连续流动法分析烟草中氨含量

氨是烟草中的天然成分，含量不高，但对烟草的品质有负面的影响。氨在烟草中以NH₄⁺形式存在，其主要是在烟叶调制和加工过程中由含氮物质（如硝酸盐、氨基酸等）降解产生，并随着热加工的进行而损失。在烟草的燃吸过程中它被释放出来游离在烟气中，与许多化合物作用，并取代其中的碱，从而改变烟气的吸味特征，浓度过高时会带来强烈的粗糙感和刺激性，使烟草的吸味变差。国外的一些大烟草公司常用氨含量的多少作为衡量制丝工艺优劣的重要指标。

氨及其化合物在烟草制品中还有以下作用：作为香料或香料前体，在烟草处理或燃烧时与其他化合物发生反应，如和糖类等含氧物质反应形成香料，与烹调食品时产生重要香味物质的现象类似；改变烟草的pH，而烟草的pH对卷烟的吸味质量与劲头具有一定的作用；可以作为某些类型的再造烟叶加工助剂等。

一、方法概述

烟草中氨含量的测定方法主要有离子色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法和连续流动分析法等，这些方法各有优缺点。比较来说，对于批量样品的单一成分测定，连续流动法的分析原理简单，速度快，成本低，效率更高。

烟草中氨的连续流动分析是根据Berthelot反应机理，即氨在碱性条件下与水杨酸和次氯酸反应，产生蓝色化合物靛酚蓝，其最大吸收波长位于660nm处，通过检测反应溶液此波长下的吸光度数值，即可求出氨的含量。孔浩辉等针对连续流动分析法测定烟草中氨含量过程中存在的问题，从消除干扰和提高仪器灵敏度入手，实现连续流动仪对烟草中氨含量的准确测定。王芳等通过对连续流动分析法测定烟草中的氨的系列研究试验，建立了分析方法，并起草了烟草行业标准YC/T 245—2008 《烟草及烟草制品 氨的测定连续流动法》。章平泉等采用二氯异氰尿酸钠代替行业标准中使用的次氯酸钠，建立了一种新的烟草中氨含量的连续流动测定法。二氯异氰尿酸钠在碱性条件下生成的次氯酸根离子与烟草中的氨反应生成氯化铵，该氯化铵与水杨酸钠反应，形成5-氨基水杨酸钠，再经氧化和络合后生成靛蓝色络合物，其最大吸收波长为660nm。

本节重点介绍二氯异氰尿酸钠与烟草中氨反应测定氨的方法。

二、方法原理

烟草样品中的氨在碱性条件下和二氯异氰尿酸钠、水杨酸钠及硝普钠反应，得到的靛蓝色络合物，在660nm处进行吸光度测定。

三、材料与方法

除非特殊说明，所有试剂应为分析纯或同等纯度。水应为蒸馏水或同等纯度的水。

（一）试剂

采用连续流动法分析烟草中氨的含量所需要的试剂见表3-21。

表3-21 分析烟草中氯的含量所需试剂列表

1. 试剂配制

（1）Brij-35溶液（聚乙氧月桂醚）称取250g Brij-35，加入到1000mL水中，加热、搅拌直到溶解。

（2）5%醋酸提取液 将50mL冰醋酸加入到600mL的去离子水中，稀释到1000mL，混合均匀。

（3）氢氧化钠溶液 称取20.0g NaOH，溶于700mL水中，搅拌溶解，放置冷却后转移至1000mL容量瓶中用蒸馏水定容。加入1mL Brij-35溶液，均匀混合。每周更换。

（4）缓冲溶液 将40g柠檬酸三钠溶入约600mL去离子水中，转移至1000mL容量瓶中用蒸馏水定容。再加入1mL Brij-35溶液，并混合均匀。每周更换。

（5）水杨酸钠溶液 将40g水杨酸钠溶入约600mL去离子水中，加入1g硝普钠，完全溶解后转移至1000mL容量瓶中用去离子水定容。每周更换。

（6）二氯异氰尿酸钠溶液（DCI）将22g氢氧化钠溶入约400mL去离子水中，加入3 g二氯异氰尿酸钠并完全溶解，完全溶解后转移至1000mL容量瓶中用去离子水定容。每周更换。

2. 硫酸铵标准溶液

（1）储备液（100mg/L NH₃）溶解0.388g硫酸铵于100mL去离子水中，搅拌溶解后转移至1000mL的容量瓶中，用去离子水定容。

（2）工作标准溶液 用储备液配制至少5个标准溶液，其浓度范围应覆盖待测样品的可能浓度范围，并储存于冰箱中。标准溶液每两周配制一次。

（二）仪器

常用实验仪器如下。(www.xing528.com)

（1）连续流动分析仪，由进样器、比例泵、渗析器、加热槽、混合圈、比色计（配660nm滤光片）和记录仪组成。

（2）分析天平，感量0.0001 g。

（3）振荡器。

（三）实验方法

称取0.25g（精确至0.0001g）烟末，置于50mL磨口锥形瓶中，加入25mL去离子水（或5%冰醋酸溶液），盖上塞子，室温下在振荡器上振荡萃取30min。用定性滤纸过滤，弃去前几毫升滤液。收集后续滤液作分析之用。

上机运行工作标准液和样品液（管路图见图3-13）。如样品液浓度超出工作标准液的浓度范围，则应稀释后再测。

四、结果的计算与表述

1. 氨含量计算

a表示以干重计的氨含量，数值以%表示，由式（3-8）得出：

图3-13 烟草中氨的测定管路图

式中 c——样品液氨的仪器观测值，mg/mL；

v——萃取液体积（通常25mL），mL；

m——样品质量，mg；

w——样品水分的质量分数，%。

2. 结果的表述

以两次测定的平均值作为测定结果，结果保留2位小数。两次平行测定结果绝对值之差不应大于0.05%。

注：当用5%冰醋酸作萃取溶剂时，硫酸铵标准溶液亦需用5%冰醋酸溶液配制，进样器清洗液也应使用5%冰醋酸溶液。

五、烟草中氨测定的影响因素

1. 有色基团

样品萃取溶液的本底颜色在660nm处有吸收，且不同颜色深浅的萃取样品溶液吸光度数值亦不同，会对样品检测结果造成较大干扰，尤其是低含量样品。因此，为消除样品萃取溶液中有色基团的影响，在连续流动管路中采用渗析器渗析处理。经过渗析处理后，样品萃取溶液本底颜色的干扰几乎可以忽略，且样品显色的吸光度峰形也更好。

2. 样品制备液放置时间

随着样品制备液存放时间的增加，溶液中铵离子浓度呈逐渐增加趋势，但在6 h内是基本稳定的（RSD小于2%），因此样品处理完成后应进行快速测定，应可能在6h内完成测定。

3. 二氯异氰尿酸钠

连续流动管路中游离氯的浓度会影响灵敏度和线性，因此要注意试剂二氯异氰尿酸钠有效氯的变化，如果需要，调整二氯异氰尿酸钠的浓度以求达到最佳的结果。