司；

纖維素：100.0%，1098402，F(xiàn)0D364，美國USP Rockville.MD公司；

中性洗滌劑（3%十二烷基硫酸鈉溶液）：稱取約18.6 g乙二胺四乙酸二鈉和約6.8 g四硼酸鈉，放入100 mL燒杯中，加適量蒸餾水溶解（可加熱），再加入約30 g十二烷基硫酸鈉和10 mL乙二醇乙醚；稱取約4.65 g 磷酸氫二鈉置于另一燒杯中，加入蒸餾水后加熱溶解，冷卻后將上述兩溶液轉(zhuǎn)入1 000 mL容量瓶中并用水定容至標(biāo)線；

鹽酸溶液：2 mol／L，用100 mL量筒量取約180 mL濃鹽酸，緩慢加入已裝有500 mL蒸餾水的燒杯中，轉(zhuǎn)移至1 000 mL容量瓶中，用水定容至標(biāo)線；

鹽酸洗滌劑（2%十六烷基三甲胺溴）：稱取約20 g十六烷基三甲胺溴于1 000 mL燒杯中，加入配制好的2.0 mol／L鹽酸溶液，攪拌溶解，轉(zhuǎn)移至1 000 mL容量瓶中，用2.0 mol／L鹽酸溶液定容至標(biāo)線；

實(shí)驗(yàn)所用其它試劑均為分析純；

實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水或同等純度的水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品脫脂

準(zhǔn)確稱取0.5 g煙末于150 mL三角瓶中，加入乙醇–乙醚(體積比為15∶1)混合液30 mL，置于超聲清洗儀中常溫超聲1 h，取出后將樣品轉(zhuǎn)移至裝有2 g石英砂的G2玻璃砂芯坩堝中抽濾，并用乙醇洗滌三角瓶和殘?jiān)儆? mL丙酮洗滌。

1.2.2 中性洗滌纖維測(cè)定

將脫脂后的樣品按YC／T 347–2010方法［6］進(jìn)行中性洗滌纖維的測(cè)定。

1.2.3 酸性洗滌纖維測(cè)定

將脫脂后的樣品，在熱浸提單元中加入約100 mL 2 mol／L鹽酸洗滌劑，加入3～5滴正辛醇，快速加熱至沸，并調(diào)整功率保持微沸狀態(tài)1 h。加熱結(jié)束后，立即進(jìn)行抽濾，并用90℃以上的水沖洗管壁和剩余物，直至濾出液無泡沫。將熱浸提后的試樣和坩堝放在纖維分析儀的冷浸提單元上，用丙酮沖洗剩余物3次，確保剩余物與丙酮充分混和，至濾出液無色為止。抽干后將坩堝和剩余物放入(105 ±2 )℃烘箱中烘干3～4 h至恒重后稱量。將坩堝和剩余物置于馬弗爐中，在(510±10)℃條件下灰化3 h后稱量。

2 結(jié)果與討論

2.1 脫脂方法的選擇

煙草樣品脫脂方法有苯–乙醇索氏抽提法［10］、苯–乙醇–乙醚回流法［11］、乙醇–乙醚超聲法［15］，3種脫脂方法采用不同的溶劑和萃取方法，其試驗(yàn)時(shí)間差異較大，結(jié)果見表1。

表1 不同脫脂方法的實(shí)驗(yàn)時(shí)間 h

稱取同一樣品，分別按苯–乙醇–乙醚回流法、苯–乙醇索氏抽提法、乙醇–乙醚超聲法進(jìn)行脫脂，按YC／T 347–2010方法［6］進(jìn)行中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的測(cè)定，結(jié)果見表2。

由表2可知，按3種脫脂方法對(duì)樣品脫脂后測(cè)定中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維結(jié)果基本一致，為了縮短脫脂時(shí)間，采用乙醇–乙醚超聲法進(jìn)行脫脂。

2.2 洗滌劑的選擇

對(duì)煙葉、煙梗、再造煙葉樣品進(jìn)行超聲脫脂后，按YC／T 347–2010［6］進(jìn)性中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的測(cè)定，同時(shí)按本法用2 mol／L鹽酸洗滌劑處理后測(cè)定酸性洗滌纖維，結(jié)果見表3。

由表3可知，煙梗和再造煙葉樣品的酸性洗滌

纖維較中性洗滌纖維高2.17%～2.90%，與實(shí)際不符（中性洗滌纖維包括半纖維素、纖維素、木質(zhì)素，酸性洗滌纖維包括纖維素、木質(zhì)素，因此中性洗滌纖維應(yīng)大于酸性洗滌纖維），而2 mol／L鹽酸洗滌后測(cè)定的酸性洗滌纖維結(jié)果都較中性洗滌纖維低1.00%～2.95%，符合實(shí)際。

