1、第二章 烟叶样品的采集、制备、保存和水分测定,第一节 样品的采集,一.正确采样的意义 1.采样的概念 1)采样：从大量的分析用烟叶中抽取一部分作为分析材料的过程称为采样 2)样品：所抽取的分析材料称作样品,2.正确采样意义,1)不同处理（区域）间的烟叶存在差异 在科学试验或生产实践中，不同地理区域或同一区域不同处理的烟草生长状况、内在质量有较大差异，各部位、各等级烟叶的成分分布也很不一致，即使是同一地块上种植的同一品种的烟草也不可能完全一致。 2)同一处理（区域）内部烟叶存在机误 同一处理或区域内部的烟叶，由于烟株生产的微环境或施肥差异等因素，同一处理内的植株生长受到多种因素的影响，也可能出现
2、烟叶生长的差异性，这在田间是经常可以见到的现象。,3)样本和总体间存在差异 样品只是从总体抽取的一部分材料，如果采样时存在人为因素的影响，如采好不采差，或者希望获得某种倾向的结果，在采样时有意或无意之间存在的心理暗示也会导致偏差的存在。再者，每个植株上生长的烟叶不可能完全一致，要用少量的材料代表全部总体，是非常困难的。要使样品和总体间的误差减小，一是可以增加取样的点数，二是增加采样数量。 4)采样误差往往大于分析误差 大量的分析结果研究表明：一般采样误差比分析误差大若干倍（ 510倍或更大）。 只要采集的样品不能代表全部分析对象的情况，则无论后续工作如何严密，其结果也无价值可言，甚至会出现错误
3、的结论。 正确采样关系到整个分析过程和分析结果的应用,二. 烟叶的采样方法,1.田间试验取样 （1）减少田间试验样品采样的误差途径 1）尽量增加采样点数 采样点越多，获得的样品越能代表总体的情况，但是采样点数增多，工作量会增加很多。在实际工作中，一方面要保证有足够数量的采样点，另一方面又不能增加太多工作量或总体的样品数量，避免样品的和成本的浪费。 2）获得平均样品 是指从所有取样点获得的样品经过混合后，按照一定的原则抽取一部分有代表性的材料，这部分材料相当于所有取样的平均情况,（2）平均样品的获得,平均样品获得过程： 检样 混合样品 平均样品检样 是指从分析对象整体中的每个部分抽取的少量样品材
4、料混合样品 是指若干份（如510份）等量检样混合在一起得到的样品 平均样品是指从混合样中按照一定原则抽取一部分有代表性的材料作为分析用样品，这样得到的样品能够代表混合样品和整体的平均情况,A.检样的原则,检样关系到平均样品与整体间的差异的大小，检样的采取不当会大大增加采样误差。因此，在获取检样的过程中应当遵循以下原则： 1）随机抽取 在同一处理或区域内的烟叶应当都有被抽取的机会，不能人为地确定只抽取某一部分烟叶，其余部分根本没有被抽取的机会。通常情况下，每一个试验处理或每一个区域样品的检样数应当在510份左右,2）兼顾大、中、小叶片的适当比例 尽量减少和避免主观性或选好不选差，应当将同一混合样
5、品尽量限制在同一品种、同一部位、同一等级的烟叶内。 3）同一次采样中，每一份检样应当等量 每一份检样等量是很多的分析样品采集的基本要求，如果每一个检样的材料所占比例不一致，就可能造成检样量大的植株或区域对混合样品的影响程度可能加大，相对削弱其它部分的影响，混合样品就不再具备代表性。 通常情况下每份检样至少要有1015片烟叶，质量应当相等。,4）不同处理之间取样标准要一致 无论是田间试验检样还是烘烤试验的检样，在检样抽取以前应当尽量统一标准，使每一个处理的每个检样尽量一致（这种一致不是完全意义上的一致 ，否则就不会体现出处理间的差异），如品种、等级、采样部位、叶片大小这些外在表现的基本一致。 5
