烟草中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维测定方法的优化

严小龙，陈岭峰，王修铭，谢东亚，倪军，高徐梅，刘恩芬，武士杰

[1.红云红河烟草（集团）有限责任公司新疆卷烟厂，乌鲁木齐 830000；2.云南中烟再造烟叶有限责任公司，昆明 650092]

烟草中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维测定方法的优化

严小龙1，陈岭峰2，王修铭1，谢东亚1，倪军2，高徐梅2，刘恩芬2，武士杰2

[1.红云红河烟草（集团）有限责任公司新疆卷烟厂，乌鲁木齐 830000；2.云南中烟再造烟叶有限责任公司，昆明 650092]

为了减少高毒试剂苯的使用，缩短脱脂时间，减少酸性洗涤过程中半纤维素水解不完全对测定结果的干扰，采用乙醇–乙醚混合液超声对烟草样品进行脱脂处理，用2 mol／L盐酸洗涤后测定酸性洗涤纤维，对YC／T 347–2010标准方法进行优化。方法优化后减少了试剂毒害，脱脂时间由8.5 h缩短为1.5 h；测定酸性洗涤纤维中半纤维素水解更完全，洗涤剂法计算的半纤维素含量与水解法测定半纤维素含量的结果基本一致。改进后方法的回收率为98.38%～99.97%，测定结果的相对标准偏差为0.25%～1.88%(n=6)。该方法可以代替苯–醇–醚加热回流脱脂法测定烟草及烟草制品中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维。

烟草；中性洗涤纤维；酸性洗涤纤维；方法优化

纤维素、半纤维素和木质素是构成植物细胞壁的主要物质，这些物质热裂解会产生较多低级醛类，燃吸时会产生刺激性的呛咳，特别是低次烟叶中，纤维素、半纤维素和木质素含量较高，其烟气具有强烈的刺激性、呛咳、涩口且枯焦气和木质气重［1–3］。因此测定烟草中的纤维素、半纤维素和木质素，对评价烟叶品质具有重要意义。

纤维素、半纤维素和木质素测定方法主要有水解法［4–9］、重量法［10–13］、酶解法［14］等，而烟草中纤维素、半纤维素和木质素测定方法主要为重量法。葛翠英等［10］采用不同的试剂将脂类、糖类、淀粉、蛋白质、果胶等物质分离后干燥、称重，实验操作繁琐、周期长。YC／T 347–2010 《烟草及烟草制品中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸洗木质素的测定 洗涤剂法》［11］采用加热回流脱脂后用洗涤剂脱洗，然后干燥、灰化、称重，实验过程使用高毒试剂苯且实验周期长，仅脱脂就需要8.5 h。同时在测定一些烟梗、再造烟叶样品时，有时会出现中性洗涤纤维结果低于酸性洗涤纤维结果的情况。杨蕾等［15］采用超声脱脂法测定烟草中总细胞壁物质含量，有效缩短了脱脂时间。李华等［16］在测定桔杆饲料中酸性洗涤纤维时提出用硫酸水解半纤维素不完全，采用2mol／L的盐酸溶液能有效水解半纤维素。

笔者参考文献方法，对YC／T 347–2010方法进行优化，采用乙醇–乙醚混合液超声脱脂后用中性洗涤剂、2 mol／L盐酸洗涤剂脱洗，干燥、灰化后称重测定烟草中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维。方法改进后缩短了脱脂时间，减少了试剂毒害，并且能保证酸洗过程半纤维素水解完全。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

半自动纤维素测定仪：FT122型，配玻璃砂芯坩埚，丹麦FOSS公司；

超声清洗仪：济南科尔超声波设备有限公司；

电热鼓风干燥机：上海博讯实业有限公司；

可编程箱式电阻炉：上海一恒科学仪器有限公司；

乙醇、丙酮、乙酸、石英砂、乙二胺四乙酸二钠、四硼酸钠、无水磷酸氢二钠、正辛醇、98%浓硫酸：分析纯，四川西陇化工有限公司；

乙醚：分析纯，重庆川东集团有限公司；

α-高温淀粉酶：活性为100 kU／g，和氏璧生物技术有限公司；

十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲胺溴：分析纯，北京奥博星生物科技有限公司；

纤维素：100.0%，1098402，F0D364，美国USP Rockville.MD公司；

中性洗涤剂（3%十二烷基硫酸钠溶液）：称取约18.6 g乙二胺四乙酸二钠和约6.8 g四硼酸钠，放入100 mL烧杯中，加适量蒸馏水溶解（可加热），再加入约30 g十二烷基硫酸钠和10 mL乙二醇乙醚；称取约4.65 g 磷酸氢二钠置于另一烧杯中，加入蒸馏水后加热溶解，冷却后将上述两溶液转入1 000 mL容量瓶中并用水定容至标线；

