способ определения содержания никотина в табаке

Формула изобретения

Способ определения содержания никотина в табаке, предусматривающий смешивание измельченной навески анализируемого образца с раствором экстрагента, получение экстракта, добавление раствора кремневольфрамовой кислоты (КВК), анализ экстракта с помощью индикатора, представляющего собой фильтровальную бумагу, по окраске которой судят о содержании никотина, отличающийся тем, что навеску анализируемого образца берут из свежеубранных листьев табака, в качестве экстрагента используют раствор реактива Драгендорфа, последующее титрование осуществляют по одной капле 6%-ного раствора кремневольфрамовой кислоты (КВК), причем объем каждой капли предварительно определяют, а количество капель учитывают, при этом титрование считают законченным при полном исчезновении оранжево-красного окрашивания фильтровальной бумаги, а о содержании никотина в анализируемом образце судят по объему кремневольфрамовой кислоты (КВК), пошедшему на титрование, которое определяют по формуле:

Vквк=V'·N,

где V_квк - общий объем раствора КВК, пошедшего на титрование, мл;

V' - объем одной капли КВК используемой пипетки, мл;

N - число капель КВК, пошедших на полное связывание никотина, штук.

Описание изобретения к патенту

Способ предназначен для экспрессного определения содержания никотина в свежеубранных листьях табака и осуществления прогноза его количества в сырье и может быть использован для оперативного контроля содержания никотина по относительным показателям, преимущественно в селекционной работе.

Для определения содержания никотина в табачном сырье при массовых анализах используют спектрофотометрический метод, основанный на измерении оптической плотности солянокислого раствора никотина при определенных длинах волн с последующим расчетом содержания алкалоида по экстинции раствора. (Мохначев И.Г. Методы анализа табака и табачного дыма / И.Г.Мохначев; ВИТИМ. - Краснодар, 1976. - 5 с. - Деп. в ВИНИТИ, № 3378-76) Этот метод определения никотина связан с использованием дорогостоящего оборудования и химических реактивов, требует значительных затрат времени на проведение анализа. Он не может быть применен для оперативного контроля содержания никотина в свежеубранных листьях табака, т.к. был разработан для высушенных листьев (табачное сырье).

Наиболее близким к заявленному техническому решению является экспрессный индикаторный метод определения количественного содержания никотина в табачном сырье (ОСТ 10-052-94. Стандарт отрасли. Метод экспрессного определения никотина в табачном сырье. - М.: Изд-во Минсельхозпрод России, 1994. - 14 с.). Этот метод основан на цветной реакции никотина с реактивом Драгендорфа и количественной оценке его по реакции связывания кремневольфрамовой кислотой. Он заключается в том, что табачное сырье подсушивают до влажности 5-6% и измельчают в пыль. 0,5 г анализируемого образца смешивают с дистиллированной водой в течение пяти минут, получают экстракт, каплю которого наносят на фильтровальную бумагу, обработанную реактивом Драгендорфа. Появление оранжево-красного кольца свидетельствует о наличии никотина в анализируемом образце. Затем к экстракту приливают 1 мл 6%-ной кремневольфрамовой кислоты (КВК), тщательно перемешивают и каплю полученной смеси наносят на ту же полоску фильтровальной бумаги. Если оранжево-красное пятно полностью исчезло - процентное содержание никотина в образце принимают меньше 2%, если ореол пятна остается - больше 2%. Длительность метода составляет 10 минут. Метод широко применяется для оперативного контроля содержания никотина в высушенном табачном сырье как готовом продукте для производства курительных изделий, причем для производственных нужд достаточно знать не абсолютное содержание никотина, а превышает или не превышает это содержание какой-то регламентированный уровень. Однако метод не решает задачу определения содержания никотина в свежеубранных листьях.

Техническим результатом является повышение точности и быстроты определения содержания никотина в свежеубранных листьях табака при сравнительных определениях по сортам табака, ломкам, степени зрелости листьев.