6、）检样的烟叶应当没有非试验因素的影响 在烟草生产或试验过程中，可能存在一些偶然因素（如施用农药、肥料不当）对烟叶产生的影响，这些偶然因素影响明显的烟叶，不应当进入检样中。,B.田间试验检样抽取的方法,田间试验的检样往往是按照处理抽取检样，即每一个处理的检样混合后再抽取部分烟叶获得一个平均样品。田间试验检样的抽取可以采用以下方法 ： 对角线法 棋盘法 蛇（S）形法,2.烟叶常规化学成分分析国标法取样,（1）几个基本概念批 在一个或多个特性被认为一致的条件下产生的一定数量的烟草小样 从一个取样单位一次取出的一定数量的烟草单样 是由从同一取样单位中抽取的全部小样组成， 单样大小取决于：烟草类型；取样
7、单 位的大小；测定项目的类型和数量,实验室样品 用于实验室检验或测试的样品，其代表总样试样 从实验室样品中随机抽取的用于测试的样品，其代表总样 试料 用以进行检验或观测所取的一定量的试样,（2）GB/T19616-2004，ISO4874:2000：烟草成批原料取样的一般原则1）取样单位的选择 随机取样法选择取样单位，周期性系统取样法选择取样单位 2）小样的抽取和单样的组成 组成：3把扎把烟叶；50片烟叶（未扎把烟叶）；500g烟草原料（香料烟、打叶或去梗叶片、烟梗、碎叶、废料或再造烟叶） 小样数：每个取样单位最少三个。,3 卷烟的抽样方法,GB/T5606.12005 卷烟抽样每样五条一条（
8、10盒、200支）为单位随机抽样,三.烟叶样品采集过程中应当注意的问题,烟叶样品采集过程中，由于研究内容和目的的不同，采样方法有一定的差异： 1.研究烘烤技术与烟叶品质的关系 应当按照烘烤技术条件的不同分别进行采样，在烤房的中心、上部、下部、边缘等不同位置各取得若干份检样，制成混合样品和平均样品 2.研究烘烤过程中不同化学成分的变化规律 应当按照不同烘烤阶段和时间，或者是不同温、湿度等条件分别采样，同样需要在烤房的不同部位抽取若干检样,3.研究生态区域（条件）与烟叶品质的关系 应在不同生态区中生产或收购的同样管理措施条件的同品种、同部位、同等级的烟叶中分别采取若干份检样，分别获得不同生态区的平
9、均样品 4.研究农艺措施与烟叶品质的关系 应当按照田间试验取样方法进行取样，不同处理获得一个平均样品,在采样过程中，如果若干个混合样品的研究目的相同、情况类似的情况下，可以在仔细完成检样、混合、抽样等过程逐步压缩样品数量，依靠尽量少的测定次数，可以获得一个比随机抽取完成的大量测定好得多的结果,第二节 样品的制备和保存,一.分析样品的制备 制样是将抽取的分析样品按照分析工作的要求制成一定细度的样品颗粒的过程，便于后续分析工作的顺利进行，也是分析工作必须经历的环节,1.样品的制备,（1）清洁叶片：用柔软刷子刷掉叶片表面砂粒和灰尘。避免其对灰分或矿质元素测定的影响（2）抽去主脉: 去除烟叶上面的主叶
10、脉，尽量不要让叶肉组织残留在叶脉上（3）剪细叶片：将叶片剪成碎片或切成烟丝 （ 卷烟：剥去卷烟纸和滤材）,（4）烘干： 对于烤后的原烟，应当在35 40的烘箱内烘干34小时， 直至可用手指能捻碎为止 （5）粉碎过筛：烘干的烟叶应当立即粉碎和过筛。常规成分分析过40目筛即可，有些香气成分分析需要过100目筛。务必将全部样品过筛，不可丢弃，特别是细叶梗需反复粉碎过筛（6）混匀装瓶：样品混合均匀后应当立即装瓶。要用洁净干燥的磨口玻璃瓶保存样品，若暂时不分析的样品，要用石蜡封口，防止水分进出。 （7）贴标签、登记造册：标签一试两份。一份存放在瓶内，一份贴在瓶外并用石蜡封闭。登记内容尽量详尽、备查。,2
