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煙草香氣成分的分類

煙草和煙氣的化學(xué)成分眾多。20世紀(jì)70年代以來，由于分析測試技術(shù)的發(fā)展，煙葉和煙氣成分不斷發(fā)現(xiàn)。1996年Green報道，煙葉和煙氣中化學(xué)成分的總數(shù)達(dá)6600種，其中煙葉中有3800種，煙氣中有3900種，煙氣中獨(dú)有的有2800；2008年Rodgman和Perfetti報道煙葉和畑氣中化學(xué)成分的總數(shù)達(dá)8430種，其中煙葉中有4992種，煙氣中有5311種，其中有1879種在煙葉和煙氣中同時存在；這些化學(xué)成分中約有1/3與煙葉和煙氣的香味有不同程度的關(guān)系，有些香氣明顯，有些香氣較弱，有些是產(chǎn)生香氣成分的前體物和中間產(chǎn)物，有些則起和順煙氣、增加香氣效果的作用。

香氣成分是指分子質(zhì)量小，具有揮發(fā)性，可以作用于人的嗅覺器官，使人產(chǎn)生愉悅感覺的化學(xué)成分。根據(jù)香味的生理作用原理，具有香氣的物質(zhì)應(yīng)有下列基本條件：

（1）必須有足夠的揮發(fā)性，以便其蒸氣到達(dá)鼻腔。

（2）必須有很小的水溶性，以便能通過覆蓋在嗅覺中心區(qū)域神經(jīng)末梢上的潮濕層（黏液）。

（3）必須具備在脂類中的可溶性，以便透過形成神經(jīng)細(xì)胞末端表面膜的脂肪層。有些低分子有機(jī)物只溶于水而不溶于脂，所以幾乎無氣味。

（4）具有某些原子或原子團(tuán)（發(fā)香團(tuán)），只有分子的幾何形狀與特定形狀的感受器位置相吻合時，才能感受到一定的香味。

煙葉和煙氣的香味是多種微量香氣成分共同作用的結(jié)果，不同香氣成分具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，因而對人的嗅覺產(chǎn)生不同的刺激作用，形成不同的嗅覺反應(yīng)，對總體香氣的量、質(zhì)、型有不同的貢獻(xiàn)。

與其他香料植物相比，煙葉的香味有以下特點：

一是香味物質(zhì)眾多，無法用單一的化學(xué)成分進(jìn)行描述；

二是組成成分復(fù)雜，既包括碳氧化合物，又包括含氮 化合物，既可由普通的食品營養(yǎng)成分如糖類、氨基酸產(chǎn)生，又可由一般的香料成分如萜烯類產(chǎn)生；

三是煙葉的燃燒可產(chǎn)生大量香氣成分和怡人的香氣，其他植物的葉片燃燒后很難讓人接受。

深入了解煙葉和煙氣香氣成分的種類、組成和香味特點對有針對性地采取措施提高煙葉香味品質(zhì)具有重要意義。

香氣成分有不同的分類方法，可歸納為按化學(xué)功能團(tuán)分類、按香氣前體物分類和按二者混合分類的方法。

一、按功能團(tuán)分類

在香氣成分的分子里，有雙鍵結(jié)合、-OH、-CO、-NH2、-SH等致香基團(tuán)，或稱為香基的特定功能團(tuán)，這些功能團(tuán)可以給人們的嗅覺器官以不同的刺激，產(chǎn)生不同的香味。一般情況下，具有相同功能團(tuán)的香氣成分常常具有相同或相似的產(chǎn)生途徑和香味特點。下列功能團(tuán)被認(rèn)為是具有致香性的主要基團(tuán)。

