烟草化学成分分析实验论文

专业：2011级烟草 姓名：王先勃

学号：2011310139

同地区烟叶样品不同品种、相同部位含氮化合物的分析比较

王先勃 2011310139

2011级烟草班

摘要：本文针对同产地（云南大理祥云）的烤烟不同品种、同部位的含氮化合物进行测定，然后对结果进行讨论分析。含氮化合物不仅影响烟叶的特性，决定经济产量，对烟叶的评吸质量和吸烟者的健康也有重要影响，因此对其测定和比较分析有重要的意义。 关键词：烟叶样品 蛋白质 烟碱 总氮

前言：烟叶中总氮含量和其中各类型的含氮化合物之间有密切的相关性。总糖和总氮比是衡量烟叶品质重要的参数。烟叶中蛋白质不利于烟叶吸食质量的因素，含量高时，在燃吸过程中会产生类似烧羽毛的枯焦味，对气味产生不良影响，影响香吃味，还使燃烧性降低，会产生过多的有害物质，安全性降低，若含量太低，则导致抽吸时吃味平淡，没有香吃味。烟叶中碱类物质的类别按其化学特点，可以分为两大类，即烟草生物碱及其它碱性化合物，烟草中生物碱，如烟碱，异甲基烟碱，异烟碱，新烟碱的，以烟碱最为重要，约占95%左右。在上述两类碱类物质中有一部分属于挥发性碱类物质，即在缓冲溶液中进行蒸汽蒸馏能溢出的那一部分碱类物质。以氨类含氮化合物为主，也有少量的游离烟碱，主要包括氨、胺、酰胺、游离烟碱。

正文

1、材料和方法

1.1 样品来源

云南省大理州祥云县的三种不同的烤烟品种，DL02， K326，云烟96的同一等级（C3F）的烟叶。

1.2 方法

1.2.1 紫外分光光度法测定烟碱含量

（一）原理：利用烟碱与水蒸汽共同蒸馏的特性，在强碱介质中氢氧化钠存在下进行水蒸气蒸馏，使全部植物碱（包括烟碱、去甲基烟碱、新烟碱等）挥发而逸出，然后根据烟碱对紫外光具有特殊的吸收能力，吸收峰值为259nm处，并且

其吸光度与烟碱的含量成正比。借助紫外分光光度计可测得待测溶液烟碱的浓度，进一步换算求的烟碱的含量。

（二）实验仪器及用具：电子天平、紫外分光光度计、蒸馏装置、500ml凯氏瓶、250ml、100ml容量瓶、定氮球、10ml、25ml移液管、50ml量筒。

（三）实验内容及操作步骤：

1、称量（分析天平操作）：称取烟样0.8000g左右于500ml凯氏瓶中，加NaCL25g、10mlNaOH 30% 。

2、加蒸馏水及沸石：加30ml蒸馏水和沸石2块。

3、蒸馏装置的安装

4、蒸馏

5、待测液的定容吸取25ml于100ml容量瓶中用0.05N HCL定容至刻度，摇匀后备用。

（四）计算：

烟碱（%）?1.059?F?[A259?1(A236?A282)?V?100W?(1?含水率）?34.3?1000

式中1.059---换算为重量法测定值的校正系数；

34.3---烟碱的吸光系数，即1000ml中含有1g纯烟碱溶液，按测定值记为34.3； F---稀释倍数；

V---蒸馏液的定容体积（250ml）。

表一：烟碱

1.2.2酸碱滴定法测定总挥发碱含量

（一）原理：利用PH8.0的磷酸二氢钾-硼砂缓冲溶液进行蒸汽蒸馏，将烟叶样品中的氨类物质挥发逸出，用0.1NHCI标准溶液吸收逸出的挥发成分，然后以甲基红—次甲基蓝混合指示剂指示终点，用0.1N氢氧化钠标准溶液滴定剩余的酸，记下标准溶液的耗用体积，从而计算出总挥发碱的含量（以NH3计）。 （二）仪器设备：电子天平、蒸馏装置、500ml凯氏瓶、1000ml三角瓶、定氮球、15ml移液管、100ml量筒、50ml碱式滴定管。 （三）实验内容及操作步骤：

