光谱法预测烟叶中的烟碱_钾和氮素
FT-NIR光谱测定烟草中烟碱、总氮、总糖含量的模型研究
FT-NIR光谱测定烟草中烟碱、总氮、总糖含量的模型研究邓亮;冷红琼;段沅杏;芮晓东;沈志强;郭亚东【期刊名称】《云南农业大学学报》【年(卷),期】2013(028)006【摘要】试验旨在研究应用近红外光谱技术快速测定烟草中烟碱、总氮、总糖含量的可行性.使用偏最小二乘法(PLS)为建模方法,选择4 030～9 000 cm-谱段,采用一阶导数和SG平滑滤波法进行光谱预处理,建立了烟草中烟碱、总氮、总糖的近红外预测模型.3种组分最佳PLS预测模型的相关系数r分别为0.993 2,0.963 5和0.9810,交叉检验的均方差(RMSECV)分别为0.076 7,0.077 2和0.984 0.考察了模型的精密度,并将近红外光谱技术与参考方法(YC/T161)相比较,用实际样品进行了验证.结果表明:所建模型精密度良好,两种方法测得值不存在显著性差异(P＜0.05),近红外光谱技术可以准确地定量分析烟草中烟碱、总氮、总糖.【总页数】5页(P814-818)【作者】邓亮;冷红琼;段沅杏;芮晓东;沈志强;郭亚东【作者单位】昆明医科大学药学院,云南省天然药物药理重点实验室,云南昆明650500;昆明医科大学药学院,云南省天然药物药理重点实验室,云南昆明650500;云南烟草科学研究院,云南昆明650106;云南烟草科学研究院,云南昆明650106;云南烟草科学研究院,云南昆明650106;昆明医科大学药学院,云南省天然药物药理重点实验室,云南昆明650500;昆明医科大学药学院,云南省天然药物药理重点实验室,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TS411【相关文献】1.FT-NIR光谱分析技术测定烟草中总氮、总糖和烟碱 [J], 王家俊2.FT-NIR光谱法测定烟草中绿原酸、芸香苷、莨菪亭及总多酚含量 [J], 冷红琼;郭亚东;刘巍;张涛;邓亮;沈志强3.FT-NIR光谱仪测定烟草化学成分不同谱区范围对数学模型影响的研究 [J], 马翔;王毅;温亚东;谢丽华;崔永和;张静;李洪博4.近红外光谱与烟草样品总糖含量的非线性模型研究 [J], 陈达;王芳;邵学广;苏庆德5.荷移光谱法测定烟草中烟碱的含量 [J], 黄薇;刘雪静因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
火焰原子光谱法测定烟叶钾的预处理方法及其比较
《现代农业科技》2009年第12期钾是烟叶生长必不可少的的微量元素，对烟叶的质量有重要影响。
各国正在积极开展低毒安全烟叶和卷烟的研究，探索微量元素对卷烟的减毒作用，减少吸烟对人体的危害。
目前，我国已有关于测定烟草中钾等元素的报道。
就其对烟叶样品的预处理方法来看，有灰化法、消化法、悬浮液法3种，现对这3种方法进行简要介绍，并对其优缺点进行比较，以期为烟叶样品的预处理提供参考。
1灰化法1.1实验原理钾的自动测定基于如下过程：样品经过雾化送入火焰中，钾在776nm处被测定。
1.2实验室设备美国产原子吸收光谱仪，型号SOLAARS2。
1.3仪器工作条件波长：766.5nm，灯电流10mA，狭缝0.15~0.18mm，空气1.8kg/cm2，乙炔气0.4kg/cm2，燃烧器高度2cm。
1.4试剂配制标准KCl溶液：5mg/kg；NaCl溶液：5mg/kg；1∶4HCl 溶液。
1.5待测液制备准确称取烟样2.0000g，于25cc坩锅中，先放在电热板上炭化，盖子半开，灼烧到干馏物质不再发生反应（不再有烟），将坩锅移入高温电炉中在不超过500℃条件下，灼烧30~60min，取出坩锅，一般灰化好的灰分为浅灰色，冷却后加蒸馏水湿润；再加1∶4HCl1.0~1.5mL溶解灰分，然后用蒸馏水冲洗并过滤到200mL容量瓶中定容，吸取5mL定容于100mL容量瓶中，再从100mL中吸取1mL加到25mL容量瓶中，并加入1mL5mg/kg的Na+溶液，定容后，在原子吸收分光光度计上测定。
1.6标准曲线分析纯KCl,105℃干燥2h。
称取KCl0.1583g，定容于100mL蒸馏水中，得到相当于浓度为1000mg/kg的K2O标准溶液。
分别吸取1000mg/kg K2O标准溶液4mL，8mL，12mL，16mL，20mL，置于100mL容量瓶中，各加入1mL5mg/kg Na+溶液，稀释到刻度，得到40mg/kg，80mg/kg，120mg/kg，160 mg/kg，200mg/kg的标准系列溶液，分别在原子吸收分光光度计上测定其吸光度，用计算机回归，计算含量和工作曲线的斜率（S）。
