烟草香味物质

烟草香味物质 第六章 烟草香味物质 据报道,在烟叶和烟气中已发现数千种物质。其中对烟草香味有影响的物质接近一半。 随着化学分析工作的深入，将陆续揭示出更多的致香物质。烟草有机酸、酚类、脂质类、甾 醇类和萜类化合物，不仅本身对烟草香味有重要影响，而且它们的转化、降解产物也多是致 香成分，杂环类化合物大多是由相关物质转化而来，是一类特殊致香物质，也一并作较详尽 的介绍，而对于醇类、酯类、内酯和羰基化合物，由于它们和烃类等物质相关联，仅作简单 介绍。 有机酸广泛存在于烟草中，对烟草生长过程生理代谢起重要作用。许多有机酸及其衍生 物是烟草香味的主要成分，直接影响烟叶及其制品的质量。 一、羧酸的结构和性质 羧酸的分子含有羧基官能团。 羧酸除甲酸外，都可以看作是烃分子的氢原子被羧基取代所生成的化合物。按烃基不同， 可分为脂肪酸、脂环酸和芳香酸。按烃基是否饱和，可分为饱和酸和不饱和酸。按分子中所 含羧基的数目不同又可分为一元酸、二元酸、三元酸等。 10个碳原子以下的饱和一元羧酸是液体。低级脂肪酸如甲酸，乙酸，丙酸有较强的刺 激性气味，C~C的羧酸有难闻的腥臭味。10个碳原子以上的高级脂肪酸是蜡状固体，其挥49 发度很低，没有气味。多元酸和芳香酸都是结晶固体。 低级脂肪酸易溶于水，C~C的羧酸可以与水混溶。随相对分子质量的增高，羧酸在水14 中的溶解度降低。一元脂肪酸都溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。芳香酸大多难溶于水，而易溶 于有机溶剂。羧酸的沸点比相对分子质量相近的其它有机物高。羧酸具有酸的一般性质，能 与弱碱或强碱中和而生成羧酸盐。羧酸盐易溶于水，和无机酸作用又可得到原来的羧酸，因 此，可利用这一性质来分离提纯羧酸。羧酸盐能被无机酸分解析出，说明羧酸的酸性比无机 酸弱。 羧酸中的羟基，可以被卤素、酸根所取代分别生成酰卤、酸酐等衍生物；可以与醇羟基、 氨基反应，分别生成酯、酰胺等衍生物。酯和酰胺对烟草吸食品质影响较大，酯大多具有芳 香香味，是烟草香气主要成分，酰胺影响烟草吃味并产生刺激性。酰卤和酸酐则与烟质关系 不大。 二、烟草中主要的有机酸 （一）种类 烟草中积累有多种有机酸，烟叶有机酸含量一般为干物重的12%~16%，鲜烟叶中有机 酸含量约占2.1%~2.4%。已发现烟草中的有机酸达450多种，在烟气中含有269种，两者中 共同含有140种。这些有机酸有各种结构，包括直链和支链的脂肪酸，脂环酸，芳香酸、羟 基酸以及多元酸，杂环类、萜烯类酸等。研究工作中，又常把有机酸分为挥发性酸、半挥发 性酸和非挥发性酸。C 及以下的酸均为挥发性酸，乙酸和甲酸是烟叶中主要的挥发性酸，10 其它如丙酸、苯甲酸、 α—呋喃酸，α—甲基丁酸，异戊酸，β—甲基戊酸等。半挥发性酸一般是指C以上的酸为生成油脂的高级脂肪酸，以C的酸含量较多，C酸次之。非挥101816 发性酸主要的有柠檬酸、苹果酸和草酸，次要的有羟基乙酸，琥珀酸，丙二酸，延胡索酸和 1 丙酮酸。 （二）存在状态 在烟草中有机酸大多数与钾、镁、钙等结合成盐，一部分与生物碱结合成盐存在，少部 分以游离态而存在。研究中所谓烟叶中的酸性组分指的是烟叶中挥发性、半挥发性酸性成分 的含量为酸性成分的游离态部分或游离态酸与结合态酸的总和。分析烟叶中挥发性，半挥发 性酸性成分的含量并弄清它们存在状态，有利于提高加香加料技术以及烟叶和卷烟制品的质 量。除草酸钙是难溶性的以外，其它有机酸或有机酸盐大多数都是可溶解状态。 （三）分布特点 1．不同类型烟草有机酸含量的差异 就非挥发性的苹果酸、柠檬酸、草酸来说，以白肋 烟含量最高，香料烟次之，烤烟最低。其中白肋烟中柠檬酸含量最多，烤烟和香料烟中含量 最多的是苹果酸，其次是草酸。就挥发性酸来说，以香料烟含量最高，烤烟次之，晒晾烟最 低。一些研究者在分析了烤烟、白肋烟、马里兰烟和香料烟中挥发性酸以后发现，几种类型 烟草挥发性酸定性组成相似，在定量上 差别较大（表6–1，表 6-2）。烤烟的甲酸和乙酸含 量均较高，比香料烟还高。白肋烟和马里兰烟所含的各种挥发性酸都比香料烟和烤烟低得多。 特别是香料中异戊酸和β-甲基戊酸含量比烤烟高许多倍，且C和C酸异/正的异构体比值56也较高。这种组成特点被认为赋予了香料烟的特征香味，因此有报道用异戊酸和β-甲基戊酸的混合物可代替混合型卷烟配方中的香料烟。 表6-1烟叶中挥发性有机酸的含量（μg/g） （Rogers等，1976） 鲜亮烟 伊兹米尔（Izmir）烟 马里兰烟 挥发性机酸 白肋烟 （烤烟）A （土耳其）A (Kirigasaku) 甲酸 597 587 288 283 乙酸 877 688 372 417 丙酸 15 24 12 17 异丁酸 32 72 29 28 丁酸 2 0 0 25 α-甲基丁酸 247 313 26 72 异戊酸 116 202 20 121 巴豆酸 12 3 1 2 戊酸 1 4 0 49 β-甲基戊酸 4 1372 1 358 已酸 5 5 3 12 2-呋喃甲酸 32 125 36 39 苯甲酸 22 25 14 22 苯戊酸 36 65 0 45 庚酸 5 6 5 10 辛酸 5 5 12 50 壬酸 16 24 21 37 总计 2022 3520 840 1587 2 表6-2各种烟叶中的挥发性有机酸（μg/g） （Kaburaki等，1962） 烤烟 日本各种类型的烟草 白肋烟 东方型烟 挥发性酸 Matsukawa Daruma Ibusuki Mito 日本 美国 Snifu L. 土耳其 希腊 L． L． L． No.3 甲酸 208 456 68.9 32.8 107 88.5 161 664 456 乙酸 1378 1552 51.0 36.1 70.1 191 75.5 1423 1075 丙酸 25.2 21.0 1.4 1.3 1.7 2.1 2.4 24.8 21.2 异丁酸 2.4 2.5 - - - - - 13.9 11.4 正-丁酸 1.4 2.8 - 0.3 - - 0.3 8.8 1.8 α-甲基丁9.1 7.8 0.7 0.3 4.0 1.6 2.9 26.2 31.0 酸 异戊酸 7.7 6.6 0.5 0.3 0.5 5.8 1.2 24.8 33.7 巴豆酸 6.2 5.4 - - 0.6 - 0.4 8.3 6.0 正-戊酸 2.7 4.2 - - 0.2 - 0.3 2.2 2.1 β-甲基戊8.4 1.2 6.1 0.7 5.7 26.2 - 83.0 115.6 酸 已酸 1.7 12.2 0.7 0.7 0.7 0.2 0.9 5.3 6.6 α-呋喃酸 31.7 14.0 - - 0.5 7.5 - 20.8 16.6 苯甲酸 16.2 10.8 10.6 13.3 3.7 3.4 26.0 16.4 22.0 苯乙酸 7.8 8.1 2.3 2.7 1.3 - 5.1 21.1 16.2 总酸 1706.5 2104.6 142.2 88.5 196.0 326.3 276.0 2342.6 1815.2 2．不同部位烟叶中有机酸含量不同 苹果酸含量下部叶为（9.23% ）多于上部叶（0.7%）。柠檬酸则相反。草酸在下部叶中少,仅为2.2%，在上部叶中多,为5.2%。 3．不同产区烤烟中的酸性组分 李炎强等（2000）利用同时蒸馏萃取装置，对我国云 南、河南烤烟中酸性组分，不经衍生化直接进样进行了GC/MS测试。 表6-3（云南、河南烤烟烟叶中酸性成分含量（μg/g烟叶） （李炎强等，2000） 云南烟叶 河南烟叶 编号 名 称 游离态酸 结合态酸 总酸 游离态酸 结合态酸 总酸 1 3-甲基丁酸（异戊酸） 8.47 23.90 32.40 5.15 15.70 20.80 2 戊酸 3.65 6.65 10.30 1.52 24.70 26.20 3 3-甲基戊酸（β-甲戊基戊酸） 0.78 2.22 3.00 0.52 2.82 3.34 4 已酸 1.17 1.56 2.73 3.75 6.85 10.60 5 庚酸 0.51 0.15 0.66 0.97 1.19 2.16 6 辛酸* 0.62 0.22 0.84 0.78 0.66 1.44 7 壬酸 1.80 0.11 1.91 1.67 0.10 1.77 8 癸酸 0.92 0.16 1.08 0.85 0.37 1.22 9 十一酸* 0.20 0.60 0.80 0.40 0.07 0.47 10 十二酸（月桂酸） 1.34 1.04 2.38 2.27 0.28 2.55 11 十三酸* 1.38 0.49 1.87 1.94 0.70 2.64 12 十四（肉豆蔻酸）* 4.61 1.01 5.62 4.05 0.92 4.97 13 12-甲基十四酸* 1.18 0.10 1.28 2.32 0.20 2.52 14 十五酸* 3.20 0.62 3.82 2.39 0.18 2.57 15 14-十五烯酸* 1.75 0.45 2.20 0.90 0.31 1.21 16 十六酸（棕榈酸） 125.40 25.20 150.60 91.90 5.80 97.70 17 十七酸 9.32 1.88 11.20 6.67 0.27 6.94 18 十八酸（硬脂酸） 12.00 1.30 13.30 7.53 0.50 8.03 19 9-十八烯酸（油酸）* 12.90 6.10 19.00 16.10 0.20 16.30 20 9,12-十八二烯酸（亚油酸）* 10.60 2.30 12.90 7.44 0.13 7.57 21 9,12,15十八三烯酸（亚麻酸）-* 33.00 15.10 48.10 7.10 1.04 8.14 合计 234.80 91.20 326.00 166.20 62.90 229.10 *100%1 3 从分析的21种酸性成分的总量看(表6-3)，两地烟叶游离态酸性成分比结合态酸性成分 高，并且均是相对分子质量较小、挥发性较强的酸性成分，如异戊酸、戊酸和β-甲基戊酸，以结合态形式存在较多；而相对分子质量较大的半挥发性酸性成分，游离态形式的含量比结 合态高。 