1、称量（分析天平操作）：称取烟样2.5000g左右于500ml凯氏瓶中 2、加pH=8的磷酸二氢钾--硼酸缓冲液75ml和沸石2块。 3、蒸馏装置的安装

4、蒸馏：打开冷凝管后立即通气蒸馏，蒸馏正常后凯氏瓶适当加热以保持凯氏瓶原有体积，待溜出液达800ml左右，停止蒸馏并冲洗冷凝管内壁及末端。

5、滴定：取下三角瓶冷却后，滴加甲基红---次甲基蓝混合指示剂8-10滴，用0.1N的NaOH标准溶液滴定到溶液由紫红色变为无色或灰白色即为终点，记下NaOH耗用体积（ml），同时做空白试验（校正试剂误差）。

（四）、计算：

总挥发碱（%）=

[NHCL(VHCL?V0)?NNaOHVNaOH]?0.017?100W?(1?含水率）

式中：0.017---氨的毫克当量值。

表二：总挥发碱

1.2.3凯式定氮法测定总氮含量

（一）、原理：用强氧化剂过氧化氢和浓硫酸高温消煮烟叶样品，以氧化烟样中的有机酸等有机物变成二氧化碳等，从而使烟样中的氮素比较完全地释放出来，

并与硫酸结合成硫酸铵，再用定氮蒸馏方法测定或扩散法测定。对凯式定氮法的改进有缩短消化时间有使用增温剂、催化剂、氧化剂；将消化加热方法以前用电炉，现在改为铝锭加热。氨蒸馏，以前是消化再蒸馏，改为水蒸气蒸馏；蒸出的氨吸收，改硫酸为硼酸吸收。氨的滴定，改用硼酸吸附蒸出氨有标准碱液滴定。

（二）、仪器设备：电子天平、KDN-2C定氮仪、红外消煮炉、消化管、酸式滴定管、100ml容量瓶

（三）、操作步骤

1、称样：称取烟样0.6000g左右于200ml消化管中；

2、加少量水湿润烟叶样品，加浓硫酸10ml轻轻后置上一小漏斗。

3、消煮样品：

低温消煮：在消煮炉上先低温慢慢加热至开始冒出大量白烟，微煮约5min，待溶液呈均匀的棕黑色时升至高温（320°C---340°C）。

高温消煮：取下稍微冷却，滴加7-10滴30%H2O2，摇匀后继续加热微沸5min，取下稍微冷却，滴加6-9滴30%H2O2，如此反复多次直到消煮液完全清凉为止，再继续微沸5--10min以除尽剩余的H2O2。

4、消煮液的冷却、转移与定容。

5、定氮蒸馏

6、氨的滴定：取下三角瓶，立即用刘栓标准溶液滴定至溶液由绿色变为紫红色即为终点，记下硫酸标准溶液的耗用体积，同时做空白试验。

（四）、结果计算

N(V?V0)?0.014?分取倍数全氮（%）=?100W?(1?含水率）

式中：0.014----- 毫克当量氮的重量（g）

表三：总氮

1.2.4间接计算法计算蛋白质含量：

蛋白质（%）=6.25?（总氮-烟碱氮）=6.25?（总氮-烟碱?0.1727）

6.25-----蛋白质常数。即在100g蛋白质中含16g氮，1g氮相当于6.25g蛋白质。 表四：蛋白质

2、实验结果与分析

2.1 实验结果

表五：含氮化合物

2.2结果分析比较

烟碱主要影响烟气的生理强度，从上表（表一、表二、表三、表四、表五）可以看出K326对吸烟者产生的生理强度要大于DL02和云烟96。

挥发性烟碱的含量与烟叶的劲头呈正相关，也是产生刺激性的主要来源，使烟叶具有强烈的刺激性，挥发性烟碱的含量对烟叶的吃味和香气有关，太高太低对烟叶的香气和吃味都有影响，是不利于烟叶品质的化学成分。从上表中看出

DL02和云烟96挥发碱和总氮的含量相差不大。

烟叶中的蛋白质是不利于烟叶吸食质量的因素，含量高时，在燃吸过程中会产生类似烧羽毛的枯焦味，对气味产生不良影响，影响香烟叶样品不同品种、相同部位含氮化合物的分析比较吃味，还使燃烧性降低，会产生过多的有害物质，安全性降低；若含量太低，则导致抽吸时吃味平淡，没有香吃味。

