元素分析法測定煙草制品中硫含量

陳翠玲，孔浩輝，王華

廣東中煙工業有限責任公司技術中心，廣東省廣州市環翠南路88號 510385

元素分析法測定煙草制品中硫含量

陳翠玲，孔浩輝，王華

廣東中煙工業有限責任公司技術中心，廣東省廣州市環翠南路88號 510385

采用元素分析法測定總硫含量。有機和無機硫化物標樣的測定結果與理論值偏差小于1%，在煙葉中的加標回收率為95.3%～98.9%，煙葉及卷煙中的測定結果RSD為0.11%～2.22%。表明該方法具有良好的準確度，可用于煙草及煙草制品中總硫含量的測定。

煙草及煙草制品；元素分析法；硫含量

硫是煙草的重要元素之一，其含量高低不僅影響到煙葉的燃燒性，而且對煙草燃燒釋放的氣味有一定影響[1]。目前，煙草行業內主要采用重量法[2]和比濁法[3-5]對煙葉中的全硫含量進行檢測。但重量法和比濁法的操作繁瑣，前處理時間長，精密度差；且由于需要對樣品進行灰化處理，易造成揮發性元素硫的損失而影響方法的重現性和準確性[6]。因此，近年來有技術人員提出，采用微波消解-離子色譜法檢測煙草中的全硫含量[7]。微波消解技術具有加熱消解速度快、溶劑用量少、空白值低、可有效減少易揮發性元素損失等優點[8-9]。然而，微波消解處理的步驟仍然較為繁瑣，樣品處理時間長達4個多小時，大大影響了方法的批量檢測能力。本研究選擇元素分析法進行硫含量的測定，其具有靈敏度高、精密度好、取樣量少、分析速度快、操作程序簡便、自動化程度高等特點，被廣泛應用于礦物、石油及其它分析中[10-15]。本研究利用元素分析儀的特點，樣品在燃燒管中全部被氧化后再還原的特點，分別對有機硫化物和無機硫化物進行測定，然后把這兩種硫化物分別添加至煙草中，考察元素分析法在煙草測定方面可行性以后，最后對各類型煙草樣品進行測定。

1 實驗部分

1.1 儀器

Marco Cube 元素分析儀（Elementar,德國）;BT25S型十萬分之一天平（Sartorius,德國）; 烘箱（Memmert，德國）;氦氣（純度：99.999%，佛山科的氣體有限公司）；氧氣（純度：99.999%，佛山科的氣體有限公司）。

1.2 樣品及試劑

1.2.1 煙葉

烤煙、曬煙、香料煙1、香料煙2、白肋煙均購自中國煙草總公司青州煙草研究院。

1.2.2 煙草制品

國產烤煙型、國產混合型、進口烤煙型和進口混合型卷煙均為市售卷煙。煙草制品經過剖煙，置于烘箱40（±1）℃干燥平衡2h，而后粉碎，樣品存放在恒溫恒濕箱中，備用。

1.2.3 無機硫化物

無水硫酸鈉（純度≥99.0%，廣州化學試劑廠）；硫酸鋇（純度≥98.9%， SIGMA-AIDRICH）；五水硫代硫酸鈉（純度≥99.0%， 廣東光華化學廠有限公司）；亞硫酸鈉（純度≥97.0%， 廣州化學試劑廠）；硫氰酸鈉（純度≥98.5%， 天津市福晨化學試劑廠）。

1.2.4 有機硫化物

蛋氨酸（純度≥99.5%，SIGMA-AIDRICH）；半胱氨酸（純度≥98.5%，SIGMA-AIDRICH）；谷胱甘肽（純度≥98.0%，SIGMA-AIDRICH）；維生素B1（純度≥99.0%，SIGMA-AIDRICH）。

1.2.5 試劑

磺胺（標準品，硫含量18.62%）；三氧化鎢顆粒（Elementar,德國）；三氧化鎢粉末（Elementar,德國）；線狀銅（Elementar,德國）；銀棉（Elementar,德國）。

