CN109916969A - 一种基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法，属于分析检测技术领域。所述的电容包括新鲜烟叶上表面单位长度电容C 上 、新鲜烟叶下表面单位长度电容C 下 以及新鲜烟叶叶片上下表面间C 间 单位长度电容；检测时，首先分别检测C 上 、C 下 和C 间 ，然后将检测得到的C 上 、C 下 和C 间 代入带入到式（Ⅰ）中进行计算，得到新鲜烟叶生物碱的质量百分含量；A 生物碱含率 =0.064×C 上 +0.099×C 下 +0.078×C 间 ，式（Ⅰ）；C 上 、C 下 和C 间 的单位为皮法/厘米。本发明无损检测，检测结果准确，无需再经过后续复杂分析，整个检测过程对烟草植株及烟叶叶片没有损伤，可以直接进行活体检测，易于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于分析检测技术领域，涉及一种新鲜烟叶成分的检测方法，具体涉及一种基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法。
背景技术
生物碱是一类存在于生物体中的有机碱性物质，通常是以与无机酸或有机酸结合成盐的形式存在于植物中，只有少数生物碱以游离碱、糖苷、有机酸酯或酰胺的形式存在。烟草和烟气中含有的生物碱，已被鉴定出的就有40多种。其中，最重要的是烟碱(Nicotine)，它约占烟草生物碱总量的95％以上，其次为降烟碱(去甲基烟碱,NoCnicotine)、假木贼碱(新烟碱,Anabasine)、新烟草碱(去氢新烟碱,Anatabine)和麦斯明(去氢去甲基烟碱,Myosmine)等。各组分对烟草制品的感官品质和安全性均起重要影响作用。烟碱是烟草中含量最高的生物碱，一般占生物碱总量的90％以上，能提供卷烟抽吸时的刺激性和劲头，对人类神经系统产生先兴奋后麻痹的作用；其他4种生物碱的含量虽然很低，但仍会直接影响烟叶的香气品质与可用性。烟草中生物碱的含量直接决定烟叶的内在品质、安全性和可用性，因此，检测及控制烟叶中的生物碱含量及协调生物碱各组分比例对于提升烟叶的吸食品质及安全性具有重要意义。
目前，对于烤烟中生物碱含量的检测方法有：近红外光谱法、连续流动法等几种分析方法。而对于活体烟草植株新鲜烟叶的快速无损检测方法，几乎没有报道。因此如何克服现有技术的不足是目前分析检测技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法，该方法为无损检测，检测结果准确，无需再经过后续复杂分析，即可得到新鲜烟叶的生物碱含量准确数值。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法，所述的电容包括新鲜烟叶上表面单位长度电容C上、新鲜烟叶下表面单位长度电容C下以及新鲜烟叶叶片上下表面间单位长度电容C间；
检测时，首先分别检测C上、C下和C间，然后将检测得到的C上、C下和C间代入带入到式(Ⅰ)中进行计算，得到新鲜烟叶生物碱的质量百分含量；
A生物碱含率＝0.064×C上+0.099×C下+0.078×C间，式(Ⅰ)；
其中，A生物碱含率％为新鲜烟叶生物碱的质量百分含量；
C上、C下和C间的单位为皮法/厘米。
进一步，优选的是，单位长度电容值为两检测点间测量电容与其距离的比值。
进一步，优选的是，所述检测具体是分别选取烟叶叶尖、叶中和叶基三部分检测上表面、下表面和上下表面间的单位长度电容，每部分检测次数不少于3次，并对所有测量数据进行平均。
进一步，优选的是，检测点避开叶主脉，且检测点之间的连线不跨过叶主脉。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明操作简单、所需时间短，仅需要几分钟就可以得到新鲜烟叶的生物碱含量数值，可以用于新鲜烟叶品质及成熟度的判定。
(2)本发明为无损检测，整个检测过程对烟草植株及烟叶叶片没有损伤，可以直接进行活体检测。
(3)本发明检测结果准确，无需再经过后续复杂分析，即可得到新鲜烟叶的生物碱含量准确数值。
(4)整个检测过程无需前处理，测量时间由标准方法流动分析法的40min缩短至5min，效率增加了8倍。测量结果与传统方法相吻合，误差小于15％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
一种基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法，所述的电容包括新鲜烟叶上表面单位长度电容C上、新鲜烟叶下表面单位长度电容C下以及新鲜烟叶叶片上下表面间单位长度电容C间；
检测时，首先分别检测C上、C下和C间，然后将检测得到的C上、C下和C间代入带入到式(Ⅰ)中进行计算，得到新鲜烟叶生物碱的质量百分含量；