参考文献：

[1] 丁金玲，李永忠 烟草化学成分分析指导书【M】 .云南农业大学烟草学院

[2] 韩富根主编 烟草化学【M】.中国农业出版社，2003

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[4] 金闻博，戴亚，杨俊 烟草化学分析与烟气分析。南昌：江西科学技术出版社，1999

[5] 周正江 利用DNS定糖法快速测定烟草中水溶性总糖的研究【J】.烟草科技 1998（01）

[6] 李忠，蒋次清，刘巍等，烟草中钾含量测定的研究【J】.分析科学学报，2001,17（1）：60-61

[7] 肖协中 烟草化学【M】北京 中国农业出版社. 1997

[8] 阎克玉主编 烟草化学，河南，郑州大学出版社，2002

第二篇：化学成分分析实验复习

烟草化学成分分析实验

一、名词解释

采样：在烟草及其制品中抽取有一定代表性的样品，供分析化验用，这个过程称为采样，所抽取的分析材料称作试样或样品。

平均测定：为了减免偶然误差，将同一样品同时进行数个重复测定，求其平均值，并按照一定误差要求，检查其精密度是否符合允许误差范围。

相对偏差：用平均值减去任意值，再除以均值后乘以百分之百的值，称相对偏差。 超差：两次平行测定结果的相差超过预期的误差范围。

水分测定直接法：利用水分本身的物理性质和化学性质直接测出样品中所含水分的方法。

空白试验：指在分析项目测定中，为了消除试剂、蒸馏水带进杂质所造成的系统误差，在不加试样的情况下，按照试样分析操作步骤和条件进行试验，所得结果称为空白值。然后从试样测定结果中扣除空白值。

总挥发碱：指烟叶中可以挥发的那部分氨类含氮化合物，以氨类含氮化合物为主，也有少量的挥发烟碱，如游离尼古丁、氨、酰胺、胺类等。

莫尔法：烟样经过碱性干灰化后，以KCrO4作指示剂，用AgNO3标准溶液滴定Cl，由反应消耗的标准AgNO3用量，计算出氯的含量，此方法是1856年由莫尔首先提出的，故叫莫尔法，也成为银量法。

含氮化合物：烟草中含氮化合物通常以总氮量表示，其主要成分是烟碱、蛋白质、游离氨基酸和硝酸盐等。其含量对烟草感官评吸质量和吸烟者的健康都有重要影响。这些含氮化合物在燃烧时产生碱性物质。

还原糖：具有还原性的糖类的总量，包括所有单糖、大部分二糖和低聚糖。

二、烟叶样品的采集和制备（填空）

操作步骤：1采样：检样→混合样品→平均样品

2除灰尘、杂质和病斑：采集的初烤烟叶→先用软毛刷轻轻刷净粘附于叶片上的沙粒、细土、灰尘（尤其是下部叶）→剪去病斑和枯焦部分 3去主脉、剪碎：抽去主脉→用剪刀剪成碎块或丝后放在白瓷盘内

4烘干：立即将白瓷盘置于60。C的低温烘箱内烘烤（间隔一定时间翻动烟叶碎片，并注意不要把烟叶碎片翻洒到烘箱中）→烘至用手能捻碎为止

5烟叶样品的粉碎：立即取出烘干烟叶碎片→用植物粉碎机粉碎，研磨（细叶梗要反复研磨，务必使全部过筛，不可丢弃。）后倒入40目铜筛使其全部通过40目铜筛

6分析样品的保存：将已通过40目铜筛的烟末充分混匀后立即装入洗净烘干的250ml广口瓶中密封保存→用铅笔编号登记→填好标签贴在瓶上。

三、实验二 烟叶样品的水分测定（需记忆方案 公式）——常压恒温干燥法 实验目的：掌握烟叶样品水分的测定意义和原理；学会并熟练掌握烟叶样品水分测定的操作技能及结果计算。

原理：利用水在100。C蒸发的特性，使烟叶样品处在100-105。C的条件下，经过一定时间，使样品中水分挥发散失（严格地说散失的是水分和挥发性物质的总量），得到无水的干物质。样品原重和样品干重之差即水分，从而计算出水分百分数。