1.3 元素分析條件

氦氣和氧氣壓力分別為0.16 Mpa、0.2 Mpa，氦氣流量為600mL/min；氧氣流量：60mL /min；燃燒爐溫度：1150 ℃。還原爐溫度：850 ℃；第一次加氧時間：50 s，第二次加氧時間：100 s。

1.4 實驗方法

1.4.1 試驗樣品制備方法

用錫杯稱取約50 mg的三氧化鎢粉末，然后再按約為1：1的比例稱取樣品50 mg（準確至0.01mg），準確記錄樣品的稱樣量，把錫杯包裹好后待測定。

1.4.2 回收率試驗樣品制備方法

用錫杯稱取約50 mg的三氧化鎢粉末，然后再按約為1：1的比例稱取標準烤煙樣品50 mg（準確至0.01 mg），準確記錄樣品的稱樣量，天平歸零，然后在其中再加入一定量的硫化物，準確記錄加入硫化物重量（準確至0.01 mg），把錫杯包裹好后待測定。

1.4.3 樣品測試方法

用磺胺標準品建立儀器總硫校正曲線（20～30個點），該曲線一般3～6個月后重新繪制一次，保存在工作站中。在測試樣品的當天，準確稱取10.00～20.00 mg 的磺胺，采用元素分析儀連續測定2～3次，建立總硫的日校正系數（當日校正系數偏離0.9～1.1之間，重新制備標準曲線）。且每20次樣品測定后應檢測2次磺胺標準品，以檢測系統穩定性，并及時調整日校正系數。

把待測定樣品按序號放入自動進樣器中，并把稱取的準確質量輸入元素分析儀器工作站中。

表1 元素分析法測定5種無機含硫化合物硫含量 與標準值比較Tab.1 Sulfur content of five inorganic sulfocompound determined by elemental analysis in comparison with the standard values

表2 元素分析法測定4種有機含硫化合物硫含量與標準值比較Tab.2 Sulfur content of four organic sulfocompound determined by elemental analysis in comparison with the standard values

2 實驗與結果討論

2.1 元素分析法測定無機硫化物和有機硫化物試驗

用元素分析法測定無機硫化物(表1)和有機硫化物（表2）的結果表明測定結果與樣品硫含量非常接近，測定含量差值在0.03%-0.84%之間，準確度良好。說明該方法適用于測定不同種類的硫化物。

2.2 烤煙樣品中添加有機硫化物和無機硫化物的回收率試驗

煙草及煙草制品中可能含有各種類型的硫化物，同時也含有其它各類復雜的組分，通過在煙草樣品中添加不同比例的硫化物試驗，以考察樣品的其它組分對有機和無機硫化物組分回收率的影響。以煙草樣品烤煙約50 mg作為本底，測定烤煙樣品硫含量為0.58%，然后在其中分別添加50%、100%、150%的有機硫化物蛋氨酸和無機硫化物硫酸鈉，考察其加樣回收率情況。

表3 烤煙樣品中添加不同量蛋氨酸回收率結果Tab.3 The recovery rate of different amount of methionine added into flue-cured tobacco

在煙葉樣品中添加蛋氨酸（表3）和硫酸鈉（表4）的回收率分別為96.0%-96.6%和95.3%-98.9%，說明該方法可以用于煙草中總硫的測定。

2.3 元素分析法測定不同種類樣品的結果

從表5結果中可以看出，元素分析法測定不同類型煙葉樣品硫含量在0.54%-0.58%之間，樣品連續測定3次，RSD在0.11%-2.22%。表6顯示總硫的含量在0.34%-0.50%之間，連續測定3次的RSD為0.31%-2.53%。說明元素分析法測定煙草及煙草制品中總硫的含量精密度良好，結果穩定可靠，可應用于煙草行業對煙草中總硫的測定。

表4 烤煙樣品中添加不同量硫酸鈉回收率結果Tab.4 The recovery rate of different amount of sodium sulfate added into flue-cured tobacco

表5 不同種類煙葉硫含量測定結果Tab.5 Sulfur content in different types of leaf tobacco

2.4 與其它方法比較

為了驗證元素分析法測定結果的準確性，對5個不同的煙草樣品分別采用本方法和YC/T 284-2009《煙草及煙草制品 硫的測定 光度比濁法》方法進行比對實驗，結果顯示，元素分析與現行標準方法測定樣品結果比較RSD在5%以內，檢測結果具有一致性。具體見表7。