盐酸溶液：2 mol／L，用100 mL量筒量取约180 mL浓盐酸，缓慢加入已装有500 mL蒸馏水的烧杯中，转移至1 000 mL容量瓶中，用水定容至标线；

盐酸洗涤剂（2%十六烷基三甲胺溴）：称取约20 g十六烷基三甲胺溴于1 000 mL烧杯中，加入配制好的2.0 mol／L盐酸溶液，搅拌溶解，转移至1 000 mL容量瓶中，用2.0 mol／L盐酸溶液定容至标线；

实验所用其它试剂均为分析纯；

实验用水为蒸馏水或同等纯度的水。

1.2 实验方法

1.2.1 样品脱脂

准确称取0.5 g烟末于150 mL三角瓶中，加入乙醇–乙醚(体积比为15∶1)混合液30 mL，置于超声清洗仪中常温超声1 h，取出后将样品转移至装有2 g石英砂的G2玻璃砂芯坩埚中抽滤，并用乙醇洗涤三角瓶和残渣，再用5 mL丙酮洗涤。

1.2.2 中性洗涤纤维测定

将脱脂后的样品按YC／T 347–2010方法［6］进行中性洗涤纤维的测定。

1.2.3 酸性洗涤纤维测定

将脱脂后的样品，在热浸提单元中加入约100 mL 2 mol／L盐酸洗涤剂，加入3～5滴正辛醇，快速加热至沸，并调整功率保持微沸状态1 h。加热结束后，立即进行抽滤，并用90℃以上的水冲洗管壁和剩余物，直至滤出液无泡沫。将热浸提后的试样和坩埚放在纤维分析仪的冷浸提单元上，用丙酮冲洗剩余物3次，确保剩余物与丙酮充分混和，至滤出液无色为止。抽干后将坩埚和剩余物放入(105 ±2 )℃烘箱中烘干3～4 h至恒重后称量。将坩埚和剩余物置于马弗炉中，在(510±10)℃条件下灰化3 h后称量。

2 结果与讨论

2.1 脱脂方法的选择

烟草样品脱脂方法有苯–乙醇索氏抽提法［10］、苯–乙醇–乙醚回流法［11］、乙醇–乙醚超声法［15］，3种脱脂方法采用不同的溶剂和萃取方法，其试验时间差异较大，结果见表1。

表1 不同脱脂方法的实验时间 h

称取同一样品，分别按苯–乙醇–乙醚回流法、苯–乙醇索氏抽提法、乙醇–乙醚超声法进行脱脂，按YC／T 347–2010方法［6］进行中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的测定，结果见表2。

由表2可知，按3种脱脂方法对样品脱脂后测定中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维结果基本一致，为了缩短脱脂时间，采用乙醇–乙醚超声法进行脱脂。

2.2 洗涤剂的选择

对烟叶、烟梗、再造烟叶样品进行超声脱脂后，按YC／T 347–2010［6］进性中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的测定，同时按本法用2 mol／L盐酸洗涤剂处理后测定酸性洗涤纤维，结果见表3。

由表3可知，烟梗和再造烟叶样品的酸性洗涤

纤维较中性洗涤纤维高2.17%～2.90%，与实际不符（中性洗涤纤维包括半纤维素、纤维素、木质素，酸性洗涤纤维包括纤维素、木质素，因此中性洗涤纤维应大于酸性洗涤纤维），而2 mol／L盐酸洗涤后测定的酸性洗涤纤维结果都较中性洗涤纤维低1.00%～2.95%，符合实际。

表2 不同脱脂方法中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维测定结果 %

表3 洗涤剂对比试验结果 %

2.3 半纤维素含量测定比对试验

中性洗涤纤维包括半纤维素、纤维素、木质素，酸性洗涤纤维包括纤维素、木质素，可以间接进行半纤维素的测定，即半纤维素为中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维之差。按YC／T 347–2010［6］进行中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的测定时，烟梗和再造烟叶样品的酸性洗涤纤维较中性洗涤纤维高，说明在酸性洗涤过程中半纤维素等物质未被完全洗涤出来，而半纤维素的标准样品无法获取，因此采用水解法进行半纤维素的测定，验证2 mol／L盐酸洗涤测定酸性洗涤纤维是否能有效将半纤维素等物质洗涤出来。

对烟叶、烟梗、再造烟叶样品进行超声脱脂后，按YC／T 347–2010［6］进行中性洗涤纤维测定，同时按本法用2 mol／L盐酸洗涤剂测定酸性洗涤纤维，计算出半纤维素含量。再用相同的样品按水解法［2］测定半纤维素含量，结果见表4。

