匀浆法提取、离子色谱法测定烟草中的糖

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摘要:研究了用匀浆法提取、离子色谱法测定烟草中的糖.烟草样品用水匀浆法提取；提取液中的糖以 CarboPac PA1 (4×250-mm，5-μm) 阴离子交换柱为固定相，0.2-mol/L氢氧化钠溶液为流动相分离，脉冲安培检测器检测；1次进样可同时测定烟草样品中葡萄糖、果糖、蔗糖.方法加标回收率在96％~103%之间，相对标准偏差均小于2.6%.检测限均小于50-μg/L，结果满意.

关键词:离子色谱法；匀浆法提取；烟草；糖

中图分类号:O658

文献标识码:A文章编号:1672-8513(2010)01-0043-03

Determination of Sugars in Tobacco by Ion Chromatography

and Sample Preparation with High-Speed Homogenization

XU Yiran1, LI Haiyan1,3, LI Yinke1,2, HE Shunqin1,2, HU Qiufen2

(1. Key Lab of Tobacco Chemistry of Yunnan Province, Yunnan Academy of Tobacco Science, Kunming 650106, China;

2. School of Chemistry and Biotechnology, Yunnan University of Nationalities, Kunming 650031, China;

3.Yunnan Tobacco Quality Supervision and Inspection Station, Kunming 650106, China)

Abstract:

A new method for the determination of sugars (fructose, glucose and sucrose) in tobacco by ion chromatography and sample preparation with high-speed homogenization was tested. The sugars were extracted from the samples by high-speed homogenization with water, and the fructose, glucose and sucrose were analyzed by ion chromatography with the integrated pulsed amperometric detector. The three components were separated on CarboPac PA1 (4×250 mm，5μm) anion exchange column by using 0.2 mol/L sodium hydroxide solution as the mobile phase. The limits of detections (S/N=3) were below 50 μg/L. The mean recoveries range from 96％~103%, and the relative standard deviations are below 2.6%.This method has been successfully applied to the determination of fructose, glucose and sucrose in tobacco with good results..

Key words:

ion chromatography; high-speed homogenization; tobacco; sugar

0 引言

糖是烟草中的重要成分，烟草样品中含有多种糖，但含量最高的是葡萄糖、果糖和蔗糖，3种糖占烟草中糖总量的90％以上；烟草中糖的含量和烟草品质有密切的相关性，因此烟草中糖的测定已逐渐成为国内外烟草行业的质量控制内容 ［1-2］；目前，糖的测定方法主要有滴定法、近红外分光光度法、连续流动分析法、毛细管电泳法、气相色谱法、高效液相色谱法和离子色谱法等.样品前处理一般采用回流提取，振荡浸取、超声浸取等方法［2-8］.匀浆提取是指组织通过加入萃取溶剂进行组织匀浆或磨浆，以提取组织中有效成分的一种提取方法，该方法具有提取完全、效率高、能耗低等特点，目前已在样品前处理中得到广泛应用 ［8-11］；但是匀浆法在烟草糖分析中的应用还未见报道过.我们研究了用水匀浆法提取，离子色谱-积分脉冲安培法测定烟草中糖的方法，取得满意结果.

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

ICS-3000多功能离子色谱仪(美国戴安公司)，包括双泵模块、检测器/色谱模块、自动进样器模块.双泵模块中包含一个单元泵和一个四元梯度泵；检测器/色谱模块中放置进样阀、分析柱和安培检测器；安培检测器用金工作电极，pH/Ag/AgC1参比电极，钛对电极；Chromeleon 6.8色谱工作站.

葡萄糖、果糖、蔗糖标样(瑞士Fluka公司生产，纯度均大于99%)；氢氧化钠为优级纯 (北京化学试剂公司)；实验用水为高纯水 (用Milli-Q50高纯水处理器).

葡萄糖、果糖、蔗糖均配制成质量浓度为1.0-mg/L的储备液，所需浓度的标准工作液由该储备液逐渐稀释得到.

1.2 色谱条件

色谱柱为CarboPac PA1 (4×250-mm，5-μm) 阴离子交换柱，流动相为0.2-mol/L 的氢氧化钠溶液，流速0.8-mL/min.PAD脉冲安培检测器(Au工作电极)，工作电位如下：0.00~0.40 s，0.1-V；0.41~0.42 s，-2.0-V；0.43-s，0.6-V；0.44~0.50 s，-0.1-V；积分区间为0.20~0.40 s；进样25.0-μL.在该条件下标样及烟草样品的色谱图见图1所示.

