烟草化学PPT
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烟草化学河南农业大学PPT课件
吗啡碱
罂粟
1897年德国拜耳制药公司化学合成专家菲 历克斯·霍夫曼首次合成二乙酰吗啡，商品 名：海洛英（heroin）。这项新药被视为 治疗气喘、下泻，胃溃疡、糖尿病与镇痛 的药物，由于药效快速强劲，甫一上市即 获消费者好评。可惜当时无人知道吗啡碱 的严重成瘾性，而海洛英的状况更甚于吗 啡碱。
人们对吗啡碱的研究发展了异喹啉类生物碱的研究，并导 致了镇痛药杜朗丁（dolantien）的发现。
生物碱类化合物大多具有生物活性，是许多药用 植物的有效成分。
吗啡 ——镇痛 可待因——止咳 罂粟碱——松弛平滑肌 毒
麻黄碱——平喘作用 小檗碱——抗菌、消炎作用 莨菪碱——解痉和解有机磷中
阿托品——解痉挛
长春新碱——抗癌
一般情况下，含量最高的生物碱往往是主要有效成分， 但也有例外：
乌头碱是乌头的主要成分，但是乌头强心止痛成分并不 是乌头碱，而是含量极微的去甲乌药碱
田间快速检测烟碱
2.5 烟碱的毒性
纯烟碱有剧毒：一此性内服40mg以上致人亡死
微量吸入具有提神镇静作用
游离烟碱毒性大于结合态的烟碱
开发杀虫剂 各种脂肪酸与烟碱形成的盐溶于水后有杀虫活性 烟碱盐水溶液的杀虫活性依次为：
碱性溶液>中性溶液>酸性溶液
2.6 烟碱的挥发性
游离烟碱易挥发，结合态烟碱没有挥发性 烟碱具有随着水蒸气蒸发而不分解的特性
有强烈的刺激性，味辛辣；
烟碱易溶于水，也能溶于乙醇、乙醚及轻质石油等 有机溶剂。
结合烟碱在水中的溶解度较游离烟碱高；
烟碱有潮解性，在60℃以下能与水反应生成水合物；
烟碱对259nm波段的短波光（即紫外光）具有最 大吸收能力，并且在一定范围内其吸光度与烟碱的 含量成正比
《烟气危害成分分析》PPT课件
到目前为止，国际上已有数万项关于吸烟与健康方 面的科研成果，在这些科技论文中，既有反对吸烟 的科学依据，也有某些论点的争论，还有大量关于 提高吸烟安全性的科研报告。虽然涉及吸烟与疾病 之间关系的许多问题至今尚未真正解决，只有统计 关系和一些理论性假设，而没有明确的最终答案， 但是却促进了烟草科技的较大发展.
1.5 氧化氮类
氮氧化物主要对呼吸道造成危害，可致急性中毒和 慢性中毒。中毒症状主要是对黏膜组织的损害，如 呼吸道炎症、咳嗽、咯血、支气管炎、肺炎和肺气 肿等。未受污染的大气中，氮氧化物的含量为0.05 mg/m3。污染程度达到0.07 mg/m3即可引起呼吸功 能降低和疾病发生。
氧化氮类是吸烟时形成致癌性N—亚硝胺的主要前 体，它们还促使在烟气一经吸入时的亚硝胺的体内 生成。
硝酸盐是烟气中氰化氢的主要前体。烟草的蛋白质 和氨基酸对烟气中氰化氢的形成也起重要作用。
含炭滤嘴、打孔滤嘴或带纵向气槽的滤嘴可选择性 地降低烟气中氰化氢浓度。
2 吸烟自由基
（1）自由基及其性质
自由基是存在的，含有不配对电子的原子或 原子团（分子或离子）
吸烟自由基包括烟气气相自由基。
气相自由基主要是烷基自由基（R ·）、烷氧 自由基（RO ·）、氯自由基（ Cl ·）、NO自 由基（NO ·）、NO2自由基（NO2 ·）等。
1.2 苯
苯能引起神经衰弱、乏力、白细胞和血小板减少、 贫血等症状，严重的可导致神志不清、肌肉痉挛等。 过去一直认为苯无致癌作用，但近年来正在被怀疑 对造血系统有致癌活性。国外已有不少由于接触苯 而导致白血病的临床病例报道，不过，试图用苯对 动物诱发白血病的实验尚未完全成功。故苯的致癌 性问题还有待更深入的研究。
T.C.Tso List
Ullmann’ Encyclopedia of industrial Chemistry ,Weinheim,1996
1.5 氧化氮类