从游离态与结合态脂肪酸的总和以及游离态脂肪酸总和来看，云南烤烟分别是河南烤烟 的1.42倍、1.41倍。云南烤烟中明显偏高的酸性成分是异戊酸、十六酸、十七酸、亚油酸 和亚麻酸，多数为半挥发性酸成分，其中云南烤烟中亚麻酸的含量是河南烤烟的5.9倍。河南烤烟中含量明显偏高的是戊酸、已酸、庚酸等挥发性较强的酸性成分，戊酸在河南烤烟中 的含量是云南烤烟的2.5倍。 4．不同等级烟叶有机酸含量 闫克玉等（1997）测定了河南烤烟（40级）各等级烟叶水浸液总酸度，水浸液pH，总挥发性有机酸含量。从表6-4可以看出，在各主组和各副组中，烟叶水浸液pH是下部和中部有随等级降低而下降的趋势，上部有随等级降低而升高的 趋势；水浸液总酸度随等级变化的趋势与pH随等级变化的趋势相反；总挥发性有机酸含量 无论在各主组或各副组中，均随等级的升高而升高，规律明显。下部和中部烟叶低等级的酸 性强，上部烟叶高等级的酸性强。总挥发性有机酸由于绝对含量低，与酸碱性关系不大，而 与等级质量关系十分密切，即等级越高，品质越好，其含量越高，可见它对烟叶品质有着重 要影响。 表6-4河南烤烟（40级）有机酸含量测定结果 （闫克玉等，1997） 烟叶等级 水浸液pH值 水浸液总酸度（%） 总挥发酸含量（%） XL 5.33 11.60 0.4172 1XL 5.33 11.83 0.3953 2XL 5.32 11.96 0.3741 3XL 5.32 12.61 0.3480 4XF 5.20 14.47 0.5440 1XF 5.30 12.33 0.5173 2XF 5.28 11.72 0.4387 3XF 5.24 14.18 0.4062 4CL 5.30 12.07 0.5313 1CL 5.32 10.79 0.5028 2CL 5.29 13.03 0.4710 3CF 5.23 14.34 0.5710 1CF 5.21 14.14 0.5650 2CF 5.20 13.50 0.5325 3BL 5.19 14.70 0.7840 1BL 5.18 15.55 0.6859 2BL 5.22 14.53 0.6621 3BL 5.25 13.16 0.5753 4BF 5.20 14.80 0.7735 1BF 5.20 15.23 0.6643 2BF 5.19 15.41 0.6446 3BF 5.21 14.23 0.6255 4BR 5.10 17.80 0.6080 1BR 5.14 17.83 0.5791 2BR 5.13 17.99 0.5495 3CXK 5.21 15.86 0.5011 1CXK 5.40 12.84 0.4288 2BK 5.11 17.80 0.6724 1BK 5.17 15.86 0.6693 2BK 5.22 15.20 0.6514 3S 5.22 11.84 0.6625 1S 5.36 12.77 0.6047 2XV 5.17 14.50 0.4580 2CV 5.12 15.06 0.5193 3BV 5.16 15.07 0.7635 2BV 5.22 14.37 0.5749 3GY 5.20 13.33 0.6351 1GY 5.21 13.21 0.6112 2 4 三、有机酸对烟质的影响 不同种类有机酸对烟草的吸食品质影响不同。这里不涉及半挥发性酸; 半挥发性酸即生成油脂的高级脂肪酸,对烟质的影响在脂质类化合物一章中介绍。 （一）非挥发性酸对烟质的影响 非挥发性酸可以调节烟草pH，改善抽吸质量，使吃味醇和，还能增强烟气浓度，并在 烟气中起酸碱平衡作用，间接影响烟草香气。苹果酸在香科烟和烤烟中含量较多，能增加烟 气酸性，改进烟气特征，特别是对高生物碱含量的烟草有良好作用，使烟气平和。柠檬酸的 含量与烟叶质量负相关，导致烤烟的吃味变差。一些有机酸的盐类在烟草中起着不同作用。 柠檬酸盐能降低焦油含量，柠檬酸、酒石酸、醋酸、苹果酸的盐类是烟草助燃剂，乳酸钾可 作为卷烟的保润剂。低烟碱、低焦油卷烟吸味的缺点之一是口中伴有干渴的感觉，如加入苹 果酸等二元酸后可消除这种缺陷，达到促进唾液分泌的效果。 （二）挥发性酸对烟质的影响 挥发性酸为C以下的低级脂肪酸和部分芳香酸，如苯甲酸、苯乙酸等。香味好的烟叶10 含有较多挥发性酸,特别是异戊酸和β-甲基戊酸，具有显著的香料烟香味。挥发性酸由于其 挥发性在卷烟抽吸过程中可直接进入烟气，对吃味和香气有良好作用（表6-5）。 表6-5各种挥发性酸对烟气的香气和吸味的影响 烟气吸味 香气 烟型 异丁酸 醇和、奶酪、水果味 醇和、似黄油的 土耳其、白肋烟、烤烟 异戊酸 甜、酒味、水果奶酪、增加浓度 醇和奶酪香料烟型 土耳其、白肋烟、烤烟 戊酸 甜、水果、奶酪似黄油味 醇和、奶酪 同上 β-甲基戊酸 甜、奶酪、水果味 奶酪、水果、香料烟 同上 已酸 甜、蜡味 、槭树味 蜡 同上 苯甲酸 醇和、清淡的 清淡的 同上 正辛酸 甜的、蜡、醇和味 似蜡的 土耳其、白肋烟、保加利亚香料烟 癸酸 脂肪味 脂肪的 土耳其、香料烟、烤烟 壬酸 脂肪、蜡味 脂肪的 土耳其烟、烤烟、白肋烟 注：引自本汉超，王淑娴. 烟草?烟气化学及分析，郑州：河南科学技术出版社，1991. 经过发酵的烟叶内在质量得到提高，也与其总挥发性酸含量增加有关。具有香气的烤烟， 其酸性组分含量大致和香料烟相近，它们之间的差别在于戊酸，异戊酸和β-甲基戊酸的分布比例不同。白肋烟和马里兰烟各种挥发酸都比香料烟低得多（表6-6）。 表6-6各种 类型各个等级烟叶中一些挥发性酸的差别 当量峰面积比率（ratios of epuiralent peak areas,EPA） 烤 烟 白肋烟 马里兰烟 香料烟 酸 有香气的 缺乏香气 斯米尔纳 沙姆逊 A B C A B C-C 1.0 0.95 0.99 0.77 0.82 0.05 0.10 0.69 0.37 12C 1.0 0.91 1.17 0.71 0.69 0.24 0.33 0.41 0.73 3i- C 1.0 0.97 0.63 0.20 0.20 0.08 0.04 0.32 0.48 4n- C 1.0 0.65 0.69 0.77 0.69 0.08 0.12 0.08 1.18 4n- C 1.0 0.74 0.90 0.63 0.61 0.04 0.07 0.08 0.41 5i- C 1.0 0.55 1.26 0.34 0.39 0.08 0.18 0.41 0.94 5BMV 1.0 0.52 0.88 0.41 0.41 0.06 0.22 0.98 4.84 i- C 1.0 0.84 1.00 0.71 1.01 - 0.16 - - 6n- C 1.0 0.65 0.71 0.56 0.81 0.14 0.33 0.15 1.23 6U 1.0 0.62 0.72 0.33 0.55 0.08 0.09 0.19 1.24 1U 1.0 0.96 1.04 0.90 1.21 0.13 0.54 0.17 0.82 2U 1.0 0.45 0.69 0.91 0.76 0.14 0.37 0.18 1.26 3n- C 1.0 0.46 0.59 0.59 0.42 0.34 0.42 0.13 0.69 7U 1.0 0.58 0.54 0.54 0.32 0.11 0.69 - 0.44 4U 1.0 1.26 1.21 1.27 0.99 0.73 0.79 0.33 1.64 5n- C 1.0 0.66 0.75 1.28 0.75 0.46 0.53 0.28 2.42 8n- C 1.0 2.53 1.14 3.91 1.80 0.52 0.60 0.33 2.15 9Total EPA 22700 19 000 21 600 17 400 16 200 2 930 5 100 5 100 22 100 A. 1991. 5 烤烟和香料烟吃味醇和，这是其挥发性酸含量较高的缘故，但如果挥发性酸含量过高， 则有可能使烟气对喉部产生辛辣灼热的感觉。晒晾烟挥发性酸含量较低，烟气碱性较强，刺 激性较大，为了促进烟气酸碱平衡，降低生理强度和减少刺激性，改善吃味等，卷烟工业往 往用乙酸、乳酸以加料的形式添加入晒晾烟叶中。 