《煙草及煙草制品 淀粉的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》編制說(shuō)明

1《煙草及煙草制品淀粉的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明《煙草及煙草制品淀粉的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》是國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局《關(guān)于印發(fā)2023年度煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（國(guó)煙科〔2023〕35號(hào)）下達(dá)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目，合同號(hào)為2023B012，項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)總預(yù)算12萬(wàn)。項(xiàng)目研究周期為2023年3月~2023年12月。本項(xiàng)目由福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司牽頭，鄭州煙草研究院、國(guó)家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、中國(guó)煙草總公司福建煙草省公司、湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司等共同承擔(dān)。福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目總體方案制定、資料收集整理、方法開(kāi)發(fā)研究、共同試驗(yàn)樣品收集與檢測(cè)、項(xiàng)目試驗(yàn)報(bào)告匯總、項(xiàng)目的總體標(biāo)準(zhǔn)文本的起草、標(biāo)準(zhǔn)的意見(jiàn)征求等。其他承擔(dān)單位參與項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程研究、參與共同實(shí)驗(yàn)等工作。本項(xiàng)目下達(dá)后，項(xiàng)目組制定了項(xiàng)目的實(shí)施方案，并分四個(gè)階段完成標(biāo)準(zhǔn)制定工作。第一階段：文獻(xiàn)調(diào)研項(xiàng)目組通過(guò)查閱煙草淀粉相關(guān)的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)文獻(xiàn)等資料，根據(jù)研究對(duì)象煙草及煙草制品的基質(zhì)特性，結(jié)合行業(yè)現(xiàn)狀考察有關(guān)方法的適用性，確定了本項(xiàng)目的總體技術(shù)方案和研究的基本方法。第二階段：方法研究2023年3月-9月，項(xiàng)目組根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研和前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成技術(shù)方案，對(duì)分析方法進(jìn)行了完善和優(yōu)化。首先通過(guò)文獻(xiàn)資料的研究與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，用離心管+抽濾裝置替代G3砂芯漏斗，使試樣前處理可大批量進(jìn)行；然后改進(jìn)煙草試樣淀粉萃取的萃取液，采用90%二甲亞砜-鹽酸（0.25mol/L）萃取液萃取試樣中淀粉，以避免40%高氯酸溶液在萃取淀粉過(guò)程中，可能因酸解而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不穩(wěn)定的問(wèn)題，并優(yōu)化了萃取過(guò)程參數(shù)。對(duì)改進(jìn)后的方法與原標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了比對(duì)試驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行了方法學(xué)考察，包括精密度，檢出限，回收率等。第三階段：實(shí)驗(yàn)比對(duì)階段2023年10月-11月，制定了共同實(shí)驗(yàn)方案并組織福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院、國(guó)家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、中國(guó)煙草總公司福建煙草省公司、湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司等7個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了方法的驗(yàn)證比對(duì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：7家實(shí)驗(yàn)室的8個(gè)樣品的檢測(cè)結(jié)果RSD在10%以?xún)?nèi)，表明各實(shí)驗(yàn)室間數(shù)據(jù)比對(duì)良好。第四階段：形成征求意見(jiàn)階段2023年12月，撰寫(xiě)了項(xiàng)目試驗(yàn)研究報(bào)告，完成了標(biāo)準(zhǔn)方法初稿的起草工作，并將標(biāo)準(zhǔn)方法初稿及項(xiàng)目試驗(yàn)研究報(bào)告提交給項(xiàng)目協(xié)作單位的相關(guān)成員進(jìn)行審閱，根據(jù)反饋意見(jiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法初稿進(jìn)行進(jìn)一步的修改和完善，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿。主要起草人有：本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為XXX，項(xiàng)目組其他人員為承擔(dān)單位參加該項(xiàng)技術(shù)研究的專(zhuān)業(yè)人員，主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)起草、組織協(xié)調(diào)、樣品收集、方案設(shè)計(jì)、方法驗(yàn)證等工作。2、相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)、內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)研究和制修訂情況經(jīng)檢索目前對(duì)煙草及煙草制品中淀粉的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)主要有：YC/T283-2009《煙草及煙草制品淀粉的測(cè)定酶解-離子色譜測(cè)定法》和YC/T216-2013《煙草及煙草制品淀粉的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》。YC/T283-2009因酶制劑等穩(wěn)定性制約，使用率較低；現(xiàn)行方法YC/T216-2013是在原標(biāo)準(zhǔn)YC/T216-2007（已廢止）基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂，目前在行業(yè)內(nèi)檢測(cè)部門(mén)普遍使用。3、標(biāo)準(zhǔn)編制原則及主要內(nèi)容確定的依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煙草及煙草制品中淀粉含量的連續(xù)流動(dòng)分析測(cè)定方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于煙草及煙草制品中淀粉的測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)的編制原則是：達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)水平，同時(shí)考慮國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況，在不影響方法準(zhǔn)確性和先進(jìn)性的前提下，盡量簡(jiǎn)化操作，提高檢驗(yàn)效率。本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容包括：1范圍；2規(guī)范性引用文件；3原理；4試劑；5儀器和材料；6分析步驟；7結(jié)果計(jì)算與表述；8方法重復(fù)性及回收率；9試驗(yàn)報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)參考了國(guó)內(nèi)外相關(guān)方面的最新文獻(xiàn)，按照《化學(xué)類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)制修訂方法補(bǔ)充規(guī)定》的要求，結(jié)合煙草基質(zhì)實(shí)際成分，考慮行業(yè)相關(guān)企業(yè)具體情況，方法推廣的難易程度，通過(guò)根據(jù)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)設(shè)計(jì)和反復(fù)試驗(yàn)結(jié)果確立了二甲亞砜-鹽酸萃取的檢測(cè)體系，修訂了煙草及煙草制品中淀粉的測(cè)定方法-連續(xù)流動(dòng)法，確定的依據(jù)包括方法優(yōu)化和方法驗(yàn)證兩部分，具體如下：現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)YC/T216-2013采用G3燒結(jié)玻璃砂芯漏斗作為萃取和分離的裝置，可實(shí)現(xiàn)萃取和固液分離。通過(guò)調(diào)研，砂芯套管、離心管+抽濾裝置也能實(shí)現(xiàn)同樣功能。項(xiàng)目組對(duì)三種裝置的萃取和分離效果進(jìn)行試驗(yàn)考察。不同種類(lèi)煙葉三種裝置的檢測(cè)結(jié)果無(wú)明顯差異，且平行檢測(cè)結(jié)果RSD均小于5%。但在多次使用后發(fā)現(xiàn)，G3砂芯漏斗使用過(guò)程中易堵塞，且實(shí)驗(yàn)后需用重鉻酸鉀洗滌，存在環(huán)保安全方面的問(wèn)題；采用砂芯套管堵塞有所改善，但內(nèi)外管液體無(wú)法交換，存在死體積，不同批次套管的死體積不同，存在不可控因素，不利于標(biāo)準(zhǔn)推廣；而采用離心管+抽濾裝置清洗方便，不存在煙末殘留，且離心管體積小，便于大批量前處理。項(xiàng)目組采用離心管+抽濾裝置方式，在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，改進(jìn)了煙草淀粉測(cè)定過(guò)程試樣萃取裝4置及操作，解決了G3砂芯漏斗不好清洗，多次使用后易堵塞，影響檢測(cè)結(jié)果的問(wèn)題，提高了實(shí)驗(yàn)的批量操作性和檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性。煙草中含有色素、醌類(lèi)等物質(zhì)，對(duì)碘-淀粉顯色物的比色測(cè)定產(chǎn)生干擾?