氮氧化物主要对呼吸道造成危害，可致急性中毒和 慢性中毒。中毒症状主要是对黏膜组织的损害，如 呼吸道炎症、咳嗽、咯血、支气管炎、肺炎和肺气 肿等。未受污染的大气中，氮氧化物的含量为0.05 mg/m3。污染程度达到0.07 mg/m3即可引起呼吸功 能降低和疾病发生。
氧化氮类是吸烟时形成致癌性N—亚硝胺的主要前 体，它们还促使在烟气一经吸入时的亚硝胺的体内 生成。
硝酸盐是烟气中氰化氢的主要前体。烟草的蛋白质 和氨基酸对烟气中氰化氢的形成也起重要作用。
含炭滤嘴、打孔滤嘴或带纵向气槽的滤嘴可选择性 地降低烟气中氰化氢浓度。
2 吸烟自由基
（1）自由基及其性质
自由基是存在的，含有不配对电子的原子或 原子团（分子或离子）
吸烟自由基包括烟气气相自由基。
气相自由基主要是烷基自由基（R ·）、烷氧 自由基（RO ·）、氯自由基（ Cl ·）、NO自 由基（NO ·）、NO2自由基（NO2 ·）等。
1.2 苯
苯能引起神经衰弱、乏力、白细胞和血小板减少、 贫血等症状，严重的可导致神志不清、肌肉痉挛等。 过去一直认为苯无致癌作用，但近年来正在被怀疑 对造血系统有致癌活性。国外已有不少由于接触苯 而导致白血病的临床病例报道，不过，试图用苯对 动物诱发白血病的实验尚未完全成功。故苯的致癌 性问题还有待更深入的研究。
T.C.Tso List
Ullmann’ Encyclopedia of industrial Chemistry ,Weinheim,1996
从烟草化学谈优秀PPT
至今，被报道的化合物总数每年都在增加。
烟草和烟气中的化学成分 (Rec. Adv. Sci. 8,42-102,1982)
来源
化合物数目
烟气
3875
烟叶
2549
烟气和烟叶共有
1135
烟气专有
2740
烟叶专有
1414
烟气中化合物总数：5289
二）吸烟与健康
40多年来，与烟草相关的产品对健康引起的负面 效应一直是公众关注的焦点之一。因此，评价新 烟草产品可能有的负面效应十分重要。
1967年，约1200个化学组分被报道 -数据引自Chemical Review,68, 1967
1977年，约2200个化学组分被报道 -数据引自Chemical Review,77, 1977
1982年，被报道的化合物总数约5289个 -数据引自Rec.Adv. Tob. Sci 8, 1982.
卷烟烟丝中亚硝胺的含量
名称
N-甲基乙 基亚硝胺
N-二乙基 亚硝胺
N-亚硝基 吡咯烷
N-亚硝基 哌啶
N-乙基丁 基亚硝胺
N-二丁基 亚硝胺
NNN
Marlboro
1.098 0.537 0.218 1.043 7.090
国产混合 型卷烟1
国产混合 型卷烟2
555
-
-
-
-
-
0.451
-
0.998 -
0.550 0.534 0.396
礸
V
Methanol, methyl isocyanate, nitrobenzene
礸
V
Phenol, catechol Acetamide, maleic hydrazide
烟草和烟气中的化学成分 (Rec. Adv. Sci. 8,42-102,1982)
来源
化合物数目
烟气
3875
烟叶
2549
烟气和烟叶共有
1135
烟气专有
2740
烟叶专有
1414
烟气中化合物总数：5289
二）吸烟与健康
40多年来，与烟草相关的产品对健康引起的负面 效应一直是公众关注的焦点之一。因此，评价新 烟草产品可能有的负面效应十分重要。
1967年，约1200个化学组分被报道 -数据引自Chemical Review,68, 1967
1977年，约2200个化学组分被报道 -数据引自Chemical Review,77, 1977
1982年，被报道的化合物总数约5289个 -数据引自Rec.Adv. Tob. Sci 8, 1982.