表2 不同脫脂方法中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維測(cè)定結(jié)果 %

表3 洗滌劑對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果 %

2.3 半纖維素含量測(cè)定比對(duì)試驗(yàn)

中性洗滌纖維包括半纖維素、纖維素、木質(zhì)素，酸性洗滌纖維包括纖維素、木質(zhì)素，可以間接進(jìn)行半纖維素的測(cè)定，即半纖維素為中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維之差。按YC／T 347–2010［6］進(jìn)行中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的測(cè)定時(shí)，煙梗和再造煙葉樣品的酸性洗滌纖維較中性洗滌纖維高，說明在酸性洗滌過程中半纖維素等物質(zhì)未被完全洗滌出來，而半纖維素的標(biāo)準(zhǔn)樣品無法獲取，因此采用水解法進(jìn)行半纖維素的測(cè)定，驗(yàn)證2 mol／L鹽酸洗滌測(cè)定酸性洗滌纖維是否能有效將半纖維素等物質(zhì)洗滌出來。

對(duì)煙葉、煙梗、再造煙葉樣品進(jìn)行超聲脫脂后，按YC／T 347–2010［6］進(jìn)行中性洗滌纖維測(cè)定，同時(shí)按本法用2 mol／L鹽酸洗滌劑測(cè)定酸性洗滌纖維，計(jì)算出半纖維素含量。再用相同的樣品按水解法［2］測(cè)定半纖維素含量，結(jié)果見表4。

表4 半纖維素含量測(cè)定對(duì)比試驗(yàn) %

由表4可知，采用洗滌劑法計(jì)算的半纖維素含量與水解法測(cè)定半纖維素含量基本一致，相對(duì)偏差為3.83%～9.46%，滿足實(shí)驗(yàn)要求。

2.4 方法精密度

稱取同一樣品6份，按照優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)煙葉、煙梗、薄片樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表5。由表5可知，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.25%～1.88%，表明實(shí)驗(yàn)方法的精密度較高。

表5 精密度試驗(yàn)結(jié)果 %

2.5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

稱取同一樣品3份，按照實(shí)驗(yàn)方法處理并測(cè)定，然后以纖維素（1098402，F(xiàn)0D364）作為標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表6。

表6 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果 %

由表6可知，方法的回收率為98.38%～99.97%，表明方法的準(zhǔn)確度較高。

3 結(jié)論

采用乙醇–乙醚超聲脫脂，用2 mol／L鹽酸洗滌后進(jìn)行酸性洗滌纖維的測(cè)定，對(duì)YC／T 347–2010《煙草及煙草制品中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸洗木質(zhì)素的測(cè)定 洗滌劑法》進(jìn)行優(yōu)化。方法優(yōu)化后減少了試劑毒害，脫脂時(shí)間由8.5 h縮減為1.5 h；酸性洗滌過程中半纖維素水解更完全；測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度較高。因此該方法可以用于煙草及煙草制品中中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的測(cè)定。

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科技部：6.6億元預(yù)算用于2017年重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及相關(guān)設(shè)施建設(shè)

不久前，科技部發(fā)布2017年度部門預(yù)算，年初預(yù)算總額為387.37億元，包含部本級(jí)及中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院等21家預(yù)算單位的預(yù)算。

其中支出預(yù)算中科學(xué)技術(shù)支出項(xiàng)2017年初預(yù)算數(shù)為

366.394 892億元，比2016 年執(zhí)行數(shù)減少1.23%。由于重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的啟動(dòng)及原國家其它科技計(jì)劃的調(diào)整，科學(xué)技術(shù)支出所包含基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、技術(shù)研究與開發(fā)、科技重大項(xiàng)目2017年初預(yù)算數(shù)均有大幅變化。

依據(jù)預(yù)算內(nèi)容，基礎(chǔ)研究主要用于原國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(原973計(jì)劃)、國家(重點(diǎn))實(shí)驗(yàn)室引導(dǎo)經(jīng)費(fèi)等，2017年年初預(yù)算數(shù)為23.137 5億元，其中，重點(diǎn)基礎(chǔ)研究規(guī)劃為16.535 5億元，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及相關(guān)設(shè)施項(xiàng)為6.602億元。預(yù)算數(shù)據(jù)顯示，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及相關(guān)設(shè)施項(xiàng)執(zhí)行數(shù)為4億元，該項(xiàng)2017年預(yù)算數(shù)比2016年執(zhí)行數(shù)增加65.05%，主要增加了國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)。

應(yīng)用研究包括用于社會(huì)公益研究和高技術(shù)研究等方面，2017年預(yù)算數(shù)為10.199 289億元，比2016年執(zhí)行數(shù)減少58.49%，主要原因在于原國家高技術(shù)研究發(fā)展技術(shù)(863計(jì)劃)在研項(xiàng)目延續(xù)撥款減少，原863計(jì)劃已整合納入重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，相關(guān)研發(fā)內(nèi)容通過重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃予以支持。

