第三章 烟叶香气前体物222

第三章 烟叶香气前体物
第二节 醇类
包括：脂肪醇、脂环醇、芳香醇、甾 醇、萜醇
含量：烟草中醇类含量：0.77％-1.25%。 高分子萜 醇类物质是叶片胶状腺毛分泌 物的主要成分，是烟叶香气和香味成分的 重要前体物。
一、类西柏烷类萜醇
（一）、结构
8
76
3
54
2
11 13 1
9 10 12 14
西柏烷（Cembrane）也称西松烷或烟草烷，属单环 二萜类化合物。该类化合物是烟草中一类重要的二萜 类物质。1962年，Robert最早从调制后的白肋烟中 分离了西柏三烯二醇类 .
西柏三烯二醇
茄酮
2、茄酮发生分子重排反应，形成一 个环状化合物——茄呢呋喃，这也是 一个很重要的香味化合物。
3、茄酮是烟草中很重要的香味物质，在酸的 催化作用下，可形成一个杂氧的双环化合物， 这一结构的化合物具有特别的香味，在改变 烟草香味方面很有用处。
4、茄酮与过氧酸作用，再经碱性还原就得到较茄酮少两个碳原子的醇。此醇 经氧化变成C10的含烃基的a，β不饱和酮，在酸性介质中，它可以环化成为四 氢吡喃的羟基衍生物，若经进一步氧化，就可以得到烟草中有名的香味物质 α—异丙基丁酸内酯
1976年，chang等发现鲜重占0.7％，烘烤后占0.001 ％
（二）、烟草中主要存在的西柏烷类化合物有下面几种
8
76
3
54
2
11 13 1
9 10 12 14
76
3
8
54
11 13
9 10 12 14
2 1 OH
8
76
3
54
2
11 13 1 OH
9 10 12 14
西柏三烯
4，8，13 - 西柏三烯－1－醇(,)
▪ 2、大多数脂肪酸给烟气增加一种蜡味,脂肪 味,使烟气吸味平和,但是也有一些不饱和脂 肪酸如:亚油酸和亚麻酸则增加烟气的刺激 性,产生涩味.
▪ 3、烟叶中的高级脂肪酸在烟叶调制陈化过 程中可以通过酶或非酶作用(光氧化和自动 氧化)降解转化形成低分子的致香成分,因此 是烟叶重要的香气前体物质.
4、月桂酸和豆蔻酸含量与烟叶香吃味成正相 关,尤其是豆蔻酸,表现为香气量大,劲头适 中,余味舒适.
数为3－8。
（二）、对烟草品质的影响
1、蔗醣酯都是热不稳定的化合物，在250℃ 以上就可以发生裂解生成糖类的分解产物 5-羟基糠醛。
2、在烟叶成熟和调制过程中，蔗醣水解产 生葡萄糖酯。如：三乙酰葡萄糖吡喃苷和 四乙酰葡萄糖苷，进一步水解产生挥发性 酸类物质。
3、蔗醣酯和葡醣酯是香料烟重要香味物质 异戊酸，－甲基戊酸、异丁酸的前体物。
OH
OH
OH
NH2
磷脂酰胆碱 (卵磷脂) 磷脂酰乙醇胺 (脑磷脂) 磷脂酰丝氨酸
（二）、对烟叶品质的影响 许多高分子酯类化合物可通过降解（酶的水
解或其它途径）产生低分子挥发性的酸和 酯，因而对致香物质的形成有重要的贡献。
（烤烟的糖酯类和磷脂类比白肋烟高）
三、蔗醣酯
（一）、结构 蔗醣酯是香料烟和部分雪茄烟特有的一种酯
3、对烟叶安全性的影响 烟叶中含量最大的酚类是绿原酸，占总酚的 70-90％，热解时会产生儿茶酚，儿茶酚是 烟草气中含量最多的酚，其含量与烟叶的多 酚水平有关，是一种活性高的辅助致癌物质。
HO HO
儿茶酚
第五节 糖－氨基酸和生物碱
▪ 一、糖－氨基酸缩合物
（一）、定义：烟叶在调制陈化过程中由氨基酸和
α—异丙基丁酸内酯
5、茄酮类化合物发生普通的氧化作用。例如降茄二酮被氧化可以生成双环氧化合物。降茄二酮也 可以被还原、重排、最后生成四氢吡喃的衍生物
O O
O
二、赖百当类萜醇
（一）、结构： 1961 年 ， Giles 和
12 13 16 20 11
Schumacher 最早从陈化 1 的香料烟中分离鉴定了 2 赖百当类化合物。赖百
杉醇等。
12 13 16 20 11
1 2
17 10 9 8
14
CH2OH OH 15
（（-）—硬尾醇
34
7
56
19 18
E—13—赖百当烯—8，15—二醇
12 20 11
13 16
1 2
14
10 9
8
17 OH
15
(+）泪柏醇
34
7
56
19 18
（+）—（2）冷杉醇
（三）、降解
c cb
1、硬尾醇的降解情况d d
3、烟叶醇化后的坚果香、甜香、爆米花香等优质 香气与这些化合物有很大关系。
4、氨基酸与糖类作用产物既有香气，而且还 有颜色，香气的优劣以及颜色的深浅与氨 基酸的种类及作用的条件有重要的关系。
5、烟叶中氮化合物的原始含量与烟叶香气的 浓淡有一定的关系。一般含氮化合物较多 时，调制后香气浓度高，
例如：烟株上部烟叶较下部烟叶香气浓， 晾晒烟上部质量好，保持适宜的碳氮比之 是提高烟叶抽吸质量的重要条件。
4、成熟度不同，酚类物质含量不同。各类烟叶 随成熟度增加酚类先增加，然后下降。
