способ определения содержания водорастворимых углеводов в табаке

Формула изобретения

Способ определения содержания водорастворимых углеводов в табачном сырье и мешке курительных изделий, включающий измельчение табака до пылевидного состояния, отбор пробы, экстракцию водорастворимых веществ кипящей дистиллированной водой, отделение осаждением мешающих компонентов, гидролиз водорастворимых углеводов, нейтрализацию избытка кислоты щелочью, восстановление полученными редуцирующими веществами табака окиси меди до закиси в щелочной среде при нагревании, расчет водорастворимых углеводов по калибровочному графику или соответствующему уравнению регрессии, отличающийся тем, что для пробы берут навеску 200 мг, время гидролиза и реакции восстановления меди увеличивают до 30 мин, а определение количества образовавшейся закиси меди осуществляют по реакции с фосфорномолибденовой кислотой в кислой среде, при этом образуется восстановленная синяя форма фосфорномолибденовой кислоты, оптическую плотность которой определяют при длине волны 670 нм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к табачной промышленности. Предлагаемый способ предназначен для определения содержания водорастворимых углеводов в табачном сырье и табачной мешке, он основан на способности редуцирующих сахаров восстанавливать в щелочном растворе окисную медь в закисную, для учета последней используют раствор фосфорномолибденовой кислоты в серной кислоте: закись меди восстанавливает фосфорномолибденовую кислоту, интенсивность окраски образующейся при этом синей формы фосфорномолибденовой кислоты определяет количество водорастворимых углеводов в анализируемом образце. Способ может быть использован для оперативного контроля и сравнительной оценки качества табачного сырья, которые позволят осуществить отбор табачного сырья и изготовить сигаретную продукцию, обладающую лучшими курительными достоинствами.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ определения водорастворимых углеводов в табаке (Методы анализа табака и табачного дыма. г.Краснодар, 1976 г., рукопись депонирована № 3378-76Деп.). Этот способ заключается в том, что процесс извлечения водорастворимых веществ табака, отделения мешающих компонентов, получения редуцирующих Сахаров и проведения их определения осуществляют следующим образом: навеску измельченного табака - 1,000 г переносят в мерную колбу объемом 250 мл, заливают наполовину горячей дистиллированной водой и ставят на 30 минут на кипящую водяную баню. После охлаждения в колбу приливают 5 мл раствора основного уксуснокислого свинца для осаждения полифенолов и других веществ. Содержимое колбы хорошо взбалтывают и оставляют на 5-10 минут, после чего добавляют 10 мл 10%-ного раствора углекислого натрия для удаления избытка свинца, оставляют на 5-10 минут, периодически взбалтывая. Содержимое колбы доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и фильтруют. Для проведения гидролиза и получения редуцирующих сахаров отбирают 5 мл фильтрата в мерную пробирку на 20 мл с притертой пробкой, туда же приливают 5 мл 5%-ной соляной кислоты и ставят в кипящую водяную баню на 20 минут. После гидролиза пробирки охлаждают, содержимое их нейтрализуют 5%-ной едкой щелочью по универсальной индикаторной бумаге и объем в пробирке доводят дистиллированной водой до 20 мл. На дальнейший анализ берут аликвотную пробу полученного раствора в зависимости от предполагаемого содержания углеводов в табаке. Для проведения реакции восстановления меди полученными редуцирующими сахарами табака аликвотную пробу помещают в мерную пробирку на 25 мл с притертой пробкой, доливают дистиллированной воды до 5 мл, добавляют 1 мл «медного» реактива, пробирку закрывают и нагревают на кипящей водяной бане 20 минут, затем охлаждают «Медный» реактив - готовится в день употребления путем смешивания 25 объемов раствора А и 1 объема раствора Б. Для приготовления раствора А - 25 г безводного углекислого натрия, 25 г сегнетовой соли, 20 г бикарбоната натрия и 200 г безводного сернокислого натрия растворяют примерно в 800 мл воды и доводят до 1 л. Для приготовления раствора Б берут 150 г сернокислой меди, растворяют в 800 мл дистиллированной воды и доводят объем раствора до 1 литра, затем добавляют 10 капель концентрированной серной кислоты и перемешивают.Для определения образовавшейся закиси меди в пробирку добавляют 1 мл раствора арсеномолибдата (для его приготовления 25 г молибдата аммония растворяют в 450 мл воды и при перемешивании добавляют 21 мл концентрированной серной кислоты, затем добавляют 3 г мышьяковокислого натрия (Na ₂HA_SO₄·7H₂O) растворенного в 25 мл воды, растворы после смешивания должны выдерживаться при 37°С в течение 24-28 часов до использования, раствор лучше хранить в склянке из темного стекла) и все хорошо перемешивают. Объем содержимого пробирки доводят дистиллированной водой до 25 мл и интенсивность окраски измеряют на фотоэлектроколориметре при красном светофильтре, содержание углеводов определяют по предварительно построенному калибровочному графику или соответствующему уравнению регрессии.

