纸张表层前处理方法及测定纸张表层中糖精钠含量的方法与流程

本发明属于检测分析领域，具体涉及对纸张表层前处理的方法，还涉及测定纸张表层中糖精钠含量的方法。

背景技术：

近年来，随着卷烟消费群体的变化，消费者的消费观越来越趋于个性多元，个性化、定制化的需求逐渐变强。其中，在烟用接装纸中加入甜味剂的卷烟产品异军突起，广为消费者接受。

为了评估烟用接装纸中的甜味剂对卷烟抽吸口感的影响，通常需要测定烟用接装纸中的糖精钠含量。目前，公开报道的文献主要采用溶剂萃取出烟用接装纸整体所含的甜味剂，然后以高效液相色谱附蒸发光散射检测器或高效液相色谱-串联质谱进行检测。但现有方法的检测时间长，操作步骤复杂，不能满足现场快速分析的要求。

技术实现要素：

本发明人惊奇地发现，卷烟抽吸中能给消费者带来甜味口感的甜味剂主要分布在烟用接装纸表层(即卷成烟支后的烟用接装纸的最外层)，烟用接装纸内部的甜味剂不易渗透出来对抽吸口感产生影响。因此，本发明目的之一在于提供一种对纸张表层前处理的方法，其采用一定比例的水-甲醇混合液浸渍纸张表层，浸渍液经离心处理收集上清液，上清液与溴甲酚绿溶液反应后用于测定；在此基础上，本发明又一目的在于提供一种测定纸张表层中糖精钠含量的方法，通过紫外分光光度计检测前处理方法所得的反应产物，可快速、准确地测定纸张表层中的糖精钠含量，以快速评价纸张(例如烟用接装纸)对甜味口感的影响，并且操作简便。

为实现上述目的，本发明第一方面涉及一种对纸张表层前处理的方法，包括如下步骤：

采用2～10ml(例如4ml、5ml、7ml)水-甲醇混合液浸渍500～1300mm²(例如700mm²、800mm²、900mm²、1000mm²、1100mm²)纸张的表层表面5～60秒(例如10、20、40、50、60秒)，分离出液体；其中，水-甲醇混合液中水与甲醇的体积比为1:3～10:3(优选为1:1～3:1，例如2:3、3:1、8:3、7:3、3:2、1:1、1:1.3)；

将液体以500～3000rpm(例如1000rpm、2000rpm、2500rpm)的转速离心处理1～10分钟(例如2、3、4、5、6、8分钟)，收集上清液；

将上清液与溴甲酚绿溶液反应；其中，上清液与溴甲酚绿的比例为100l:(0.01～0.3)mol，例如100l:0.2mol、100l:0.1mol、100l:0.02mol、100l:0.04mol。

本发明第二方面涉及一种对纸张表层前处理的方法，其采用从纸张表层中提取糖精钠的装置，所述装置包括底座、杯体、定位销、盖体和连接单元；其中，

所述底座内设置有上部开放的腔体；

所述杯体上部开放，位于底座的腔体内，杯体的内横截面积为500～1300mm²(例如700mm²、800mm²、900mm²、1000mm²、1100mm²)；

所述定位销设置在底座的上端，定位销的上端与杯体的上端齐平；

所述盖体适于覆盖杯体开放的上部和定位销的上端，盖体内侧设置有密封垫片；

所述连接单元包括设置在底座外侧壁上的固定部、卡环和设置在盖体边缘的凸出部，所述卡环的一端与固定部转动连接、另一端为自由端，所述卡环的自由端与凸出部尺寸相匹配且适于扣合锁定；

所述对纸张表层前处理的方法包括如下步骤：

在杯体中装入2～10ml(例如3ml、4ml、5ml、7ml)水-甲醇混合液，将纸张覆盖在杯体开放的上部(纸张表层朝向杯体)并通过定位销对纸张定位，盖上盖体，通过连接单元密封并锁定；

将所述装置倒置5～60秒(例如10、20、40、50、60秒)后恢复正向放置，打开盖体，除去纸张；

将杯体中的液体以500～3000rpm(例如1000rpm、2000rpm、2500rpm)的转速离心处理1～10分钟(例如2、3、4、5、6、8分钟)，收集上清液；