酚类化合物广泛存在于各种植物（包括海洋植物和微生物）中，是一大类植物次生物质。 烟草酚类化合物对烟株自身具有多种生理功能，有些甚至有自毒作用。但在活体组织中，酚 类化合物几乎全部以糖苷和酯的形式存在，糖苷和水解酶共存于烟株同一器官的不同细胞 中，使二者难以接触。当它们与糖结合形成糖苷则不具有或显著降低其生物活性，这就是烟 株体内含有多种酚类化合物但可相安无事的重要原因之一。随着对烟草酚类化合物的结构和 性质的研究及反应活性初步揭示，使人们不仅认识到酚类化合物是烟草产量和质量形成的重 要因素，而且是烟草化学防御机制中的有效物质，可以作为中间体用于合成仿生农药，具有 广阔的开发应用前景。 一、酚的结构和性质 羟基直接与芳香环相连的化合物称为酚。 按照芳香环的数目不同可分为苯酚、荼酚、蒽酚等，其命名是在“酚”字的前面加上芳 香环的名称。按照羟基数目不同又可分为一元酚，二元酚，三元酚及多元酚等。 除少数酚（邻氯苯酚，间甲苯酚）外，大多数酚为固体。羟基是亲水基团，故酚在水中 有一定的溶解性。各类酚随羟基数目增多，水溶性增大。酚大多能溶于乙醇、乙醚等有机溶 剂中。 大多数酚与三氯化铁溶液作用，产生颜色反应。不同的酚所产生的颜色不同。苯酚产生 蓝色，邻苯二酚产生深绿色，对苯二酚产生蓝绿色?棕色（静置后析出暗绿色的对—苯醌?对 苯二酚结晶）。邻苯三酚（1, 2, 3）产生红棕色（加碳酸钠溶液后变为紫红色，加醋酸钠溶液 后，变成紫色）。苯三酚（1, 2, 4）产生蓝绿色，间苯三酚（1, 3, 5）产生蓝紫色。所以酚与 三氯化铁的呈色反应，常用于酚类的定性鉴定。 苯酚久贮易被空气中的氧所氧化而显红色甚至褐色。苯环上的羟基越多，越易被氧化， 如苯三酚——1，2，3（焦没食子酸）很容易吸收空气中的氧而被氧化。 以上为烟草酚类化合物的一般性质，事实上烟草酚类化合物分子结构中，往往除了酚羟 基，还有醇羟基以及羧基等基团，并有酶的参与，使其分子结构中具有多个反应活性基团和 活性部位，可以发生多种复杂的生物化学反应。如酚类化合物的醚化和酰化反应，酚类化合 物与蛋白质、氨基酸反应，酚类化合物与多糖、生物碱、脂质、核酸及花色苷的复合，酚类 化合物对酶的抑制和对微生物的毒性作用，酚类化合物的氧化还原特性，酚类化合物的抗氧 化和自由基清除能力，酚类化合物的紫外吸收特性等。了解酚类化合物这些具有特殊反应和 特性形成机制的重要意义主要在于为人类有目的地利用酚类化合物提供理论基础和有效途 径。 二、烟草中的酚类化合物 （一）种类 烟草含有众多且变化复杂的酚类化合物，其种类在烟叶和烟气中已鉴定出的有280多 种。按照羟基数目的不同，可分为简单酚类和多酚。其中简单酚和及其衍生物的种类较多， 而多酚类化合物则较为重要。 6 1．苯酚和苯甲酚 苯酚是一个羟基直接连接在芳香环上的化合物。苯甲酚有邻、间、对三种异构林，其化学结构如下： 2．苯二酚 苯二酚有邻、间、对三种异构林，另有邻苯二酚的衍生物愈创木酚、丁子 香酚、异丁子香酚等。这些酚类可由酸提取液中蒸馏出来，属于烟草香精油和树脂类物质的 成分，对烟草香味有利。 3．酚酸类 这一类主要是肉桂酸的衍生物，包括香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等。其化学 结构如下： 4．羟基化的环已烷类 已经发现烟草中有环已六醇。很显然，它是单糖的同分异构体。一般认为环已六醇是由单糖转变成多酚的中间物质，环已六醇很容易生成多酚类，如奎尼酸、 莽草酸等。其化学结构如下： 7 5．香豆素类 这一类为香豆素的衍生物。包括七叶亭、莨菪亭、莨菪灵等。其化学结 构如下： R=HR=H R=H,R=CH3 R=D-R=CH 3 6．咖啡单宁类 绿原酸是咖啡酸和奎尼酸的二缩脂，是烟草中唯一的单宁类化合物， 也称咖啡单宁，其化学结构如下： 7．黄酮类 烟草中已发现黄酮类化合物包括芸香苷、异栎苷和莰非醇基（4′，5，7- 三羟基黄酮醇）-3-芸香糖苷。这些苷的非糖部分是黄酮类，糖的部分主要有鼠李糖、葡萄 糖、芸香糖等。其化学结构如下： （二）存在状态 在活体组织中，酚类化合物几乎全部以糖苷和酯的状态存在于液泡中。在花组织中，花 色苷是花具有鲜艳颜色的原因，但花色苷不稳定，花色苷可能通过氢键和疏水键与类黄酮联 接成复合色素的松散复合物，使花色苷稳定性提高。但莨菪亭、奎尼酸、咖啡酸则是游离的。 黄酮类化合物（如芸香苷）在烟叶干燥期间，被氧化作用转化为微溶棕色素，多酚变成黑色 素是以多酚与蛋白质和铁的结合存在的，绿原酸与蛋白质的结合是通过赖氨酸以共价键连接 的。 （三）分布特点 8 大量研究表明，烟叶酚类化合物含量随品种、栽培、部位、调制等不同有很大变化，同 时又是多种因素作用的结果。烟叶中简单酚的含量极微，绿原酸和芸香苷是烟叶中主要的酚 类物质，绿原酸占总酚量的75%~95%。 1．不同烟草类型酚类化合物含量不同 从表6-7可以看出，晾烟酚类物质含量比较低， 而烤烟酚类物质含量较高。 6-7 烟草类型 烤烟 晾烟 白肋烟 酚类含量 3.58%~4.25% 0.029%~0.52% 1.13%~1.75% 2．不同部位烟叶酚类物质含量不同。从表7-8可以看出，烟叶酚类物质从烟株下部到 中部显著增加，到达上部达到最大值，但中部叶和上部叶酚类物质含量差异不大。 6-8 部位 下部 中部 上部 3.15% 4.11% 4.22% 酚类含量 3．一片叶的不同部位，酚类物质含量不同 就一片烟叶来说，酚类物质分布也有明显 差异，晾烟从叶尖部到叶基部绿原酸水平逐渐降低，尖部的含量几乎为基部的2倍，而尖端也是开始变褐最早的部位。这表明烟叶叶片尖端到基部的绿原酸的变化梯度与烟叶晾制过程 中颜色的变化梯度很一致。因为绿原酸与褐变有关。 4．不同矿质营养，酚类物质含量不同 随氮用量的增加绿原酸、芸香苷、莨菪亭、莨 菪苷的总和亦增加。不同形态的氮素对烟叶酚类物质含量也有影响，高硝态氮溶液中生长的 烟株比在高氨态氮生长的烟株酚类物质含量高。同一生理期的烟草叶片，莨菪亭的增加与烟 草叶片中氯化物的增加有关。缺硼会使烟株的莨菪亭积累，这可能是硼对抑制儿茶酚氧化酶 活性有作用。 5．生长调节物质用量不同，酚类物质含量不同 在适当浓度下，喷2.4—D的烟草，能够分离出莨菪亭的葡萄糖苷，但高浓度的2.4—D会遏止总酚量的增加。萘乙酸（NAA）能明显减少烟叶酚类物质含量。而对烟叶施用顺丁烯二酰肼（MH）会使烟叶莨菪苷和莨菪亭 浓度增加。 6．不同成熟度的烟叶，其多酚类物质含量有明显差异 各部位烟叶酚类物质含量均随 成熟度的增加而增加，达到某一最大值后又表现下降趋势。从表6-9可以看出，上部叶达到 成熟度4级、中部叶3~4级、下部叶2~3级时达到最大值，此时也是各部位叶的适宜采收 期。 6-9 % 成 熟 度 品种 部位 0 1 2 3 4 5 上 1.23 1.74 2.51 2.88 3.01 2.94 NC89 中 1.31 1.76 2.54 2.92 2.89 2.85 下 1.09 1.42 1.56 1.58 1.56 — 上 1.20 1.25 1.57 1.61 1.77 1.73 GI40 中 1.23 1.39 1.59 1.80 1.80 1.75 下 1.06 1.21 1.35 1.38 1.34 — 注：引自史宏志，刘国顺. 烟草香味学，北京：中国农业出版社，1998. 7．烤烟随海拔高度增高，烟叶中酚类化合物增加 这与酚类化合物所含的苯环结构对 紫外光的吸收特性有关。对于烟草而言，作为烟草体内的次生代谢产物的酚类物质，其生理 功能除了对微生物、酶和病毒的作用外，还可因其对紫外光的吸收特性将日光的强紫外辐射 转化为危害较少的辐射，即起到“紫外光过滤器”的作用。这也可能是高海拔和阳光直接照 射烟株中酚类化合物高的原因之一，当然也与烟草本身的代谢调节有关。 9 8．烤烟烘烤期间，酚类物质的变化 正常烘烤工艺条件下由于酚糖苷的热解作用和酶 促分解，酚类物质总量明显增加。如果烘烤过程发生棕色化反应，随烟叶褐变酚类物质减少。 三、酚类化合物对烟质的影响 评价烟草及其制品的质量指标主要有色泽，香吃味、生理强度和安全性。而烟草中的酚 类化合物不仅对烟草的生理生化活动有重要作用，而且对上述品质指标有重要影响。钟庆辉 （1981）曾提出以酚类化合物含量与蛋白质含量的比值作为芳香值来判断烟叶香吃味的化学 指标。 （一）酚类化合物对烟叶色泽的影响 烟叶外观色泽反映烟叶质量。烤烟以金黄色和橘黄色较好，白肋烟以红黄或近红黄较好， 其它类型的烟叶对黄色也都有相应 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。质量好的烟叶不仅有一定色度，而且叶面具有光泽。 烟叶的色泽与调制过程中叶内酚类化合物酶促棕色化反应的程度密切相关。酶促棕色化反应 激烈，持续时间较长，就会使叶组织变褐，烟叶局部或全部呈现深浅不同的杂色，甚至整片 烟叶变褐。变褐后烟叶酚类物质含量减少85%左右，其它化学成分也大都消耗过度，对品 质有利的成分减少，这不仅影响烟叶外观等级质量，内在质量也变差。采用适当的烟叶调制 工艺，合理调控酶促棕色化反应的程度与进程，调制后的烟叶外观颜色好，等级高，酚类化 合物消耗也少。研究发现，多酚类物质含量与烟叶等级相一致。