研究烟叶常规化学指标钾含量检测的新方法
研究烟叶常规化学指标钾含量检测的新方法在烟叶中，元素钾的含量对其口感和风味具有重要的作用。
传统的钾含量检测主要采用原子吸收光谱法和紫外分光光度法，这些方法因受到条件制约而没有得到广泛使用。
文章通过对烟叶钾含量的检测方案比较，采用电感耦合等离子体质谱法对其进行了探究。
结果表明，检测结果是科学合理的，检测方法较为便捷，值得推广。
标签：烟叶；钾含量；检测方法1 烟叶钾含量的研究意义烟草含钾量是衡量烟叶品质的重要指标之一，对烟草的外观和内在品质均有良好影响。
烟叶含钾量高，香气足，吃味好，富有弹性和韧性，填充性强，阴燃持火力和燃烧性好。
既对烟叶的可燃性有明显作用，又与烟叶香吃味及卷烟制品安全性密切相关。
2 烟叶钾含量检测的方案选择原子吸收光谱法：仪器检测分析时间：单项，单个样品检测时间约4min。
实验过程难易性：样品预处理简单，仪器分析过程需专人负责。
经济性：现有设备，无需另外购置。
人员培训：实验人员均经过此项培训，持证上岗。
结论：樣品检测时间较长，仪器运行过程需要专人负责。
紫外分光光度法：仪器检测分析时间：单项，单个样品检测时间约1min。
实验过程难易性：烟草样品含量达不到检测灵敏度，需要富集样品，仪器操作过程需要人工较多。
经济性：设备简单，使用成本低，但实验室暂无此设备，需另外购置。
人员培训：实验人员无此项设备操作经验，需培训。
结论：仪器运行过程需要专人负责，实验设备需要另外购置，并进行人员培训。
电感耦合等离子体质谱法：仪器检测分析时间：多项，单个样品检测时间约40s。
实验过程难易性：样品预处理过程简单，仪器运行过程稳定，基本无人工需要。
经济性：现有设备，无需另外购置。
人员培训：实验人员均经过此项培训，持证上岗。
结论：样品检测时间短，仪器运行过程稳定，人员设备均满足要求。
经过对上述对实验方法的分析，并结合本实验室的现有仪器设备和所需检测样品的实际情况，因此决定选用方案三电感耦合等离子体质谱法来检测烟叶中的钾含量。
研究烟叶常规化学指标钾含量检测的新方法
应 用 科 技
研究烟叶常规化学指标钾含量检测的新方法
杨 璐 李 青 卞海 榕
（ 江 苏 中烟 淮 阴卷 烟厂 ， 江 苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 在烟 叶 中 ， 元 素钾 的含 量对 其 口感和 风 味 具 有重 要 的 作 用 。传 统 的钾 含 量 检 测 主要 采 用 原子 吸 收 光谱 法和 紫 外分 光 光
度 法， 这些方法因受到条件制约而没有得到广泛使 用。文章通过对烟叶钾含量的检测方案比较 ， 采用电感耦合等 离子体质谱法 对其进行 了探 究。结果表明， 检测结果是科 学合理的 ， 检测方法较为便捷 ， 值得推广。
关键词： 烟叶 ； 钾含量； 检 测 方 法 １烟 叶钾 含 量 的研 究 意义 溶液 来 进行 微 波 消 解前 处 理样 品 。消解 条 件 的 选择 ： 根 据 设 定 的程 烟 草含 钾 量 是衡 量 烟 叶 品质 的 重要 指 标 之 一 ， 对 烟 草 的外 观 和 序 分别 进 行 程序 升 温 消解 。加 热 结束 后 ， 待 温 度 降低 至 ４ ０ ℃ 以下后 内在 品质 均有 良好 影 响 。烟 叶 含钾 量 高 ， 香气足 ， 吃 味好 ， 富有 弹 性 取 出消解 罐 。在 通 风橱 内转 移样 品 至 Ｐ Ｅ Ｔ样 品瓶 中 ， 进 行对 比 。 和韧性 ， 填充性强 ， 阴燃持火力 和燃烧性好。 既对烟叶的可燃性有 明 仪器检测过程。检查 电感耦合等离子体质谱仪所需使用的风 显作用 ， 又 与烟 叶 香吃 味及 卷 烟 制 品安 全 性密 切 相关 。 机、 气源 、 冷凝水等装置 ， 确保都能正常使用 。电感耦合等离子体质 ２烟 叶钾 含 量 检测 的方 案选 择 谱 仪开机启 动真空 ，待真空度 到达后进 行等离子 体点火 。预热 原子吸收光谱法 ： 仪器检测分析时间 ： 单项 ， 单个样 品检测时间 ２ ０ ｍ ｉ ｎ 后， 使用调谐液分别对仪器灵敏度 、 氧化物离子 、 双电荷离子 约４ ａｉ ｒ ｎ 。实验过程难易性 ： 样 品预处理简单 ， 仪器分析过程需专人 和质量轴调谐 。对于电感耦合等离子体质谱仪而言 ， 干扰通常为质 负责 。 经济性 ： 现有设备 ， 无需另外购置。 人员培训 ： 实验人员均经过 谱干扰和非质谱干扰 。