将上清液与溴甲酚绿溶液反应；其中，上清液与溴甲酚绿的比例为100l:(0.01～0.3)mol，例如100l:0.2mol、100l:0.1mol、100l:0.02mol、100l:0.04mol。

本发明第一方面或第二方面的一些实施方式中，溴甲酚绿溶液的浓度为10～200μm，例如20μm、30μm、50μm、70μm、80μm、100μm、120μm、150μm、170μm。

本发明第一方面或第二方面的一些实施方式中，溴甲酚绿溶液采用的溶剂为水，优选为超纯水。

本发明第一方面或第二方面的一些实施方式中，所述纸张为烟用纸张，优选为烟用接装纸。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，所述杯体的深度至少为55mm，例如55mm、60mm、70mm、80mm、100mm。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，所述底座内至少设置两个腔体，所述杯体至少为两个。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，两个腔体沿底座的长度方向均匀设置。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，杯体底部与腔体底部之间有间距。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，杯体的上端高于腔体的上端。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，对应于每一杯体设置一对连接单元，设置在杯体的相对两侧用于锁定。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，所述定位销成对设置，且位于相邻腔体之间。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，所述定位销为两个，位于相邻两腔体之间，且分别靠近所述底座的相对两侧设置，所述定位销与相邻两腔体轴线的距离相等。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，所述杯体的上部(上端)向外侧方向凸出形成环形挂台，所述底座内腔体的上部(上端)向外侧方向扩展形成环形凹陷，环形挂台与环形凹陷的尺寸相匹配。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，所述底座的上部(上端)向两侧凸出形成提把。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，底座与盖体的尺寸匹配。

本发明第二方面的一些实施方式中，所述装置中，所述杯体为长方体形，杯体的横截面为正方形。

本发明第三方面涉及一种测定纸张表层中糖精钠含量的方法，包括：

按照本发明第一方面或第二方面所述的方法对纸张表层前处理，得到反应产物；

采用紫外分光光度计检测反应产物，得到紫外分光光谱图；其中，紫外分光光度计的夹缝宽度为1～2nm(例如1nm)，吸收波长的检测范围为300～800nm(优选340～700nm)；

根据紫外分光光谱图中441nm或616nm吸收波长的吸光度数据计算纸张表层中的糖精钠含量。

本发明第三方面的一些实施方式中，所述纸张为烟用纸张，优选为烟用接装纸。

本发明第三方面的一些实施方式中，采用外标法计算纸张表层中的糖精钠含量。

本发明第三方面的一些实施方式中，所述外标法采用的系列标准溶液通过如下的步骤配制：取不同浓度的糖精钠标准溶液分别与溴甲酚绿溶液反应；溴甲酚绿溶液如本发明第一方面或第二方面中所述。

本发明第三方面的一些实施方式中，所述外标法采用的系列标准溶液的配制步骤中，糖精钠标准溶液与溴甲酚绿的比例为100l:(0.01～0.3)mol，例如100l:0.1mol、100l:0.02mol、100l:0.05mol。

本发明第三方面的一些实施方式中，所述外标法包括：

采用紫外分光光度计检测系列标准溶液(操作条件与检测反应产物时一致)，以系列标准溶液中的糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)为自变量，以441nm或616nm吸收波长的吸光度数据为因变量进行回归分析，得到标准工作曲线；

相应地，将反应产物紫外分光光谱图中441nm或616nm的吸光度数据代入标准工作曲线计算，得到反应产物中糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)，进一步计算出纸张表层中的糖精钠含量。

本发明第三方面的一些实施方式中，紫外分光光度计采用1.0cm石英比色皿。

本发明中，烟用接装纸为本领域常用的烟用纸张，符合行业标准yc171-2014《烟用接装纸》的规定。

本发明中，烟用接装纸表层是指卷制成烟支后的烟用接装纸的最外层。

本发明取得了如下的一项或多项有益效果：

本发明方法能快速、准确地测定纸张表层中的糖精钠含量，以快速评价纸张(例如烟用接装纸)对甜味口感的影响，并且，操作简便，能满足现场快速分析的要求。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明从纸张表层中提取糖精钠装置的一个实施例的示意图；