表4 半纤维素含量测定对比试验 %

由表4可知，采用洗涤剂法计算的半纤维素含量与水解法测定半纤维素含量基本一致，相对偏差为3.83%～9.46%，满足实验要求。

2.4 方法精密度

称取同一样品6份，按照优化后的实验方法对烟叶、烟梗、薄片样品进行测定，结果见表5。由表5可知，测定结果的相对标准偏差为0.25%～1.88%，表明实验方法的精密度较高。

表5 精密度试验结果 %

2.5 加标回收试验

称取同一样品3份，按照实验方法处理并测定，然后以纤维素（1098402，F0D364）作为标准样品进行加标回收试验，结果见表6。

表6 加标回收试验结果 %

由表6可知，方法的回收率为98.38%～99.97%，表明方法的准确度较高。

3 结论

采用乙醇–乙醚超声脱脂，用2 mol／L盐酸洗涤后进行酸性洗涤纤维的测定，对YC／T 347–2010《烟草及烟草制品中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸洗木质素的测定 洗涤剂法》进行优化。方法优化后减少了试剂毒害，脱脂时间由8.5 h缩减为1.5 h；酸性洗涤过程中半纤维素水解更完全；测定结果的精密度和准确度较高。因此该方法可以用于烟草及烟草制品中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的测定。

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科技部：6.6亿元预算用于2017年重点实验室及相关设施建设

不久前，科技部发布2017年度部门预算，年初预算总额为387.37亿元，包含部本级及中国科学技术信息研究所、中国科学技术发展战略研究院等21家预算单位的预算。

其中支出预算中科学技术支出项2017年初预算数为

366.394 892亿元，比2016 年执行数减少1.23%。由于重点研发计划的启动及原国家其它科技计划的调整，科学技术支出所包含基础研究、应用研究、技术研究与开发、科技重大项目2017年初预算数均有大幅变化。

依据预算内容，基础研究主要用于原国家重点基础研究发展计划(原973计划)、国家(重点)实验室引导经费等，2017年年初预算数为23.137 5亿元，其中，重点基础研究规划为16.535 5亿元，重点实验室及相关设施项为6.602亿元。预算数据显示，重点实验室及相关设施项执行数为4亿元，该项2017年预算数比2016年执行数增加65.05%，主要增加了国家重点实验室专项经费。

应用研究包括用于社会公益研究和高技术研究等方面，2017年预算数为10.199 289亿元，比2016年执行数减少58.49%，主要原因在于原国家高技术研究发展技术(863计划)在研项目延续拨款减少，原863计划已整合纳入重点研发计划，相关研发内容通过重点研发计划予以支持。

技术研究与开发主要包括原国家科技支撑计划、原国家重大科学仪器设备开发专项等，2017年年初预算为40.504 8亿元，比2016年执行数减少16.242 9亿元，主要因原国家科技支撑计划整合纳入重点研发计划，相关研发内容通过重点研发计划予以支持;科技成果转化与扩散2017年初预算数为20.22亿元，比2016年执行数增长31.55%;其它技术研究与开发支出因国家重大科学仪器设备开发专项及国家工程技术研究中心专项经费减少，比2016年执行数下降9.13%，2017年初预算数为12.455 7亿元。

科技重大项目包括科技重大专项管理费以及重点研发计划相关支出，2017年初预算为231.711亿元，比2016年执行数增长35.05%。由于科技重大专项工作经费需依据试剂工作任务情况进行核定，因此，该项指出预算为0，即231.711亿元预算全部用于重点研发计划。 （仪器信息网）

环保部公布2017年预算 监测支出预算5.6亿

不久前，环保部公布了2017年部门预算，此预算既包括环境保护部本级预算，也包括部属事业单位预算，总额为40.12亿元。其中环境监测与监察支出预算为5.59亿元，比去年增加3.10%，主要用于环境监测和信息发布。制定环境监测制度和规范，组织实施环境质量监测和污染源监督性监测。组织对环境质量状况进行调查评估、预测预警，组织建设和管理国家环境监测网和全国环境信息网，建立和实行环境质量公告制度，统一发布国家环境综合性报告和重大环境信息。

除环境监测外，科学技术支出也值得我们关注。2017年环保部科学技术支出预算总额为6.35亿元，其中用于重点实验室及相关设施的支出预算为2 792.00万元，比上年增长287.78%，是除环境保护行政许可之外增长率最高的一项支出。 （仪器信息网）

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

联系人：武士杰；E-mail: wushi20082009@163.com

2017–02–12

10.3969／j.issn.1008–6145.2017.03.022