质谱 干扰主要通过最优化仪器条件来消除 ， 此项培训 ， 持证上 岗。结论 ： 样 品检测时间较长 ， 仪器运行过程需要 而 非质 谱 干扰 主 要 源 于样 品 基体 。本 实验 采 用 的 内标 校 正法 ， 通过 专人 负 责 。 在线加入 内标溶液 ， 可以有效地校正仪器漂移 和基体效应所造成测 紫外分光光度法 ： 仪器检测分析 时间： 单项 ， 单个样品检测 时间 量信号波动 ， 保证测定的准确性。建立新的标 准工作曲线和样品检 约 ｌ ｍ ｉ ｎ 。实验过程难易性 ： 烟草样品含量达不到检测灵敏度 ， 需要 测序列 ， 在设定好的仪器条件下 ， 进行测定 。取消重大危险源一 液化 富集样 品， 仪器操作过程需要人工较多。经济性 ： 设备简单 ， 使 用成 气的使用 ， 建立过程快速稳定的检测方法， 实现大批量 （ １ ０ ０ 个 以上） 本低 ， 但实验室暂无此设备 ， 需另外购置 。人员培训 ： 实验人员无此 样 品检 测 项设备操作经验， 需培训 。结论 ： 仪器运行过程需要专人负责， 实验 ３ ． ２ 实验 结 果 设 备 需要 另外 购置 ， 并 进 行 人员 培 训 。 用微波消解 和 ５ ％乙酸浸提两种前处理方法分别 处理青州标 电感 耦 合 等离 子 体 质谱 法 ： 仪 器 检 测 分析 时间 ： 多项 ， 单 个 样 品 样 ， 电感耦合等离子体质谱仪测定 Ｋ含量 的试 验结果 ， 与标准值 对 检测时间约 ４ ０ ｓ 。实 验过 程 难 易性 ： 样 品 预处 理 过 程 简单 ， 仪器 运 行 比。结 果 表 明 ： 用５ ％乙酸 浸提 前 处 理 方法 相 对 简单 ， 但 钾 的萃 取 率 过程稳定 ， 基本无人工需要 。 经济性 ： 现有设备 ， 无需另外购置。 人员 相对较低 ， 微波消解法的萃取率略高 ， 测定 Ｋ含量与标准值相吻合 。 培训 ： 实验人员均经过此项培训 ， 持证上 岗。 结论 ： 样 品检测时间短 ， 微波消解法属于密闭消解法 ， 消解速度快 ， 工作效率高， 化学试剂用 仪器运行过程稳定 ， 人员设备均满 足要求 。 量少 ， 不污染工作环境 ， 空 白值很低 。因此， 确定选用微波消解法为 经 过 对上 述 对 实验 方 法 的分 析 ， 并结 合 本 实验 室 的现 有 仪 器设 样品前处理的首选方法。结合以上试验结果分析 ， 采用电感耦合等 备 和所 需 检测 样 品的实 际情 况 ， 因此 决定 选 用 方 案 三 电感 耦 合 等离 离子体质谱仪替代 了火焰光度计 ， 取消了使用液化气 。采用微波 消 子体质谱法来检测烟叶中的钾含量 。 解处 理 样 品 ， 操作 简单 快 速 ， 安全性高 ， 干扰少 ， 是 较 为 理 想 的前 处 ３检 测 方 案 的设计 理方 法 。 ３ ． １操作 方 法 ３ ． ３注 意事 项 样 品称 量 。 检 查 天平 室 环境 ， 关 闭 门窗 去 除 干扰 ， 保 证 安静 无 振 在实验过程中 ， 就 需 要使 用 液 化 气 来 产 生 火 焰 提 供 能 量 ， 从 而 动。校准天平 ： （ １ ） 天平应预热 ３ ０ ｍｉ ｎ以上 。（ ２ ） 天平应处于水平状 使元素发射光谱进行检测。对仪器与钢瓶摆放环境有要求 ， 周围不 态 。（ ３ ）天 平 称 盘 在 没有 称 量 物 品 时 ，应 稳 定显 示 为 零 位 。（ ４ ） 按 能有功率较大 、 频率启动的设备 ， 也不能摆放易燃易爆物品。 气体压 “ Ｃ Ａ Ｌ ” 键， 启动天平 的校准功能 。（ ５ ） 将符合精度要求的标准砝码放 力的稳定与否 ， 对 于火焰的稳定性也有影响 。流动分析仪分析样品 在 天平 的称 盘上 。 （ ６ ） 当电 子天 平 的显 示 值 不变 时 ， 说 明外 部 的校 正 过程 耗 时较 长 ， 滤 光 片容 易被 污 染 。 工作已经完成， 可以将标准砝码取出。 （ ７ ） 天平显示零位处于待用状 ４总 结 与展 望 态 。称量的过程始终由同一名实验人员操作 ， 保证实验过程的一致 我们进行了数量不等的烟叶中含钾量的测试 ， 统计了新方法 的 性。 实际工作时间 ， 并与原先采用的方法工作时间进行 了比对 ， 完成 整 采用超声浸 提前处理过程 。溶剂选择 ： 超声浸提法不能彻底地 个检测工作的总耗时降低了一半以上 ， 快速稳定的新 方法实效得到 分 解 有 机物 ， 但 由于 烟草 中的钾 是 以 盐 的形 式存 在 的 。 因此 ， 小 组 成 了进 一 步 的 印证 ， 本 次实 验 的 目标 也 圆满 完 成 。 