表6 不同種類煙草制品硫含量測定結果Tab.6 Sulfur content in different tobacco products

表7 兩種不同方法測定樣品結果比對Tab.7 Comparison of detection results produced by two different methods

3 結論

元素分析法直接固體進樣測定煙草及煙草制品中的硫,該方法前處理簡便，操作簡便快速、靈敏度高，具有較好的精密度和準確度。方法穩定性好、操作簡便、快速,測定一個試樣的時間短,消耗的化學試劑少，既可節省測定時間，同時也是一種環保的檢測方法。該方法適宜在煙草及煙草制品總硫的測定中推廣應用。

[1]肖協忠.煙草化學[M].北京：中國農業科技出版社，1997：10,55-56，207-208.

[2]張愧苓，葛翠英.煙草分析與檢驗[M].鄭州：河南科學技術出版社，1991：46.

[3]李忠，劉思遠，黃海濤，等．煙草制品中硫含量測定的研究［J］．光譜實驗室，2000，17(5) ：534-535．

[4]吳名劍，孫賢軍，雷啟福，等．硫酸鋇溶膠比濁法測定煙草中的硫［J］．煙草科技，2005(1) ：24-26．

[5]YC/T 284-2009.煙草及煙草制品中硫的測定 光度比濁法[S].

[6]喬愛香，曹磊，江冶，等．干灰化和微波消解－電感耦合等離子體發射光譜法測定植物樣品中22 個主次量元素［J］．巖礦測試，2010，29(1) :29-33．

[7]郝紅玲，何愛民，蘇國歲.微波消解－離子色譜法測定煙草中的全硫[J].煙草科技，2011（10）：39-43.

[8]代春吉，董文賓．微波消解在處理生物樣品中的應用［J］．食品研究與開發，2006，27（3）：95-97．

[9]趙明，蔡葵，趙征宇，等．微波消解技術在農業樣品分析中的應用［J］．理化檢驗·化學分冊，2006，42（11）：923-925．

[10]夏朝郴.元素分析法測硫精砂中硫[J].四川化工，1995，（3）：16-19.

[11]甄志,李宇,陳鴻偉.Vario EL Ⅲ 元素分析儀測硫方法分析[J].電力科學與工程，2002（4）:43-45.

[12]縱兆偉.Vario E L.元素分析儀的應用與改進[J].浙江化工，2003，34（9）：14-16.

[13]程思海，陳道華，王飛.元素分析儀法快速測定海洋地質樣品中的硫[J].化學分析計量，2010，19（3）：32-35.

[14]程思海，陳道華，雷知生.使用元素分析儀測定海洋沉積物中的硫化物[J].巖礦測試，2011（02）：63-66.

[15]應衛.Vario EL元素分析儀測定含硫配合物的改進方案及應用[J].實驗室科學，2011，14（1）：164-167.

Determination of sulfur content in tobacco products by elemental analysis

CHEN Cuiling,KONG Haohui,WANG Hua
Technology Center,China Tobacco Guangdong Industrial Co.,Ltd.,Guangzhou 510385,China

Elemental analysis was developed to determine sulfur content.Results showed that organic and inorganic standard samples produce values very close to theoretical values,with deviation less than 1%.Standard recovery rate ranged from 95.3% to 98.9%,RSD ranged from 0.11% to 2.22%.The elemental analysis method was accurate and suitable for the determination of sulfur in tobacco and tobacco products.

tobacco & tobacco product；elemental analysis; sulfur content

10.3969/j.issn.1004-5708.2014.01.004

TS411,O658.9

A

1004-5708（2014）01-0021-05

陳翠玲（1981—）,碩士，工程師，從事煙草化學香味成分分析研究，Tel：020-81233847，Email：chencl@gdzygy.com

孔浩輝 (1974—),碩士,高級工程師,從事煙草化學香味成分分析研究， Tel:020-81233858,Email:konghh@gdzygy.com

2013-03-15