技術(shù)研究與開發(fā)主要包括原國家科技支撐計(jì)劃、原國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)等，2017年年初預(yù)算為40.504 8億元，比2016年執(zhí)行數(shù)減少16.242 9億元，主要因原國家科技支撐計(jì)劃整合納入重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，相關(guān)研發(fā)內(nèi)容通過重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃予以支持;科技成果轉(zhuǎn)化與擴(kuò)散2017年初預(yù)算數(shù)為20.22億元，比2016年執(zhí)行數(shù)增長31.55%;其它技術(shù)研究與開發(fā)支出因國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)及國家工程技術(shù)研究中心專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)減少，比2016年執(zhí)行數(shù)下降9.13%，2017年初預(yù)算數(shù)為12.455 7億元。

科技重大項(xiàng)目包括科技重大專項(xiàng)管理費(fèi)以及重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃相關(guān)支出，2017年初預(yù)算為231.711億元，比2016年執(zhí)行數(shù)增長35.05%。由于科技重大專項(xiàng)工作經(jīng)費(fèi)需依據(jù)試劑工作任務(wù)情況進(jìn)行核定，因此，該項(xiàng)指出預(yù)算為0，即231.711億元預(yù)算全部用于重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。 （儀器信息網(wǎng)）

環(huán)保部公布2017年預(yù)算 監(jiān)測(cè)支出預(yù)算5.6億

不久前，環(huán)保部公布了2017年部門預(yù)算，此預(yù)算既包括環(huán)境保護(hù)部本級(jí)預(yù)算，也包括部屬事業(yè)單位預(yù)算，總額為40.12億元。其中環(huán)境監(jiān)測(cè)與監(jiān)察支出預(yù)算為5.59億元，比去年增加3.10%，主要用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和信息發(fā)布。制定環(huán)境監(jiān)測(cè)制度和規(guī)范，組織實(shí)施環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)和污染源監(jiān)督性監(jiān)測(cè)。組織對(duì)環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行調(diào)查評(píng)估、預(yù)測(cè)預(yù)警，組織建設(shè)和管理國家環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)和全國環(huán)境信息網(wǎng)，建立和實(shí)行環(huán)境質(zhì)量公告制度，統(tǒng)一發(fā)布國家環(huán)境綜合性報(bào)告和重大環(huán)境信息。

除環(huán)境監(jiān)測(cè)外，科學(xué)技術(shù)支出也值得我們關(guān)注。2017年環(huán)保部科學(xué)技術(shù)支出預(yù)算總額為6.35億元，其中用于重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及相關(guān)設(shè)施的支出預(yù)算為2 792.00萬元，比上年增長287.78%，是除環(huán)境保護(hù)行政許可之外增長率最高的一項(xiàng)支出。 （儀器信息網(wǎng)）

Optimization of the Method for Determination of NDF and ADF in Tobacco with Detergent Method

Yan Xiaolong1， Chen Lingfeng2， Wang Xiuming1， Xie Dongya1， Ni Jun2， Gao Xumei2， Liu Enfen2， Wu Shijie2
[1. Xinjiang Cigarette Factory， Hongyunhonghe Tobacco(Group) Co., Ltd., Urumchi 830000， China；2. Yunnan Tobacco Reconstiuted Tobacco Company Limited， Kunming 650092， China]

In order to reduce the dosage of high toxic reagent of benzene， shorten the time of the degreasing process，and reduce the interference of incomplete hydrolysis of hemicellulose in washing process with acid detergent method, ethanol–ether mixture solvent was used for sample pretreatment after ultrasonic degreasing，and 2 mol／L HCl was used to wash the sample, then the acid detergent fiber was determined. Compared with general method，the optimization method had advantages of reducing the reagent toxicity, shortening the time from 8.5 h to 1.5 h, using 2 mol／L HCl to determinate the acid detergent fiber，which make hydrolysis more complete. Detergent method was used to calculate the hemicellulose content，the results were consistent with those of hydrolysis method. The recoveries were 98.38 %–99.97%，and the relative standard deviations of detection results were 0.25%–1.88%(n=6). The method is suitable for the determination of neutral detergent fiber and acid detergent fiber in tobacco and tobacco products instead of the mixture–solvent (containing benene，ethanol and ether) heating reflux method.

tobacco; neutral detergent fiber; acid detergent fiber; optimization method

O655

A

1008–6145(2017)03–0092–04

聯(lián)系人：武士杰；E-mail: wushi20082009@163.com

2017–02–12

10.3969／j.issn.1008–6145.2017.03.022