员选 用 了 乙酸 作 为 溶 剂 进 行 提 取 。溶 剂 浓 度 的 大 小 影 响 提 取 的 效 参考 文献 率， 所 以稀 释 了不 同浓度 的乙 酸溶 液 对样 品进 行 提 取 ， 确定 ５ ％乙酸 ［ １ １ 王保兴， 邹振 民， 刘维涓， 等． 再 造烟 叶主要 化 学组 分 的 Ａ Ｏ Ｔ Ｆ — Ｎ Ｉ Ｒ 为最佳浓度。 浸提时间ｌ 司样影响浸提效率 ， 对此 ， 小组成员进行了浸 在线监测『 Ｊ ］ ． 烟草科技 ， ２ ０ １ １ （ １ ） ． 提 时 间实 验 比较 。实 验 表 明 ：浸 提 的最佳 时 间为 ３ ０ ｍ ｉ ｎ 。精 确称 取 『 ２ ］ Ｙ － 维妙 ， 葛炯 ， 张建平． 近红外透射法预测再造烟叶 中的 ５种主要 ４ ０ ％烘 干并 粉 碎 过 ０ ． ４ ５ ｍ ｍ筛 的样 品 ０ ． ２ ｇ ，置 于洁 净 的 Ｐ Ｅ Ｔ样 品瓶 化 学成 分 ｆ Ｊ １ ． 烟草 科 技 ， ２ ０ ０ ９ （ ７ ） ． 中， 加入 ５ ％的 乙 酸 溶 液 １ ０ ０ ＭＬ ， 盖上瓶盖震 荡 ３ ０ ｍｉ ｎ ， 放 在 超 声 波 ［ ３ ］ 张峰 ， 刘 江生 ， 刘 泽春 ， 等． 近 红 外透 射 光 谱 技 术 用 于烟 用香 精 的 仪器中浸提萃取 ３ ０ ｍ ｉ ｎ ，使用定性滤纸过滤样品 ，弃去前几毫升滤 品质控制［ Ｊ ］ ． 中国烟草学报 ， ２ ０ ｏ ９ （ ３ ） ． 液， 收集后续滤液作分析用 ， 同法制备了青州研究 院烟草标准样。 用 电感耦合等离子体质谱仪测定 Ｋ， 同时做空 白溶液 。 采 用 微 波 消解 前 处 理 过程 。消解 剂 的选 取 ： 微 波 消 解使 用 的试 剂 主要 有 硝 酸 、 过 氧化 氢 、 盐酸 、 氢氟酸 、 磷酸 、 硫 酸 和稀 高氯 酸 等 。 硝酸是电感耦合等离子体质谱仪分析中最好 的酸介质 ， 因为硝酸 中 含有 的氧 、氮和氢三种元素在等离子体所使用 的气体中均含有 ， 不 会再引入新 的多原子离子干扰。 过氧化氢在微波消解中通常加到硝 酸中混合使用 ， 能减少硝酸的使用量 。盐酸是一种分解许多金属氧 化物的极好的试剂 ， 不过在电感耦合等离子体质谱仪一般不使用盐 酸， 因为 其 中 ｃ ｌ 会形成 Ａ ｒ Ｃ １ ￣ ， Ｃ １ ０ ￣ ￣ 多 原 子 离子 干 扰 。根 据 小 组 成 员 对 以上 各 种 消解 剂 的分 析 讨 论 ，决 定 采 用硝 酸 一 过 氧
原子吸收光谱法测定烟叶中钾、钙含量
并 对 同一 产 区 不 同 等 级 的 烟 样 及 同
, 、
同 产 区 的 烟 样 中这 两 种 元 素 的 含 量 作 了比较 从 而 得 出 钾 钙 含 量 基本 上 和
烟 叶 品 质 质 量 在 表 观 上 呈 正 相 关性
一 引言 众 所 周 知 烟 草 是 一 种重 要 的 经 济作 物
, 。 ,
消解
H NO:
:
三酸
、
H SO
Z
4
:
H C IO
;
一 8
:
的作 用 既 独 特 又 相 互 牵制 各 种元 素 只 有 相 互 协 调均 匀 才 能 生 长 出质 量高 的 烟 叶 另 外 成 品烟 的 质量 也与 无机元 素 息 息相关
, , 。 。
b 逆 王水
HCI
:
3 H NO ~ 1
期
6
次 测 定 结果 列 于 表 表 项目
吸收 线 波 长 ( 空 心 阴极 灯 电流 ( 狭 缝宽度 (
乙 炔 流量 ( L 乙炔 流量(
仪 器工 作参数
66 0 0 l 4 2 8
4 22 4 0 2 0
表
烟 徉 含 水 率 样 品 称重 三酸 法
2
测定结果 ( 稀释
测 定值 ( 三酸 法
2
倍0 0 含 量(
, 、 , , 。
、
烟 叶 解把 后 用 软 毛 刷 轻刷 去 表 面 浮 尘
,
,
,
然 后 用 去 离 子 水 回 潮 展 开 后 于 红 外干 燥 箱
作 为 有 机 生 物 体 烟 株 中 各 种微 量 元 素 对 烟 草 生 长 发 育 起 重 要 作 用 从 而 影 响烟 叶 的 品 质
烟草中三种主要成分的近红外光谱分析与化学分析方法比较