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)YC/T216-2013采用0.25g試樣用25mL80%乙醇-飽和氯化鈉溶液一次萃洗去除試樣中色素等，在實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)部分煙葉不能完全去除色素等干擾。通過(guò)系列設(shè)計(jì)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，提高80%乙醇-飽和氯化鈉溶液至30mL醇洗1次，能完全去除色素等干擾。因此，在去色素干擾環(huán)節(jié)，項(xiàng)目組增加80%乙醇-飽和氯化鈉溶液的用量，確保了不同煙草及煙草制品類(lèi)型試樣能夠完全去除色素干擾。（1）考察高氯酸對(duì)淀粉萃取影響。標(biāo)準(zhǔn)YC/T216-2013采用40%高氯酸作為萃取劑，項(xiàng)目組通過(guò)試驗(yàn)考察了40%高氯酸對(duì)淀粉酸解影響和對(duì)煙草中部分大分子的溶出影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用高氯酸萃取煙草試樣淀粉，在萃取過(guò)程中可能伴隨淀粉的酸解和將部分大分子物質(zhì)酸解帶出，從而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，新版的公安部《易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》（2017版）將高氯酸納入了管控名錄，高氯酸藥品的購(gòu)買(mǎi)、存放、使用受限，對(duì)檢測(cè)帶來(lái)了不便與制約，因此，擬對(duì)萃取劑進(jìn)行替代優(yōu)化。（2）萃取劑的替換。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，90%二甲基亞砜水溶液具有能完全萃取試樣中淀粉、不發(fā)生酸解、穩(wěn)定保存、滿(mǎn)足環(huán)保要求等多方面的優(yōu)點(diǎn)。但DMSO溶解淀粉時(shí)，淀粉易發(fā)生快速溶脹會(huì)阻止DMSO穿透整個(gè)淀粉顆粒，為提高淀粉在DMSO中的溶解性，使用DMSO溶解淀粉時(shí)需加入少量的水抑制淀粉顆粒凝膠層的形成，采用90%二甲基亞砜/水溶液50℃振蕩萃取12h淀粉萃取率可達(dá)97.15%以上。此外，文獻(xiàn)調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，由于細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞內(nèi)淀粉萃取起到一定阻隔作用，為加快試樣中淀粉的萃取完全，在90%二甲基亞砜-水溶液萃取劑中加入適量鹽酸，有助于超聲振蕩對(duì)細(xì)胞酸化破壁，從而加快二甲基亞砜溶液進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行淀粉萃取，5極大提高萃取淀粉的效率。項(xiàng)目組借鑒文獻(xiàn)方法，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)確定采用90%二甲基亞砜-鹽酸（0.25mol/L）溶液替代高濃度的高氯酸溶液作為萃取劑，改進(jìn)其在煙草中的應(yīng)用效果。（3）萃取條件優(yōu)化。項(xiàng)目組在確定萃取劑試驗(yàn)過(guò)程中，同時(shí)還通過(guò)設(shè)計(jì)不同試驗(yàn)，優(yōu)化了萃取時(shí)間、萃取溫度、萃取體積等萃取條件，最終確定淀粉萃取最佳條件：采用90%二甲基亞砜-鹽酸（0.25mol/L）溶液替代高濃度的高氯酸溶液作為萃取劑，稱(chēng)取025g試樣，加入40mL萃取劑，在60℃溫度下，超聲萃取45min。根據(jù)文獻(xiàn)，淀粉在pH≤4酸性條件下碘顯色最佳。由于試樣前處理已不再用高氯酸萃取，上機(jī)所用15%高氯酸溶液可用鹽酸等其它酸性溶液代替，以契合實(shí)驗(yàn)管理、試劑安全環(huán)保等要求。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用15%高氯酸溶液和用1M的鹽酸溶液檢測(cè)和結(jié)果無(wú)明顯差異，因此，在連續(xù)流動(dòng)分析環(huán)節(jié)，采用1mol/L鹽酸替代高氯酸保持分析過(guò)程的酸體系平衡，實(shí)驗(yàn)過(guò)程更加綠色環(huán)保。本部分采用JJF1343-2022《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值及均勻性、穩(wěn)定性評(píng)估》[30]中有關(guān)穩(wěn)定性研究方法對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。取95%的置信區(qū)間，若|b1|<t0.95,5×s(b1)，說(shuō)明試樣的濃度對(duì)時(shí)間變量無(wú)明顯差異，試樣穩(wěn)定性良好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液31天內(nèi)穩(wěn)定性良好，儲(chǔ)存條件確定為：在0℃~4℃下避光密閉保存，有效期一月；前處理后試樣待測(cè)液中淀粉24小時(shí)內(nèi)穩(wěn)定性良好。