5、烤烟随海拔高度上升，酚类含量上升
对烟质的影响
1、多酚类化合物挥发性低，燃吸过程中直接进入烟 气的很少，多分解为二元酚和糠醛的衍生物。 如：绿原酸、芸香苷等可以热解产生一些挥发性较 强的物质，影响烟叶的香吃味。
2、参与调制期间所发生的一些重要反应，使调制产 物和香气的复杂性增加，烟气的平衡性和协调性得 到改善。 如：烟草中的多酚如绿原酸，芸香苷挥发性低，燃 吸时直接进入烟气的很少，但燃吸时可以产生酸性 反应，能中和部分碱性，使吃味醇和。
14
10 9
8
17 OH
15
当（Labdane）类化合物 3 4
7
是香料烟中的香味物质 。 19 其基本分子骨架为右图：
5 18
6
▪它属于双环二萜类化合物，也称之为半日花烷类化合物。 该类化合物支链降解可以形成降解产物，故赖百当属于一 类数目众多的香味物质。
（二）、赖百当类化合物的代表化合物
有硬尾醇，E-13-赖百当烯—8，15—二醇，泪柏醇、冷
脂肪酸。饱和脂肪酸稳定，不饱和脂肪酸 极易被氧化，生成醛酮。 （二）、存在 结合态（酯）和游离态
（三）、结构特征：
烟草中的高级脂肪酸一般为12－20个碳原子的偶 数碳。含量较高的为16，18。
（四）、各种脂肪酸所占比例
1、Mold研究：
其中76％的为饱和酸和烯烃类型的酸。其中棕榈酸 占20.7%,硬脂酸2.1%,油酸3.5%,亚油酸5.8%,亚 麻酸26.2%.
香味。
bb aa
cc c b a
OOHH
c a
三、其他萜醇类化合物
也称九聚戊二烯伯醇，烟叶中茄尼醇高达0.3―3% 。茄尼醇，是广泛存 在于高等植物，哺乳动物和微生物体内的一种天然产物，它是一种蜡状白 色固体，熔点33~42.5℃，不溶于水，易溶于多种有机溶剂。天然产物为全 反式异构体。1956年由R.L.Rowland等人首先从植物中分离得到，I959年 Frickson等人用核磁共振谱证明茄尼醇由9个异戊二烯单元组成的四倍半帖 烯伯醇。是合成辅酶Q10和维生素K2的重要医药中间体
H
OH
甘氨酸
HO
H
H
OH
H
OH
CH2OH
葡萄糖
（二）对烟质的影响
1、 烟叶在调制、陈化发酵过程中都可以发生非 酶棕色化反应。 在烤烟中发现的糖－氨基酸化合物总量超过烟叶 干重的2％，含量最多的使1－去氧－1－脯氨酰 基－果糖。
2、糖－氨基酸的进一步降解转化可产生多种致香 物质，包括氮杂环类化合物、酸类、羰基化合物。
占90%的脂肪酸没有支链,4.1%的单甲基或环己基 支链,5.9%为复杂的支链结构 。
2、高级脂肪酸在烤烟,香料烟中高于马里兰,白肋 烟.一般棕榈酸,亚油酸,亚麻酸含量比其它酸高.
▪ （五）、高级脂肪酸对烟叶品质的影响
▪ 1、高级脂肪酸一般对烟叶和烟气的香气没 有明显的直接作用,但是可以调节烟草的酸 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.
类化合物。
R：主要为乙酸、3－甲基丁酸，3－甲基戊酸
蔗醣酯的结构具有以下特点：
（1）每组分化合物之间差一个CH2结构单元； （2）都是四元酯； （3）四个乙酰化基团都在蔗醣的葡萄糖结
构单元上，果糖上无一个羟基被酯化； （4）葡萄糖结构中第6个碳原子上的羟基都
是乙酰化的； （5）其余C2，C3，C4上的羟基上的酰基碳
OH
8
76
3
54
2
11 13 1 OH
9 10 12 14
OH
8
76
3
54
2
11 13 1 OH
9 10 12 14
4，8，13-西柏三烯－1，3－二醇（：＝3:1）
（三）、降解
1、西柏烷类化合物最初是以无味物质存在于烟叶，经过生物降 解发生断裂得到约60种降解产物（西柏烷羟醚、降酮类等）。 C13的降解产物就是重要的香味物质―――茄酮。
与烟叶香气的产生有一定关系，可能是烟叶中双萜类的促成
者。经燃吸后仍有一部分直接进入烟气,茄尼醇在烟叶中存在的 数量比较大，且烤烟高于白肋烟。
第三节 脂类（脂质类）
概念：油脂以及类似油脂不溶于水而能 被乙醚、氯仿、苯等有机溶剂提取出来 的化合物。
包括：高级脂肪酸与甘油形成的酯类 （油脂）和类脂类。
二、糖类
（一）定义：多羟基的醛或酮及他们的缩水产物 （二）分类：
1、结构特点： 单糖、低聚糖、多糖、糖的衍生物（糖醛酸，氨基糖） 还原糖：分子中含有半缩醛羟基具有还原性的单糖和低聚 糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖） 水溶性总糖：能够溶于水的单糖和低聚糖（还原糖和蔗糖） 总糖：包括水溶性总糖和淀粉以及糊精在内的糖类化合物 细胞壁物质：构成细胞壁的多糖物质纤维素、半纤维素、 果 胶