CN102577703A - 一种荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子，其以裸种为核心覆盖有两层结构，紧贴裸种的第一层结构包括第一种衣剂和荧光色剂，紧贴第一层结构的第二层结构包括第二种衣剂和磁粉，其中磁粉质量不超过第二种衣剂与磁粉混合物总质量的10%。本发明的优点是在不改变烟草种子原有丸化工艺流程的基础上进行简单调整，无需设备的更新，防伪成本低廉。这种具有双重防伪功能的烟草丸化种子与普通烟草丸化种子在外观上无差异，只有在特定的检测步骤和检测材料下才会显示出磁性特征和荧光特征。本方法为烟草种子提供了一种简单可靠的防伪技术，增强了对种子质量、烟草公司以及种子用户利益的保护。

Description

一种荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种种子防伪技术，具体涉及一种荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子以及鉴别该防伪种子的方法。

背景技术

种子在国民经济中占有重要地位，但种子经常面临被不法分子假冒的状况，这给农业生产和农民带来极大危害。关于种子防伪，目前业界普遍使用的都是防伪包装技术。种子包装是种子销售的直接载体，所以种子包装防伪也自然成为种子企业打击假冒伪劣、维护种子市场正常秩序、保护自身利益及合法权益的较为直接、有效的解决办法。但包装行业的鱼目混珠以及防伪产品本身的混乱，使得种子企业防不胜防，也让普通百姓真假难辨。而针对种子本身的防伪技术还较少见报道。

目前种子丸粒化已经是种业界普遍应用的技术，尤其是小粒和极小粒种子，其丸粒化加工工艺已日趋成熟，生产上也大都采用其丸粒化种子进行播种。

中国专利CN1759648A提供一种磁粉包衣种子和磁粉包衣剂及磁化处理方法，该方法具体涉及蔬菜、花卉等小颗粒种子的磁粉包衣剂配方，包衣丸粒化后的蔬菜、花卉种子以及对磁粉包衣种子的磁化处理方法。磁粉包衣剂，其特征在于按重量比例，其含有：惰性物质70～90％，粒度为150～250目的还原铁粉10～30％；惰性物质指滑石粉、膨润土和硅藻土的一种或多种混合物；利用圆盘造粒机，采用干粉喷雾进行造粒，造粒好的种子应立即进行烘干处理，以防铁被氧化。按上述配料包衣丸粒化后的蔬菜、花卉种子，其特点在于：小粒种子包衣后的种子重量应达到原有种子重量的3～9倍；将造粒好的种子置于种箱内，磁力播种器上的电磁铁吸头依次吸取种箱内的种子进行磁化处理，磁吸头的磁场强度在1000Gs～2000Gs，最终完成磁化。

该方法的缺点在于需采用铁粉配合设备磁化种子，制备步骤较复杂；另外，铁粉直接接触种子，对种子生活力和活力都会产生一定的不良影响；该方法不涉及丸化种子防伪效果和防伪检测。

关于种子的荧光防伪技术，中国专利CN101403694A公开了一种用于包衣种子的荧光防伪和检测方法。包括如下步骤：1)将一种紫外发亮黄荧光的色剂加入到溶剂中，浓度为0.5～3mg/ml，将搅拌器转速调至400～600转/分，搅拌直至成均一溶液，溶剂为PH值在7.2～8.0的磷酸缓冲液；2)将步骤1)所得溶液替代种子内层包衣时所用的清水，在内层包衣时多次喷施；3)种子包衣的其他工艺流程不变。

中国专利CN101971727A公开了一种具有防伪功能的包衣种子的制备和辨别方法。该方法是将荧光色剂与溶剂按照所述的工艺制成一定浓度的均一荧光溶液，然后在内层粉剂包衣时用荧光溶液进行喷施，按常规方法进行种子包衣处理，得到具有防伪功能的包衣种子。该专利申请进一步公开了采用的荧光色剂是荧光素。

荧光素是无毒安全的荧光色剂。在医学以及动物的健康检测方面荧光素已被广泛利用，在植物上也有报道证明荧光素可提高植株根的生长性能，促进植物的生长发育。而植物的生长起源于种子，对植物生长有促进作用本身就已说明荧光素对种子是无毒害的。同时，种子活力是种子品质的重要指标，某种化合物对种子活力影响效果的评价，通常根据种子发芽和幼苗生长情况来判断，通过测定播种后种子的发芽率、发芽势、发芽指数以及幼苗根长、苗高等指标来说明种子活力的高低。荧光素可提高植株根的生长性能，促进植物的生长发育，由此说明其对种子的发芽和幼苗根的生长、以及植株整个幼苗期的生长也是有促进作用的。