卷烟烟丝中亚硝胺的含量
名称
N-甲基乙 基亚硝胺
N-二乙基 亚硝胺
N-亚硝基 吡咯烷
N-亚硝基 哌啶
N-乙基丁 基亚硝胺
N-二丁基 亚硝胺
NNN
Marlboro
1.098 0.537 0.218 1.043 7.090
国产混合 型卷烟1
国产混合 型卷烟2
555
-
-
-
-
-
0.451
-
0.998 -
0.550 0.534 0.396
礸
V
Methanol, methyl isocyanate, nitrobenzene
礸
V
Phenol, catechol Acetamide, maleic hydrazide
烟草和烟草制品的常规化学分析87页PPT
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
பைடு நூலகம்
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
烟草和烟草制品的常规化学分析
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
45、自己的饭量自己知道。——苏联
பைடு நூலகம்
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
烟草和烟草制品的常规化学分析
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
烟草的质量与化学指标PPT课件
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5
2杂气：令人不愉快的气味。包括青杂气、 土怪气、枯焦气、地方性杂气等不良气味。
青杂气：叶绿素降解不充分产生的 枯焦气：下部叶过熟易产生枯焦气，燃烧
不良也会产生枯焦气 土怪气：下部叶粘土过多 土怪气和地方性杂气：地方性土壤条件对 烟叶化学成分的不良影响。
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6
3吃味：各种化学成分燃烧时反映在口腔内 的酸甜苦辣涩的综合感觉
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24
7 尼古丁值
尼古丁值＝总烟碱/游离烟碱
比值大，苦辣味轻，刺激性小
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8多酚值＝多酚/总还原性物质的比值
总还原性物质：多酚和还原糖 多酚值 仅适用于调制方法相同的同类型同产地烟 叶的比较，比值越大，颜色越深
9氮值＝烟碱氮/氨氮量 烟碱氮＝烟碱含 量*0.1728 烟碱氮对烟质影响较小，氨 氮量来评价含糖量较低的白肋烟的质 量，比值越大，烟质越好
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23
6 水溶性糖与挥发碱的比值
水 溶 性 总 糖 比 值 =烟 碱 (氨 当 量 )% +其 总 他 挥 挥 发 发 碱 碱 (氨 当 量 )%
在挥发性碱中烟碱占了一大部分，其 它挥发碱含量虽然小，但是对烟质的影响很 大。因为其它挥发碱如NH3本身就是刺激性很 强的物质，并且其它挥发性含量高，使烟叶 的碱性增强，促使部分结合态烟碱转变为游 离态，增强了烟气的刺激性。
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14
有人提出，影响健康的因素很多，遗传、 个人体质、饮食习惯、药物和环境等等， 仅将吸烟作为各种疾病尤其是癌症的罪魁 祸首是不符合实际的。如焦油中的主要致 癌物质苯并芘全世界每年释放总量为5044t， 烟草燃烧仅产生0.05-0.25t。
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第二节 化学指标
一、主要化学指标 二、评定烟质的经验指标
烟草化学成分分析讲义课件
烟草化学成分分析讲义任课教师：保志娟第一章：绪论第一节烟草质量与烟草化学成分一、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。
1、外观质量是指人体感官直接感触和识别的烟叶外观特性，即人体感官可以作出判定的烟叶外观质量因素，是以眼观、手摸、鼻闻等经验性感觉判定，是烟叶分级的主要依据。
2、内在质量是指烟叶燃烧时，吸烟者对香气、吃味的综合感受，包括香气、吃味、劲头、杂气、刺激性、余味等。
评吸是鉴定内在质量的重要手段。
3、物理特性是指烟叶的外部形态和物理性能，包括烟叶的填充性、抗碎性、吸湿性、燃烧性、弹性等。
4、化学成分包括烟叶化学成分和烟气化学成分。
烟草品种特征由烟草的化学成分决定，任何影响烟草化学成分的因素（包括烟草品种、种植、加工等）都会改变烟草的品种特征。
因此对烟草化学成分的研究对于指导烟草的工农业生产具有重要意义。
5、安全性是指化学农药残毒和卷烟烟气中的有害物质状况等。
（焦油、烟碱、亚硝酸盐、亚硝胺、CO、NO、NH2、HCN等）小结：优质烟叶和烟制品：具有完美的外观特征、优良的内在品质（即香气和吃味）、完善的物理特性、协调的化学成分、无毒无害相对安全。
烟叶和烟制品的质量概念具有地域性、时间性和适应性。