Технический результат достигается тем, что в способе определения содержания никотина в табаке, предусматривающем смешивание измельченной навески анализируемого образца с раствором экстрагента, получение экстракта, добавление раствора кремневольфрамовой кислоты (КВК), анализ экстракта с помощью индикатора, представляющего собой фильтровальную бумагу, по окраске которой судят о содержании никотина, согласно изобретению навеску анализируемого образца берут из свежеубранных листьев табака, в качестве экстрагента используют раствор реактива Драгендорфа, последующее титрование осуществляют добавлением по одной капле 6%-ного раствора кремневольфрамовой кислоты (КВК), причем объем каждой капли предварительно определен, а количество капель учитывают, при этом титрование считают законченным при полном исчезновении оранжево-красного окрашивания фильтровальной бумаги, а о содержании никотина в анализируемом образце судят по объему КВК (V_квк), пошедшему на титрование, который определяют по формуле:

V_квк =V'·N, где

V_КВК - общий объем раствора КВК, пошедшего на титрование, мл;

V' - объем одной капли КВК используемой пипетки, мл;

N - число капель КВК, пошедших на полное связывание никотина, штук.

Длительность определения по предлагаемому способу составляет около 3 минут.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ определения содержания никотина в табаке соответствует критерию НОВИЗНА, т.к. определяют никотин в свежеубранных табачных листьях.

Сопоставление заявленного решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в табачной отрасли позволяет выявить в нем признак, отличающий заявленное решение тем, что никотин определяют в анализируемых образцах из свежеубранных листьев табака, навеску которых экстрагируют раствором реактива Драгендорфа, последующее титрование осуществляют добавлением по одной капле 6%-ного раствора КВК, причем объем каждой капли предварительно определен, а количество капель учитывают, и считают его законченным при полном исчезновении оранжево-красного окрашивания фильтровальной бумаги, а о содержании никотина судят по объему КВК, пошедшему на титрование, следовательно, изобретение соответствует критерию ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, т.к. оно может быть использовано для оперативного контроля содержания никотина в листьях в НИР и селекционной работе.

До настоящего времени все существующие методы определения содержания никотина были применимы только к высушенному сырью. Объективного экспрессного способа определения содержания никотина в свежеубранных табачных листьях не существовало. Поэтому предлагаемый экспресс-способ необходим и актуален.

В прототипе экстракцию никотина из высушенного табака влажностью 5-6% проводят дистиллированной водой. В свежеубранных листьях в этом нет необходимости, т.к. они состоят на 80 и более процентов из воды. Поэтому в предлагаемом способе не требуется экстракция никотина водой, а непосредственно сразу приливают реактив Драгендорфа для проявления цветной реакции. Это является существенным отличительным признаком, позволяющим определять содержание никотина в свежеубранных листьях табака.

Предлагаемый способ позволяет более точно выполнить анализ, т.к. применяется покапельное титрование, при этом объем каждой капли предварительно определен.

Титрование ведут до полного исчезновения оранжево-красного окрашивания фильтровальной бумаги, т.к. это свидетельствует об окончании реакции связывания никотина кремневольфрамовой кислотой.

В совокупности существенные признаки предлагаемого способа позволяют оперативно определять содержание никотина в клеточном соке свежеубранных табачных листьев и прогнозировать его содержание в сырье.

Способ осуществляют следующим образом.

Из свежеубранных листьев табака отбирают аналитическую пробу. Если размер листа крупный, что позволяет взять высечки из одного листа, то отбор производят, отступив от верхушки и краев листа по 1 см, не затрагивая среднюю и боковые жилки. Если в анализе используют мелкие или средние по размеру листья, то высечки отбирают из двух, трех или более листьев также равномерно и не затрагивая среднюю жилку, взвешивают на электрических весах, измельчают и растирают в фарфоровой ступке. К полученной кашице приливают 0,5 мл экстрагента (реактива Драгендорфа) и тщательно перемешивают. Каплю полученного экстракта пипеткой дозированного объема наносят на полоску индикаторной бумаги, на которой появляется мокрое пятно в виде оранжево-красного кольца. Чем больше никотина содержится в испытуемом образце, тем ярче окраска кольца. После чего начинают титровать экстракт 6%-ным раствором КВК по одной капле при помощи пипетки. Объем одной капли КВК определяют предварительно. После добавления в экстракт очередной порции раствора КВК смесь тщательно перемешивают и пипеткой фиксированного объема наносят каплю полученной смеси рядом с предыдущим пятном на ту же полоску индикаторной бумаги. Титрование считают законченным при полном исчезновении оранжево-красного окрашивания фильтровальной бумаги. О содержании никотина в анализируемом образце судят по объему КВК (V_КВК), пошедшему на титрование, который определяют по формуле:

V _КВК=V'·N

Повторность определения пятикратная. В зависимости от поставленной задачи определение содержания никотина может производится в листьях одного растения, одной ломки, либо одной степени зрелости.

Пример 1.