但是，现有的荧光防伪方法属于单一防伪，它的缺点在于在进行种子丸粒化时只添加了一种荧光物质，检测方法单一，防伪的安全性较低，且只能在种子裂解时进行防伪检测，对幼苗无法进行防伪。

本发明就是针对丸化种子的一种双重防伪方法，它将荧光物质和磁性材料同时应用于丸化种子，在确保磁性材料以及处理方式对种子发芽及幼苗生长无毒害作用的同时增加了荧光防伪技术，最大限度的避免包装材料防伪的高成本，且防伪方式灵活，检测灵敏，这在国内甚至国外的种子研究领域尚属空白。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子，在保证种子活力的情况下，又为解决市场上种子的假冒伪劣问题做出贡献。该防伪方法简便易于操作，防伪成本低，增强了丸化种子的防伪功能，也保护了广大农户与公司的利益。

本发明的一个目的是提供一种荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子，其中，以裸种为核心覆盖有两层结构，紧贴裸种的第一层结构包括第一种衣剂和荧光色剂，紧贴第一层结构的第二层结构包括第二种衣剂和磁粉，其中磁粉质量不超过第二种衣剂与磁粉混合物总质量的10％。

其中，种衣剂可选自粘土、硅藻土，泥炭、云母、蛭石，珍珠岩、活性炭、磷矿粉、膨润土及滑石粉中的一种或几种的混合。所述的第一种衣剂选自膨润土。所述的第二种衣剂选自滑石粉。所述的磁粉选自目数500～1000目的铁粉，优选磁粉的目数为1000目。

其中，所述第一层结构加入荧光色剂的总质量优选为裸种质量的0.45％-0.75％。

其中，磁粉的质量优选为磁粉与第二种衣剂混合物总质量的5％～8％，优选质量为5％或8％。

其中，所述第一种衣剂质量总计为裸种质量的6-9倍，优选7.5倍。

其中，所述第二种衣剂质量总计为裸种质量的35-43倍，优选42倍。

其中，覆盖第一层结构后，丸化种子的粒径为1.00mm-1.25mm，覆盖第二层结构后，丸化种子的粒径为1.60mm-1.80mm。

一种荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子的制备方法，包括如下步骤：

1、造粒：将一定质量的裸种倒入包衣机，喷雾荧光色剂制备的溶液湿润裸种表面，先加入质量为3.5％～5.0％裸种质量的第一种衣剂，不断搅拌，使之包裹于裸种表面，重复以上步骤3-5次，形成微小丸状；然后多次加入质量为20％～50％裸种质量的第一种衣剂，期间不断喷雾粘合剂并搅拌，使丸状种子的粒径增加到1.00mm～1.25mm；

2、丸化：将第二种衣剂与占第二种衣剂和磁粉混合物总质量不大于10％的磁粉混合均匀，再将20％～50％裸种质量的混合物加入到上个步骤形成的丸状种子中，喷雾粘合剂并搅拌，如此反复数次，使丸状种子的粒径增加到1.60mm～1.80mm，然后筛选、抛光、上色、干燥，得到包衣完毕的种子。

其中，所述的荧光色剂是罗丹明B。

其中，种衣剂可选自粘土、硅藻土，泥炭、云母、蛭石，珍珠岩、活性炭、磷矿粉、膨润土及滑石粉中的一种或几种的混合。所述的第一种衣剂选自膨润土。所述的第二种衣剂选自滑石粉。所述的粘合剂是选自高分子聚合物形成的溶液，高分子聚合物包括阿拉伯树胶，淀粉、羧甲基纤维素、甲基纤维素，乙基纤维素，聚乙烯醋酸纤维、藻朊酸钠、聚偏二氯乙烯、聚乙烯氧化物、聚乙烯醇等，所述粘合剂优选羧甲基纤维素水溶液，其浓度为1.0％～3.0％(重量百分比)。所述的磁粉选自目数500～1000目的铁粉，优选磁粉的目数为1000目。