Основным недостатком указанного способа является использование для «цветной» реакции соединения мышьяка, к недостаткам можно отнести также большую навеску табака, недостаточное время для осуществления полного извлечения углеводов, полного гидролиза. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение безопасности и точности определения содержания водорастворимых углеводов в табачном сырье и мешке курительных изделий при сравнительных определениях качества табачного сырья. Технический результат достигается тем, что в способе определения содержания водорастворимых углеводов в табачном сырье и мешке курительных изделий, включающем измельчение табака до пылевидного состояния, отбор пробы, экстракцию водорастворимых веществ кипящей дистиллированной водой, отделение осаждением мешающих компонентов, гидролиз водорастворимых углеводов, нейтрализацию избытка кислоты щелочью, восстановление полученными редуцирующими веществами табака окиси меди до закиси в щелочной среде при нагревании, расчет водорастворимых углеводов по калибровочному графику или соответствующему уравнению регрессии, при отборе пробы берут навеску в 200 мг, время гидролиза и реакции восстановления меди увеличивают до 30 минут, а определение количества образовавшейся закиси меди осуществляют по реакции с фосфорномолибденовой кислотой в кислой среде, при этом образуется восстановленная синяя форма фосфорномолибденовой кислоты, оптическую плотность которой определяют при длине волны 670 нм.

Предлагаемая навеска табачного материала в 200 мг позволяет провести полное извлечение водорастворимых углеводов водной экстракцией при нагревании, увеличение времени гидролиза сахаров и реакции восстановления меди до 30 минут повышают точность определения Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ определения содержания водорастворимых углеводов в табаке соответствует критерию НОВИЗНА, поскольку для оценки количества закиси меди, образующейся при реакции с «медным» реактивом, вместо мышьяксодержащего соединения (арсеномолибдата) используется безопасное химическое соединение фосфора (фосфорномолибденовая кислота). Способ осуществляют следующим образом.