11、.标签和登记的内容,样品来源、编号、样品名称、采样部位、烟叶等级、采样时间、制样时间、采样和制样人等,磨口瓶,3.制样的注意事项,（1）抽取烟叶的主脉时，应当尽量将叶肉组织从主脉上除去，减少样品中叶肉组织的损失（2）原烟的烘干温度务必在40以下，青烟105杀青，80以 下烘干（如需要测定香气等挥发性成分，则40以下烘干），防止烟叶或卷烟中挥发性物质的损失（3）需要测量金属成份和微量元素的烟叶样品，在制样时应当尽量避免使用含有待测成分的制样工具，粉碎过程可以用研磨替代，过筛时用尼龙筛,二.样品的保存,由于分析工作时间较长或便于复核和重新分析，分析样品都需要保存一定的时间，重大研究课题的样品需要保
12、存至课题验收结束以后 一般的分析样品在制备好后应当尽快分析，防止样品中水分的损失和增加，挥发性成分大量损失或者出现待测成分含量的变化。 保存样品时应该避免强光直射，高温、潮湿条件，防止有害气体、液体等污染烟样,第三节 烟叶中水分的测定,1.水分含量表示方法 W绝 （G湿G干）*100/G干W相 （G湿G干）*100/G湿,2.烟叶水分测定意义,（1）烟叶水分含量是重要的物理化学特征 1）烟草生长发育过程中，叶片水分含量的多少直接关系到烟叶生长发育的生理过程，最终反映在烟叶产量和品质水平上 2）工业加工过程中，烟叶水分含量多少直接关系到生产过程、生产工艺、烟叶制品的质量等级 3）烟叶及其制品储存
13、、出售过程中，水分含量的多少直接关系到储存时间的长短和质量保证期限,（2）水分含量是重要的技术操作条件和技术经济指标,烟叶及其制品水分含量是评价其质量好坏的重要技术经济指标，水分含量不合格（超过或低于标准允许范围）即可视为质量不合格。加工过程中，烟叶水分含量是重要的技术条件，影响着生产过程和生产工艺的调节和控制,（3）水分测定是化学分析之必需 为使分析结果更加准确、可靠，增强结果的可比性，化学分析的结果计算是以烟叶的烘干重量为计算基础，在分析过程中，经常是以风干样品进行称量，必须知道水分含量才可能计算出烘干重。,案例,烟叶风干样品甲含水量为6.350%，以风干重为基础计算的含N量为2.402%
14、，另一风干样品乙含水量为4.204%，以风干重为基础计算的含N量为2.413%，试比较两个样品含N量的高低。直观结论：第二个样品含N量更高。 以烟样100g为单位计算烘干重为基础的含N量为：甲：N% （2.402%*100）（16.350%）*100 2.565乙：N%（2.413%*100）（14.204%）*100 2.519,二.水分测定方法选择,由于烟叶中水分存在状态多种多样，测定水分的方法繁多，归纳起来主要包括直接法和间接法1.直接法 是利用水分本身的物理性质和化学性质直接测定出样品中所含水分量的方法,（1）重量法,常压恒温干燥法 特点：烟叶中的挥发性物质或多或少会被蒸发出来，易热解
15、物质也会损失一部分，使测定结果偏高。可同时测定多个样品，但费时。 为了避免这种误差，减少挥发性物质损失，各国都制定了相应的标准。如我国烟草行业规定：5-10g100-105干燥2h后测定水分,减压恒温干燥法 原理：减压时烟叶中水分在较低温度下也可以蒸发的原理。 特点：适于含有易热解成分的样品，但易挥发性物质容易损失。一批可以测定多个样品；费时。,红外线加热法原理：低光度钨丝灯辐射的红外线穿透烟叶样品，促使烟叶水分低温挥发。含挥发油较多的样品以上3种方法都不适用。,（2）蒸馏法（甲苯法）：共沸点蒸馏法,原理：将样品和一种与水不互溶与样品不发生化学反应沸点在100以上的有机液体混合，加热蒸馏，用一
