烟草化学成分分析期末复习资料

烟草化学成分分析期末复习资料第一章绪论一、烟草质量（综合概念）：烟草质量是一个综合概念，主要包括：外观质量、内在质量、物理特性、化学成分、安全性。

二、烟叶化学成分与烟草质量的关系烟草化学成分的结构、性质和含量，是烟草化学研究的基础。

烟草内在化学成分是烟叶品质的“内在”标准，烟叶外观特征是内在化学成分的具体体现。

（一）烟叶化学成分与外观质量的关系1.颜色与光泽烟叶的颜色是鉴别烟叶外观品质的重要因素之一。

一般情况下，烟叶中总氮量、烟碱含量和石油醚提取物含量较高时，烟叶的颜色较深。

同时，一些化学成分的变化也直接影响烟叶颜色与光泽。

（1）烟叶生长过程产生的色素。

如质体色素中的叶绿素、胡萝卜素和叶黄素，这些色素在烟叶调制过程中绝大部分被分解。

新鲜烟叶中色素的组成及总量随着烟草的品种类型和生长阶段的不同而变化。

（2）烟叶调制过程中形成的多酚类化合物。

如芸香苷、绿原酸等在过氧化酶的作用下与蛋白质、氨基酸等反应生成的深色物质。

——酶参与的棕色化反应。

（3）烟叶调制过程中形成的棕色化反应产物。

美拉德反应，氨基酸与还原糖经过一系列的降解、氧化和聚合反应形成的棕色化反应。

烟叶的光泽是由烟叶表面的挥发油和树脂在调制和发酵过程中逐渐失去粘性而形成的。

烟叶表面所含挥发油和树脂多，调制后叶片的色泽好、香气足、吃味佳；否则色泽灰暗、香气少、杂气重、品质差。

烟叶总糖含量高，总氮、蛋白质、挥发碱含量较低，施木克值较高，则光泽鲜明；反之，光泽暗淡。

2.组织结构和厚度烟叶的组织和厚度与其类型、品种、生长环境、栽培措施、油分含量、叶位高低和成熟程度有关。

不同类型的烟叶对叶片厚度和组织结构紧松的标准也不同。

烟叶中含碳与含氮化合物的含量对组织细致程度有影响，烟叶中含碳化合物含量较高及含氮化合物较低时，烟叶的组织较细致。

烟株上部的叶片较厚，腺毛多，因而石油醚提取物含量较多，香气充足，劲头大，杂气也大；着生在下部的叶片，组织结构较疏松，油分少，还原糖、总糖、烟碱和石油醚提取物含量都比较低，品质较差。

3.油分烟叶油分与水溶性碳水化合物、树脂和胶质等的含量有关，其含量高时则油分足，含量低则油分差。

4.成熟度——烟叶分级中的一个重要指标烟叶在生产过程中，内在成分不断地发生变化，成熟度不同，内在的化学成分含量不同，对烟叶的外观和内在质量的影响就会有所差别。

成熟度增加，烟叶中总糖、还原糖、多酚、石油醚提取物、烟碱和钾的含量增加，达到某一最大值后又开始下降；总氮、蛋白质含量随成熟度的增加而减少；氯含量随成熟度呈上升趋势；游离氨基酸和α-氨基酸则随成熟度的增加而减少，达到某一值后又开始上升。

（二）烟叶化学成分与内在质量的关系1.化学成分与烟气香味（香气类型、香气质、香气量—香气成分、香气前体物）不同类型烟草的香味成分种类基本上是相同的，不同类型烟草的香味特征主要是由于各种香味成分的比例不同而形成的。

成烟草香气的化学物质含量都比较少，但组分却非常复杂。

烟草本身的香气与燃烧后产生的香气并非完全一致。

影响烟气香味的化学成分大致有以下几类。

挥发性的醇类、醛类、酮类、低级脂肪酸及其酯这些物质大都存在于挥发性的芳香油中，这些挥发性物质已在烟气中发现。

（2）类胡萝卜素和非环萜烯降解产物烤烟、白肋烟和香料烟中都存在这类化合物，其种类近百种。

西柏烷类大环萜烯及其降解产物烤烟、白肋烟和香料烟中都存在这类化合物，达几十种。

赖百当类双萜烯及其降解产物这类物质仅存在香料烟中，是香料烟特征香气的主要化学成分。

（5）棕色化反应产物2.化学成分与吃味（烟气浓度的程度）影响吃味的化学成分有数千种，其中主要是糖类化合物中的还原糖和含氮化合物中的蛋白质、烟碱和可溶性氨，此外有机酸及其中的挥发性有机酸、树脂、单宁、芳香油和多酚等对吸味也有影响。