多酚含量也与卷烟等级相一 致（表6-10）。 6-10 1981 卷烟等级 特等 特等 一等一级 二等一级 二等二级 三等 5.29 5.15 4.33 3.03 2.52 2.34 多酚含量（%） 调制后的烟叶在贮存、陈化、发酵过程中，酚类化合物的酶促棕色化反应和氨基酸与糖 类物质的非酶棕色化反应仍可缓慢进行，使烟叶酚类化合物减少，颜色加深。但这有利于烟 叶品质的改善，使其吃味醇和，香气增加。 （二）酚类化合物对烟草香气和吃味的影响 一般认为酚类化合物对烟草香气和吃味有好的影响。烟叶中含有少量的简单酚和酚醛、 酚酮以及酚酸，由于其挥发性强，在烟支燃吸期间，这些化合物通过蒸发等途径直接进入烟 气，对烟气香味产生直接影响。有些具有特定的香气，有些则使烟气增加奇异的味道，且不 易被其他致香剂所减轻。表6-11列举了一些酚类化合物对烟气香味的影响。在燃吸期间 （600?以上），芸香苷、槲皮苷、绿原酸热裂解产生一些挥发性较强的物质（表6-12），其中许多对烟气香味也有直接影响。 6-11 酚类化合物 烟气吸味 烟气香味 对甲基苯酚 酚醛味、涩味 涩味 2,6-二甲基苯酚 甜、增浓 甜 4-乙基愈创木酚 甜、温和的，增浓 甜、香草味 丁子香酚 芳香，沉闷的 芳香、沉闷的 苯酚 甜，药物灼烧感 甜，药物气味 2,3,4-三甲苯酚 增浓感，酚醛味 / 2,3,6-三甲苯酚 涩味，酚醛味 / 绿原酸 弱，青味 / . 1991. 10 6-12 产物 多 酚 芸香苷 桷皮苷 绿原酸 + 苯甲酸 + + + 邻苯二酚 + 4-乙基儿茶酚 + 糠醛 + 5-羟甲基糠醛 + + + 4-甲基儿茶酚 + 5-甲基糠醛 + 均苯三酚 + 鸡纳酸γ-内酯 + + 间苯二酚（雷锁酚） . 1991. 酚类化合物挥发性低，燃吸时直接进入烟气的很少，但它们在烟草燃吸时产生酸性反应， 能中和部分碱性，使吃味醇和。越是高等级的烟叶，经贮存、陈化、发酵过程，叶色变深越 明显，其吃味变得越醇和。酚类化合物与口腔唾液蛋白质的结合，使人感觉到涩味，因此多 酚与蛋白质结合的这个性质称为涩性或收敛性。不同的酚类化合物，表现的涩性不同，从而 对吃味影响程度不同。 （三）酚类化合物对烟草安全性的影响 烟气中个别酚类物质来自特定烟叶成分或组分。纤维素热解产生甲酚和二甲酚，木质素 产生显著量的儿茶酚，同时又是愈创木酚和丁子香酚的主要来源，绿原酸通常是烟叶中存在 最多的多酚，产生的热解转化物儿茶酚和4-乙基儿茶酚最多，黄酮类物质产生的儿茶酚和 4-烷基儿茶酚相应要少一些。儿茶酚是一种活性高的辅助致癌物质，又是烟气中最多的酚， 其含量与烟叶多酚类的水平有关，因此，烟叶酚类化合物是影响烟草安全性的因素之一。 脂质类化合物是广泛存在于生物体中的一类化合物。通常把油脂以及类似油脂不溶于水 而能被乙醚、氯仿、苯等有机溶剂抽提出来的化合物，称为脂质类化合物。因此，脂质类包 括油脂和类脂。脂质能溶于有机溶剂而不溶于水的这种性质，称为脂溶性。类脂化合物则常 常包括一些从化学结构上毫无相干的物质，但由于它们在物态及物理性质方面与油脂类似， 因此也称其为类脂化合物。 对烟草脂质类化合物，常常用石油醚提取后进行研究，但烟草石油醚提取物中除脂质类 外，还有许多其他低分子化合物。 石油醚提取物用水蒸气蒸馏可以得到两大类物质，一类是挥发油成分，包含大量低分子 的烃类，醇类，酸类，酚类，醛类，酮类，酯类，低分子萜类等。另一类是高分子的脂质类， 包括油脂、类脂、甾醇、萜类等。 前两节分别介绍了其中的酸类，酚类，本节主要介绍油 脂和类脂等，其余如甾醇类、萜类、醇类、醛类、酮类、酯类将在下面各节介绍。 （一）油脂的结构 油脂是一种重要的贮藏物质。烟草油脂大部分存在于种子中，烟叶含量较少。 油脂是油和脂肪的总称。是高级脂肪酸和甘油形成的酯类化合物。油脂的通式如下： 11 甘油 油脂 R、R、R代表高级脂肪酸的烃基，它们可以相同，亦可以不同 。 123 （二）脂肪酸 脂质类如油脂、磷脂分子中都含有脂肪酸。高级脂肪酸种类很多，在烟草中已经发现的 有50多种，其中绝大多数是含偶数碳原子的直链高级脂肪酸，有饱和的，也有不饱和的。 三、类脂 在烟叶和烟气中已鉴定出数百种类脂化合物，它们大部分由脂肪酸和糖类、磷脂酸、脂 肪醇、甾醇、萜醇等酯化而成。 （一）单糖酯 Row Land等在烤烟中发现的极性酯中有单半乳糖甘油二酯（MGDG）、二半乳糖甘油二酯（DGDG）、硫代鼠李糖甘油二酯（SQDG）等。 （二）蔗糖脂 蔗糖酯（SE）是香料烟和部分雪茄烟特有的一种酯类化合物。Severson等（1981）首先分离出了一系列蔗糖酯，其中葡萄糖部分被由4个C ~C脂肪酸组成的混合物所酯化，主28要的酸为乙酸、3-甲基丁酸和3-甲基戊酸。 Severson等（1984）进一步对不同类型烟叶的蔗糖酯成分进行了比较。并对蔗糖酯的异 构体化学结构进行了分离鉴定（Severson,1985）。在烟叶成熟和调制过程中，蔗糖酯水解产 生葡萄糖酯，如三乙酰葡萄糖吡喃糖苷和四乙酰葡萄糖吡喃糖苷，进一步水解产生挥发性酸 性物质。因此，蔗糖脂和葡萄糖酯是香料烟重要香味物质异戊酸、β-甲基戊酸、异丁酸的前体物。 从香料烟品系TI 165中分离的蔗糖酯加入到用烤烟品种NC2326烟叶卷制的卷烟中，结果表明，当按1.0mg以上应用时，提高烟气中3-甲基戊酸的效果几乎是线性的。 （三） 脂肪醇和蜡 高级脂肪醇有游离状态的和以酯或醚的形式存在的。 12 蜡是由高级脂肪酸和高级脂肪醇所形成的酯。蜡的主要成分是由含24~26个偶数碳原子的长碳链脂肪酸和含16~36个偶数碳原子的长碳链脂肪醇所形成的酯的混合物，还含有少量 的长碳链的烃、醇、醛、酮和酸等各类化合物，因此蜡的成分是很复杂的。 烟草蜡常成为一薄层覆盖在茎、叶、果实及种子的表面，烟草细胞内也存在着蜡质。烟 草表层蜡的主要作用是防止水的浸入、微生物的侵害以及减少烟草体内水分的蒸发。存在于 细胞内的蜡则是以油滴的形式分散存在的。 （四）磷脂 磷脂（Phospholipid）是含磷类脂化合物。有甘油磷脂和神经鞘磷脂，二者是构成生物 膜的主要成分。 甘油磷脂中常见的是卵磷脂和脑磷脂。磷脂酸是最简单的甘油磷脂，它的结构是1，2-二酸甘油的磷酸酯。 磷脂是磷脂酸中磷酸上的一个羟基与另一个羟基化合物所形成的磷脂酰化物。卵磷脂就 是磷脂酰胆碱，脑磷脂是磷脂酰胆胺（磷脂酰乙醇胺），丝氨酸磷脂也称磷脂酰丝氨酸。 胆碱 卵磷脂（磷脂酰胆碱） 胆胺（乙醇胺） 脑磷脂（磷脂酰乙醇胺） 丝氨酸磷脂（磷脂酰丝氨酸） （神经）鞘磷脂简称鞘磷脂，是一个由神经酰胺的羟基与磷脂酰胆碱所成的磷酸二酯。 13 这个磷脂有二段长的碳氢链：鞘氨醇的一端有14~18碳的碳氢链，连接在氨基上的有棕榈酸、 掬焦酸或神经烯酸等，都是碳数较多的脂肪酸，因此，结构上与甘油磷脂相似。（神经）鞘 磷脂结构如下： 磷脂分子结构中磷酸部分具有酸性，而胆碱（或胆胺）部分具有碱性，因此可形成内 盐，磷脂分子中的内盐结构具有亲水性，而脂肪酸长碳链部分是非极性的疏水基，属两亲分 子。因此磷脂能降低水的表面张力，具有表面活性，是一种良好的乳化剂。磷脂在生物体内 能使油脂乳化，有助于油脂的运输、消化和吸收。 磷脂也是细胞膜的主要成分，细胞膜使细胞具有选择性渗透屏障作用。它不仅可以使细 胞在膜内执行生理功能，而且细胞膜的表面活性很强，能有选择地从周围环境中吸收养分， 防止外界有害物质的侵入，排出代谢产物等。细胞膜的这些重要功能是与磷脂有密切关系的。 细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，另外还有甾醇等类脂化合物。 四、烟草中主要脂质类化合物 （一）组成和含量 1.石油醚提取物 烟草石油醚提取物随成熟度增加而增加，达到最大值后又下降。上部 叶成熟度4级时最高，NC89和G140分别为8.54%和7.66%，中部叶3级时最高，两品种分别为8.77%和7.77%，下部叶2~3级成熟时最高，分别为7.79%和6.70%。 2.脂肪酸 烟草中含有10到34个碳原子的脂肪酸，其组成是达总酸含量90%为直链结构，4.1%的酸为相应的单甲基或环己基取代化合物，5.9%的酸具有较复杂的支链结构。其中含量较高的游离态的和结合态的高级脂肪酸具有16个或18个碳原子。在调制后烟叶中测定了16种甲基酯化合物，其中有月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚 麻酸。 考察了7个类型陈化或发酵后烟叶中游离高级脂肪酸含量（表6-13），一般棕榈酸、亚油酸和亚麻油酸的含量比其它酸含量相对高一些。高级脂肪酸在烤烟和香料烟中含量也高于 马里兰烟、白肋烟和其它类型的烟。 3.类脂物 以烤烟和白肋烟为材料，播种后16周内取样9次进行分析，烟叶中性类脂物（三甘油脂类、蜡脂类等）和极性类脂物（磷脂类、糖脂类）总类脂物含量变化范围为 8~20%，在烟叶生长最后阶段其类脂物含量最大，并表现出生长不同阶段的特征值，检查类 脂物含量可以确定工艺的成熟度。对杂色烟草突变种NC95中叶绿体和烟叶的光合体系?颗粒的类脂物进行比较，光合体系?颗粒的类脂物由37%的糖脂，4%的磷脂，5%的类胡萝卜素和54%的叶绿素组成。