A生物碱含率＝0.064×C上+0.099×C下+0.078×C间，式(Ⅰ)；
其中，A生物碱含率％为新鲜烟叶生物碱的质量百分含量；
C上、C下和C间的单位为皮法/厘米。
实施例2
一种基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法，所述的电容包括新鲜烟叶上表面单位长度电容C上、新鲜烟叶下表面单位长度电容C下以及新鲜烟叶叶片上下表面间单位长度电容C间；
检测时，首先分别检测C上、C下和C间，然后将检测得到的C上、C下和C间代入带入到式(Ⅰ)中进行计算，得到新鲜烟叶生物碱的质量百分含量；
A生物碱含率＝0.064×C上+0.099×C下+0.078×C间，式(Ⅰ)；
其中，A生物碱含率％为新鲜烟叶生物碱的质量百分含量；
C上、C下和C间的单位为皮法/厘米。
其中，单位长度电容值为两检测点间测量电容与其距离的比值。
所述检测具体是分别选取烟叶叶尖、叶中和叶基三部分检测上表面、下表面和上下表面间的单位长度电容，每部分检测次数不少于3次，并对所有测量数据进行平均。
检测点避开叶主脉，且检测点之间的连线不跨过叶主脉。
式(Ⅰ)的决定系数r2＝0.891。
应用实例
1.数据采集
选取不同品种、种植条件及生长期的活体烟草植株，清除表面的泥沙、水分等杂质。采用数字电桥高精度电容表，测定频率500Hz，对烟叶部位进行测量，稳定10s后进行读数，每个部位测量次数不少于3次，取其平均值。检测时环境湿度不大于40％，温度范围18-30℃。
2.标准方法测定
对于上述烟叶，按照行业标准《烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动(硫氰酸钾)法》(YC/T 468-2013)进行检测得到其总生物碱含量。
3.模型建立
对1、2所得数据中的异常数据和离群值进行识别和剔除，最终选择213个样本数据，导入SPSS软件，采用最小二乘法多元线性回归，建立电特性快速检测线性回归模型：A生物碱含率＝0.064×C上+0.099×C下+0.078×C间，r2＝0.891。
更进一步阐述本发明所达成的预期效果，发明人随机选取了20株烟草植株上不同部位烟叶叶片，其品种及具体部位见表1，检测其新鲜烟叶上表面单位长度电容(C上)、新鲜烟叶下表面单位长度电容(C下)以及新鲜烟叶叶片上下表面间单位长度电容(C间)，单位长度电容单位采用皮法/厘米，采用回归方程A生物碱含率＝0.064×C上+0.099×C下+0.078×C间，计算其新鲜烟叶生物碱含量的值，同时将其称重后干燥再采用流动分析法和近红外光谱法分别进行检测，再通过计算得到其新鲜烟叶生物碱含量值，并且以流动分析数据作为新鲜烟叶生物碱的实测值，所测数据结果见表2。
表1
试验结果表明，本发明所得新鲜烟叶生物碱预测值与实测值差异较小，结果优于近红外分析结果，预测模型的预测结果准确。本发明整个检测过程无需前处理，测量时间由标准方法流动分析法的40min缩短至5min，效率增加了8倍。测量结果与传统方法相吻合，误差小于15％。
表2 20份新鲜烟叶样品生物碱预测值与实测值比较
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法，其特征在于，所述的电容包括新鲜烟叶上表面单位长度电容C 上 、新鲜烟叶下表面单位长度电容C 下 以及新鲜烟叶叶片上下表面间单位长度电容C 间 ；
检测时，首先分别检测C 上 、C 下 和C 间 ，然后将检测得到的C 上 、C 下 和C 间 代入带入到式（Ⅰ）中进行计算，得到新鲜烟叶生物碱的质量百分含量；
A 生物碱含率 =0.064×C 上 +0.099×C 下 +0.078×C 间 ，式（Ⅰ）；
其中，A 生物碱含率 %为新鲜烟叶生物碱的质量百分含量；
C 上 、C 下 和C 间 的单位为皮法/厘米。
2.根据权利要求1所述的基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法，其特征在于，单位长度电容值为两检测点间测量电容与其距离的比值。
3.根据权利要求1所述的基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法，其特征在于，所述检测具体是分别选取烟叶叶尖、叶中和叶基三部分检测上表面、下表面和上下表面间的单位长度电容，每部分检测次数不少于3次，并对所有测量数据进行平均。
4.根据权利要求1或3所述的基于电容的新鲜烟叶生物碱的快速无损检测方法，其特征在于，检测点避开叶主脉，且检测点之间的连线不跨过叶主脉。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190621 |
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