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讨论 ! " 正确设 计 定 标 样 品 是 保 证 0 ’ 6 ? 法准确可靠的重要条 件 $ 如果定标样品不能很好地代表实 测 对 象 # 即使实验室化学 分析法分析得再 准 确 # 0 6 ? 也 不 能 准 确 估 测$在 选 取 样 品 时# 作者按样品各成分的常态分布规律有意识地进行了梯度设计 $ ! " 如0 应保证标样分布的全 ! 6 ? 法用于大批 样 品 的 测 定 # 面性和代表性 $ 对此 作 者 有 意 识 地 另 外 选 择 了 总 植 物 碱 含 量 在 )D !&D 的样品进行 0 均为 少 见 样 品 # 6 ? 测定 # 0 6 ? 法测得 值则出现了较大误差 # 估计是本实验的 定 标 样 品 在 这 个 范 围 内 不具代表性 # 有待改善 $ 为 谨 慎 起 见 # 在用 0 6 ? 法分析某个烟 叶区当年的新样时 # 应 有 意 识 地 用 化 学 分 析 方 法 按 梯 度 抽 查# 并对含量范围两端的测得值用化学分 析 方 法 复 测 # 以确保数据 的准确性 $ +’ ! " 样品粒径大小和均匀度与光散 射 有 关 & $较大的样品 + 粒径不但影响装样的均匀程度 # 而且影 响 较 大 的 界 面 出 现 光 的 漫反射 # 进而影响测值精度 # 因而样品制备在用 0 6 ? 法测定时 至关重要 $ 考 文 献"
在线近红外光谱（NIR）快速测定烟草化学成分
在线近红外光谱（NIR）快速测定烟草化学成分
在线近红外光谱（NIR）快速测定烟草化学成分
覃鑫
【摘要】【摘要】本文就近红外光谱分析技术应用于测定卷烟生产在线烟草样本化学成分作了研究，建立了烟草总糖、还原糖、总植物碱、氯、总氮五项化学成分的校正模型。
从各化学成分的模型来看，决定系数很高，模型相关性好。
对模型进行验证，分析模型预测结果与连续流动分析结果间无显著差异。
模型可以在生产中使用。
【期刊名称】西昌学院学报（自然科学版）
【年(卷),期】2010(024)001
【总页数】4
【关键词】【关键词】近红外光谱；烟草；在线；校正
1 引言
目前近红外光谱分析（NIR）技术广泛应用于化学、石油、食品、医药等行业，近年来快速地进入烟草领域。
近红外光谱分析技术是一项二次开发应用技术，其应用的关键是建立相关的数学模型，在线检测数学模型的建立与工厂原料、产品、工艺状况有密切关系；较常规分析法近红外光谱分析技术具有简便快速、无污染以及样品的非破坏性并可在线重复大批量多组分同时检测的优点，在烟草化学分析中有很大的应用发展潜力；应用近红外光谱分析（NIR）技术测定在线烟草化学成分，将成为卷烟工厂对烟草产品内在成分检测和控制的主要技术手段。
2 原理与方法
2.1 测试的原理。
近红外光谱法预测烟气总粒相物中的烟碱含量
近红外光谱法预测烟气总粒相物中的烟碱含量邱军;王允白;张怀宝;付秋娟;郭先锋;艾红丽【期刊名称】《中国烟草科学》【年(卷),期】2006(27)2【摘要】采用近红外(NIR)光谱技术直接扫描烟叶粉末,建立了预测烟气总粒相物中烟碱含量的数学模型.该模型的内部验证决定系数(R2)为86.57,均方差(RMSECV)为0.385;外部验证的决定系数)(R2)为81.32,均方差(RMSEP)为0.398,近红外预测值与标准测定值的平均相对偏差为8.89%.通过配对t-检验,该方法与标准方法测定的效果无显著性差异.该方法精密度高,可用于烟气总粒相物中烟碱含量的快速预测.【总页数】2页(P12-13)【作者】邱军;王允白;张怀宝;付秋娟;郭先锋;艾红丽【作者单位】中国烟草总公司青州烟草研究所,山东,青岛,266101;中国烟草总公司青州烟草研究所,山东,青岛,266101;中国烟草总公司青州烟草研究所,山东,青岛,266101;中国烟草总公司青州烟草研究所,山东,青岛,266101;中国烟草总公司青州烟草研究所,山东,青岛,266101;中国烟草总公司青州烟草研究所,山东,青岛,266101【正文语种】中文【中图分类】TS411【相关文献】1.滤棒中添加植物多糖后烟气总粒相物中水分变化与卷烟保润的关系分析 [J], 何雪峰;肖维毅;尧珍玉;钱传林;徐兰兰;熊姗姗;陈冰;杨恺2.卷烟烟气粒相物pH值、游离烟碱含量与卷烟劲头的关系 [J], 陈建潭;李世杰;王明锋;何华;陈玉莹3.用HPLC法测定卷烟总粒相物及烟碱盐中的烟碱含量 [J], 黄注传;朱子高4.卷烟烟气总粒相物中烟碱含量的测定方法研究 [J], 马明;穆怀静5.卷烟主流烟气总粒相物、气相物和烟灰中吡虫啉等5种农药残留及其转移行为[J], 熊巍;庞夙;陶晓秋;韶济民;黄玫因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
近红外光谱技术对烟草pH值的快速测定-2019年文档