带有基粒层的叶绿体类脂物由75%的糖脂，7%的磷脂，2%的类胡萝卜素和16%的叶绿素组成。具有单股索状分离的类囊体的叶绿体其类脂物组成为83%的 糖脂，14%的磷脂和仅有0.5%的类胡萝卜以及2%的叶绿素。以上结果表明，叶绿体类脂混 合物与其各自的烟叶类脂混合物相比，其特点是其高分子量糖脂部分高和低分子量磷脂含量 低。在多数极性类脂物中观察到亚麻油酸酯的比率明显减小，棕榈酸酯和硬脂酸酯的比率明 14 显增加。二半乳糖基二甘油脂（DGDG）、单半乳糖基二甘油脂（MGDG）含有较高比例的亚麻油酸酯。 6-13mg/g Swain, A. P., and R. L. Stedman., 1962 脂肪酸 烤烟 白肋烟 马里兰烟 土耳其烟 明火烤烟 雪茄芯烟 雪茄内包烟 肉豆蔻酸 3 2 3 5 2 3 4 棕榈酸 101 51 44 103 32 41 59 硬脂酸 18 8 12 12 18 8 18 油酸 15 5 11 17 3 5 7 亚油酸 53 25 35 51 17 8 20 亚麻酸 110 35 21 78 20 2 21 4．挥发油 挥发油是在常温下能散发芳香气味的低相对分子质量化合物，占烟叶干物 重的0.07~0.50%。 5．磷脂 红花烟草Samsun品种的悬浮液培养的细胞膜中磷脂的组成大约为50%卵磷脂、25%磷脂酰乙醇胺、10%磷脂酰肌醇、4%磷脂酰甘油、2%磷脂酸。在3种主要的磷脂成分中脂肪酸结合在甘油分子的1或2位上，频率最高的是在C上连有棕榈酸、C上连有12 亚油酸。这些数据提示饱和脂肪酸一般结合在甘油分子的1位上，而不饱和脂肪酸结合在2 位上。 26．蜡质 烟叶表面的蜡质，烷烃为其主要成分。烟叶上每100cm含有5~10mg烷烃化合 物，其含量随烟叶的叶龄逐渐增加，叶位较高的烟叶比较低的烟叶含有更多的烷烃， 具有27~33个碳原子的成分占烷烃总量的98%以上。 从陈化的白肋烟叶叶肉中分离出占叶干重0.31%的总石蜡族烃化合物。二十七烷 （CH）和三十一烷（CH）分别被鉴定为总石蜡族烃类中熔点最低和最高的烷烃。在27563164 商业上可接受的烤烟、白肋烟、马里兰烟、香料烟、明火烤烟和雪茄烟的样品中总石蜡族烃 类的含量无明显变化。调制和发酵期间长链烃含量略有减少，转变成较低级的烃，但总石蜡 烃含量却保持不变。 7．树脂 各种长链饱和烃是众所周知的不同类型烟草的组成成分。烤烟的乙醇萃取物 中的总类脂物根据它们的物理特性可分为“软树脂”、“硬树脂A”和“硬树脂B”3个组分。软树脂组分由4%的C~C的烃类蜡质，5.2%的C~C饱和脂肪酸（2.5%为游离酸，2.7%29311220 为甘油酯或其他酯类），19.9%的不饱和脂肪酸（8%为游离酸，11.7%为甘油酯或其他酯类），1.1%的甘油，18.4%的茄尼醇、新植二烯和谷甾醇。发现硬树脂A中含有41%的树脂酸，这个组分中的其余部分和硬树脂B组分都是中性的，还没有鉴定出来。 （二）烟草脂质类化合物的影响因素 1．品种类型 不同品种类型具不同的香味特征。烟叶中的香味物质大多与烟叶脂质类 化合物关系密切，其含量一般又与叶片腺毛类型、密度、寿命和分泌功能有关，因而造成品 种间叶片分泌物成分的差异。 2．有机肥 尤其和其它肥料种类配合施用优质饼肥，可提高烟叶质量，也能提高烟叶 中油脂含量，并有协调其它化学成分的作用（杨素勤等1996）。 3．成熟度 随着烟叶发育成熟腺毛分泌物不断增加，脂质类化合物也会增加，工艺成 熟时达到高峰。当然脂质类化合物在烟叶成熟过程中也受烟株自身代谢的影响。 4．水分 在适度干旱环境中，使类脂物含量提高的叶片腺毛分泌物增加。这与烟株适 应环境的自行调节有关。 5．加工过程 调制、发酵或陈化过程，是烟叶内化学成分发生复杂变化的过程，必然 也会引起烟叶内脂质类化合物发生质和量的变化。 15 6．其它因素 土壤、生态环境对烟叶脂质类化合物的影响也是显而易见的，这也可能 是不同区域烟叶风格形成的原因之一。 五 脂质类化合物对烟质的影响 （一）对烟叶物理特性的影响 含油脂多的烟叶色泽鲜亮纯净，组织细致柔软，弹性强，在含水较低的情况下，仍能保 持油润状态，有较大韧性，烟叶经贮存不易褪色；含油脂少的烟叶灰暗无光泽， 有枯燥感 觉，组织粗糙脆硬，弹性差，易破碎。 （二）对抽吸品质的影响 高级脂肪酸一般对烟叶和烟气的香气没有直接作用，但可以调节烟草的酸碱度，使吸味 醇和，还可以增加烟气浓度，间接影响烟气的香气，在烟气中起平衡作用。大多数脂肪酸给 烟气增加蜡味，脂肪味，使烟气吸味平和。如棕榈酸使烟叶甜醇、柔和、舒适。但有些不饱 和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸含量增加则增加烟气刺激性并产生涩味。脂肪酸在燃烧过程中能 与烟叶中的蔗糖反应，生成具有香味的蔗糖酯，能改善吃味。从烟叶上洗去叶表面类脂物造 成烟气和吃味减弱，同时增加了苦味和涩味。重新将叶表面类脂物加回洗涤后的烟叶上可使 香气和吃味复原。脂类物质通过光、气和酶的作用，可转化形成挥发性致香物质，首先通过 不同途径发生甘油三脂和其它脂类的水解释放脂肪酸，进一步可在酶或非酶（光氧化和自动 氧化）作用下形成醇、醛、酮、酸、酯类物质等，这些物质在调制和陈化过程中含量也发生 不同的变化。萜类化合物或它们的降解产物也是对烟草香气和吃味起作用的成分。 需要指出的是：石油醚提取物的含量与烟草的香气量有关，与香气质无关，这是由于石 油醚提取物中对烟草香味有利和不利的物质共存。因此，单纯从石油醚提取物的量来衡量烟 质，还找不出明显的规律。另外，烟气冷凝物的PAH含量与卷烟烟叶中类脂化合物的浓度 也有关。 一、甾醇的结构和性质 甾醇类为甾体的羟基衍生物。由于它们是含有羟基的与一般醇类的差别在于具有熔点范 围为100—200?晶状固体化合物，所以又称固醇。这一类化合物的特点是，它们的分子中 都具有一个环戊烷多氢菲的骨架，并且一般都含有3个侧链；C和C位置上通常是甲基1013 （有时是伯醇基或醛基），C位置上连接的是氢或烃基。下式表示这类化合物的基本碳架，17 环上碳原子的编号以及侧链所在的位置。 烟草甾醇中主要有豆甾醇、谷甾醇、菜子甾醇、胆固醇和较少的麦角甾醇等，其结构如 下： 16 烟草甾醇一般比较稳定，甾醇类化合物与磷脂相互作用也使细胞膜稳定，从而控制了渗 透度。 二、烟草中的甾醇类 （一）存在状态 烟草中甾醇大多与糖结合成糖苷而存在，也可以游离的醇或酯的形式存在。烟草甾醇化 合物含量变化范围在0.1%~0.3%之间，在烤烟中约为干重的0.15%。 （二）分布特点 1．不同生长期间的含量变化 种子发芽期间的甾醇增加，最初生长的嫩组织含量最高。随烟株生长，甾醇合成速率降低。但其含量持续增加，直到烟株衰老为止。一般分生 组织的谷甾醇含量高，豆甾醇含量低，而在细胞发育的后几个阶段豆甾醇具有相对较高的 含量。 2．烟叶不同部位甾醇含量分布 白肋烟一般从底部叶到顶部叶以及一片烟叶从叶基部到叶尖部甾醇含量呈线性增加。而Stedman等观察到烟叶等级和总甾醇含量之间不存在明显的相关性，而烟株中部烟叶甾醇含量稍高一些。 3．不同类型烟草甾醇含量不同 已对各种类型烟草的鲜叶、陈化后烟叶和发酵烟叶样品中的游离、酯化的和糖苷化的甾醇类化合物进行详细研究（表6~14）。调制和陈化并不使 鲜烟叶中甾醇含量有很大改变。也没有观察到不同类型的烟草中各种形式的甾醇类化合物有 稳定的比例关系。 17 表6~14各种类型鲜烟叶、陈化或发酵后烟叶中的游离的、酯化的和糖苷化的甾醇化合物 （Stedman, R. L., and W. Rusaniwskyj., 1959） 百分含量（干基） 糖苷 酯 游离 合计 烤烟 0.11 0.06 0.10 0.27 鲜叶，Hicks,过熟 0.03 0.05 0.05 0.13 鲜烟梗，Hicks, 过熟 0.10 0.14 0.11 0.35 陈化叶，Type ?,1995年产 0.16 0.16 0.13 0.45 陈化叶，各种烤烟混合物 0.05 0.04 0.06 0.15 陈化烟梗，各种烤烟混合物 白肋烟 0.05 0.11 0.18 0.34 鲜叶，Ky41A, 过熟 0.03 0.05 0.08 0.16 鲜梗，Ky41A，过熟 0.17 0.06 0.16 0.39 陈化叶，样品X 0.03 0.01 0.07 0.11 陈化梗，样品X 陈化叶，B0.12 0.07 0.15 0.34 F 等级 3 马里兰烟 0.10 0.05 0.09 0.24 鲜叶，Wilson品系，未成熟 0.06 0.01 0.06 0.13 鲜梗，Wilson品系，未成熟 0.06 0.09 0.11 0.26 鲜叶，Wilson品系，成熟 0.03 0.04 0.06 0.13 鲜梗，Wilson品系，成熟 0.18 0.09 0.11 0.38 陈化叶,1954年产 0.01 0.03 0.08 0.12 陈化梗,1954年产 0.15 0.08 0.13 0.36 陈化的白肋烟和马兰烟叶混合物 土耳其烟 0.11 0.06 0.09 0.26 陈化叶，Smyrna 0.09 0.10 0.08 0.27 陈化叶，土耳其烟混合样 明火烤烟 0.03 0.08 0.09 0.20 发酵后烟叶 0.03 0.03 0.05 0.11 发酵后烟梗 雪茄型烟草 0.06 0.02 0.08 0.16 发酵后芯叶 0.05 0.01 0.08 0.14 发酵后内包叶 三、 甾醇类化合物对烟质的影响 研究结果表明，甾醇化合物似乎与甾体生物碱、萜类的角鲨烯代谢和对烟株由臭氧引起 气候斑的抗性有关，从而影响烟叶品质。