若糖类化合物过多，则吃味平淡，刺激性小；若含氮化合物含量太高，吃味辛辣、苦涩、刺激强烈。

吃味好坏是烟叶中各种成分平衡协调的结果。

3.化学成分与刺激性卷烟刺激性主要来自那些呈碱性的化学成分，这些物质大都是烟草中含氮化合物高温分解的产物，其中以氨及其衍生物（烟碱、蛋白质）的影响较大。

此外，木质素、纤维素、果胶和挥发性酸等可产生呛咳、辛辣灼热的感觉。

4.化学成分与生理强度生理强度即劲头，是指烟气吸入口腔后，使吸烟者生理要求得到满足的程度。

烟碱是产生生理强度的主要物质，烟叶中含有一定量的生物碱（烟碱）是完全必要的，但烟碱的含量不能过量，否则不但会增加烟气的刺激性，影响吸味，也是吸烟安全性的一个不利因素。

（三）烟叶化学成分对烟叶物理性质的影响1.烟叶的含糖量和含氯量较高时，则烟丝填充能力较低。

2.总氮含量高且灰分碱度高的烟叶的抗破碎性较差，而还原糖、钾和苹果酸等物质含量与烟叶的抗破碎性呈正相关。

3.吸湿性（吸收空气中的水分）糖含量、纤维素含量较高的烟叶吸湿性较强。

4.化学成分与燃烧性的关系影响燃烧性的因素很多，包括烟叶的水分含量、有机和无机成分、烟叶的厚度和组织、燃烧稳定、通气状况等。

Cl、S、P—阻碍烟叶燃烧的不利因素，特别是氯有抑制燃烧的作用。

K,Ca,Mg—有利于燃烧的元素。

烟叶中的纤维素、木质素、水溶性有机酸的钾盐、钠盐可增强持火了，促进燃烧完全。

蛋白质、淀粉和水溶性糖类，不利于燃烧，持火力差，易焦化和炭化。

烟叶中的矿物质对燃烧性影响较大，如钾能助燃，而氯有抑制燃烧的作用。

烟草中的各种化学成分因烟叶的燃烧性不同，热键产物也有差异。

如燃烧性不好的烟叶，燃吸时往往会产生令人不愉快的气味。

（四）化学成分的协调性与烟叶质量的关系化学成分含量高低与烟草的质量有关，但烟草的质量并不至于某一种或某几种成分绝对量的多少，而在于一系列有关物质的相对比例及彼此间的协调关系。