图2为实施例1中标准工作曲线图；

图3为实施例1中烟用接装纸样品1～3的供试品溶液的紫外分光光谱图；

图4为实施例3中标准工作曲线图；

1-底座，2-杯体，3-定位销，4-盖体，5-1-固定部，5-2-卡环，5-3凸出部，6-腔体，7-密封垫片，8-环形挂台，9-环形凹陷，10-提把。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明从纸张表层中提取糖精钠装置的一个实施例的示意图；

所述从纸张表层中提取糖精钠的装置包括底座1、杯体2、定位销3、盖体4和连接单元；

所述底座1内设置有上部开放的腔体6；

所述杯体2上部开放，位于底座1的腔体6内，杯体2的内横截面积为900mm²；

所述定位销3设置在底座1的上端，定位销3的上端与杯体2的上端齐平；

所述盖体4适于覆盖杯体2开放的上部和定位销3的上端，盖体4内侧设置有密封垫片7；

所述连接单元包括设置在底座1外侧壁上的固定部5-1、卡环5-2和设置在盖体4边缘的凸出部5-3，所述卡环5-2的一端与固定部5-1转动连接、另一端为自由端，所述卡环5-2的自由端与凸出部5-3尺寸相匹配且适于扣合锁定；

本实施例中，所述底座1内设置有两个腔体6，所述杯体2为两个；

本实施例中，两个腔体6沿底座1的长度方向均匀设置；

本实施例中，所述杯体2的深度为55mm；

本实施例中，杯体2的底部与腔体6的底部之间有间距；

本实施例中，杯体2的上端高于腔体6的上端；

本实施例中，对应于每一杯体2设置一对(两个)连接单元，设置在杯体2的相对两侧用于锁定；

本实施例中，所述定位销3成对设置，数量为两个，位于相邻两腔体6之间，且分别靠近底座1的相对两侧设置，所述定位销3与相邻两腔体6轴线的距离相等；

本实施例中，所述杯体2的上部(或上端)向外侧方向凸出形成环形挂台8，所述底座1内腔体6的上部(或上端)向外侧方向扩展形成环形凹陷9，环形挂台8与环形凹陷9的尺寸相匹配；

本实施例中，所述底座1的上部(或上端)向两侧凸出形成提把10，底座1与盖体4的尺寸匹配。

本实施例中，所述杯体2为长方体形，杯体2的横截面为正方形。

本实施例中，定位销3的高度为10mm。

实施例1

(1)系列标准溶液的配制：

准确称取0.1g(精确至0.1mg)糖精钠，用少量纯水溶解，转移到100ml棕色容量瓶中，以纯水定容为1mg/ml的糖精钠储备液。准确移取2ml的糖精钠储备液至100ml棕色容量瓶中，纯水定容为200μg/ml的标准溶液母液。分别移取0.1ml、0.2ml、0.5ml、1.0ml、4.0ml、5.0ml、10.0ml标准溶液母液至不同的100ml棕色容量瓶中，纯水定容，得到浓度分别为0.2μg/ml、0.4μg/ml、1.0μg/ml、2.0μg/ml、8.0μg/ml、10.0μg/ml、20.0μg/ml的系列溶液；精确移取各溶液100μl分别加入至2.0ml的50μm溴甲酚绿(bcg)指示剂(溴甲酚绿水溶液)中，摇匀，得到系列标准溶液。

(2)供试品溶液的配制：

采用图1所示的装置，在杯体中装5.0ml水-甲醇混合液(水与甲醇的体积比为7:3)，将纸张覆盖在杯体开放的上部(纸张表层朝向杯体)并通过定位销对纸张定位，盖上盖体，通过连接单元密封并扣合锁定装置；然后将装置倒置20秒，之后恢复正向放置，打开盖体，去掉纸张，取杯体中液体4.0ml放入离心管中，以2000r/min转速离心2min，精确移取上层清液100μl加入至2.0ml的50μm溴甲酚绿(bcg)指示剂(溴甲酚绿水溶液)中，摇匀，得到供试品溶液。

(3)检测：

将系列标准溶液、供试品溶液分别装入1.0cm石英比色皿中，采用紫外分光光度计(perkinelmerlambda35)测定，操作条件为：狭缝宽度1nm，波长检测范围340～700nm，空白对照为超纯水。

以系列标准溶液中的糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)为自变量，616nm波长的吸光度为因变量进行回归分析，如图2所示，所得标准工作曲线为：y＝0.0711x+0.4237。