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。
卷烟烟气的基本形成(ppt 53页)
（三）气溶胶的组成
卷烟烟气气溶胶包括气相和粒相两部分，其中，粒 相又包括固体颗粒和液态颗粒。
粒相部分：又叫总凝聚物（TPM），包括水分， 烟碱和焦油。
焦油DAR（干焦油DRY DAR）：TPM－水分－烟碱 湿焦油（WPM） 或粗焦油（CPM）：TPM－烟碱
气相部分：包括来自空气的一些气体；直接 由烟叶中挥发进入烟气的物质；烟叶燃烧 后产生的气态分子；水蒸汽。
固体吸附剂
捕集的化合物
活性炭
气相中的醛类，半挥发 物，氧化氮类
烧碱石棉（NaOH吸在石棉上）氰化氢，硫化氢
硅胶
氰化氢和醛类，烟气中 的羰基化合物
Chromosrb G
气相中的醛类和腈类
氯化钙
气相中的水分
分子筛
气相组分
Tenax GC
气相组分，半挥发物
(六)溶剂捕集器
溶剂捕集器举例 (F. Dabe., and C. R. Green., 1985)
（二）大气环境要求
1调节大气：调节卷烟平衡的大气调节。一 般规定为：温度：22±1℃，湿度：60±2％， 大气压：96±10KPa（接近大气压） 2测试大气：吸烟机吸烟时的大气环境，即 吸烟机所在房间的大气环境。要求和调节卷 烟平衡的调节大气环境相一致，但允许误差 范围要大一些。22±2℃ ，湿度：60±5％。
测定方法
微粒平均直径（µm）
Conifuge 烟溶胶离心机
阶式碰撞器 阶式碰撞器 显微镜检查法 显微镜检查法
光散射法 重力沉降法
0.31 0.38
0.20 0.62 0.32 0.96 0.18 1.13
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、粒数浓度 在一给定体积的气溶胶中的粒子数称为粒数 浓度。卷烟烟气的平均粒数浓度为1.33×10 10个/cm3，这意味着新鲜的卷烟烟气粒子与 其最接近的粒子间的平均距离为4.2µm，或者 粒子与相邻粒子之间的距离约为20个粒子的 直径。
2.-烟草的香味成分PPT课件
2021
12
❖ （二） 氨基酸
氨基酸自身也许对烟气香味不是主要的贡献者， 但在调制、陈化或抽吸过程中与糖类化合物作用 （Maillard反应）对烟气有重要作用，“面包香” 或“烘烤香”香韵大多来自该反应作用的结果。
❖ 有两个氨基酸现已被证实对烤烟型卷烟吸味有 不利影响，一个是谷氨酰胺， 另一个是α—氨基丙 酸，它们不但对卷烟的香气，而且对余味有不利影 响。
2021
17
在卷烟香味中可能起重要作用的物质 还有：
叶醇—新鲜叶子样香气，增加青香， 过重产生青杂气。
茄醇—淡的似胡萝卜样香，类似茄酮。
香叶醇—玫瑰香，增加甜香，过重产 生皂香、花香。
松油醇—似松针香气，增加青香。
6—甲基—5—辛烯—2—醇—无特征 香，增加青木香。
2021
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❖ 西柏三烯—4，6—二醇和西柏三烯—4， 8—二醇，作为前体物质对烟草十分重要， 但它们自身对于卷烟烟气似乎作用较小。 它们自身香气是微弱的木香或粉样香 气，在卷烟中具有丰满烟气体香作用。烟 草中主要的醇类物质还有α－金合欢醇、糠 醇、雪松醇、植醇等。
（1） 影响烟叶pH值:柠檬酸,山梨酸,酒石酸等 主要用来调节烟气pH值,减轻刺激性,改善余味
（2） 影响烟气的酸碱平衡，间接影响烟草香 气。酸碱平衡并非是酸碱中和，并且酸碱平衡也因 人而异，真正的酸碱平衡（烟气pH值）是偏碱性 的。
（３）有机酸盐可以作为助燃剂（苹果酸钾） 或保润剂（乳酸钾）
2021
二、烟草的香气成分
2021
1
❖ 卷烟的吸味、愉快程度和满足感是香味成 分和感官复杂作用的结果。给卷烟的吸味下一 个定义是十分困难的，原因是大量的香味成分 及其香韵都属于卷烟吸味的一部分。在描述卷 烟吸味时，烟草样香韵是非常重要的。因此， 寻找并开发烟草的香味成分是很多烟草化学家 的一个重要目的。对天然烟草香味成分的研究 就要对从烟草和烟气中分离出的化学成分进行 香味特征评价。
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粒相物组成分布
其它 21%
叶色素 4%
有机酸 13%
羰基化合物 11%
水 19%
烷烃 4%
萜烯 4%
酚 4%
醚 4%
尼古丁
其它碱 7%
醇
2%
7%
水 烷烃 萜烯 酚 醚 尼古丁 其它碱 醇 羰基化合物 有机酸 叶色素 其它
烟草中发现的化合物与日俱增
• 1959年，在烟草和烟气发现了约400个 -数据引自Chemical Review,59, 1959
三种类型烟草叶片主要化合物和pH值的差异
卷烟的燃烧历程
•烟支的“燃烧” •300 ℃ ，挥发 •450 ℃ ， 烟丝开始焦化热馏 •600 ℃以上，无火焰燃烧
•整支烟的燃烧经历了三个步骤：
挥发（蒸发） 焦馏（热解）
燃烧成灰
三个过程产生的气体（烟雾）汇合在一起，组成了烟 气的整体。
主流烟气的主要化学组成
• 1967年，约1200个化学组分被报道 -数据引自Chemical Review,68, 1967
• 1977年，约2200个化学组分被报道 -数据引自Chemical Review,77, 1977
• 1982年，被报道的化合物总数约5289个 -数据引自Rec.Adv. Tob. Sci 8, 1982.