1.3 样品处理

按YC/T31-1996规定的方法制备烟草样品.准确称取0.500-g烟样，置于50-mL锥型瓶中，准确加入25-mL的水，置于高速匀浆机中-20-000-r/min 匀浆提取2.0-min.提取液用0.45-μm的针头过滤器过滤，供液相色谱分析用.

徐然，李海燕，李银科，等：匀浆法提取、离子色谱法测定烟草中的糖

2 结果与讨论

2.1 样品处理条件

对于烟草样品中糖，一般采用水或80％的甲醇水溶液提取［2］；和用有机溶剂提取相比，用水提取成本低且环境污染小；因此本实验选择用水为提取溶剂.分别用匀浆法、振荡浸取法和超声波浸取法对相同的样品进行提取比较，结果表明：每 0.5-g的样品用25-mL的水提取，振荡浸取120-min、超声浸取 40-min、高速匀浆机-20-000-r/min 提取 2.0-min 均可使样品中的糖完全溶出；高速匀浆法效率明显高于振荡浸取和超生浸取法；因此本实验选用高速匀浆法-20-000-r/min 提取 2.0-min.

2.2 色谱条件的选择

对于烟草中葡萄糖、果糖和蔗糖的测定，文献［8］报道CarboPac PA1色谱柱总体分离效果最好且分离时间短，因此实验选用该色谱柱.CarboPac PA1色谱柱属于阴离子交换柱，一般采用氢氧化钠溶液为流动相，随流动相中氢氧化钠浓度增加，各成分在色谱柱上的保留时间缩短，但分离度下降；反之，随流动相中氢氧化钠浓度降低，各成分分离度有增加，但在色谱柱上的保留时间延长，结合时间和分离度综合考虑，本实验选择用0.2-mol/L 的氢氧化钠溶液为流动相.

强碱性淋洗液使得糖、多元醇类化合物以羟基阴离子的形式存在，这与检测糖所用的脉冲安培检测器 (PAD)的检测条件一致.PAD在强碱性介质中通过施加一定的电位，使羟基阴离子在金电极表面发生氧化反应，测定出即时的电流值并积分换算成为库仑，即可反映出即时的待测物浓度，从而实现阴离子交换色谱-脉冲安培检测.由于羟基的氧化电位较低(0.1-V)，所以基体干扰少，可以获得重现性和准确性较好的结果.

2.3 工作曲线与检出限

配制系列不同浓度的标准溶液，在选定色谱条件下进样25-μL，根据测得的峰面积A对糖的质量浓度进行线性回归，得到回归方程.再将最小浓度的标准溶液逐级稀释，依次进样25-μL，计算当信噪比S/N=3时所对应的标准溶液的浓度以确定检出限，结果见表1.

2.4 日内精密度实验

烟草在相同条件下平行测定7次 (同批次处理)，并计算7次平行测定结果的相对标准偏差，可得果糖的RSD为1.8%、葡萄糖的RSD为2.1%、蔗糖的RSD为2.4%，说明方法精密度良好.

表1 回归方程、相关系数、线性范围和检出限

组分回归方程相关系数线性范围/(mg•L-1)检测限/(g•L-1)

葡萄糖A=7.58C-0.4780.999-50.3~12025

果糖A=3.06C-0.1620.999-80.4~18030

蔗糖A=4.56C-0.2470.999-40.4~10050

2.5 日间精密度实验

卷烟样品在不同时间内测定(每天测定1次，共7次)，计算7次测定结果的相对标准偏差，可得果糖的RSD为2.1%、葡萄糖的RSD为2.4%、蔗糖的RSD为2.6%；说明在不同时间内测定，方法精密度仍然良好.

2.6 回收率实验

样品按选定的样品前处理条件处理，并按选定色谱条件进样分析，测定时称取相同的样品2份，其中1份为基准，另1份加入已知量的糖标样(设 1.0、5.0、25.0-mg 3个添加量)，通过加入标准的测出量除以标准加入量计算回收率.得葡萄糖、果糖、蔗糖的回收率在96%~103%之间，说明方法回收率很高.

3 结论

本方法以CarboPac PA1阴离子交换柱作分离柱，0.2-mol/L NaOH强碱性溶液为淋洗液，脉冲安培检测法测定烟草中糖，实现了烟草中葡萄糖、果糖、蔗糖的同时测定，灵敏度比示差检测法有了很大提高.本方法样品处理采用高速匀浆法，高速匀浆法提取具有提取完全、效率高、能耗低等特点，所需时间明显少于振荡浸取法和超声波浸取法.总之，该方法准确可靠，重现性好，回收率满意，检出限较低，可用于烟草中糖含量的质量分析与控制，具有实用价值.

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