将供试品溶液在616nm波长的吸光度代入标准工作曲线中计算，得到供试品溶液中的糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)，进一步计算出烟用接装纸表层的糖精钠含量。

按照上述方法测定出三种烟用接装纸表层的糖精钠含量，结果如表1中所示。三种烟用接装纸对应的供试品溶液的紫外分光光谱图如图3所示。

表1烟用接装纸1-3表层的糖精钠含量测定结果

实施例2

(1)系列标准溶液的配制：

准确称取0.1g(精确至0.1mg)糖精钠，用少量纯水溶解，转移到100ml棕色容量瓶中，以纯水定容为1mg/ml的糖精钠储备液。准确移取2ml的糖精钠储备液至100ml棕色容量瓶中，纯水定容为200μg/ml的标准溶液母液。分别移取0.1ml、0.2ml、0.5ml、1.0ml、4.0ml、5.0ml、10.0ml标准溶液母液至不同的100ml棕色容量瓶中，纯水定容，得到浓度分别为0.2μg/ml、0.4μg/ml、1.0μg/ml、2.0μg/ml、8.0μg/ml、10.0μg/ml、20.0μg/ml的系列溶液，精确移取各溶液200μl分别加入至2.0ml的50μm溴甲酚绿(bcg)指示剂(溴甲酚绿水溶液)中，摇匀，得到系列标准溶液。

(2)供试品溶液的配制：

采用图1所示的装置，在杯体中装5ml水-甲醇混合液(水与甲醇的体积比为6:4)，将纸张覆盖在杯体开放的上部(纸张表层朝向杯体)并通过定位销对纸张定位，盖上盖体，通过连接单元密封并扣合锁定装置；然后将装置倒置20秒，之后恢复正向放置，打开盖体，去掉纸张，取杯体中液体4ml放入离心管中，以2000r/min转速离心2min，精确移取上层清液200μl加入至2ml的20μm溴甲酚绿(bcg)指示剂(溴甲酚绿水溶液)中，摇匀，得到供试品溶液。

(3)检测：

将系列标准溶液、供试品溶液分别装入1.0cm石英比色皿中，采用紫外分光光度计(perkinelmerlambda35)测定，操作条件为：狭缝宽度1nm，波长检测范围340～700nm，空白对照为超纯水。

以系列标准溶液中的糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)为自变量，616nm波长的吸光度为因变量进行回归分析，得到标准工作曲线。

将供试品溶液在616nm波长的吸光度代入标准工作曲线中计算，得到供试品溶液中的糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)，进一步计算出烟用接装纸表层的糖精钠含量。

按照上述方法测定烟用接装纸4～6表层的糖精钠含量，结果见表2。

表2烟用接装纸4-6表层的糖精钠含量测定结果

实施例3

(1)系列标准溶液的配制：

准确称取0.1g(精确至0.1mg)糖精钠，用少量纯水溶解，转移到100ml棕色容量瓶中，以纯水定容为1mg/ml的糖精钠储备液。准确移取2ml的糖精钠储备液至100ml棕色容量瓶中，纯水定容为200μg/ml的标准溶液母液。分别移取0.1ml、0.2ml、0.5ml、1.0ml、4.0ml、5.0ml、10.0ml标准溶液母液至不同的100ml棕色容量瓶中，纯水定容，得到浓度分别为0.2μg/ml、0.4μg/ml、1.0μg/ml、2.0μg/ml、8.0μg/ml、10.0μg/ml、20.0μg/ml的系列溶液，精确移取各溶液500μl分别加入至2.0ml的50μm溴甲酚绿(bcg)指示剂(溴甲酚绿水溶液)中，摇匀，得到系列标准溶液。

(2)供试品溶液的配制：

采用图1所示的装置，在杯体中装5ml水-甲醇混合液(水与甲醇的体积比为5:5)，将纸张覆盖在杯体开放的上部(纸张表层朝向杯体)并通过定位销对纸张定位，盖上盖体，通过连接单元密封并扣合锁定装置；然后将装置倒置20秒，之后恢复正向放置，打开盖体，去掉纸张，取杯体中液体4ml放入离心管中，以2000r/min转速离心2min，精确移取上层清液500μl加入至2.0ml的100μm溴甲酚绿(bcg)指示剂(溴甲酚绿水溶液)中，摇匀，得到供试品溶液。