烟草化学
一、烟草化学的现状
• 烟草化学是研究烟草、烟制品及烟气中 化学成分的组成、性质、含量、变化规 律、影响因素及其与烟草品质的关系的 科学。
• 烟草化学分析是研究烟草化学的重要手 段。
烟草化学的研究
• 从研究烟草的化学成分开始， • 随着研究烟草化学成分与烟草品质的关
系而深入， • 因吸烟与健康研究而受到重视， • 并随植物化学、生物化学、分析化学的
• 至今，被报道的化合物总数每年都在增加。
烟草和烟气中的化学成分 (Rec. Adv. Sci. 8,42-102,1982)
来源
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
化合物数目
烟气
3875
烟叶
2549
烟气和烟叶共有
1135
烟气专有
2740
烟叶专有
1414
烟气中化合物总数：5289
学习永远 不晚。 JinTai College
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氧气 13%
氩气 1%
气相 3%
粒相物 5%
二氧化碳 13%
一氧化碳 4%
气相 粒相物 二氧化碳 一氧化碳 氮气 氧气 氩气
氮气 61%
气相组成分布
氰化物甲醇其它 杂环化合物
酮 3% 1% 3% 氢气
6%
3%
1% 甲烷 10% 有机酸
1%
烃类 19%
水 43%
醚 0%
醛
10%
氢气 杂环化合物 甲烷 有机酸 烃类 醚 醛 水 酮 氰化物 甲醇 其它
• 1964年，美国外科医生联合咨询委员会 发表了“吸烟和健康”的报告，提出吸 烟和肺癌有关。至此，掀起了全世界规 模最大的持续时间最长的反吸烟浪潮。 烟气化学成分的研究也得到了迅速发展。
烟草化学研究的主要内容
1、烟草及烟气的化学成分与品质的关系 2、烟草化学成分的变化规律及影响因素 3、吸烟与健康的关系 4、烟草化学成分分析的方法和设备 5、烟草化学成分的提取利用 6、新型香精、香料的开发 7、生物技术在烟草中的应用
（糖+淀粉+草酸+单宁+树脂）x400 烟味醇度=---------------------------------------------------------------------
细胞膜物质+灰分组分+柠檬酸+氮化合物+酸碱值
• 1954年，英国皇家医学会分离鉴定了一 些烟草中的化学成分，动物实验后，提 出了“吸烟和健康”的报告。
发展而发展。
烟草化学的特点
1、烟草的化学成分在调制过程中发生变化;
2、烟草的品质受多种化学成分制约，优良的 品质需多种化学组成相互协调作用；
3、烟草燃烧后产生的烟气是人们吸食的对象， 烟草经燃烧热裂解发生了多种化学反应使 得烟气的成分比烟草更复杂。
烟草化学的发展历史
• 烟草种植：1500多年（国外），400多年 （国内）
一）烟草和烟气的主要化学成分
烟草和烟气中的化学成分决 定了卷烟的品质
烤烟、白肋烟及其它晾晒烟等不同类型 烟草，它们所含化学成分的种类绝大部 分是相同的，不同的是含量差别。差异 的结果使各种类型烟叶的外观和内在质 量产生明显不同。
烟叶的化学成分大致可分为10类
1、碳水化合物及相关物质 2、氨基酸、蛋白质和酶类 3、生物碱及其它含氮杂环化合物 4、酚类 5、有机酸 6、其它含氧化合物 7、色素 8、石油醚提取物 9、矿物质 10、水
• 烟草化学：100多年（国外），国内：50年 代开始
• 1809年，对烟草中的生物碱作了分离提取 • 20世纪初，R Kissling认为烟叶内的糖分
对烟味有利，而蛋白质含量则对烟味不利 • 30年代，施木克发表烟叶吃味品质及化学
成分的论文；
施木克值=可溶性糖（%）/蛋白质（%）
• 布吕克纳将烟草中化学成分分成有利或不 利于烟叶质量两大类。