專利名稱：利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙草鑒定領(lǐng)域，特別涉及利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法。
背景技術(shù)：
我國是一個卷煙生產(chǎn)大國，生產(chǎn)品牌多，產(chǎn)量高，銷量大。雖然國家采取各種措施， 不斷加強煙草專賣管理，市場上仍然存在很多假冒偽劣產(chǎn)品，嚴重損害了國家、企業(yè)和消費 者的利益。當(dāng)前，卷煙真?zhèn)舞b別作為煙草行業(yè)打私打假、專賣管理工作的重要技術(shù)支撐，已 成為各省級煙草質(zhì)檢機構(gòu)面臨的主要任務(wù)。目前，卷煙真?zhèn)舞b別檢驗首先有感觀鑒別法，但 根據(jù)觀察外包裝和聞香味等感官方法鑒別，易受人為主觀因素的影響。其次是物理指標(biāo)鑒 別，如吸阻、圓周、硬度、總通風(fēng)率；化學(xué)指標(biāo)鑒別，如水溶性糖、鹽堿。然而對于仿冒程度較 高的卷煙產(chǎn)品，采用這些方法具有一定的局限性且可信度較差。另外，近年來有報道利用紅 外、色譜或質(zhì)譜等儀器分析技術(shù)鑒定卷煙，但紅外光譜法不能反映微量組分特征、制樣重現(xiàn) 性較差、還需配置專用實驗室，色譜法和質(zhì)譜法樣品處理復(fù)雜、儀器價格昂貴、使用維持費 用高、操作難度大、圖譜非常復(fù)雜、只能提取卷煙中部分成分進行鑒定，可靠性也較差。
因此，急需一種利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，該方法樣品處理簡單，檢測 成本低，檢測結(jié)果可靠。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，樣品處理簡 單，分析操作快速，成本低廉，檢測結(jié)果準確可靠。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，技術(shù)方案為利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，包括如下步驟A.卷煙樣品的制備分別取不同品種卷煙和待鑒卷煙的煙絲，干燥，冷卻后加入提取液，攪拌、過濾、收集濾 液，得標(biāo)準樣本和待鑒樣本；B.指紋圖譜的獲得分別取步驟A所得標(biāo)準樣本和待鑒樣本，加入恒定溫度的B-Z振蕩體系中，以鉬電極作 指示電極，雙鹽橋飽和甘汞電極或Ag/AgCl電極作參比電極，得標(biāo)準樣本和待鑒樣本的電 化學(xué)指紋圖譜；C.待鑒樣本的鑒別將步驟B所得標(biāo)準樣本和待鑒樣本的電化學(xué)指紋圖譜提取特征數(shù)據(jù)，用模式識別方法 將其混合后進行分類，如果待鑒樣本與標(biāo)準樣本歸屬同一類別，待鑒樣本與相同類別的標(biāo) 準樣本品種相同，如果待鑒樣本與標(biāo)準樣本歸屬不同類別，則為假煙。
優(yōu)選的，所述步驟A是分別取不同品種卷煙和待鑒卷煙的煙絲在6(T120 °C條件 下，干燥15飛O分鐘，冷卻后按I g煙絲加入1(T100 mL提取液，攪拌5 30分鐘，過濾，收集 濾液。最佳條件為，所述步驟A是分別取不同品種卷煙和待鑒卷煙的煙絲在110 1條件下，干燥30分鐘，冷卻后按Ig煙絲加入40mL提取液，攪拌15分鐘，過濾，收集濾液。
優(yōu)選的，步驟A中，所述提取液是O. 2^2. OmoI/L H2SO4,更優(yōu)選的提取液是O. 5mol/ L H2SO4。
優(yōu)選的，所述步驟B中，標(biāo)準樣本和待鑒樣本的加入量為標(biāo)準樣本或待鑒樣本與 B-Z振蕩體系體積比為5 10 42。
所述B-Z振蕩體系是濃度為1. 0 3· OmoI/L H2SO4,0. 5 2. 5mol/L丙二酸，IX 10_4 1 X 10_3 mol/LNaBr,0. θΓθ. 05mol/L (NH4) 4Ce (SO4) 4 和 O.1 O. 5mol/L NaBrO3 按體積比為25 10 1 1 5混合而成。更優(yōu)選的，所述B-Z振蕩體系是濃度為2. OmoI/L H2SO4,1.2mol/L 丙二酸，5. 0Xl(T4mol/L NaBr, O. 02mol/L (NH4) 4Ce (SO4) 4，O. 2mol/L NaBrO3 按體積比為25 :10 :1 :1 :5混合而成。
