烟草的香味成分

二、烟草的香气成分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，烟草本香香韵是非常重要的。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。烟草和烟气的化学成分众多。20世纪70年代以来，由于分析检测技术的发展，烟草和烟气的化学成分不断发现。烟草和烟气中目前已鉴定出8424种化学成分，某些迹象表明，目前在烟叶和烟气中已鉴定出来的数千种化学成分仅是总成分中的一小部分，通过毛细管气相层析，在烟叶和烟气的半挥发部分中已发现3万个信号。这些成分并非对卷烟吸味都是有利的，有些可能对吸味起积极作用，有些则起反作用。其中有1/3与烟叶和烟气的香味有不同程度的关系，有些香气明显，有些香气较弱，有些是产生香气成分的前体物和中间产物，有些则起和顺烟气、增加香气效果的作用。我们从众多烟叶和烟气成分中选择一些对卷烟吸味有重要作用的予以介绍。烟叶和烟气中已鉴定的化学成数目年代及报道者烟叶中（A）烟气中（B）烟叶和烟气中共有（C）烟叶和烟气中合计（A﹢B）﹣C1982年Dabe和Green2549（1414）3875（2740）113552891988年Roberts3044（1872）3996（2824）117258681996年Green3800（2700）3900（2800）110066002008年Rodgman和Perfetti4992（3113）5311（3432）18798424官能团类别在烟草中数目在烟气中数目在烟草和烟气中共有数目羧酸450269140氨基酸951816内酯12913539酯529456314酰胺和酰亚胺20522732酸酐10104醛11110648糖类1383012腈41014烟草和烟气中化学成分的种类和数目（Roberts，1988）官能团类别在烟草中数目在烟气中数目在烟草和烟气中共有数目酮348461122醇33415769酚5818840胺6515037硫化物3372N-杂环化合物吡啶6332446吡咯和吲哚9883吡嗪215518非芳香性的13437烟草和烟气中化学成分的种类和数目（Roberts，1988）类别在烟草中数目在烟气中数目在烟草和烟气中共有数目稠环芳香族1360其它4502醚538815饱和脂肪烃5811344不饱和脂肪烃3817810单环芳香族烃3313825多环芳烃5531735其它11211019无机化合物和金属元素10511169合计304439961172一、酸类（一）有机酸１.种类（1）挥发性酸：C10以下的酸，乙酸和甲酸是烟叶中主要的挥发性酸。（2）半挥发性酸：C10以上的酸，主要为生成油脂的高级脂肪酸，以C18的酸为主，C16酸次之。（3）非挥发性酸：主要有柠檬酸、苹果酸和草酸对卷烟香气和吸味有重要作用的有机酸是：异戊酸3-甲基戊酸苯乙酸3-甲基戊酸和异戊酸：香味可以概括为：酿香、奶酪和果香，增加香料烟特征香气，但浓度高时气息令人难以接受。在土耳其烟（香料烟）中含量较高，苯乙酸：对烟气作用较大,赋予卷烟甜香、花香和蜂蜜样香，增加浓度。除去和甘油生成油脂外，大多数有机酸与金属元素或生物碱结合成盐，少部分以游离态存在。有机酸盐的水溶性增强，因此测定时可以直接用水提取即可，但是草酸与钙结合生成难溶的草酸钙。2.存在状态3.分布特点烟草总有机酸含量：占烟叶干重的12％-16％，鲜重的2.1％-2.4％。3.1不同类型烟草有机酸含量的差异非挥发性酸：白肋烟香料烟烤烟，其中白肋烟中柠檬酸含量最多，烤烟和香料烟中含量最多的是苹果酸，其次是草酸。挥发性酸：香料烟烤烟晾晒烟3.2不同部位烟叶有机酸含量不同苹果酸含量下部叶多于上部叶，柠檬酸含量则相反。