項(xiàng)目組根據(jù)確定的檢測(cè)方法，采用90%二甲基亞砜-鹽酸溶液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，考察標(biāo)準(zhǔn)溶液線性，相關(guān)系數(shù)R=0.9998，線性關(guān)系良好；對(duì)精密度、回收率等指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的試驗(yàn)，日內(nèi)RSD（%）在1.12%~2.08%之間，日間RSD（%）在1.80%~2.53%，均小于5.0%；試樣加6標(biāo)回收率在96.6%～101.5%之間，方法的重復(fù)性良好，檢測(cè)方法準(zhǔn)確、可靠，滿(mǎn)足檢測(cè)要求。項(xiàng)目組按照GB/T6379-2009標(biāo)準(zhǔn)要求，組織7家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了8個(gè)不同類(lèi)型煙草試樣的淀粉含量測(cè)定共同實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)室間不同煙草類(lèi)型的檢測(cè)結(jié)果RSD在1.59%~7.93%之間。項(xiàng)目組采用修訂方法及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（YC/T216-2013）方法對(duì)8個(gè)不同類(lèi)型試樣進(jìn)行了淀粉含量檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.64%~4.35%之間，都在5%以?xún)?nèi)，表明兩種方法檢測(cè)結(jié)果比較吻合。采用兩種方法分別進(jìn)行100個(gè)試樣的批量檢測(cè)，考察兩種方法前處理過(guò)程的時(shí)間效率，試驗(yàn)結(jié)果表明，修訂方法的前處理效率是YC/T216-2013標(biāo)準(zhǔn)方法的前處理效率的3倍左右。經(jīng)方法驗(yàn)證試驗(yàn)表明，修訂方法穩(wěn)定性和重復(fù)性好、準(zhǔn)確性和精確性高，且該方法簡(jiǎn)便，快捷，適用于大批量檢測(cè)，易于在行業(yè)內(nèi)推廣，可應(yīng)用于煙草和煙草制品中淀粉含量的分析測(cè)定。具體情況詳見(jiàn)項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告。4、標(biāo)準(zhǔn)預(yù)期產(chǎn)生的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益淀粉是影響煙草品質(zhì)的重要物質(zhì)，一直是煙草質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。適宜的淀粉含量是提高卷煙香、吃味質(zhì)量的重要指標(biāo)，但較高的淀粉將會(huì)影響煙草的燃燒性能，產(chǎn)生的刺激性、焦糊氣味和雜氣等，對(duì)煙草的色、香、味產(chǎn)生不良影響。因此，測(cè)定調(diào)制前后煙葉中的淀粉含量已成為煙草品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，建立簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確測(cè)定煙草中淀粉的分析方法，是完善煙草化學(xué)成分分析的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。本標(biāo)準(zhǔn)的制定為煙草及煙草制品中淀粉含量的測(cè)定提供技術(shù)支持，以規(guī)范煙草及煙草制品中淀粉分析方法，通過(guò)合理調(diào)控?zé)煵葜械矸酆?，從而提高卷煙產(chǎn)品感官質(zhì)量。5、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況7目前沒(méi)有關(guān)于煙草及煙草制品中淀粉含量的連續(xù)流動(dòng)測(cè)定法的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，因此沒(méi)有進(jìn)行采用。6、與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)符合現(xiàn)行有關(guān)法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求。7、重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)在制定過(guò)程中未出現(xiàn)重大的意見(jiàn)分歧。8、作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議及主要依據(jù)鑒于目前煙草行業(yè)內(nèi)檢測(cè)手段、儀器設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)情況，本標(biāo)準(zhǔn)選取方法準(zhǔn)確可靠、操作簡(jiǎn)便、易推廣，建議作為推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提供給各卷煙企業(yè)及相關(guān)研究中心等檢測(cè)部門(mén)。9、標(biāo)準(zhǔn)宣貫的要求和措施建議本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，建議由國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局牽頭組織標(biāo)準(zhǔn)宣貫，在煙草企業(yè)、煙草質(zhì)檢系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)宣貫培訓(xùn)，要求具備一定理論基礎(chǔ)的技術(shù)人員或檢驗(yàn)人員參加，以授課形式即可推廣。10、廢止現(xiàn)行有關(guān)