Навеску 200 мг измельченного табака помещают в мерную колбу на 100 мл, приливают 50 мл горячей (кипящей) дистиллированной воды и колбу погружают в кипящую водяную баню на 30 минут. После остывания к содержимому колбы прибавляют 1 мл раствора основного уксуснокислого свинца, перемешивают и через 5 минут 1 мл 10%-ного раствора углекислого натрия, снова перемешивают. Содержимое колбы доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и отделяют образовавшийся осадок фильтрованием или центрифугированием в течение 15 минут при 4000 об/мин. В мерную пробирку с притертой пробкой отбирают 1 мл центрифугата, приливают 1 мл 5%-ного раствора соляной кислоты и проводят гидролиз на кипящей водяной бане в течение 30 минут. Затем смесь охлаждают и нейтрализуют 5%-ным раствором едкого натра по универсальной индикаторной бумаге. Объем в пробирке доводят до 6 мл дистиллированной водой, прибавляют 2 мл «медного» реактива и выдерживают 30 минут в кипящей водяной бане. После охлаждения в пробирки добавляют по 2 мл раствора фосфорномолибденовой кислоты (25 г фосфорномолибденовой кислоты растворяют в мерной колбе на 1 литр примерно в 400 мл дистиллированной воды, прибавляют 100 мл 5 концентрированной серной кислоты и после охлаждения раствора доливают водой до метки), перемешивают и доводят объем до 20 мл 2н. раствором серной кислоты. Через 10-15 минут измеряют оптическую плотность полученных растворов при длине волны 670 нм относительно «холостого» раствора, полученного аналогично (к 6 мл воды прибавляют 2 мл «медного» реактива, выдерживают 30 минут на кипящей водяной бане, охлаждают, добавляют 2 мл ФMK(H ₂SO₄) и 2н N₂SO₄ до 20 мл). Содержание водорастворимых углеводов определяют по калибровочному графику или рассчитывают по уравнению регрессии.

Анализ повторяют не менее двух раз, за окончательный результат принимается среднее арифметическое двух параллельных определений, расхождение между которыми (повторяемость определения) не должна превышать 1,0%.

Пример осуществления способа. Определение водорастворимых углеводов проводили по предлагаемому способу. Пробы табачного сырья и мешки курительных изделий измельчали, отбирали из каждой из них навеску 200 мг и помещали ее в 100 мл мерную колбу, приливали 50 мл горячей (кипящей) дистиллированной воды и проводили экстракцию на кипящей водяной бане в течение 30 минут. После остывания к содержимому колбы прибавили 1 мл основного уксуснокислого свинца, перемешали и через 5 минут 1 мл 10%-ного раствора Nа₂СО₃, снова перемешали, содержимое колбы довели до метки, перемешали и центрифугировали. В мерную пробирку с пришлифованной пробкой отобрали 1 мл центрифугата, прилили 1 мл 5%-ного раствора соляной кислоты и проводили гидролиз на кипящей водяной бане в течение 30 минут. Затем смесь охладили и нейтрализоввали 5%-ным раствором NaOH по универсальной индикаторной бумаге. Объем в пробирке довели до 6 мл дистиллированной водой, прибавили 2 мл «медного» реактива и выдержали 30 минут в кипящей водяной бане. После охлаждения в пробирки добавили по 2 мл раствора фосфорномолибденовой кислоты, перемешали и довели объем до 20 мл 2н. раствором H₂SO₄. Через 10-15 минут измерили оптическую плотность полученных окрашенных растворов при длине волны 670 нм относительно «холостого» раствора.

Содержание углеводов в табаке (С, %) рассчитывали по следующей формуле:

где:

Х - количество углеводов, найденное по калибровочному графику или

рассчитанное по уравнению регрессии, мкг;

V - объем центрифугата взятый для анализа (1 мл), мл;

Р - навеска табака (200 мг), мг.

Результаты определения содержания водорастворимых углеводов в различных образцах (табачном сырье и мешке курительных изделий) представлены в таблице 1.

Таблица 1
Образец	Содержание водорастворимых углеводов, %
	Определение 1	Определение 2	Среднее
образец табачного сырья № 1	1,05	1,33	1,19
образец табачного сырья № 2	4,03	4,56	4,30
образец табачного сырья № 3	9,98	10,35	10,17
образец табачного сырья № 4	21,25	22,04	21,65
образец табачной мешки А	4,84	4,76	4,80
образец табачной мешки В	10,22	10,00	10,11
образец табачной мешки С	14,16	14,01	14,09

Предлагаемый способ позволяет объективно оценивать содержание водорастворимых углеводов в табачном сырье и мешке курительных изделий, исключение использования мышьяксодержащего соединения обеспечивает безопасность проведения анализа. Способ применяется в лаборатории химии и контроля качества ГНУ ВНИИТТИ, а также в ряде производственных лабораторий табачной отрасли.