烟草香味物质的存在降解和转化

α—α—异异丙基丙丁酸内基酯 丁酸内酯
茄酮类化合物分子中的双键不仅可以被单线态氧 化，而且也可以与三线态氧发生作用，即发生 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、最后生成六氢吡喃的衍生物。
（二） 烟草中类胡萝卜素的存 在、降解和转化
烟草中存在的类胡萝卜素主要有六氢番茄红 素、叶黄素、α、β—胡萝卜素、新叶黄素、 叶红素等。
产生西柏烷类化合物能力的遗传
产生西柏烷类化合物 产生西柏烷类化合物能力的遗传 能力的遗传
产生赖百当类化合物 产生赖百当类化合物能力的遗传 能力的遗传
N=24
N=24
N. 普N通烟.草普通烟草
白肋烟
烤烟 白肋烟
香料烟
烤烟
香料烟
图1 普通烟草遗传背景植，生长条件以及调制和
氧代依杜兰 (oxo—edulan)
氧代依杜兰(oxo—edulan)
（三）赖百当类化合物的存在、 降解及其转化
赖百当（Labdane）类化合物是香料烟中独有的香 味物质。其基本分子骨架为：
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。
c ba
aa
a
b
c
硬尾醇的降解情况与泪
柏醇相似，在2位断
裂即生成减少2个碳
赖百当化合物的典型代表有硬尾醇，
E-13-赖百当烯—8，15—二醇，泪柏醇、 冷杉醇等。
（（--）—硬尾醇
E—13—赖百当烯—8，15—二醇
+）泪柏醇
（+）—（2）冷杉醇
泪柏醇的降解可以形成环醚，也可成醛。 这些产物大多具有旋光性，右旋C—18和 C—19降解产物有明显的香味，而左旋的异 构体几乎是无味的。
烟草化学成分大体上可以分为两类：
一类是挥发性的，例如生物碱类、 类脂的降解物等。另一类是非挥发 性的。例如碳水化合物、氨基酸等。 我们知道，由于烟草成分受遗传背 景、生长条件、调制方法三种因素 的控制，因此，烟草中的香味物质 的质量和数量因烟草品种和质量不 同而有差异，非挥发性的致香化合 物可以向挥发性的香味成分转变是 必然的。
3. 烟草香味成分产生的主要途径
（一） 西柏烷类化合物在烟草中的存在、降解 和转化
西柏烷（Cembrane）也称西松烷或烟草烷。属 单环二萜类化合物。结构骨架如图：
该类化合物是烟草中一类重要的二萜类物质。
烟草中主要存在的西柏烷类化合物有下面几 种：
西三柏烯 三烯
西相二烯
（+）-S-西柏三烯
西相二烯—4—醇
西柏三烯—4—醇
西柏三烯-西4柏，三烯6—-二4，6醇—二（醇（非非对对映异映构体异） 构体）
西柏烷类化合物最初是以无味物质存在于鲜烟叶中，经
过调制和陈化，烟草中的一些物质会发生反应从而转
化为其它物质。西柏烷类也不例外，例如西柏三烯经 生 的低物级降化解合，物发（生图二2重）断经裂过可降以解生后成生C成18、的C降15解、产C1物4和的C总13 数可超过60种。西柏三烯的降解产物（C13）是大家熟 知的烟草中的重要香味物质茄酮。它在烟草香味中起
烟草香味物质的 存在、降解和转化
毛多斌
概
述
抽吸时烟气的化学成分决定了卷烟的品
质，而烟气成分是由烟草本身的成分所决定
的。因此，了解烟草香味物质的存在、降解
和转化是必要的。烟草是一种成分复杂的有
机体，含有各类有机化合物，到目前为止， 已从烟气中鉴定出3875种以上化合物，有 1135种以上的化合物是在烟叶中发现的。这 里的大多数化合物对烟草的香味有贡献。其 中有些有重要作用。
有关茄酮的反应不仅可以发生在两个双键上，其羰 基也是比较活泼的。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。
1. 遗传因素决定香味物质在不同 类型烟草中的存在
考虑到烟草的遗传背景，一般商用烟草与野生烟 草的生长显然不同，1974年格雷及其同事们已 证实了烟草是起源于美花烟草（N.syiestis）和 拟茸花烟草（N.tomentosiformis）的双染色体杂 交的假设。在同一期间，佩德等人发现了美花 烟草选择性地将产生西柏烷类双萜的能力遗传 到各种烟草中，而拟茸花烟草则将产生赖百当 双萜的能力遗传到香料烟中（图1）。这样遗传 行为决定了西柏烷类化合物可存在于白肋烟、 烤烟和香料烟中，而赖百当化合物只存在于香 料烟中。各种烟草中的双萜类化合物含量差别 是很大的。这对与此相关的精油和香气的感官 质量有重要的影响。
加工过程决定烟草中化学成分的含量
高低及成分分布，决定着转化过程
烟草精油的化学成分不仅取决于遗传，而且 也取决于采摘后的调制陈化等加工过程。西柏 烷类和赖百当类双萜最初是以无味的表皮蜡质 的形式储存于新鲜烟叶中，在经过调剂和陈化 之后才转化成为香味物质。在晾、晒、烤制等 过程中，所发生的无数光化、酶化、氧化还原 反应是各不相同的。经过这些反应，许多原有 的烟叶物质转化为上千种其它化合物，这些化 合物就形成了各种不同烟草的独特香味。
ab ab
cd
c
d
a
六氢番茄六氢红番茄红素素
aa
bb
cc
dd
a a bb cc dd
aa
bb
ee
α—胡萝卜素（α—carotene） α—胡萝卜素（α—carotene）
cc
dd
ee
a
b
a
b
新叶黄素（neoxanthin）
新叶黄素（neoxanthin）
b
aa
b
(v(iovlaxianothinl)axanthin)
着重要作用。不仅西柏烯可以降解生成茄酮，其它西 柏三烯-4，6-二醇在一定条件下也可以转化成茄酮。
茄酮是烟草中很重要的香味物质，它的
进一步反应产物大多也具香味，在酸的催化 作用下，茄酮端基烯健与水作用生成一个环 氧化的中间产物，此中间产物不稳定，它的 酮基与环氧基反应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，另外，在单 线态氧化作用，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。