一种再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法

摘要

本发明是一种再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法。本方法分别使用氯化钠溶液和乙酸溶液提取再造烟叶样品，然后使用离子色谱测定提取液中钙元素含量，利用两者差值计算再造烟叶中碳酸钙含量，步骤为（1）将再造烟叶样品磨成粉末状，过筛，测定水分；（2）称取一定量步骤（1）得到的粉末状样品，使用氯化钠溶液提取，恒温振荡提取一定时间后，进行离心，取出上清液，定容，得到样品A；（3）称取另一份一定量步骤（1）得到的粉末状样品，使用乙酸溶液提取，恒温振荡提取一定时间后，进行离心，取出上清液，定容，得到样品B；（4）利用离子色谱测定样品A和样品B中钙元素含量，利用两者差值计算碳酸钙含量，具有操作简便、准确性和稳定性好。

说明书

技术领域

本发明属于再造烟叶技术领域，具体涉及一种再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法。

背景技术

再造烟叶是利用烟末、烟梗、碎烟片等烟草物质为原料制成片状或丝状的再生产品，用作卷烟填充料。在卷烟中加入造纸法再造烟叶，不仅可以充分利用烟叶资源，降低生产成本，还能有效降低卷烟焦油量，是提高卷烟安全性的有效途径。造纸法再造烟叶生产过程主要包括萃取、浓缩、制浆、抄造和涂布、干燥等主要工艺，生产中通常添加一定量的碳酸钙以提高灰分含量，以提高其物理性能，如吸液性能、外观性能等。目前的工艺，一般是将轻质碳酸钙粉体直接加入烟草浆料中，充分搅拌混合均匀。但由于碳酸钙细粉与烟草纤维属于纯物理吸附，在抄造过程中二者结合力弱，加之碳酸钙粒径小，在抄造过程中会随白水大量流失，从而影响再造烟叶的品质。因此，准确简便测定造纸法再造烟叶中碳酸钙的含量，对于评价再造烟叶产品品质及其质量稳定性来讲，显得非常重要。

已报道的方法中，发明专利《一种再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法》（公开号：CN102901791A）先用过量的乙酸溶液萃取再造烟叶，利用现代分析方法测定其总钙离子含量，然后在同样条件下，分析去离子水萃取的再造烟叶中游离钙离子含量，利用两者的差值计算再造烟叶中碳酸钙含量。该方法的问题在于再造烟叶中含有大量的不溶于水但溶于乙酸的果胶酸钙，测定结果将果胶酸钙中的钙计算为碳酸钙，使得测定结果偏高。发明专利《一种快速鉴别造纸法再造烟叶碳酸钙含量的方法》（公开号：CN102830174A）将再造烟叶固定在装有酸溶液的样品槽中，样品槽的一侧装有超声波发射器，另一侧装有超声波接收器，使超声波发射器发射的超声波穿过再造烟叶，并被超声波接收器接收，通过检测超声波接收器接收的信号衰减值，即可鉴别再造烟叶中碳酸钙含量高低。该法的问题在于不能准确的得到碳酸钙的具体含量，而且没有考虑烟草本身所含有的碳酸根影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法，该方法操作简便、定量准确。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法含有以下步骤：

（1）将再造烟叶样品磨成粉末状，过筛，测定水分，备用；

（2）称取一定量步骤（1）得到的粉末状样品，使用氯化钠溶液提取，恒温振荡提取一定时间后，进行离心，取出上清液，定容，得到样品A；

（3）称取另一份一定量步骤（1）得到的粉末状样品，使用乙酸溶液提取，恒温振荡提取一定时间后，进行离心，取出上清液，定容，得到样品B；

（4）利用离子色谱测定样品A和样品B中钙元素含量，利用两者差值计算碳酸钙含量。

步骤（2）所述氯化钠溶液浓度为1.0 mol/L，提取温度30 ℃，提取时间2小时。

步骤（3）所述乙酸溶液为2%体积比的乙酸水溶液，提取温度30 ℃，提取时间2小时。

步骤（4）所述离子色谱法的分析条件为：色谱柱为CS12、保护柱为CG12、淋洗液为甲基磺酸、淋洗浓度为20 mmol/L、流速为1.0 mL/min、抑制器为CSRS 300 4 mm、抑制电流为59 mA、柱温：30 ℃、进样量为25 μL、外标法定量。

   步骤（4）所述的利用两者差值计算碳酸钙含量计算公为：                                                           

式中：

X ——试样中碳酸钙的含量，单位为毫克每克（mg/g）；

C₁——由标准工作曲线得出的乙酸萃取液Ca²⁺浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

C₂ ——由标准工作曲线得出的氯化钠萃取液Ca²⁺浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

V——试样萃取液定容体积，单位为毫升（mL）；

m₁——乙酸提取试样的质量，单位为克（g）；

m₂——氯化钠提取试样的质量，单位为克（g）；

W ——试样水分的质量分数，%；

Z ——萃取液体积与用于稀释定容的萃取液体积比。

由于采取以上技术方案，本发明具有以下优点：本发明提供的一种再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法，可操作性强，通过采用氯化钠溶液提取出再造烟叶中的水可溶性钙和果胶酸钙，乙酸溶液提取出样品中的可溶性钙、果胶酸钙和碳酸钙的总和，最后通过离子色谱测定两种提取液中钙元素的含量，然后利用两者的差值计算为碳酸钙含量。实验结果准确度和精确度高，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面实施例对本发明的进行详细的描述。