其中，在造粒步骤中，加入荧光色剂的总质量优选为裸种质量的0.45％-0.75％。

其中，在丸化步骤中，加入磁粉的质量优选为磁粉与第二种衣剂混合物总质量的5％～8％，更优选质量为5％或8％。

其中，在造粒步骤中加入的第一种衣剂质量总计为裸种质量的6-9倍，优选7.5倍。

其中，在丸化步骤中加入的第二种衣剂质量总计为裸种质量的35-43倍，优选42倍。

其中，在造粒步骤结束时，极小粒丸化种子的粒径为1.00mm-1.25mm，在丸化步骤结束时，极小粒丸化种子的粒径为1.60mm-1.80mm。

本发明的又一目的是提供一种快速检测荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子的方法。一种具体的检测方法包括，首先数取100粒烟草丸化种子，放于直径为12cm玻璃培养皿中，用磁性材料吸取种子，计数被磁性材料吸取的丸化种子数量，重复多次，判断丸化种子中添加了磁粉的丸化种子的百分比例；其次用波长范围520nm～540nm的绿光照射裂解的丸化种子，若在照射下丸化种子内部显示明亮的红色荧光，则所述的丸化种子是双重防伪烟草丸化种子。

其中，所述的磁性材料包括钕铁硼磁铁或铁氧体磁铁，磁铁的形状包括圆柱体和长方体。

其中，将烟草丸化种子萌发，用波长范围520nm～540nm的绿光照射，若子叶叶脉在照射下显示明亮的红色荧光，则所述的丸化种子是双重防伪烟草丸化种子。

在实际应用中，出于加强防伪效果的考虑，普通丸化种子中可混合一定数量的含有磁粉的丸化种子，具体在普通丸化种子中混合多少含有磁粉的防伪种子可由出售种子的企业或单位决定，不同品种，不同批次，甚至不同年份、不同产地的种子可采用不同的混合比例，通过前述检测方法，可以快速鉴别某一批丸化种子是否为本企业的特定品种，或向特定区域销售的种子。此种防伪方法，即使当他人获知包衣材料中添加物为磁粉，且获知可用磁性材料进行检测，但是若其不知磁粉丸化种子与普通丸化种子的混合比例，就无法进行伪造，这大大增加了企业对种子防伪的主动性及可靠性。

同时，这种具有化学物理双重防伪功能的包衣种子与普通包衣种子在外观上无差异，只有在特定的检测光下才会显示出特有颜色的荧光。由于添加了荧光粉剂，经一定波长的激发光照射，丸化种子在吸水裂解时显示与对照明显不同的荧光，同时，在幼苗前期生长阶段(16天)，幼苗子叶叶脉也可检测到红色荧光，标记的持久性大大降低了其被仿制的可能，这为种子产业提供了更为完善的防伪技术体系，保证了种子的质量，保护企业和用户的经济利益，

附图说明

图1是本发明的具有双重防伪功能的烟草丸化种子吸水裂解时在绿光照射下的荧光表现；

图2是本发明的具有双重防伪功能的烟草丸化种子的幼苗在绿光照射下的荧光表现。

具体实施方式

下面给出本发明的较佳的实施例，这些实施例并非限制本发明的内容。

下述实施例中，烟草品种“MS云烟85”和“红花大金元”的种子来自玉溪中烟种子有限责任公司。“MS云烟85”种子千粒重为0.085g，“红花大金元”种子千粒重为0.081g。膨润土和滑石粉来自玉溪中烟种子有限责任公司，羧甲基纤维素购自杭州华东医药集团有限公司。包衣机的型号为BY300A，购自上海新诺仪器设备有限公司。磁粉采用1000目磁粉，购自上海中油企发粉体材料有限公司，纯度99％。罗丹明购自Advtechind Corporation。

实施例1  烟草丸化种子的制备

将10g的烟草种子倒入包衣机。

造粒：取200mg罗丹明B加入蒸馏水中制备浓度为2.0mg/ml的罗丹明B水溶液，先喷雾7.5ml的罗丹明B水溶液湿润种子表面，加入质量为0.5g的膨润土后不断搅拌，使其包裹于种子表面，重复上述步骤3-5次，使种子形成微小丸状；然后每次将2-5g膨润土加入到丸状种子中，喷雾浓度为1.0％的羧甲基纤维素溶液，不断搅拌，重复多次，使丸状种子的粒径增加到1.00mm-1.25mm；

丸化：将21g磁粉与399g滑石粉混合均匀，得到磁粉含量为滑石粉与磁粉总质量5％的混合物，将2g～5g滑石粉与磁粉的混合物加入到造粒形成的丸状种子中，喷雾3％的羧甲基纤维素溶液，不断搅拌，使造粒形成的丸状种子的粒径增加到1.60mm～1.80mm，然后筛选、抛光、上色、干燥得到包衣完毕的种子。