醇-OH 硫醇-SH 酚-OH 醚-O- 酮-CO 醛-CHO

酯-COO 羧酸-COOH 硝基-NO2 硫醚-S- 氨基-NH2 腈-CH

內(nèi)酯-CO-O 異腈-NC 異硫氰-NCS 硫氰-SCN

許多從事香氣化學(xué)研究的學(xué)者們，從香氣化學(xué)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系出發(fā)，把香氣成分分為酸類、醇類、醛類、酮類、酯類、內(nèi)酯類、酚類、氮雜環(huán)類（吡咯、吡啶、吡嗪）等不同類型。1976年R.A.Lloyd等采用核磁共振、質(zhì)譜、紅外光譜等方法，對烤煙煙葉香精和精油中的香氣成分進(jìn)行了分離鑒定，共得到323種香氣成分，根據(jù)分子中的功能團(tuán)，將香氣成分分為12類。

二、按香氣前體物分類

煙葉的香氣成分一般不是煙草碳、氮等基本代謝過程的直接產(chǎn)物，而是先通過次生代謝合成脂類、萜類等不具有揮發(fā)性的大分子化合物，然后進(jìn)一步在酶或非酶作用下分解轉(zhuǎn)化而形成的。一種香氣前體物可以形成特定的香氣成分。按照香氣成分和香氣前體物的關(guān)系可把香氣成分分成以下幾類。

1、異戊間二烯類和降異戊二烯類

包括類胡蘿卜素、無環(huán)類異戊間二烯、帶環(huán)的類胡蘿卜素降解化合物、無環(huán)的類胡蘿卜素降解化合物、雙萜類、降賴百當(dāng)類、碳環(huán)的倍半烯和單萜烯。煙葉在成熟和調(diào)制過程中，類胡蘿卜素、西柏三烯萜醇等大分子化合物碳鏈氧化斷裂，直接形成或進(jìn)一步轉(zhuǎn)化形成醛、酮、酸類揮發(fā)性成分，其中包括許多重要的香氣成分。如4,6,8-巨豆三烯-3-酮異構(gòu)體、3-氧代紫羅蘭醇、大馬士酮、紫羅蘭酮、二氫物猴桃內(nèi)酯、茄酮等。

2、類脂的代謝產(chǎn)物（包括從類脂衍生的低分子質(zhì)量化合物）

包括甘油酯類、糖酯類、 磷脂類、神經(jīng)鞘脂類等的降解產(chǎn)物。如蔗糖酯（SE）是香料煙和部分雪茄煙特有的一種酯類化合物。在煙葉成熟和調(diào)制的過程中，蔗糖酯水解產(chǎn)生葡萄糖酯，如三乙酰葡萄糖吡喃糖苷和四乙酰葡菊糖吡喃糖苷。進(jìn)一步水解產(chǎn)生揮發(fā)性酸類物質(zhì)，它們是香料煙重要的香味物質(zhì)異戊酸、甲基戊酸的前體物。

3、糖和氨基酸非酶棕色化反應(yīng)產(chǎn)物

這類香氣物質(zhì)包括氮雜環(huán)類的吡咯、吡啶、吡嗪類衍生物以及呋喃、酸類和羰基化合物等。

4、生物堿及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物

主要是氮雜環(huán)類的香氣成分。

5、苯丙氨酸和木質(zhì)素代謝產(chǎn)物

主要有苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇、2-呋喃甲醛等

三、混合分類

我國將煙葉和煙氣中的香氣物質(zhì)歸納為5類。

1、揮發(fā)性醇類、醛類、樹脂、酮類、低級脂肪酸及脂類

這些物質(zhì)大多是煙葉中揮發(fā)性芳香油的組成成分。

2、類胡蘿卜素和非環(huán)萜烯及其降解產(chǎn)物

在煙葉中這類物質(zhì)有近100種。其中30%是非萜烯降解產(chǎn)物，70%是類胡蘿卜素的降解產(chǎn)物。

3、類西柏烷類、巨環(huán)萜烯及其降解產(chǎn)物

如西柏三烯二醇是鮮煙蠟質(zhì)的主要成分，生成醇類、酮類、醛類等香氣成分。

4、賴百當(dāng)類雙萜烯及其降解產(chǎn)物

這類物質(zhì)主要存在于香料煙中，是葉面分泌物的成分。

5、氨基酸與糖的非酶棕色化反應(yīng)生成的化合物

已發(fā)現(xiàn)的香味成分主要有酸類、醛類、酮類、吡咯、吡啶、吡嗪等類。