主要仪器设备：分析天平、恒温烘箱（内部各部位温度变动不应超过+2。C，以保证恒温）、称量瓶（铝盒或瓷坩埚）、角勺、干燥器

实验内容与操作步骤：

1称量瓶称量（分析天平）：将洗净烘干的称量瓶打开盖子→置于100-105。C烘箱中烘30min→用坩埚钳取出→放入干燥器中冷却至室温称重为W1→如此反复直至称量瓶恒重（+0.002- +0.003g）

2样品称重（分析天平）：用骨匙（角勺）将烟叶样品搅拌均匀→称取烟样2.0000-5.0000g左右于称量瓶中→称重为W2（W1+样品重）

。 3烘干样品（烘烤箱）：将盛有样品的称量瓶打开盖子放入100-105C

烘箱中烘2h。

4烘干样品的冷却（干燥器）与称重（分析天平）：用坩埚钳将称量瓶从烘箱中取出→放入干燥器中冷却至室温（约10-15min）后称重为W3（W1+样品干重），再烘30min冷却后称重，要求两次称量不超过+0.002- +0.003g 结果计算：烟草含水率= W2-W3 ×100

W2-W1

1- 含水率= W3-W1 ×100

W2-W1

相对偏差= │均值-任意值│ ×100

均值

实验三 烟叶样品中烟碱的测定（全部掌握）

（一）紫外分光光度法

实验目的：掌握烟叶样品中烟碱的测定意义和紫外分光光度法测定烟碱的原理；学会并熟练掌握紫外分光光度法测定烟碱的操作技能及结果计算。

方法原理：利用烟碱具有与水蒸汽共同蒸馏的特性，在强碱性介质NaOH存在下进行水蒸汽蒸馏，使全部植物碱（包括烟碱、去甲基烟碱、新烟碱等）挥发而逸出，然后根据烟碱对紫外光具有特殊的吸收能力，其吸收峰值为259nm处，并且其吸光度与烟碱的含量成正比。借助紫外分光光度计可测得待测液烟碱的浓度，进一步换算求得烟碱的含量。

实验仪器及用具：电子天平、紫外分光光度计、蒸馏装置、500ml凯氏瓶、250ml、100ml容量瓶、定氮球、10ml、25ml移液管、50ml量筒

试剂：0.05N HCl、NaCl、NaOH

实验内容及操作步骤：1称量：称取烟样0.8000g左右于500ml凯氏瓶中→加NaCl25g,NaOH3g

2加蒸馏水及沸石：加30ml蒸馏水和沸石2块 3整流装置的安装

实验四 烟叶样品中总挥发碱的测定P15（需要看）

计算：1烟叶样品中总氮的测定P18

全氮=N(V-V0)×0.014×分取倍数×100

W×(1-含水率)

N=0.03786 V—H2SO4标准溶液的耗用量 V0—空白滴定耗用量 蛋白质=6.25×（总氮-烟碱氮）

=6.25×（总氮-烟碱×0.1727）

2烟叶样品中全钾的测定P23

3烟叶样品中还原糖的测定P29

4烟叶样品中水溶性总糖的测定P33

四、简答题

1从化学分析的角度上简述烟叶样品水分的测定意义

答：从化学分析角度上讲，所测烟叶及卷烟制品，还残留一些水分，为了使分析结果准确，在进行各项化学成分分析的同时，必须进行水分测定，求出烟叶样品的含水百分比，以便将各项分析样品重量换算为干重量，需要指出的是，在一般分析数据资料中，烟叶水分通常指自由水。

2测定烟叶水分的方法有哪几种？什么是直接法？什么是间接法？

答：分为直接法和间接法

直接法：利用水分本身的物理性质和化学性质直接测出样品中所含水分的方法称为直接法。

间接法：利用样品的折射率，电导，介电常数等物理性质测定水分的方法称为间接法。

3简述常压恒温干燥法测定水分的原理

。。答：利用水在100C蒸发的特性，使烟叶样品处在100-105C的条件下，经过一

定时间，使样品中水分挥发散失（严格地说，散失的是水和挥发性物质的总量）， 得到无水的干物质。样品原重和样品干重之差即水分，从而计算出水分百分数。 4烟碱在烟草体中的存在形态有哪几种？