近红外光谱技术对烟草pH值的快速测定近红外光谱技术在我国烟草行业的应用发展迅速，目前相继完成了烟草中总植物碱、总糖、还原糖、总氮、钾、氯、钙等指标预测模型的研究，但因烟叶质量评价涉及更多的指标，仅用常规成分进行评价已经不能满足需要。
烟草水溶液PH值反映烟草有机和无机组分的酸碱平衡状态，也常作为烟叶质量评价指标，但应用NIR技术预测烟叶PH值的报道较少，视频行业中利用NIR测PH值的进展为此提供了借鉴，传统PH值测试操作繁琐，耗时较长，不适于大规模烟叶采购和储存养护过程中的检测要求，为解决问题，对收集的样品进行测试，应用NIR光谱及时建立了预测烟叶的PH值模型，并在国内不同实验室间进行了模型传递。
一、近红外光谱的概述烟草化学分析在烟草科研中起着重要的作用。
近几年来，近红外光谱分析技术因其快速、无需前处理、无污染、非破坏性以及多组分同时定量分析等优势，在食品、药品及化工等诸多行业的产品的分析测定中得到广泛的应用。
那么近红外光谱技术对烟草的发展为何起着如此重要的作用，主要原因是当中含有一些有害物质，只有通过近红外光谱区与有机分子中含氢基团振动和各级倍频的吸收区一致，通过扫描样品的近红外光谱、可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息，而且利用近红外光谱技术分析样品具有方便、快速、高效、准确和成本较低，不破坏样品，不消耗化学试剂，不污染环境等优点，近年来，近红外光谱技术已成为发展最快、最引人注目的光谱分析技术，在行业应用也很广泛、但绝大部分研究主要集中在烟叶常规化学成分的快速测定。
将近红外光谱分析技术用于卷烟产品质量稳定性，近红外光谱技术的优点是其分析速度快、对样品无化学污染、操作简单、测量精度高、分析成本低等优点。
近红外光的分析仪一旦经过定标后一分钟的时间内即可完成待测样品多个组分的同步测量，完全可以实现过程在线定量分析。
在对样品测定过程中待测样品视颗粒度的不同可能需要简单的物理制备过程，无需任何化学干预即可完成测量过程，是一种绿色的分析技术。
醇化烟叶近红外光谱定量
醇化烟叶近红外光谱定量
醇化烟叶的近红外光谱定量分析是一种快速、无损的检测方法，用于评估烟叶的品质和醇化程度。
通过采集烟叶的近红外光谱数据，可以分析出烟叶中的水分、糖分、烟碱等化学成分的含量，从而对烟叶的品质和醇化程度进行定量评估。
具体的定量分析方法如下：
1.采集烟叶的近红外光谱数据，通常采用傅里叶变换近红外光谱仪（FT-NIR）
或近红外光谱仪进行测量。
2.对采集到的光谱数据进行预处理，包括去除噪声、基线校正、归一化等。
3.建立定量分析模型，通常采用化学计量学方法，如多元线性回归（MLR）、
主成分回归（PCR）等。
4.对模型进行验证和优化，确保其准确性和可靠性。
5.根据建立的模型，对未知样品进行预测，得出其品质和醇化程度的评估结
果。
需要注意的是，近红外光谱定量分析方法需要建立在大量已知样品的基础之上，因此需要收集足够多的标准样品进行建模。
此外，由于烟叶的品质和醇化程度受到多种因素的影响，如产地、品种、气候、土壤等，因此建立的模型具有一定的局限性，可能只适用于特定产地或品种的烟叶。
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烟草科技/烟草化学T obacco Science &T echnology/T obacco Chemistry 2005年第6期(总第215期)基金项目:国家863项目(2003AA209040)和国家自然科学基金资助项目(40301035)。
作者简介:刘良云(1975-),博士,国家农业信息化工程技术研究中心副研究员,主要从事光学遥感及应用研究。
huly @nereira 收稿日期:2004-06-24 修回日期:2005-03-10责任编辑:刘立全 E 2mail :llq @tobaccoin 电话:0371267672637光谱法预测烟叶中的烟碱、钾和氮素刘良云1,靳志伟2,王纪华1,杨铁钊2,黄文江1,赵春江1(1.国家农业信息化工程技术研究中心,北京2449信箱26分箱 100089;2.河南农业大学,郑州市文化路95号 450002)关键词:烟叶;烟碱;钾;氮素;光谱;无损检测摘要:利用实测烟叶的反射率、透过率和吸收率光谱曲线,分析和解释了烟叶的典型光谱特征,研究了可见至短波红外波段的烟叶光谱反射率、透过率、吸收率与烟叶的烟碱、钾、氮素含量的统计相关特性,分析了烟叶生化组分的敏感波段,并利用NRI 和PPR 光谱指数建立了烟叶氮素、烟碱、钾离子含量的光谱预测模型。