烟草化学与其它植物化学成分研究不同之处还在于烟草化学研究极为重视烟草内在化学成分的协调性。

其它作为，往往注重某些成分含量的高低，对所含成分的协调性研究甚少或基本不予重视。

而烟草的品质是受多种化学成分制约的，某一成分含量高，并不一定对烟草品种有利，只有这些化学成分含量适当，相互协调，烟草才具有优良的品质。

举例：烟草中含有数千种化学成分，各种成分在烟气中协调一致，形成了吃味的总体性。

因此，吃味的好坏不是决定于某种成分的绝对含量，而依赖于各种成分比例是否协调。

三、烟叶化学成分和烟气化学成分的相关性烟气中的成分主要源自烟草成分，是烟草成分在卷烟燃吸过程中通过不同的途径转移到烟气中形成的。

在烟草燃烧的过程中，烟草成分经历不同的演变过程，最终以不同的比例、不同的形式转移到烟气中。

烟草成分向烟气中转移主要通过以下方式进行。

1.直接通过挥发转移。

尽管由烟草中直接转移到烟气中的化合物的量仅是其含量的1/3，但这是烟草中大部分挥发性成分向烟气中转移的主要途径；2.通过热解形成新的化合物后转移到烟气中。

这是烟草中的大多数非挥发性成分向烟气中转移的主要途径；3.通过细胞喷发由烟草转移到烟气中。

如：烟气中的重金属元素、葡萄糖等难挥发或易裂解的物质。

四、烟草化学分析法与仪器分析方法比较烟草化学分析按照测定方法原理的不同，一般也分为两大类：化学分析法和仪器分析法。

（一）化学分析法：依赖于特定的化学反应及其计量关系来对物质进行分析的方法，又称经典分析法。

包括重量分析、容量分析(滴定分析)、无机定性分析，以及试样的处理和一些分离、富集、掩蔽等化学手段。

重量分析法（沉淀法、气化法、电解法）、容量分析法（酸碱滴定法、络合滴定法、沉淀滴定法、氧化还原滴定法）化学分析法历史悠久，是分析化学的基础。

特点:使用仪器、设备简单，常量组分分析结果准确度高，但对于微量和痕量（<0.01%）组分分析，灵敏度低、准确度不高。

分析速度慢。

（二）仪器分析法：以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法。

包括电化学分析,色谱分析，光谱分析，波谱分析，质谱分析，热分析，放射化学分析等。

光学分析法（原子吸收、原子发射光谱法、分光光度法、荧光法、化学发光法、红外法）、色谱法（气相、液相）、质谱法、电化学法（电位分析法、极谱分析法、电导分析法、库仑分析法等）仪器分析特点:快速、灵敏，所需试样量少，适于微量、痕量成分分析。

（但对常量组分准确度低）（三）化学分析法和仪器分析法的比较化学分析法与仪器分析法比较比较内容化学分析法仪器分析法性质化学性质物理、物理化学性质测量参数体积、质量吸光度、电位、光强度、电信号等误差0.1%—0.2%1%—2%测量组分含量1%—100%<１％——单分子、单原子理论基础化学、物理化学化学、物理、数学、电子学、生物学解决问题定性、定量定性、定量、结构、形态、能态、动力学定量的方式绝对定量相对定量（标准曲线）五、有效数字：实际上能测量到的数字。

用来表示量的多少，同时反映测定的准确程度。

六、准确度和精密度的关系测量结果的好坏应从准确度和精密度两个方面衡量：（1）精密度是保证准确度的先决条件。

精密度差，所测结果不可靠，就失去了衡量准确度的前提。

（2）精密度好，不一定准确度高。

只有在消除了系统误差的前提下，精密度好，准确度才会高。

（准确度（accuracy）：表示分析结果与真值的接近程度。

准确度的高低用误差来表示。

精密度（precision）：平行测量的各测量值（实验值）之间相互接近的程度。

各测量值之间越接近，精密度就越高；反之，精密度越低。

精密度用偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差来表示。

实际工作中多用相对标准偏差。

）七、系统误差与随机误差1.系统误差（systematic error）：由某种固定的原因造成的，具有重复性、单向性。

特点：以固定的大小和方向出现，并具有重复性，可用加校正值的方法消除。

根据系统误差产生的原因，可以把分为：（1）方法误差：由于不适当的实验设计或所选择的分析方法不恰当所造成的。

（2）仪器误差：来源于仪器本身不够精确。

（3）试剂误差：来源于试剂或蒸馏水不纯。

（4）操作误差：由于分析人员的操作不够正确所引起的误差。

（5）主观误差：由于分析人员本身的一些主观因素造成的。

2.随机误差(indeterminate error)也称偶然误差（accidental error）：由某些难以控制且无法避免的偶然因素造成的误差。

特点：大小和方向（正负）都不固定；服从统计规律（正态分布）；不能用加校正值的方法消除。

可以通过增加平行测定次数减免。

八、评价烟草质量的主要化学指标1.糖氮比（施木克值）：指烟叶中水溶性总糖含量与蛋白质含量指标。

用来判断烤烟、香料烟吃味优劣的一个质量指标。

比值越高吃味越好。

施木克值：2.芳香值：芳香值：多酚含量/（蛋白质N含量+氨态氮含量），比值越高，香气越足3.糖氮比和糖碱比：烟叶水溶性总糖含量与烟碱含量的比值，通常被用作烟气强度和柔和性的评价基础。

4.钾氮比：判断烟叶燃烧性。