胆固醇酯和菜子甾醇酯也可能对烟叶的香味有重要 作用。 萜类化学的先驱者Wallach于1887年根据萜类化合物的结构特点提出了所谓“异戊二 烯规律”，并给出了不同萜类化合物的定义。烟草中存在的萜类化合物除众多的烯烃外，由 此衍生的醇类、醛类、酮类、酯类、醚类、氧化物等统称为萜类化合物。有些高分子萜类化 合物如类胡萝卜素在烟草体内因生物降解而生成的代谢产物，其分子中碳原子数并不符合上 述规律，但它们仍属萜类化合物的范畴。萜类化合物分子结构的基础是异戊二烯，这个基团 的不同倍数组成很多种萜类，其相对分子量较小的单萜，倍半萜是烟草精油的主要成分之一， 使烟草按种类具有独特香味。因此，萜类是烟草香料的重要来源。研究还发现烟草萜类化合 18 物不仅是一些昆虫的信息素，而且对一些昆虫具有一定的拒食和毒杀作用，用于农作物的治 虫、防病具有一定的安全性。研究烟草萜类化合物，不仅对烟草生长发育有重要的生理意义， 而且对认识烟草质量的形成具有重要作用。 一、烟草中的萜类化合物 （一）种类 烟草萜类是指存在于烟草中，分子式为异戊二烯倍数的烃类及其含氧衍生物，其碳原子 骨架由n个异戊二烯（CH）的单元组成。它们也可具有不同的饱和度。根据其所含异戊58 二烯单元的数目，可分为单萜、倍半萜、二萜、三萜、四萜和多萜等六类。 1.单萜 单萜是由两个异戊二烯单元首尾相连而成的萜类化合物。根据碳架不同，单萜 又可分为开链萜、单环萜和双环萜三类。 （1）开链萜 开链萜是由两个异戊二烯单元相连的而成的开链化合物。 烟草柠檬醛和牻牛儿醇是开链萜中重要的化合物。柠檬醛有两种异构体，即牻牛儿醛和 橙花醛。柠檬醛为黄色液体，具有类似柠檬的香气。也是合成紫罗兰酮的原料。牻牛儿醇为 无色液体，具有玫瑰花香味，是一种名贵的香料。 （2）单环萜 单环萜也是由两个异戊二烯单元相连而成的化合物，不过其分子中含有 一个碳环。烟草主要的单环萜有苧、薄荷醇、薄荷酮、麝香草酚等。苧是无色液体，有柠檬 香味，薄荷醇有芳香、清凉的气味。 （3）双环萜 双环萜的骨架是由一个六元环分别和三元环，四元环或五元环共用几个 碳原子构成的。其中自然界存在较多也最重要的是蒎族和莰族化合物。烟草蒎族化合物，主 要的是蒎烯，蒎烯有α-和β-两种异构体。莰族化合物主要的是莰醇和莰酮。 2.倍半萜 倍半萜化合物分子中含有三个异戊二烯单元，它的分子式为CH，相当于1524一般单萜的一倍半，所以叫做倍半萜。有开链和环状的各种形式。烟草中倍半萜有橙花叔醇、 金合欢醇、柏木醇等，其中主要的是金合花醇又称法尼醇（或法尼烯farnesene）。金合欢醇为无色黏稠液体，有微弱的花香气。 3.二萜 二萜是四个异戊二烯单元相连的化合物。烟草叶绿素分子中的长链脂肪醇基 （叶绿醇），类胡萝卜素合成和降解的中间产物维生素A，它们都是二萜醇类化合物，叶绿醇还是合成维生素K和维生素E的原料。其它如香叶基芳樟醇、香紫苏醇等。这些化合物 的存在对烟草香料制品的香气往往起重要作用。 烟草中重要的二萜化合物还有新植物二烯、西柏烷类，赖百当类。 （1）新植二烯 新植二烯能增进烟叶的吃味和香气，有一种弱的令人愉快的气味。它又可通过降解转化 形成致香成分。 （2）类西柏烷类 一般红花烟草的所有类型都含有西柏烷类萜醇，鉴定的含量高的主 要有α-4，8，13-西柏三烯-1，3一二醇，其次是β-4，8，13一西柏三烯-1，3-二醇，二者比例接近3:1。另外还有α和β-4，8，13-西柏三烯-1-醇。 19 西柏三烯二醇具有热不稳定性，几乎不会直接转移到烟气中，其热解产物西柏烷羟醚、 降酮类和降醛类具有香味。其它含量较少的有三甲基甲乙基环十四碳三烯醇，表三甲基甲乙 基环十四碳三烯醇。 （3）赖百当类 这类物质最早由Giles 和Schumacher（1961）从陈化的土耳其香料烟中分离出来，并鉴定属于双萜类的双萜烯内酯。含有1个6碳原子的侧链和1个过氧化萘环。 主要的赖百当类萜醇有顺-冷杉醇（cis-abienol）和（13-E）-赖百当烯-1，3-醇-8a-15。 经过调制和醇化，90%的冷杉醇和赖百当烯二醇发生氧化、降解，转化成多种降解赖百 当类化合物。 4.三萜 三萜是6个异戊二烯单元相连而成的萜类化合物。角鲨烯（sqalene）是烟草三 萜中的主要化合物，Swinehant等（1958）从烟气中分离出了角鲨烯，而在烟草中却从来没 有发现角鲨烯的报道。有人曾推测可能是茄尼醇等萜类化合物的降解产物，但至今仍未被证 实。它的分子中双键全是反式的： 5.四萜 四萜是含有8个异戊二烯单元的化合物。类胡萝卜素是四萜中的主要化合物。 这在烟草色素一章中已作了详细介绍。 另外茄尼醇是烟草中萜烯类的典型。经燃吸后仍有一部分直接进入烟气。烟气中还有乙 酸茄尼醇酯和茄尼烯等化合物。 （二）存在状态 挥发性的低相对分子质量萜类和高相对分子质量的萜类分别是烟草挥 发油和树指的主要成分，而挥发油通常存在于烟草的油腺腺毛中或烟草空洞组织的树脂中。 因此，烟草研究者常把萜类归入已烷、氯仿或石油醚提取物，并倾向于假定腺毛是这些化合 物的合成场所，尽管很少有明确的证据支持这种假设，但是烤烟经调制、陈化后叶片氯仿提 取物中已测出的有300多种成分，多数是萜类化合物的衍生、降解和转化产物，包括醇类、 醛类、酮类、酯类和醚类等各种物质。鲜烟叶中萜类化合物大多以糖苷的状态而存在，也有 酯的状态存在。 （三）分布特点 1．不同烟草类型萜类化合物含量不同 烟草中的萜醇类物质有西柏烷类和赖百当类。西柏烷类以α和β-4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇是烤烟和白肋烟表面类脂主要成分，占烟叶鲜重的0.7%，占叶面总脂类物质的50%，烤后烟叶中含量极微，只占干重的0.001%。赖 百当类一般只存在于香料烟和部分雪茄烟中，而不存在烤烟、白肋烟、马里兰烟等类型的品 20 种中。茄尼醇在烟叶中存在数量比较大，且烤烟高于白肋烟。 2．不同生育期含量变化 新植二烯、西柏三烯二醇、赖百当类萜醇尤其顺-冷杉醇等随着生育期的推进，其含量是逐渐增加的。但西柏三烯二醇一般达到最大值后又逐渐下降，且 不同部位烟叶下降幅度不同，部位越低下降幅度越大。 3．调制和陈化过程萜类含量变化 调制和陈化过程随着烟叶内物质的降解和转化，原 始的萜类化合物含量降低，而降解和转化产物增加。由此可见，陈化烟叶萜类化合物的含量 是品种、栽培，气候条件、调制、陈化、热解等综合因素影响的结果。 二、萜类化合物对烟质的影响 烟草中萜类化合物有些是烟草重要的香味化合物和香味的提供者，有些是特定烟草类型 中的特殊香味成分。但刚采收的鲜烟叶并无明显的香气，这主要是由于萜类化合物占烟叶鲜 重比例太小且在鲜叶中又多以糖苷的形式存在。烟叶经调制、陈化后诸多萜类化合物成分中， 有叶绿素降解产生的叶绿醇脱水形成的新植二烯，新植二烯光氧化生成植物呋喃；类胡萝卜 素的降解产物α和β-紫罗兰酮、蚱蜢酮，β-大马酮等；类西柏烷降解产物茄酮，茄酮的转 化产物茄醇、茄酸、茄尼呋喃、降茄二酮、内酯；赖百当类的冷杉醇、泪柏醇、赖百当烯二 醇的氧化、降解、转化形成的降龙涎香醚、龙涎香内酯、脱氢龙涎香内酯、γ-双环同法尼醛等。这些都是具有不同香气可改善烟草香吃味的物质，对增进卷烟香气和吃味非常有效。 因此，只有调制和陈化后香气才逐渐浓郁起来。另外萜醇的酯也会对烟叶香气有好的作用。 在环状化合物中，组成环的原子除碳原子外，还有其它元素的原子时，这类化合物叫杂 环化合物。除碳以外的其它原子叫杂原子。烟草和烟气中存在各种杂环化合物，其中有五元 环和六元环化合物，除单环还有稠环化合物。常见的有吡咯、 呋喃、吡啶、吡嗪及其衍生物，吲哚、喹啉，咔唑、吖啶及其衍生物。其母体结构式如下： 吡咯 呋喃 吡啶 吡嗪 吲哚 喹啉 异喹啉 咔唑 吖啶 烟叶中的杂环化合物是在其生长发育过程中合成的，但更多的是在调制，陈化过程中糖 和氨基酸非酶棕色化反应形成的糖-氨基酸缩合物的进一步转化降解产生的。烟气中的含氮 杂环化合物大部分来自氨基酸，蛋白质、烟碱、糖类的热解和转化，烟碱是烟叶和烟气中吡 咯和吡啶及其衍生物的前体。脯氨酸也可能是吡咯的前体。色氨酸和其它氨基酸的热解可能 产生吲哚。色氨酸的热解也可能产生喹啉、吖啶及二苯并[a ,j ] 吖啶、二苯并[ a，h ] 吖啶等稠环化合物。糖类热解也可能是呋喃类化合物形成途径。 一、吡咯类 吡咯是无色液体，具有甜的醚样香气。沸点131?，不溶于水，易溶于醇、苯和醚。容 易被氧化和被还原。在空气中因氧化而变褐色，并逐渐变为树脂状物质。 烟叶中的吡咯类很可能是在棕色化反应时通过Amadori化合物产生的，并在吸烟时可 21 能部分转移到烟气中。烟气中吡咯类的种类要比烟叶中多得多。烟气中已鉴定出吡咯类88种，包括吡咯、N-取代吡咯和C-取代吡咯，取代基有烷基、酰基、腈基、酯等。这说明烟 气中的吡咯及其衍生物是在燃吸过程中新生的。