優(yōu)選的，所述步驟B中，所述恒定溫度的范圍為2(T50 °C，所述恒定溫度的精度為 ±0. 05 ±0. 2°C。
優(yōu)選的，所述特征參數(shù)為初始電位、最高電位、最高電位時間、誘導(dǎo)時間、振蕩周期，最大振幅、振蕩次數(shù)、振蕩壽命、平衡電位和平衡時間。
優(yōu)選的，所述模式識別法為主成分分析法、距離測度分類法、線性判別法、逐步判別分析法、Fisher分類法、LMSE分類法、K最鄰近法、SIMCA法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、最小生成樹法或聚類分析法。
優(yōu)選的，所述步驟A用如下步驟代替，分別取不同品種卷煙和待鑒卷煙的煙絲，干燥，冷卻后研磨成粉末，過60-200目篩，得標(biāo)準樣本和待鑒樣本。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明公開了一種利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法， 卷煙煙絲干燥后，用提取液溶解即可，或者干燥后直接粉碎即可，樣品處理簡單，處理后與 H2SO4-丙二酸-Br_-Br03_-Ce4+組成的B-Z電化學(xué)振蕩體系混合，在恒溫下測定電勢的變化， 根據(jù)電化學(xué)指紋圖譜提取特征數(shù)據(jù)，獲得豐富的信息，用模式識別方法將其混合后進行分類，根據(jù)待鑒樣本與標(biāo)準樣本是否歸屬同一類別，鑒別待鑒樣本的品種與真假；本發(fā)明利用了不同牌號卷煙的煙葉配方、香精香料的使用和制作工藝的不同，造成其化學(xué)成分不同，卷煙中的特征氧化性及還原性組分與該振蕩體系的化學(xué)反應(yīng)不同從而對振蕩體系的抑制、干擾或反應(yīng)機理的影響不同，表現(xiàn)為電位-時間曲線的形狀不同，即得到特征的非線性電化學(xué)指紋圖譜，樣品處理簡單，檢測成本低，鑒定速度快，操作簡單方便，結(jié)果準確可靠。


圖1為卷煙煙絲標(biāo)準樣本的電化學(xué)指紋圖譜。
圖2為卷煙煙絲待測樣本的電化學(xué)指紋圖譜。
圖3為卷煙煙絲標(biāo)準樣本及待鑒別中華煙的主成分分析聚類圖。
具體實施方式
為了使本發(fā) 明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面以龍鳳呈祥(軟魅力朝天門)、嬌子(軟陽光)、中華(硬)和待鑒別中華(硬)為例來說明利用該電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙品種及真假。在相同的實驗條件下，每個品種卷煙測定25個樣本。
實施例1利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙品種的方法，包括如下步驟A.卷煙樣本的制備分別取龍鳳呈祥(軟魅力朝天門)、嬌子(軟陽光)和中華(硬)卷煙的煙絲，在溫度為 110°C條件下，干燥30分鐘，冷卻后按Ig煙絲加入50mL提取液，攪拌15分鐘、然后用紗布過濾、收集濾液，得標(biāo)準樣本，其中提取液是濃度為O. 5mol/L的H2SO4 ；B.指紋圖譜的獲得取8. 00 mL步驟A所得標(biāo)準樣本加入B-Z振蕩體系中，控制溶液溫度為 37. 00±0. 050C，以鉬電極作指示電極，雙鹽橋飽和甘汞電極作參比電極，獲得電勢隨時間的變化曲線，即獲得標(biāo)準樣本的電化學(xué)指紋圖譜，如圖1所示；其中B-Z振蕩體系由25. O mL 2. Omol/L H2SO4'10. O mL1. 2mol/L 丙二酸、1. 00 mL 5. O X 10_4mol/L NaBr,1. 00 mLO.02mol/L (NH4) 4Ce (SO4) 4 和 5. 00 mL O. 2mol/L NaBrO3 組成；C.標(biāo)準樣本的分類將步驟B所得龍鳳呈祥、嬌子、中華卷煙的電化學(xué)指紋圖譜提取特征參數(shù)，具體為初始電位，最高電位，最高電位時間，誘導(dǎo)時間，振蕩周期，最大振幅，振蕩次數(shù)，振蕩壽命，平衡電位和平衡時間；然后用自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進行聚類；將從每個品種的25個樣本提取的10個特征數(shù)據(jù)作為輸入，神經(jīng)元數(shù)目為3(也就是要分類的個數(shù))，訓(xùn)練速率O. 01， 訓(xùn)練次數(shù)100，對75個樣本分類結(jié)果如表I所示。