答：通常是与无机酸或有机酸结合成盐而存在于烟草体中，少量以游离的状态存在，也有少数以糖苷、酯或酰胺的状态存在。

5紫外分光光度法测定烟碱的原理是什么？

答：利用烟碱具有与水蒸汽共同蒸馏的特性，在强碱性介质NaOH存在下进行水蒸汽蒸馏，使全部植物碱挥发而逸出，然后根据烟碱对紫外光具有特殊的吸收能力，其吸收值为259nm处，并且其吸光度与烟碱的含量成正比，借助紫外分光光度计可测得待测液烟碱的浓度，进一步换算求得烟碱的含量。

6简述酸碱滴定法测定总挥发碱的原理

答：应用PH=8的磷酸二氢钾—硼砂缓冲液进行蒸汽蒸馏，使烟叶中的氨类物质挥发逸出，用过量的HCl标准溶液吸收挥发逸出的成分然后以甲基红—次甲基蓝混合指示剂终点，用NaOH标准滴定液滴定剩余的HCl，从耗用的NaOH毫升数计算出总挥发碱的含量。

7烟碱的测定与总烟碱的测定有何异同点？

答：相同点：两个用的都是水蒸汽蒸馏法

不同点：烟碱的测定时在强碱介质NaOH存在下进行水蒸汽蒸馏，然后借助紫外分光光度计测得烟碱的浓度，再求得烟碱的含量，而总挥发碱的测定是在PH=8的磷酸二氢钾—硼砂缓冲液中进行蒸汽蒸馏，再用酸碱滴定的方法，用耗用的NaOH毫升数计算出总挥发碱的含量。

7测定总挥发碱为什么不在强碱性介质NaOH下进行蒸汽蒸馏，而要在PH=8的磷

酸二氢钾—硼砂缓冲液下进行蒸汽蒸馏？

答：因为在强碱性条件下，许多非氨类含氮化合物也会部分分解放出氨类物质，因此，不能反映烟草中的氨类物质的实际含量，而应用磷酸二氢钾—硼砂缓冲液（PH8）代替NaOH进行蒸汽蒸馏，则除了烟叶中的氨类物质挥发逸出外，尚有易挥发的烟碱以及部分易于分解的酰胺基水解或氨气而逸出，挥发性的较低大部分次生植物碱的去甲基烟碱以及其他非氨类含氮物不能挥发，这样测得的结果就更接近实际情况，因为酰胺基类物质对烟叶品质的不良影响与氨相似，可以作为氨类物质来对待。

8总氮的主要成分有哪些？

答：以总氮表示，主要成分是烟碱，蛋白质，氨，游离氨基酸和硝酸盐等。 9简述总氮的测定意义

答：（1）烟叶中总氮量和其中各类型的氮化物含量之间有着密切的相关性，总氮含量高，往往其它的氮化物含量也高，故测定氮的总含量对了解氮化合物特性具有代表性

（2）衡量烟叶品质常用参数，如总糖和总氮比，总氮和烟碱比，当总糖和总氮比较协调时，烟叶质量好，总氮和烟碱之比应小于1为好，故测定总氮是必要的

（3）由于测定蛋白质的含量手续复杂，故常常习惯用总氮量和烟碱氮之差值乘以系数6.25，求得的值作为蛋白质的含量

10何为凯氏定氮法？近百年来凯氏定氮法进行了哪些改进？

答：凯式测定法：用强氧化剂过氧化氢和浓H2SO4高温消煮植物样品，以氧化植物样品中的有机碳等有机化合物，使成为CO2等从植物中的氮素比较完全地释放出来，并与H2SO4合成（NH4）2SO4，再用定氮蒸馏方法测定或扩散法测定。 改进：（1）缩短消化时间，在不影响结果的条件下，为加速消化过程，提高有机氮化合物的分解速度1增温剂：K2SO4—H2SO4 2催化剂：CuSO4—H2SO4 3氧化剂：H2O2、HClO、K2Cr2O7等