（1）将再造烟叶样品磨成粉末状，过筛，测定水分，备用；

（2）称取一定量步骤（1）得到的粉末状样品，使用氯化钠溶液提取，恒温振荡提取一定时间后，进行离心，取出上清液，定容，得到样品A；

（3）称取另一份一定量步骤（1）得到的粉末状样品，使用乙酸溶液提取，恒温振荡提取一定时间后，进行离心，取出上清液，定容，得到样品B；

（4）利用离子色谱测定样品A和样品B中钙元素含量，利用两者差值计算碳酸钙含量。

以上所述的再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法，其中步骤（1）将烟草磨成粉末状并过40目筛，有利于保持样品的均匀性和提高提取液的提取效率。测定水分含量是为了最后计算结果时扣除样品所含水分。作为优选方案，称取0.3 g粉状烟草样品（精确至0.0001g）

以上所述的再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法，其中步骤（2）使用1.0 mol/L的氯化钠溶液对样品进行提取。作为优选方案，氯化钠溶液用量为10 mL，提取温度为30℃，振荡提取2小时。

以上所述的再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法，其中步骤（3）所述乙酸溶液为2%体积比的乙酸水溶液，对样品进行提取。作为优选方案，乙酸溶液用量为10 mL，提取后的上清液用去离子水定容至100 mL容量瓶待测。

以上所述的再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法，步骤（4）使用离子色谱测定提取液中钙元素含量，其分析条件为：色谱柱为CS12A、保护柱为CG12A、淋洗液为甲基磺酸、淋洗浓度为20 mmol/L、流速为1.0 mL/min、抑制器为CSRS 300 4 mm、抑制电流为59 mA、柱温：30 ℃、进样量为25 μL、外标法定量。

    以上所述的再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法，其碳酸钙含量计算公为：  

式中：

X ——试样中碳酸钙的含量，单位为毫克每克（mg/g）；

C₁——由标准工作曲线得出的乙酸萃取液Ca²⁺浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

C₂ ——由标准工作曲线得出的氯化钠萃取液Ca²⁺浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

V——试样萃取液定容体积，单位为毫升（mL）；

m₁——乙酸提取试样的质量，单位为克（g）；

m₂——氯化钠提取试样的质量，单位为克（g）；

W ——试样水分的质量分数，%；

Z ——萃取液体积与用于稀释定容的萃取液体积比；

100 ——碳酸钙式量；

40 ——钙离子式量。

实施例1

       1.1 氯化钠提取与水提取的比较

采用《一种再造烟叶中碳酸钙含量的测定方法》（公开号：CN102901791A）中使用纯水提取再造烟叶样品。对氯化钠提取和水提取再造烟叶及其原料的中钙元素的效果进行了比较，结果见表1。

表1再造烟叶及其原料氯化钠提取液与纯水提取液中钙离子比较

结果表明氯化钠提取液中钙离子含量显著高于纯水提取液。这说明再造烟叶中含有大量的不溶于水的果胶酸钙，用水无法提出，而氯化钠溶液却能提取出该部分钙。

1.2 样品处理方式优化

固定萃取方式和时间不变，分别考察了样品形态对乙酸提取和NaCl提取的影响，结果表明不论对乙酸提取，还是NaCl提取，粉状样品使得提取更完全，而且标准偏差小于片状样品。

表2 粉状样品与片状样品的优化

1.3 称样量优化

随着样品量的加大，检测结果变异系数逐步变小，当样品量>0.100 g后，变异系数小于5%，为了避免高浓度的样品超过标准曲线范围，同时减少样品中的色素等大分子对柱子的污染，因此本项目选择0.3 g作为称取样品量。

表3 不同样品量对检测结果变异系数的影响 (RSD %，n=5)

1.4 提取方式优化

取粉状样品，固定萃取2小时，考察了超声、振荡和静置对测定的影响，结果表明对于酸提，三者差别不大；对于氯化钠提，振荡萃取最为完全 。所以选择振荡作为萃取方式。

表4 不同提取方式的优化

1.5 提取时间优化

取粉状样品，振荡萃取，对0.5、1、1.5、2、2.5、3、5小时的样品进行测定，结果表明，振荡2小时后，萃取都已完全，因此萃取时间选择为 2小时。

1.6 方法重复性

对某再造烟叶样品平行测定5次，相对标准偏差为2.80%，说明本分析方法具有较好的重复性。

1.7 样品测定

（1）将50 g再造烟叶样品磨成粉末状，过40目筛，测定水分，备用；

（2）取0.3 g粉状样品，放入30 mL有盖的离心管中，加入10 mL 1.0 mol/L的氯化钠溶液，30℃恒温振荡提取2小时后，以5000 转/分钟进行离心5分钟，取出上清液5 mL，用去离子水定容至100 mL，得到样品A；

（3）再取0.3 g粉状样品，放入30 mL有盖的离心管中，加入10 mL 2%（v/v）乙酸溶液，30℃恒温振荡提取2小时后，以5000 转/分钟进行离心5分钟，取出上清液5 mL，用去离子水定容至100 mL，得到样品B；

（4）取步骤（2）和（3）得到的样品A和B，利用离子色谱测定钙元素含量。其分析条件为：色谱柱为CS12A、保护柱为CG12A、淋洗液为甲基磺酸、淋洗浓度为20 mmol/L、流速为1.0 mL/min、抑制器为CSRS 300 4 mm、抑制电流为59 mA、柱温：30 ℃、进样量为25 μL、外标法定量。

采用本方法测定17个再造烟叶样品，结果见表5。

表5  17种再造烟叶样品的测定结果

样品编号碳酸钙含量（mg/g）145.0025.71342.84434.29548.55619.98732.18837.95990.271090.221171.651257.591368.351458.841557.721677.901753.21