3.3不同产区烤烟半挥发酸含量云南烤烟半挥发酸含量大于河南,云南烤烟中异戊酸、十六酸、十七酸、亚油酸、亚麻酸含量较高，河南烤烟中戊酸、己酸和庚酸含量较高。3.4不同等级烤烟挥发酸含量总挥发性酸含量与烟叶等级关系密切:等级越高,品质越好,总挥发性酸含量越高。４.有机酸对烟质的影响４.1非挥发性有机酸（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、酒石酸钾钠）或保润剂（乳酸钾）４.2挥发性有机酸主要指C10以下的低级脂肪酸和部分芳香酸（苯甲酸、苯乙酸）（1）直接挥发进入烟气，对吃味和香气产生明显影响。挥发性酸是香气物质，含量高低直接影响烟草的香气。（2）香料烟中的戊酸、异戊酸和β－甲基戊酸含量很高，被认为赋予了香料烟的特征香气。（3）烟草中挥发性酸含量过高也不好，使烟气刺激喉部，产生辛辣灼烧的感觉。4.3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。二、醇类化合物（一）含量范围在烟叶中鉴定有334种，烟气中有157种。其中包括脂肪醇、脂环醇、芳香醇、甾醇、萜醇等，烟草中醇类化合物的含量范围约为0.77%～1.25%。（二）主要种类1.烟草中的脂肪醇主要有：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、3-甲基戊醇-1、十七烷醇-1、十八烷醇-1等２.芳香醇主要有：苯甲醇、β-苯乙醇。３.还有多元醇类如：二甘醇、三甘醇、丙二醇、丙三醇、甾醇类、萜醇类。（三）对烟质的影响C1～C6的直链饱和脂肪醇从吃味微弱到有青草香气，C7～C13的直链饱和脂肪醇有微弱的玫瑰花香气。C13以上的直链饱和醇几乎无气味。低分子醇能使烟气醇和，如乙醇常做烟草香精的溶剂，用量较大。己醇有水果香及芬芳口感。叶醇（顺-3-己烯-1-醇）顺式结构，具有新鲜、青草叶子香气。苯甲醇（苄醇）有极微弱的使人愉快的香气。存在于茉莉油、晚香玉油中。β-苯乙醇（2-苯基乙醇、苄基甲醇），以游离状态存在于许多精油里，如玫瑰油、丁香油、香叶油和橙花油。还发现它以桂酸酯形式存在于树脂和香膏里。由于β-苯乙醇对碱和空气中氧作用稳定，所以能广泛用于调配香水香精、烟用香精。增加甜、坚果香、辛香、玫瑰花香。苯甲醇和β-苯乙醇是烤烟挥发油中主要的致香物质，其浓度在烟叶陈化的最初6个月中不断增加，继续陈化，醇类反而减少，据推测是因为随陈化时间的延长而形成了酯。萜醇类的香叶醇（反-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇）和橙花醇存在于香叶油、橙花油、柠檬油、玫瑰油中，二者都具有温和的甜香气味，使人联想起轻微的玫瑰花香气，橙花醇比香叶醇更清新。芳樟醇是重要的单萜烯醇之一，具有似鲜花及香柠檬和薰衣草的香气，可以使人联想到百合花香。存在于香柠檬油、薰衣草油、芫荽籽油、香紫苏油等精油中。薄荷醇（2-异丙基-5-甲基环己烯醇）具有清凉香气，是制造薄荷烟的重要香料。高级脂肪醇和二萜醇类都是烟草香气物质的前体物，在烟叶加工过程中降解为一系列的小分子香气成分，是烟草和烟气中香气的重要来源之一。在卷烟香味中可能起重要作用的物质还有：叶醇（顺-3-己烯-1-醇）—新鲜叶子样香气，增加青香，过重产生青杂气。茄醇（5-异丙基-8-甲基-6,8-壬二烯-2-醇）—淡的似胡萝卜样香，类似茄酮。增加甜、花香、和顺。香叶醇（反-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇）—玫瑰花香，增加甜香，过重产生皂香、花香。松油醇（2-（4-甲基-3-环己烯-1-基）-2-丙醇）—似松针香气，增加青香、甜味。6-甲基-5-辛烯-2-醇—无特征香，增加青木香、甜味。