（2）氨蒸馏的改进，消化结束后，再进行蒸馏。蒸出的氨的吸收，改硫酸为硼酸吸附

（3）氨的滴定改进 改用硼酸吸附蒸出氨，而用标准酸直接滴定硼酸吸附的氨，求出氨的含量

11如何对蛋白质进行间接换算？为何测出的蛋白质为粗蛋白质？

答：蛋白质（%）=6.25×（总氮-烟碱氮）=6.25×（总氮-烟碱×0.1727） 因为这样算出的蛋白质还含有含氮色素和含氮类脂，所以测出的蛋白质为粗蛋白质。

12什么是莫尔法？简述莫尔法测定氯的原理

答：烟样经过碱性干灰化后，以KCrO4作指示剂，用AgNO3标准溶液滴定Cl-，由反应消耗的标准AgNO3用量，计算出氯的含量，此方法是1856年由莫尔首先提出的，故叫莫尔法，也成为银量法。

-原理：烟样经过碱性干灰化后，所得灰分用水溶解，Cl溶于水中，根据分步沉

淀原理，在PH=6.5-10.5的溶液中，以K2CrO4标准溶液滴定Cl-,等当点前，Ag+

-2-首先与Cl生成白色的AgCl沉淀，等当点后，Ag+与CrO4生成Ag2CrO4砖红色沉淀，指示到达终点，由反应消耗AgNO3用量，计算出氯的含量。

13莫尔法测定氯的过程中应注意些什么？

答：（1）灰化温度必须在500。C左右 （2）K2CrO4作指示剂，只能在中性或微碱性溶液中进行，测定溶液应在PH=6.5-10.5之间（3）Cl-含量高时，固生成白

色AgCl沉淀过多而影响终点，此时可减少待测液吸取量（4）大量硫酸盐存在对待测液发生烦扰，一般小于32mg时，对本测定无干扰（5）滴定时要充分摇动待测液。

14什么是单糖？什么是还原性总糖？

答：单糖指不能再水解的多羟基醛或多羟基酮；还原性总糖：凡具有醛基或酮基的单糖（果糖 葡萄糖）和具有潜醛基的双糖（麦芽糖和乳糖）具有还原性的糖的总量。

15还原糖的测定方法有哪几种？此外还有哪几种方法测定还原糖？其中最常用而准确的方法有哪几种？

答：测定方法：重量法、容量法、比色法 此外还有色谱法、酶法、院子吸收分光光度法，最常用的有：伯川法、苦味酸比色法

16什么是水溶性总糖？它包括哪些糖？

答：经水解后测得的糖为可溶性总糖即单糖、二糖和其他低聚糖均有水溶性，这些水溶性糖对烟草品质的影响又基本相同，在检测中常用相同的方法提取，测定其总量，它主要包括葡萄糖，果糖等单糖和蔗糖，麦芽糖等二糖以及低聚度的棉子糖等。

17伯川法测定水溶性总糖时为什么要严格控制溶液的浓度、加热时间、加热强度和温度？

答：伯川法是重量法中的一种，以还原糖将斐林试剂还原产生的Cu2O重量为原理的方法，这个方法只限制于定糖液中含糖量在20-80mg之间，如糖分过高,减少糖液用量或减少样品称样量，所制备糖液需呈中性或微碱性，不可呈酸性，否则部分蔗糖被水解，碱性过强，会产生沉淀，因此在伯川法测定中要注意，溶液的浓度，因为在加热时少量斐林试剂会发生分解，形成氧化亚铜，并且在碱性条件下，斐林试剂还可以使极少量的单糖分解，因此在试验中，一定要严格遵守伯川法所需要的溶液度，加热时间，加热强度和温度，才能得到准确结果，否则任何出入都会使结果发生偏差。

18何谓烟叶粗脂肪（石油醚提取物）？它分为哪两种？各包括哪些物质？ 答：用石油醚浸提烟草样品，可将烟草中的芳香油、树脂、色素、醛、蜡、脂肪等物质提取出来，称之为石油醚提取物。

挥发性油成分：大量低分子的烃类、醇类、酸类、酚类、醛类、酮类、酯类、低分子萜类等

高分子的脂质类：油脂、类脂、甾醇、萜类。

17烟叶中粗脂肪（石油醚提取物）的测定方法有哪几种？为何用有机溶剂提取的脂肪均为粗脂肪？

答：测定方法：油重法（直接法）、残余法（间接法）、折光率法

油重法测得的石油醚提取物均为粗脂肪，因为有机溶剂浸提脂肪的同时，色素、蜡质、挥发油、树脂等也被浸提出来。