16、个带刻度的收集管收集样品中的水分和有机液体，读取水分体积，并换算成质量单位。 有机液体作为载热体，样品中的水分和一部分有机液体一块被蒸出。 烧瓶中加入已知重量的样品（大约可以产生2-4mL水分）和从冷凝管流入的甲苯（沸点：110.7，20时的密度为0.86694 g/cm3），冷凝时液体下滴速度为4滴/秒。,方法特点：1）精密度高（也有报道说测定结果偏高）2）一次只测定一个样品，且需专门仪器，费时较长（2h左右）3）消耗甲苯较多，且甲苯有毒，又需加热，安全性不高。4）所用仪器必须严格干燥，不能有一点水分附着。,（3）卡尔费休法（滴定法）,原理：利用水分的化学性质，用卡尔费休试剂滴定样品中的水分
17、。 特点：样品用量少；灵敏度高，可以测定出样品含水量之间微小的差别；费时少（十几分钟）；一次只能测定一个样品，且需要专门的滴定和搅拌装置。,2.间接法,原理：利用样品折射率，电导，介电常数等物理性质来测定烟叶水分。测定随烟叶样品水分变化而变化的物理量，根据变化的物理量间接求出烟叶含水量。 理论上讲物理量和烟叶含水量之间并不是绝对一致的，因此，直接法测定水分较准确，间接法测定水分的优点是快速方便。,3.两者优缺点,（1）直接法与间接法相比，前者准确度高，常作为常规分析或标准分析方法 （2）直接法应用范围广，但费时长，适于大批量样品的测定 （3）间接法速度快，特别适于工艺加工连续测定，需要经常与标
18、准方法校正,三.常压恒温干燥法,1.方法原理 利用水分在100 沸腾蒸发的性质，将样品置于100-105条件下的烘箱内干燥，使烟叶中水分蒸发出来，损失的水分即作为样品水分重量（实际含有水分和挥发性物质两类），可以计算出样品中水分含量。,2.操作步骤,（1）烘称样瓶 100-105，0.5小时，冷却、称重（2）复烘称样瓶 100-105，0.5小时，冷却、称重 W1,要求恒重，两次相差0.0020.003g（3）称烟样 5g,0.0000,W2(样+瓶)（4）烘干 100-105，2h次，冷却、称重 重复2次，恒重，W3,3.结果计算,W2-W3烟叶含水量% X100 W3-W1 风干重与烘干重
19、的相互计算 W风 W干 1+H2O% 其中： 1 为水分系数， W干 水分系数X W风 1+H2O%,四.减压低温干燥法,采用常压恒温干燥法测定水分含量易造成挥发性物质如植物碱类的挥发、糖类的炭化，不饱和脂肪酸也会因温度过高发生部分氧化损失重量，可能产生较大的正误差，将其它物质因烘干而发生的重量损失计入损失的水分中。为避免此类现象的发生，常采用减压低温干燥法替代常压恒温干燥法，所获得的结果更准确可靠。,1.方法原理,本法是利用样品中的水分在压力降低的情况下，样品中水分蒸发的温度也会降低，更容易使样品中的水分散失。,2.操作步骤,（1）烘称样瓶 7080 ，10mmHg柱，1h, 复压，冷却、称重，W1。重复2次，两次相差 0.0020.003g（2）称烟样 5.0000g，W2（样+瓶）（3）烘烟样 7080 ，10mmHg柱，1h，复压，冷却、称重，W3。重复2次，恒重 3.结果计算 同前,五.水分测定的注意事项,1.应采取多种措施，保证称量准确，防止样品准备和称量过程中出现水分损失，而不能反映样品的真实含水量 2.称量瓶的取放不能直接用手拿取 3.不能将热称量瓶直接放入天秤中称量，防止因加热天秤中空气，发生气流搅动，使称量困难，必须先在干燥器中冷却,