(3)检测：

将系列标准溶液、供试品溶液分别装入1.0cm石英比色皿中，采用紫外分光光度计(perkinelmerlambda35)测定，操作条件为：狭缝宽度1nm，波长检测范围340～700nm，空白对照为超纯水。

以系列标准溶液中的糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)为自变量，441nm波长的吸光度为因变量进行回归分析，得到标准工作曲线为y＝-0.0266x+0.7563，如图4所示。

将供试品溶液在441nm波长的吸光度代入标准工作曲线中计算，得到供试品溶液中的糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)，进一步计算出烟用接装纸表层的糖精钠含量。

按照上述方法测定烟用接装纸7～9表层的糖精钠含量，结果见表3。

表3烟用接装纸7～9表层的糖精钠含量测定结果

测试例1准确性验证

已知烟用接装纸10-12的表层及内部均含有糖精钠，烟用接装纸10-12的表层(油墨层)中糖精钠含量设计值分别为25.0mg/m²、22.0mg/m²、30.0mg/m²。

采用实施例1方法实测烟用接装纸10-12的表层糖精钠含量，结果如表4中所示。

表4烟用接装纸10-12表层的糖精钠含量实测结果与设计值比较

由表4可知，本发明方法测定的烟用接装纸表层糖精钠含量与表层糖精钠含量设计值较为接近，说明本发明方法能准确测定烟用接装纸表层的糖精钠含量。

测试例2方法的加标回收率和重复性

1)实施例1方法：

实施例1第(2)项中，多个杯体中均装入5.0ml水-甲醇混合液(水与甲醇的体积比为7:3)，然后按照0.4μg/ml、2.0μg/ml、10.0μg/ml加标量分别向多个杯体中加入糖精钠标准品混匀，之后将实施例1中的烟用接装纸3表层朝向杯体覆盖在杯体开放的上部并通过定位销对纸张定位，盖上盖体，通过连接单元密封并扣合锁定装置；然后将装置倒置20秒，之后恢复正向放置，打开盖体，去掉纸张，取杯体中液体4ml放入离心管中，以2000r/min转速离心2min，精确移取上层清液100μl加入至2.0ml的50μm溴甲酚绿(bcg)指示剂(溴甲酚绿水溶液)中，摇匀，得到多个加标的供试品溶液；然后按照实施例1第(3)项测定加标的供试品溶液中的糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)，进一步计算出加标回收率，每个浓度平行测定3次，结果如表5所示。本底值表示实施例1方法测定烟用接装纸3的表层糖精钠过程中得到的供试品溶液中糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)。

表5方法的加标回收率和重复性

由表5可知，本发明方法的加标回收率处于85.7-91.3％之间，平行样的相对标准偏差(rsd)＜5.6％，表明本发明测定方法的准确度高、重复性好，结果稳定可靠。

2)实施例3方法：

实施例3第(2)项中，多个杯体中均装入5ml水-甲醇混合液(水与甲醇的体积比为5:5)，然后按照0.4μg/ml、2.0μg/ml、10.0μg/ml加标量分别向多个杯体中加入糖精钠标准品混匀，之后将实施例3中的烟用接装纸9表层朝向杯体覆盖在杯体开放的上部并通过定位销对纸张定位，盖上盖体，通过连接单元密封并扣合锁定装置；然后将装置倒置20秒，之后恢复正向放置，打开盖体，去掉纸张，取杯体中液体4ml放入离心管中，以2000r/min转速离心2min，精确移取上层清液500μl加入至2.0ml的100μm溴甲酚绿(bcg)指示剂(溴甲酚绿水溶液)中，摇匀，得到多个加标的供试品溶液；然后按照实施例3第(3)项测定加标的供试品溶液中的糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)，进一步计算出加标回收率，每个浓度平行测定3次，结果如表6所示。本底值表示实施例3方法测定烟用接装纸9的表层糖精钠过程中得到的供试品溶液中糖精钠与溴甲酚绿缔合物的含量(以糖精钠含量计)。

表6方法的加标回收率和重复性

由表6可知，本发明方法的加标回收率处于88.1-94.8％之间，平行样的相对标准偏差(rsd)＜5.1％，表明本发明测定方法的准确度高、重复性好，结果稳定可靠。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。