中图分类号:TS41111 文献标识码:A 文章编号:1002-0861(2005)06-0026-04Prediction of Nicotine ,Potassium and Nitrogen in Tobacco with Spectrometry LI U LI ANG 2Y UN (1),J I N ZHI 2WEI (2),W ANGJ I 2H UA (1),Y ANG TIE 2ZH AO (2),H UANG WE N 2J I ANG (1),and ZH AO CH UN 2J I ANG (1)1.National In formation Engineering T echnology Research Center of Agriculture ,Beijing 100089,China2.Henan Agricultural University ,Zhengzhou 450002,China K eyw ords :T obacco leaf ;Nicotine ;P otassium ;Nitrogen ;S pectrometryAbstract :The typical spectral characteristics of tobacco leaves were analyzed and explained through their reflectance ,transmittance and abs orption spectra.The statistical correlation between the spectral characteristics in visible short in frared wave range and nicotine ,total nitrogen and K +contents in tobacco leaves were studied.It was found that the said wave range was sensitive to nicotine ,nitrogen ,reducing sugar and K in tobacco leaves.The statistical prediction m odels for nicotine ,nitrogen and K +contents in tobacco were developed with spectral nitrogen ratio index and plant pigment ratio. 质量检测既是烟叶生产的一个重要环节,也是调整烟叶生产布局、提高烟叶资源合理配置和利用效率的有效手段。
我国烟草行业每年都投入大量人力、物力对烟叶质量进行检测,但检测主要是利用室内仪器和一些化学方法,分析周期长,费用高,效率低。
基于光谱学原理的无损测试技术具有快速、经济、简便、无破坏和客观等优点,已经成功应用于小麦、水稻、甜菜等作物[1-4]。
若通过无损测试方法探测烟叶的生理生化指标,进而监测烟叶的品质指标和指导烟叶分级,将大大加快烟叶的检测速度。
因此,作者通过对田间和室内测定的烟叶光谱数据和烟叶化学分析数据的处理,对烟叶品质的无损测试进行了探索。
1 材料与方法111 田间实验设计试验于2003年在河南农业大学郑州科教园区进行,土壤为砂壤土,肥力中等。
试验品种(系)为NC89、RG 17、8504和8541,顺序排列,重复一次,小区面积为180m 2,种植密度为015m ×111m 。
打顶后选择生长均匀一致的烟株进行测试,每个品种选5组,3株/组。
试验以单株为单位,3株为3次重复。
112 光谱数据测定11211 田间测定采用AS D Field spec FR2500光谱仪(美国AS D 公司)进行测定,采样间隔为114nm(在350～1000nm区间)和2nm(在1000～2500nm区间)。
所有测定都是在天气晴朗、无风或风速很小、上午10∶30～12∶30、视场角25°和距叶片20cm处进行的。
在视场范围内重复20次,取平均值。
测定前后均用参考板校正,得叶片的反射率光谱。
田间叶片光谱测定后,立即取鲜叶封装,置于取样箱内,常温保存,带回实验室进行室内光谱测定和化学成分分析。
11212 室内测定采用配备了LI2C or1800212外置积分球的AS D Fieldspec FR2500光谱仪在室内自然状态条件下测定田间刚采摘鲜烟叶叶片的光谱反射率和透过率。
113 烟叶主要化学成分的测定[5]将鲜烟叶样品在105℃下杀青15min,然后在70～80℃下烘干2～3h,粉碎,过60目筛。