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（谷香、油香、增加浓度）、雪松醇、植醇（轻微香气、轻度辛辣味）等。三、羰基化合物烟草中的羰基化合物被认为是影响烟草香味的重要成分。在烟叶中已鉴定出醛类111种，酮类348种，大部分为烟叶成熟、调制、陈化过程中的降解产物。（一）烟草中的羰基化合物烟草中的羰基化合物主要如下：（二）对烟质的影响羰基化合物对烟草质量和香味有重要的影响，质量好的香气量大的烟叶往往含量高。烟草羰基化合物是烟叶精油主要成分之一，具有不饱和结构的羰基化合物都具有优美的香气，一些高沸点的酮对烟草香味有增强作用，如紫罗兰酮、α－大马酮、β－大马酮、β－二氢大马酮等都有明显的致香作用。在香料烟高真空蒸馏物中，鉴定出了高沸点酮，如4-甲基苯乙酮，4-甲基-5-异丙基苯乙酮，6-甲基-2-庚烯-5-酮，2，6-二甲基-2，6-十一碳二烯-10-酮，被认为对香料烟香气有增强作用。脂肪酮：C3-C15的烷基-2-酮在许多水果及食物的挥发性成分中存在，但对香味没有显著作用。例外的是C7-C11的带支链的甲基酮，具有坚果香韵，可用于奶酪等香精中，在调香中主要起加重香韵作用。3-羟基-2-丁酮：具有令人愉快的奶油香味。2，3-丁二酮：是许多水果和食品的香味成分，也是人们熟知的奶油香气成分，调香中用于奶油和烤香韵中，大量用于人造奶油调味。6-甲基-3，5-庚二烯-2-酮：具有甜、辣、黄油味，具有椰子样底香和肉桂香味。苯甲醛：具有强烈的苦杏仁气味的液体，以苷的形式存在于苦杏仁油、樱桃核油、桃核油以及橙花油、广藿香油中。在烟气中增加樱桃香、杏仁香。苯乙醛：是许多精油的成分，具有甜-青气味的液体。强烈、花香、皂香。桂醛：顺式反式自然界以反式结构存在，存在于许多精油中，是肉桂油的主要成分。有强烈的桂皮香气和辛辣味。主要用于日化、食品和烟草加香中。大茴香醛：存在于茴香油、小茴香油、金合欢油、香荚兰浸膏中。C=CHHCHOC=CHHCHOCHOCH3O香兰素（4-羟基-3-甲氧基-苯甲醛）：有两种结晶方式：针状的和四方的。有类似于天然香荚兰的香气。香兰素能升华而不分解，它以游离态或葡萄糖苷形式存在于香荚兰果里，含量1.5%～3%。CHOCH3OOH从香兰素结构可以看出它应有芳醛的性质，也应有苯酚的性质，故在空气中易氧化生成香兰酸，酰化生成乙酸香兰酯和香兰酸三乙酸酯。乙酸香兰酯香兰素三乙酸酯苯乙酮：是许多精油的成分，具有甜香、辛香、酮味，使人联想起橙花的气味。CHOOCH3OCOCH3COCH3茄酮（5-异丙基-8-甲基-6,8-壬二烯-2-酮）具有平和的甜香、酮味，具有新鲜胡萝卜样的香味，增加烟草本香，使烟气丰满又醇和细腻。巨豆三烯酮来源于胡萝卜素的降解，一般制备产品是四种异构体混合物，具有类似于干草样甜香，增加烟草本香、甜香，使烟气和顺。金合欢基丙酮具有淡的青甜香气，增加青甜香和烤烟香。香叶基丙酮（反-6,10-二甲基-5,9-十一碳二烯-2-酮）具有穿透性的青甜香、微玫瑰香，增加青甜香，增加浓度。降茄二酮弱的甜香，似胡萝卜酮香，增加卷烟柔和性，圆和烟气。烟草中重要的酮类物质还有2-甲基-二氢呋喃酮、β－紫罗兰酮、岩兰草酮、β—大马酮和β—二氢大马酮等。一些高沸点的酮如4-甲基苯乙酮、4-甲基-5-异丙基苯乙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、巨豆三烯酮、α－大马酮、β－大马酮、β－二氢大马酮、β－紫罗兰酮等具有明显的致香作用，大都已用于烟草制品的加香中。β－大马酮和β－二氢大马酮是Demole（1970）首次在玫瑰中发现的，其存在于玫瑰花的精油中，也称为玫瑰酮类化合物。它们在玫瑰油中含量极少，约为0.015%，但它们却显示了玫瑰的特点。β－大马酮的“阈值”很低，约为3×1