据报道，酪素、胶原和脯氨酸都可能是吡咯 化合物的前体。 二、吡啶类 吡啶具有较强的芳香性，不易氧化。它能发生取代反应，但比苯困难得多。取代反应常 发生在β位。 维生素PP、维生素B是烟草活体内吡啶的重要衍生物。 6 维生素PP包括烟酸和烟酰胺，均为B族维生素之一。二者生理作用相同，参与机体的 氧化-还原过程，促进组织新陈代谢。它们都是白色结晶，能溶于热水和乙醇，对酸、碱、 光和热都较稳定。 维生素B又称吡哆素，包括吡哆醇，吡哆醛和吡哆胺。维生素B为无色结晶，易溶于66水和乙醇中，耐热，在酸和碱中较稳定，易为光所破坏。是维持蛋白质正常代谢的维生素。 烟叶和烟气中的吡啶化合物含量都很丰富，已鉴定出烟叶中有63种、烟气中有324种 吡啶及其衍生物。大多数为β位取代吡啶，取代基有烷基、乙烯基、酰基、羟基、腈基和羧 基等。 14因为烟碱含有吡啶环，所以烟碱被认为是产生吡啶的前体物质，但是用标记的C-烟碱热解试验，其回收率与人们想像的不相符合。热解试验认为烟草色素、脯氨酸和聚脯氨酸可 作为挥发性吡啶类的前身，烟酰胺在1050?时的热分解产生各种吡啶，如3-腈基吡啶类等。用于烟草栽培的农药，如顺丁烯二酸酰肼、N，N-二甲基十二烷基胺的热解也形成吡啶类化 合物。 三、呋喃类 呋喃为无色有特殊气味的液体，沸点32?，不溶于水而溶于乙醇、乙醚等。容易被氧 化和被还原。烟草中α-呋喃甲醛是呋喃的重要衍生物之一，俗名糠醛。呋喃类的衍生物还 有呋喃酮类。 四、吡嗪类 烟草和烟气中存在多种吡嗪类化合物，已鉴定出烟叶中有21种，烟气中有55种。其中二取代和三取代吡嗪较多，还有一些一取代和四取代吡嗪。取代基一般为甲基、乙基、异丙 基、乙烯基、乙酰基等（表6-15）。 6-15 一取代吡嗪 二取代吡嗪 2-甲基吡嗪 2，3-二甲基吡嗪 乙基吡嗪 2，5-二甲基吡嗪 乙酰基吡嗪 2，6-二甲基吡嗪 异丙基吡嗪 2，5-二乙基吡嗪 呋喃-2′-吡嗪 2-乙酰基-3-甲基吡嗪 三取代吡嗪 2-乙酰基-6-甲基吡嗪 三甲基吡嗪 2-甲基-6-乙基吡嗪 二甲基乙基吡嗪 2-乙基-5-甲基吡嗪 5-乙基-2，3-二甲基吡嗪 甲基丙基吡嗪 2-乙基-3，6-二甲基吡嗪 甲基异丙基吡嗪 2-乙基-3，5-二甲基吡嗪 2-乙烯基-6-甲基吡嗪 3，6-二甲基-2-（呋喃基-2′）-吡嗪 四取代吡嗪 6-甲基-2-（呋喃基-2′）-吡嗪 四甲基吡嗪 注：引自史宏志等.烟草香味学，北京：中国农业出版社，1998. 22 烟草和烟气中的吡嗪类化合物可能来自加工过程中棕色化反应产物。此外，某些含碳物 质可以作为燃吸时吡嗪类热解合成的来源，见表6-16。 6-16 碳源 氮源 碳和氮源 乙醛 硝酸盐 甘氨酸 丙烯醛 氨 丝氨酸 丙醛 氨基酸类 苏氨酸 乙二醛 蛋白质类 葡糖胺 甘油 果糖胺 2，3-丁二烯 注：引自闫克玉.烟草化学，郑州：郑州大学出版社，2002. 1515加入标记N硝酸盐的卷烟燃吸后烟气中有N 2，5-二甲基吡嗪，有人认为硝酸盐在燃烧中形成氨，再与丙烯醛反应而形成吡嗪。 14与此相似的形成路线，已发现有C标记的D-葡萄糖和D-果糖作为添加剂在烟气中产生丙烯醛。葡糖胺热解时形成大量的吡嗪。 有人曾从烟草中分离出2，5-双-（四羟基丁基）-吡嗪类，这种化合物能产生许多吡嗪化合物，特别是甲基吡嗪和二甲基吡嗪。 五、稠环类 烟草和烟气中的含氮稠环化合物均属二环、三环和五环稠合体。大部分是在烟气中发现， 烟气中含量最多的是吲哚类和咔唑类及其衍生物。另外，在烟气中还发现喹啉及其衍生物以 及二苯并[a，h] 吖啶和二苯并[a ,j] 吖啶等稠环化合物。 （一） 吲哚 吲哚是由苯环和吡咯环稠合而成的含氮稠环化合物，因此也可叫做苯并吡咯。吲哚为片 状白色结晶，熔点51~52?，沸点253~254?。几乎不溶于水，溶于乙醇等有机溶剂。浓度 高时具有很强的动物粪便气味，浓度极低时具有类似茉莉的香气，可作香料用。有淡淡花香， 吲哚是这类物质在烟草中含量较高的一种成分，在烟气中可增加白肋烟的特征香。吲哚是弱 碱，具有芳香性。 烟草活体内的天然植物激素β-吲哚乙酸是存在于烟株幼芽中的能刺激烟株生长的物 质。 （二）喹啉 喹啉是苯环与吡啶环稠合而成的化合物。喹啉为无色油状液体，有特殊气体，沸点 238?，难溶于水，易溶于有机溶剂。它是弱碱。在白肋烟中分离出的类萜烯生物碱是异喹 啉的衍生物。 六、主要杂环类化合物对烟质的影响 由于杂环类化合物所含的环构成一个不饱和的闭环共轭体系，所含的环一般都比较稳 定，在性质上与苯环相似，具有不同程度的芳香性。因此，许多杂环类化合物是烟叶的致香 成分，但由于杂环化合物所含环数、稠合与否以及杂原子的不同，从而使其芳香性各异，对 烟草香味的影响也有所不同。另外，香型与氮杂环类香气成分含量有关，浓香型烟叶氮杂环 23 类香气成分含量较高，而清香型烟叶含量较低。这也是导致不同类型烟叶或不同生态条件下 生长的烟叶具有不同香型的一个原因。烟株上部叶较下部叶香气浓，也是烟叶中氮化合物的 原始含量与烟叶香气的浓淡有一定关系的表现。 （一）吡咯类对烟质的影响 吡咯类化合物具有甜、坚果和焦糖香。可增加坚果香，烘烤香、木香特征和甜香、樱桃 样香韵。常见的吡咯类化合物对烟气香味的影响见表6-17。 6-17 吡咯类 烟气香味 N-甲基-2-甲酰基吡咯 甜的、樱桃的、增加体香 2-甲酰基吡咯 甜的、柔和的 2-乙酰基吡咯 花香、清香、酒香 5-甲基-2-甲基吡咯 樱桃的，增加丰满度 2-乙酰-5-甲基吡咯 甜、樱桃味 2-乙酰基吡咯 兰香、清香、酒香 注：引自史宏志等.烟草香味学，北京：中国农业出版社，1998. （二）吡啶类化合物对烟质的影响 吡啶类化合物对抽吸余味有部分影响，这种影响可能是它们与呋喃酮和环戊烯酮协同作 用的结果，进而降低了这些甜的焦糖化合物的甜焦糖味。吡啶类对烟气的吃味特征见表6-18。 6-18 吡啶 烟气吃味 2，4-二甲基吡啶 增强烟草味，弱 2，5-二甲基吡啶 增强烟草味，弱 2，6-二甲基吡啶 增强白肋烟味 3，4-二甲基吡啶 增强丰满度，似白肋烟味 3，5-二甲基吡啶 增强烤烟味 3-甲基吡啶 增强丰满度，似白肋烟味 4-甲基吡啶 增强丰满度，似白肋烟味 2-乙基吡啶 增强白肋烟味 3-乙基吡啶 增强雪茄烟味 4-乙基吡啶 增强烟草味 2，4，6-三甲基吡啶 增强丰满度 吡啶 甜味、似烤烟味 注：引自朱尊权等译.烟草的生产、生理和生物化学，上海：上海远东出版社，1993 （三）呋喃类化合物对烟质的影响。 烟气中呋喃酮类有2-呋喃酮及其异构体，可提供卷烟香气的甜烤香、焦木香、焦糖香。 其它呋喃类化合物对烟质的影响见表6-19。 6-19 呋喃类 对烟气香味的影响 糠酸 微甜、坚果的 乙酸糠醇酯 刺激、草本的 5-羟甲基糠醛 甜的、花香的、烤烟香韵 5-甲基-2-乙酰呋喃 甜的、芳香的、辛香的、强烈的白肋烟香韵 异麦芽酚 烘焙香、焦糖香 2-乙酰基呋喃 青香、草本的 糠醛 甜的、面包的、奶油的 5-甲基-糠醛 甜的、增加体香 注：引自史宏志等.烟草香味学，北京：中国农业出版社，1998. （四）吡嗪类化合物对烟质的影响 24 吡嗪类化合物是含氮杂环化合物中最重要的一类，对烟质的影响见表6-20。 6-20 吡嗪类 对烟气香味影响 2-乙酰基吡嗪 奶油-坚果（爆米花）香 2-乙酰基-3-甲基吡嗪 —— 2，3-二甲基吡嗪 面包的、烘烤的 2，3，5，6-四甲基吡嗪 白肋烟香韵 2，6-二甲基吡嗪 单调的草本甜味 2-乙基-6-甲基吡嗪 干的、甜的、树脂样的 2，5-二甲基-3-乙基吡嗪 白肋烟香韵 2-乙酰基-6甲基吡嗪 奶油—坚果（爆米花）香 2-甲基吡嗪 单调的、甜的,芳香的 2，3，5-三甲基吡嗪 白肋烟特征、甜的 2，5-二甲基吡嗪 泥土的、令人愉快的气息 2-乙基吡嗪 泥土的 2-乙基-5-甲基吡嗪 完熟的，圆润的 2，3-二甲基-5-乙吡嗪 —— 注：引自史宏志等.烟草香味学，北京：中国农业出版社，1998. 烟草中含有大量醇类化合物。在烟叶中鉴定有334种。烟气中157种，其中包括脂肪醇、脂环醇、芳香醇、甾醇、萜醇等。其含量为0.77%~1.25%。甾醇和萜醇类已在前面章节介绍 过，这里不再介绍。 烟草中的脂肪醇主要有甲醇、乙醇、C—C和C—C饱和正构醇，支链醇有2-甲基3101723 丁醇、3-甲基戊醇及4-甲基戊醇等。脂环醇主要有糠醇、环已六醇（肌醇）。芳香醇主要有 苯甲醇、苯乙醇。另外还有多元醇类如二甘醇、三甘醇、丙二醇、丙三醇和其它多种醇类。 烤烟的挥发油中，最重要的致香的化合物是苯甲醇和苯乙醇。这两种芳香醇给烟气以香 味。醇类分子结构中的羟基是强的致香基团。但羟基数增加就会使香气变弱，芳香醇比脂肪 醇的香气强，比氧化芳香醇的香气强得多。高级脂肪醇和萜醇是烟草香气物质的前体，在烟 叶加工过程中降解为一系列小分子香气成分是烟草和烟气香气的重要来源之一。烤烟挥发物 中不同醇类的香味特征见表6-21。 