表1.自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對龍鳳呈祥、嬌子、中華的分類結(jié)果
權(quán)利要求
1.利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，其特征在于，包括如下步驟 A.卷煙樣品的制備 分別取不同品種卷煙和待鑒卷煙的煙絲，干燥，冷卻后加入提取液，攪拌、過濾、收集濾液，得標(biāo)準樣本和待鑒樣本； B.指紋圖譜的獲得 取步驟A所得標(biāo)準樣本和待鑒樣本，分別加入恒定溫度的B-Z振蕩體系中，以鉬電極作指示電極，雙鹽橋飽和甘汞電極或Ag/AgCl電極作參比電極，得標(biāo)準樣本和待鑒樣本的電化學(xué)指紋圖譜； C.待鑒樣本的鑒別 將步驟B所得標(biāo)準樣本和待鑒樣本的電化學(xué)指紋圖譜提取特征數(shù)據(jù)，用模式識別方法將其混合后進行分類，如果待鑒樣本與標(biāo)準樣本歸屬同一類別，待鑒樣本與相同類別的標(biāo)準樣本品種相同，如果待鑒樣本與標(biāo)準樣本歸屬不同類別，即為假煙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，其特征在于所述步驟A是分別取不同品種卷煙和待鑒卷煙的煙絲在6(T120 °C條件下，干燥15飛O分鐘，冷卻后按I g煙絲加入IiTlOO mL提取液，攪拌5 30分鐘，過濾，收集濾液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，其特征在于步驟A中，所述提取液是O. 2^2. OmoI/L H2S04。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，其特征在于所述步驟B中，標(biāo)準樣本和待鑒樣本的加入量按標(biāo)準樣本或待鑒樣本與B-Z振蕩體系體積比為5 10 42。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，其特征在于所述步驟B中，所述恒定溫度的范圍為2(T50 °C，所述恒定溫度的精度為±0. 05 ±0. 2°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，其特征在于所述特征參數(shù)為初始電位、最高電位、最高電位時間、誘導(dǎo)時間、振蕩周期，最大振幅、振蕩次數(shù)、振蕩壽命、平衡電位和平衡時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，其特征在于所述模式識別法為主成分分析法、距離測度分類法、線性判別法、逐步判別分析法、Fisher分類法、LMSE分類法、K最鄰近法、SIMCA法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、最小生成樹法或聚類分析法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，其特征在于所述步驟A用如下步驟代替，分別取不同品種卷煙和待鑒卷煙的煙絲，干燥，冷卻后研磨成粉末，過60-200目篩,得標(biāo)準樣本和待鑒樣本。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用電化學(xué)指紋圖譜鑒別卷煙的方法，包括如下步驟分別取不同品種和待鑒卷煙的煙絲，干燥，冷卻后加入提取液，攪拌、過濾、收集濾液，或冷卻后研磨成粉末，分別得標(biāo)準樣本和待鑒樣本；然后取適量標(biāo)準樣本或待鑒樣本加入恒定溫度的B-Z振蕩體系中，以鉑電極作指示電極，雙鹽橋飽和甘汞電極或Ag/AgCl電極作參比電極，獲得其電化學(xué)指紋圖譜；再根據(jù)電化學(xué)指紋圖譜提取標(biāo)準樣本和待鑒樣本的特征參數(shù)，用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模式識別方法鑒別待鑒樣本的品種或真?zhèn)?；利用本發(fā)明的方法，樣品處理簡單，成本低廉，鑒定速度快，操作簡單方便，結(jié)果準確可靠，能夠用于鑒別卷煙品種及真假。
文檔編號G01N27/26GK103048365SQ20121052710
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者張明曉, 陳雯, 李永玲, 李聰 申請人:西南大學(xué)