Из одного свежеубранного технически зрелого листа табака традиционного сорта Юбилейный сортотипа Остролист отбирают аналитическую пробу в виде 25 высечек диаметром 19 мм. Высечки берут равномерно по всей пластинке листа, не затрагивая среднюю и боковые жилки. Отобранные высечки взвешивают на электрических весах, измельчают, растирают в фарфоровой ступке. К полученной кашице пипеткой (на 1,0 мл) приливают 0,5 мл экстрагента (реактива Драгендорфа) и тщательно перемешивают. Каплю полученного экстракта с помощью пипетки фиксированного объема наносят на полоску индикаторной бумаги. Появляется ярко окрашенное оранжево-красное кольцо. Для определения количества никотина в пробе по относительным показателям к экстракту в фарфоровую ступку добавляют по капле 6%-ный раствор КВК с помощью пипетки. Объем одной капли КВК равен 0,05 мл. После добавления в экстракт очередной порции раствора КВК смесь тщательно перемешивают и пипеткой фиксированного объема наносят каплю полученной смеси рядом с предыдущим пятном на ту же полоску индикаторной бумаги. Титрование считают законченным при полном исчезновении оранжево-красного окрашивания фильтровальной бумаги. В данном образце на титрование пошло 11 капель КВК, объем (V_КВК) определяют по формуле:

V _КВК=V'·N=0,05·11=0,55 (мл)

Повторность определений пятикратная. Средний объем составил 0,52 мл КВК.

Пример 2.

Из одного свежеубранного технически зрелого листа табака низконикотинного сорта Короткостебельный сортотипа Остролист отбирают аналитическую пробу в виде 25 высечек диаметром 19 мм, как в предыдущем примере. Отобранные высечки взвешивают на электрических весах, измельчают, растирают в фарфоровой ступке. К полученной кашице также приливают 0,5 мл экстрагента (реактива Драгендорфа), перемешивают и каплю полученного экстракта наносят на полоску индикаторной бумаги. Появляется оранжево-красное кольцо слабой окраски. После чего начинают титровать экстракт 6%-ным раствором КВК по одной капле, объем которой равен 0,05 мл. В данном случае на титрование пошло 4 капли или соответственно 0,20 мл КВК.

Повторность определений пятикратная. Средний объем составил 0,18 мл КВК.

Сопоставительный анализ относительного содержания никотина в свежеубранных и высушенных табачных листьях одних и тех же сортов приводится в таблице.

Таблица
Относительное содержание никотина	Сорт табака	Ломка		Степень зрелости
		Нижняя	Верхняя	Зеленые	Технически зрелые
по прототипу	Юбилейный	Больше 2%	Больше 2%	Больше 2%	Больше 2%
по предлагаемому способу (VКВК)		0,40	0,52	0,37	0,55
по прототипу	Остролист 36	Меньше 2%	Меньше 2%	Меньше 2%	Меньше 2%
по предлагаемому способу (VКВК)		0,15	0, 24	0,19	0,26
по прототипу	Остролист 311	Меньше 2%	Больше 2%	Больше 2%	Больше 2%
по предлагаемому способу (VКВК)		0,26	0,47	0,35	0,49
по прототипу	Остролист 316	Меньше 2%	Меньше 2%	Меньше 2%	Меньше 2%
по предлагаемому способу (VКВК)		0,18	0,27	0,18	0,27
по прототипу	Короткостебельный	Меньше 2%	Меньше 2%	Меньше 2%	Меньше 2%
по предлагаемому способу (VКВК)		0,12	0,18	0,11	0,18

Сравнивая данные, полученные в результате определения никотина в табаке по прототипу и разработанному способу, установили следующее:

количественное определение никотина в табачной пыли находится в прямо пропорциональной зависимости с относительным определением никотина в свежеубранных листьях табака по объему КВК экспресс-способом. Чем больше никотина содержится в сорте табака, тем больший объем КВК расходуется на полное связывание никотина. Этот метод дает полное представление о содержании никотина в свежеубранных листьях табака при сравнительных определениях по сортам табака, степени зрелости листьев, ломкам, при томлении листьев и может быть использован для оперативного контроля содержания никотина по относительным показателям в НИР, особенно в селекционной работе.

Способ используется в лаборатории стандартизации и качества и других лабораториях ГНУ ВНИИТТИ Россельхозакадемии с 2005 года для исследований по селекции, физиологии растений, агротехнике и послеуборочной обработке табака в период вегетации, уборки, а также при томлении табачных листьев.