表6-21烤烟挥发物中分离的醇类物质及香味特征 化学名称 常用名 烟气香味 苯甲醇 弱花香，平和 2,3-丁二醇 清香，化学异味 6,6-二甲基双环[3,1,1]-庚-二烯甲醇 α-1,5-二甲基-12-异丙基-9-甲烯基-5,8-氧化α-5,8-氧化-3,9(17),13-醇三烯 -3,13-环十四二烯-1-醇 -1-醇 1,9-二甲基-12-异丙基-5-甲烯基-3,8,13-环十四碳3,5(16),8,13-西柏四烯-1-醇 三烯-2,6-辛二烯-1-醇 反式-3,7-二甲基-2,6辛二烯-1-醇 香叶醇 花香，香味 3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇 沉香醇 甜，花香，柠檬味 3,7-二甲基辛-3-醇 四氢沉香醇 花香，甜 2,6-二甲基-3,6-氧化-7-辛烯-2-醇 氧化沉香醇 甜，平和，增加浓度 廿烷醇 25 6-21 糠醇 谷香，油香，增加浓度 庚醇 甜，花香，酒香 顺-3-己烯-1-醇 叶醇 青味 5-羟-6，7-二甲基-苯基呋喃 2-异丙基-5-甲基环己烯醇 薄荷醇 凉爽 5-异丙基-8-甲基-6，8-壬二烯-2-醇 茄醇 甜，花香，和顺 12-异丙基-5，8-氧化-1，5，9-三甲基-3，9，13-α-和β-5，8-氧化-3，9，13- 环十四碳三烯-1-醇（α和β异构体） 杜伐三烯-1-醇 2-（4-甲基-3-环己烯-1-yl）-2-丙醇 α-松油醇 松香，甜，霉味 3-甲烯基-7，11，15-三甲基-十六碳-1-醇 2-（4-苯甲基）-2-丙醇 对-散花烯-8-醇 6-甲基-5-庚烯-2-醇 青味，甜 6-甲基-6，9-氧化-4-辛烯-2-醇 1-辛醇 花香，果香 1-苯乙醇 甜，坚果香，辛香 2-苯乙醇 玫瑰花香 四氢糠醇 干草香，增加浓度 3，7，11，15-四甲基-1-十六碳烯-3-醇 植醇（异构体） 3，7，11，15-四甲基-2-十六碳烯-1-醇 植醇 清香，轻度辛辣味 4-（2，6，6-三甲基环己烷-1-yl）-3-丁烯-2-醇 β-紫罗兰醇 增加浓度 3，7，11-三甲基-1，6，10-十二碳烯-3-醇 橙花椒醇 木香，花香 4，8，12-三甲基十三碳-3-烯-2，8-二醇 注：引自闫克玉.烟草化学，郑州：郑州大学出版社，2002. 烟叶暴露于正一戊醇中通过光照会转变成白色，并且从C到C的醇中，碳链越长似乎28 更有效。暴露于水蒸气中看起来也能像醇一样引发光化脱色作用。该反应依赖于光线，还需 要氧气。在100%的氧气中脱色更快。在正一戊醇处理的烟叶中可氧化的酚类消失了，通过 用蒸汽处理光脱色的烟叶可氧化的酚含量降低，总植物碱含量看起来没有改变。这些反应引 起烟叶内物质的变化也会间接影响烟叶品质。 一、烟草中的酯和内酯 烟叶中鉴定有529种，烟气中456种酯类化合物。它们大部分是由脂肪酸、芳香酸和脂 肪醇、萜醇、甾醇酯化而成。另有糖酯、蜡质（脂肪酸与高级脂肪醇结合的酯）等在前面章 节已介绍过。这里主要介绍低级脂肪酸酯、高级脂肪酸酯和芳香酸酯等。形成这些酯的醇类 则大多是乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、也有多元醇。烟草中酯类化合物见表6-22。 表6-22 烟草中的主要酯类的化合物 26 注：引自闫克玉.烟草化学，郑州：郑州大学出版社，2002. 烟草中的内酯种类也较多，主要的有丁烯羟酸内酯，香豆素、丁烷内酯、戊烷内酯、二 氢猕猴桃内酯、四氢猕猴桃内酯等。烟草中还有微量茉莉内酯、月下香内酯。 二、酯类和内酯化合物对烟质的影响 酯类分子结构中的-COR是致香基团，它们具有甜味，水果香味或酒香味，与烟香尤其 烤烟香气协调，常作为烟草的加香原料。高级脂肪酸（棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚 麻酸）的甲酯和乙酯具有脂肪味、蜡味、使烟气变得醇和。一些酯类对烟草的吃味和香气特 征见表6-23。 表6-23 对烟味和香气有利的优质酯 化合物 烟气吃味 烟气香气 异戊酸乙酯（C） 甜，酒味，坚果味 酒，坚果 5异戊酸甲酯（C） 水果味，洒味 甜，水果味，酒味 5戊酸甲酯（C） 水果味，酒味 酒味，水果味 5水杨酸甲酯 薄菏（冬青油）甜 薄荷，花香，茴香大料味 辛酸乙酯（C） 醇和，蜡味，增加浓度，烤烟味 醇和，蜡味 8辛酸甲酯（C） 醇和，增加浓度 醇和，增加浓度 8壬酸乙酯（C） 脂肪，蜡味，醇和 脂肪，蜡味 9壬酸甲酯（C） 水果，脂肪，辣的 增加浓度 9癸酸乙酯（C） 甜味，增加浓度 醇和，增加浓度 10十二（烷）酸乙酯（C） 甜味，醇和 醇和 12十二（烷）酸甲酯（C） 醇和，增加烤烟风味 甜，醇和 12十四（烷）酸乙酯（C） 醇和，增加浓度 醇和 14十四（烷）酸甲酯（C） 醇和 醇和 14十六（烷）酸乙酯（C） 甜，醇和 醇和 16十六（烷）酸甲酯（C） 醇和 醇和 16十八（烷）酸乙酯（C） 化学杂味 18油酸乙酯（C） 甜，坚果味，蜡味，烤烟风味 甜，平和 18:1油酸甲酯（C） 淡的，烤烟风味 淡的 18:1亚油酸甲酯（C） 甜，醇和 甜 18:2亚麻酸甲酯（C） 甜，增加浓度 增加浓度 18:3 注：引自闫克玉.烟草化学，郑州：郑州大学出版社，2002. 27 内酯类分子结构中的-CO-O-C-是致香基团。它们中的丁烯羟酸内酯是重要的致香因子。 在所有脂肪族烷内酯中，γ-葵烷内酯最为重要，具有椰子、桃子和杏子以及热牛奶的香气 和气味。一些不饱和内酯散发出一种似芹菜的非常强烈的气味，是构成嗅觉效果的有效因素。 二氢猕猴桃内酯在吸用烟草时可起到消除刺激性的作用。烤烟挥发成分中部分内酯类化合物 及其烟味特征见表6-24。 表6-24 烤烟挥发物中的内酯成分及香味特征 化学名称 常用名 烟气香味 2，4-二羟-3，3-二甲基丁酸内酯 甜，黄油味 2，2-二甲基-4-羟-6-氧代-庚酸内酯 甜，顺口，烤烟风格 2，3-二甲基-4-羟-2，4-壬二烯酸内酯 芹菜籽味 2，3-二甲基-4-羟-2-壬酸内酯 甜，芹菜味 4-羟丁酸内酯 增加浓度，白肋烟风格 4-羟己酸内酯 4-羟-2-己酸内酯 4-羟-2-异丙基-丁酸内酯 弱的，甜，薄荷味，木香 5-羟-3-异丙基-2-戊酸内酯 增加浓度 5-羟-3异丙基-2-戊酸内酯 甜，坚果香，可可香 7-羟-6-甲氧香豆素 莨菪亭 弱的，甜 2-羟苯甲酸内酯 邻苯二甲酸内酯 增加浓度，弱 4-羟-4-甲基己酸内酯 青气，甜 5-羟-4-甲基己酸内酯 甜，酚味，化学味 4-羟-4甲基-5-己酸内酯 弱，果香，薄荷味 4-羟-3-甲基戊酸内酯 甜，增加浓度 4-羟壬酸内酯 可可果味 3-羟-9-氧-1，5，5-三甲基双环壬-6-烯-8-酮 4-羟-2，4-戊二烯酸内酯 4-羟戊酸内酯 甜，轻，松脂气 5-羟戊酸内酸 4-羟-3-戊酸内酯 α-独活内酯 9-氧-1，5，5-三甲基-双环壬-6-烯-8-酮 二氢猕猴桃内酯 轻凉爽 注：引自闫克玉.烟草化学，郑州：郑州大学出版社，2002. 酯类比酸、醇具有更浓的芳香。内酯虽然与酯的结构相近，香气也相近，但当内酯环变 大时，香气增强，然后又出现芳香减弱的趋势。 醛和酮分子里都含有羰基（），统称为羰基化合物。羰基与脂肪烃基相连的是脂肪 醛、酮。与芳香环相连的是芳香醛、酮，与不饱和烃基相连的是不饱和醛、酮。分子中羰基 的数目可以是一个、两个或多个。烟叶中鉴定出醛类111种、酮类521种。烟草中羰基化合物一部分是在生长期间形成的，大部分是在调制、陈化等加工过程中发生的光化、酶化、氧 化、棕色化反应等生成的。因此，烟叶成熟、调制、陈化等因素的影响也会引起烟叶羰基化 合物的种类和含量的变化。烟草中主要的醛类和酮类见表6-25。 28 6-25 29 续表6-25 二、 醛和酮对烟质的影响 注：引自闫克玉.烟草化学，郑州：郑州大学出版社，2002. 烟草羰基化合物是烟叶精油主要的成分之一，醛、酮分子结构中的羰基是致香基团，许 多是重要的致香物质。具有不饱和结构的无论是直链还是环状化合物都具有优美香气。部分 从烟叶中分离出来的羰基化合物及其香气特征见表6-26。 30 6-26 31 6-26 32 6-26 注：引自闫克玉.烟草化学，郑州：郑州大学出版社，2002. 一些高沸点的酮如4-甲基苯乙酮，4-甲基-5异丙基苯乙酮、6-甲基-2庚烯-5-酮，2,6-二甲基-2,6十一碳二烯-10-酮等对烟味香味有增强作用。紫罗兰酮，α-大马酮、β-大马酮，β-二氢大马酮等具有明显的致香作用。β-大马酮和β-二氢大马酮首先在白肋烟中发现，赋 予烟叶木香、花香、果香和甜的香味，β-大马酮特别赋予充分成熟的烟草香味特征。β-紫罗兰酮具有紫罗兰花香，可增进烟草花香香味，它还具有柏木香气特征。β-大马士酮具有较浓的玫瑰和水果的香气味，并带有一种显著的烟叶气味。不少已用于烟草制品的加香中。 1. 烟草中主要的挥发性酸和非挥发性酸有哪些？ 33 2. 试述有机酸对烟质的影响。 3. 烟草中酚类化合物有那些分布特点？ 4. 酚类化合物是如何影响烟叶品质的? 5. 石油醚提取物包括那些化合物？ 6. 影响烟叶脂质类化合物的因素有哪些？ 7. 表面类脂物对烟叶品质有什么影响？ 8. 烟草中含有哪些主要萜类化合物？ 9. 烟草中主要有哪些杂环化合物，它们有哪些共同的化学性质？ 10.哪些醇类在何条件下对烟叶的颜色有影响？ 11.内酯类的化学结构与香气有何关系？ 12.说明主要的羰基化合物对烟草香味的影响。 34