在造粒步骤开始时，首先添加少量种衣剂，可使得种子充分分散，有利于后期造粒，造粒的目的是将种子进一步分散且增加其体积，丸化则使造粒后的种子体积继续增加至理想范围。丸化种子粒径的控制主要通过不同形状和大小的筛选机进行筛选，将达到理想粒径的种子筛出，未达到的则继续丸化。本发明所述烟草丸化所用粉剂，其细度一般为200～300目，为了使磁粉可充分混匀于丸化粉剂，且不影响最终丸化的效果，故磁粉选择500～1000目细铁粉。

种衣剂可选自粘土、硅藻土，泥炭、云母、蛭石，珍珠岩、活性炭、磷矿粉、膨润土及滑石粉中的一种或几种的混合。本实施例中的第一种衣剂优选自膨润土。第二种衣剂优选自滑石粉。其主要原因在于该两种原料化学性质稳定、成分单一、廉价易得、易于工业化生产。

所述的粘合剂是选自高分子聚合物形成的溶液，高分子聚合物包括阿拉伯树胶，淀粉、羧甲基纤维素、甲基纤维素，乙基纤维素，聚乙烯醋酸纤维、藻朊酸钠、聚偏二氯乙烯、聚乙烯氧化物、聚乙烯醇等，本实施例的粘合剂优选羧甲基纤维素水溶液，其浓度为1.0％～3.0％。

实施例2 烟草丸化种子的制备

重复实施例1的流程，唯一不同的是，在实施例1中，丸化步骤时将33.6g磁粉与386.4g滑石粉混合均匀，得到磁粉含量为滑石粉与磁粉总质量8％的混合物。

实施例3  烟草丸化种子的发芽

制备一定量的对照丸化种子，具体的制备方法与实施例1相似，其区别在于，在造粒步骤中用蒸馏水代替罗丹明B溶液进行喷施，在丸化步骤中不添加磁粉来制备丸化种子，对照用CK来表示。将实施例1-2制备烟草丸化种子与对照丸化种子进行纸上发芽试验，并对种子发芽和幼苗生理指标进行测定。

其中种子发芽及幼苗生理指标测定方法如下：

(1)种子发芽和幼苗指标

将丸化种子置于有三层吸湿滤纸的直径9cm培养皿中。每处理3次重复，每重复100粒丸化种子。发芽实验在20～30℃变温条件下进行，高温(30℃)8h，低温(20℃)16h，高温时段具有光照。

置床后第2天起每天对萌发种子计数，于第7天计算发芽势，第16天统计发芽率。发芽第17天，每个处理的3个重复均随机选择10株幼苗，测定其根长和苗高。将幼苗在80℃烘箱中烘干24h，测定其干重。发芽指数(GI＝∑(G_t/T_t))(式中：G_t为不同时间的发芽数，T_t为发芽天数，∑为总和)，活力指数(VI＝GI×苗干重)。

(2)幼苗保护酶活性测定方法：

取不同处理后的幼苗鲜样0.5g，于10ml的0.05M磷酸缓冲液(pH7.8)中研磨至匀浆，然后以10000r/min离心15min，取上清液作为酶粗提液进行保护酶活性测定，所有步骤均在低温4℃下进行。过氧化氢酶(CAT)活性测定，按Cao等(2010)的方法，以每分钟A240变化0.01为1个酶活性单位；过氧化物酶(POD)活性测定，采用愈创木酚法(Qiu等，2005)，以每分钟A470变化0.01为1个酶活性单位；超氧化物歧化酶(SOD)活性测定参照Zhang等(2007)。

(3)统计分析方法

采用SAS(V8)软件进行方差分析，多重比较采用P＜0.05，LSD法，统计前试验结果的百分数数据先经过反正弦转化(y＝arcsin[sqr(x/100)])。

测定结果如下述表格所示：

表1双重防伪丸化处理对种子发芽和幼苗素质的影响

^*不同字母表示同一品种不同处理间差异显著(P＜0.05，LSD)，下同

表2双重防伪丸化处理对幼苗保护酶活性的影响

由测定的结果可以看出，用一定浓度的罗丹明B溶液代替水在种子内层丸化时喷施，其后又包被添加了磁粉的种衣剂，这种双重防伪处理对种子发芽、幼苗生长、幼苗保护酶活性均无不良影响。