采用常压恒温干燥法测定烟粉的含水率,采用盐酸提取紫外分光光度法、火焰光度法、H2O22H2S O4消化法和苦味酸法分别测定烟粉中的烟碱、钾、总氮和还原糖。
2 结果与讨论211 外置积分球在室内测定的作用与田间光谱测定相比,室内测定所用的外置积分球的优点在于它是密闭环境下的测定,内置光源,测量稳定,提高了研究的可靠性和精确性[6]。
但是由于积分球光源的光谱范围限制,当波长大于1650nm时,其光谱辐射强度很弱,测定的反射率和透过率光谱的信噪比很低。
所以使用室内积分球测定的叶片光谱的有效范围为350～1650nm。
212 烟叶化学品质指标之间的相关性对采集烟样的烟碱、总氮、还原糖、钾离子含量测定数据进行相关分析,得到这几种化学成分之间的相关关系(表1)。
由表1可见,总氮含量与烟碱和钾含量都达到了极显著相关水平,因此对烟叶的氮素的探测有着十分重要的应用价值。
213 烟叶的光谱特性烟叶的光谱特性是由光线在叶片表面、内部的辐表1 烟叶烟碱、总氮、还原糖和钾离子之间的相关性(n=20)化学成分烟碱还原糖总氮钾烟碱1100还原糖-01171100总氮014133-01041100钾01283-01110142331100射传输和吸收特性所决定的,无论是叶片反射率光谱,还是透过率和吸收率光谱,都包含叶片生化组分对入射光线的吸收信息。
由图1可见,叶片反射率光谱和透过率光谱波形特点、趋势基本一致,叶片吸收率光谱曲线与反射率、透过率光谱的变化趋势相反。
在400～700nm可见光波段,光谱反射率和透过率都较低,最大不超过20%,且由于色素吸收,特别是叶绿素a、b在450nm和660nm附近的强吸收,在可见光波段形成叶片所共有的光谱特征,即“蓝边”(480～550nm)、“绿峰”(550～580nm)、“黄边”(560～660nm)、“红谷”(660～690nm)等。
在700～780nm波段,是叶绿素在红波段的强吸收到近红外波段多次散射形成的高反射平台的过渡波段,又称为植被反射率红边。
780～1350nm是近红外平台波段,由光线在叶片内部的多次散射形成,且色素和纤维素对该波段来说是近似透明的,多次散射的结果便是近50%的光线被反射,近50%被透射。
1350～1650nm波段是短波红外波段的一部分,叶片水分在1400nm处有强烈吸收峰,主导了该波段的光谱反射率特性,形成了水分光谱吸收特征[7]。
此外,在大于750nm的近红外和短波红外波段还有一些氮、碳、氢等化学成分的电子跃迁或化学键振动对应的光谱吸收,如910nm的C-H化学键,1020nm、1510nm的N-H化学键,而这些化学键与糖、氮、烟碱等烟叶中的生化组分密切相关[8]。
因此,可以利用叶片各个波段的光谱特性,预测某些烟叶组分的含量,包括叶绿素、含水率、含氮量等,同时利用氮素与其他生化成分含量之间的相关性也可预测烟碱和钾等的含量。
214 烟叶光谱特性与其生化组分的统计相关特性叶片反射率光谱表示的是光与叶片相互作用并反 吸收率光谱由公式:αλ=1-ρ(λ)-τ(λ)导出,式中:α(λ),ρ(λ),τ(λ)分别为吸收率、反射率、透过率光谱,λ为波长,即反射率、透过率、吸收率的总和为1。
光谱范围为350～1650nm。
图1 鲜烟叶的反射率、透过率和吸收率光谱曲线射回去的能量情况。
在可见光波段,由于叶片的透过率很低,吸收很强,主要反映叶片表面部分的生化组分和结构特点;在近红外和短波红外波段,由于叶片生化组分的光谱吸收相对较弱,反射率光谱能够更多地反映整个叶片内部的结构特点和生化组分含量。
叶片透过率光谱表示光与叶片相互作用并透射的能量情况,由于叶片透过率光谱与反射率光谱的相似特点,二者的分析方法、原理、模型等都比较相似。
叶片吸收率光谱表示光在叶片内部传输并被吸收的能量情况,能够更好地反映叶片内部的结构特点和生化组分含量情况,因此,利用此光谱可以更好地研究烟叶叶片生化指标的吸收光谱特点和敏感波段。
吸收光谱的辐射传输特性遵从Beer 定律[9]:α(λ)=exp -∑n(kn (λ)3c n )3d(2)式中:k n (λ)———第n 种生化组分的消光系数;c n ———第n 种生化组分的浓度;d ———叶片厚度。
图2表明,利用光谱反射率预测烟叶的化学品质指标:烟碱、总氮、还原糖、钾离子含量是可行的。
在360～430nm 波段,光谱反射率与烟叶钾含量达到了显著或极显著正相关;在440～500nm 波段,光谱反射率与烟叶还原糖含量达到了显著正相关;在460～740nm 波段,光谱反射率与烟叶的烟碱含量和氮含量达到了极显著负相关,其它波段相关性基本不显著。