实施例4  双重防伪丸化种子的检测方法

将70颗5％磁粉含量的“MS云烟85”防伪种子与30颗“MS云烟85”的CK种子混合均匀后放置在直径为12cm的玻璃培养皿中，双重防伪种子占所有丸化种子总数的70％。将长方体的铁氧体磁铁的一个磁极面靠近培养皿，计数被磁铁吸取的丸化种子的数量，发现共有70颗丸化种子被吸引，计算防伪种子占所有丸化种子总数的比例为70％，再重复以上试验7次，计算磁粉防伪种子比例分别为70％，70％，70％，70％，70％，70％，70％，八次计算平均比例为70％。

故可依据此方法检测荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子是否含有磁粉，同时可检测出一批烟草丸化种子中含有的原先设定比例的防伪种子。

加水将实施例1制备的丸化种子裂解，用波长范围520nm～540nm的绿光照射裂解的丸化种子。发现丸化种子内部显示明亮的红色荧光。

结果请参见图1所示，烟草双重防伪丸化种子吸水裂解时的荧光表现，其中空白光指自然光下肉眼观察不到荧光表现；而在绿光激发下，丸化种子吸水裂解时，内部显示红色荧光。

若将实施例1制备的丸化种子萌发，用波长范围520nm～540nm的绿光照射，发现幼苗子叶叶脉在照射下显示明亮的红色荧光。

结果请参见图2所示，双重防伪丸化处理幼苗荧光表现(×20)。其中a表示对照，未添加其他物质的丸化种子在绿光下的荧光表现；b和c分别表示双重防伪处理的烟草幼苗在第7天和第16天的时，幼苗子叶在绿光激发下的荧光表现。

本发明认为较佳的双重防伪处理必须具备两个条件，一是对种子萌发和幼苗生长无不良影响，二是可在特定检测方式下观察到防伪标记。与单一荧光防伪方法相比，双重防伪处理提高了防伪的安全性和可靠性，难以被模仿。

Claims (10)

1.一种荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子，其特征在于，以裸种为核心覆盖有两层结构，紧贴裸种的第一层结构包括第一种衣剂和荧光色剂，紧贴第一层结构的第二层结构包括第二种衣剂和磁粉，其中磁粉质量不超过第二种衣剂与磁粉混合物总质量的10％。

2.如权利要求1所述的烟草丸化种子，其特征在于，种衣剂可选自粘土、硅藻土，泥炭、云母、蛭石，珍珠岩、活性炭、磷矿粉、膨润土及滑石粉中的一种或几种的混合；所述的第一种衣剂选自膨润土；所述的第二种衣剂选自滑石粉；所述的磁粉选自目数500～1000目的铁粉，优选磁粉的目数为1000目。

3.如权利要求1所述的烟草丸化种子，其特征在于，所述第一层结构加入荧光色剂的总质量优选为裸种质量的0.45％-0.75％。

4.如权利要求1所述的烟草丸化种子，其特征在于，磁粉的质量优选为磁粉与第二种衣剂混合物总质量的5％～8％，优选质量为5％或8％。

5.如权利要求1所述的烟草丸化种子，其特征在于，所述第一种衣剂质量总计为裸种质量的6-9倍，优选7.5倍。

6.如权利要求1所述的烟草丸化种子，其特征在于，所述第二种衣剂质量总计为裸种质量的35-43倍，优选42倍。

7.如权利要求1所述的烟草丸化种子，其特征在于，覆盖第一层结构后，丸化种子的粒径为1.00mm-1.25mm，覆盖第二层结构后，丸化种子的粒径为1.60mm-1.80mm。

8.一种快速检测荧光磁粉双重防伪烟草丸化种子的方法，具体的检测步骤包括，首先数取100粒烟草丸化种子，放于直径为12cm玻璃培养皿中，用磁性材料吸取种子，计数被磁性材料吸取的丸化种子数量，重复多次，判断丸化种子中添加了磁粉的丸化种子的百分比例；其次用波长范围520nm～540nm的绿光照射裂解的丸化种子，若在照射下丸化种子内部显示明亮的红色荧光，则所述的丸化种子是双重防伪烟草丸化种子。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的磁性材料包括钕铁硼磁铁或铁氧体磁铁，磁铁的形状包括圆柱体和长方体。

10.如权利要求8所述的方法，可将烟草丸化种子萌发，用波长范围520nm～540nm的绿光照射，若子叶叶脉在照射下显示明亮的红色荧光，则所述的丸化种子是双重防伪烟草丸化种子。

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