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文檔簡(jiǎn)介

煙草特征呈味成分的鑒定及分析方法

關(guān)于香氣成分的分析我想分成以下三個(gè)大方面給予介紹

取樣

分離的方法

鑒定的方法一、取樣

取樣是確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性及代表性最關(guān)鍵步驟之一。在香味物質(zhì)分析時(shí),仔細(xì)地將所取樣品與參照標(biāo)準(zhǔn)品的香氣進(jìn)行比較是必須的,還應(yīng)經(jīng)常注意可能出現(xiàn)的各種問題。香料取樣存在的問題例子包括:(1)二相或多相:在桶里或其它容器中的水或固體物的存在。(2)不均勻性:例如常見的沒藥或乳香這樣一類粗樹膠,它們是由不規(guī)則的塊狀固體組成的。

(3)浸膏香脂則是一類粘滯的半固體的物料,它們的取樣應(yīng)予注意。取樣方法可參見[Kolthoff,I.M.,andElving,P.J.,eds.(1978)的書“TreatiseonAnalyticalChemistry”Parti.Zeded.,Vol.IWiley,NewYork]或其它國(guó)內(nèi)外有關(guān)書籍。

取樣應(yīng)根據(jù)研究目的、也應(yīng)根據(jù)分析對(duì)象的狀態(tài)加以考慮。例如:煙草烘絲過(guò)程中的香氣損失或變化可考慮對(duì)氣態(tài)的取樣。二、分離方法

在許多情況下(包括濃的香精、香基、精油及化學(xué)品),對(duì)試樣沒有必要進(jìn)行分離或濃縮就可以直接進(jìn)行分析。而在更多的情況下,要對(duì)香氣成分進(jìn)行分析就必須從試樣中分離出我們所要研究的組分。通常先做一些小試管量的試驗(yàn)或其它小試驗(yàn)有助于選擇合適的分離技術(shù)。同時(shí),在一些試驗(yàn)中,注意觀察香氣的持久性、穩(wěn)定性、及揮發(fā)性和功能性的變化。這樣分析工作者就可以初步?jīng)Q定對(duì)香氣分析是按常規(guī)方法,還是應(yīng)用比較特殊的方法。對(duì)方法的選擇,主要考慮將要分析的范圍,所希望得到的分析內(nèi)容以及加香對(duì)象或基質(zhì)、介質(zhì)的特性。(一)蒸餾技術(shù)所有的蒸餾方法、目的均為使分析對(duì)象的揮發(fā)性組分與非揮發(fā)性組分或揮發(fā)性較低的組分分離開。與提取法相比,優(yōu)點(diǎn)是:沒有非揮發(fā)性成分存在,不會(huì)干擾其后的色譜分析;缺點(diǎn)是蒸餾后若得到的是稀水溶液,則需要增加一個(gè)分離步驟,把揮發(fā)物分離出來(lái)。(我們?cè)谕瑯訔l件下曾做過(guò)對(duì)比分析,其色譜峰形明顯不同)。1.水蒸汽蒸餾可分為常壓和減壓兩各種類型?;驹眍愃朴诨瘜W(xué)分析中煙堿分析中的水汽蒸餾。現(xiàn)設(shè)計(jì)有不同的小型裝置2.分餾根據(jù)沸點(diǎn)不同,用經(jīng)典填充柱和高回流比的分流操作,經(jīng)常能夠完成必要的分離。由于柱滯留容積相當(dāng)大,在試樣量較小時(shí)此法不宜使用。此法適合于對(duì)熱穩(wěn)定性強(qiáng)且有足夠量的物質(zhì)分離,例如可將30磅綠葉油分離成4個(gè)主要餾分,其中各個(gè)餾分再分別用不同方法分離處理,鑒定出香味成分。3.高真空蒸餾此方法適用于從非揮發(fā)油中分離出少量揮發(fā)物,也適用于分離食品或煙草等體系揮發(fā)性物質(zhì),所要達(dá)到的真空度要看分離對(duì)象中是否有水,當(dāng)無(wú)水時(shí),此法真空度可達(dá)10-3mmHg(0.133pa)或更低,此時(shí)是分子蒸餾,當(dāng)有少量水存在時(shí),可實(shí)現(xiàn)高真空蒸餾。此圖是一種高真空蒸餾系統(tǒng)草圖,此方法分離香味成分體系中不會(huì)產(chǎn)生新化合物。4.分子蒸餾所謂分子蒸餾,也就是在蒸餾中被蒸餾分子從液體表面蒸發(fā)到被冷凝下來(lái)的冷卻表面之間的距離小于分子的“平均自由行程”的蒸餾。要實(shí)現(xiàn)分子蒸餾有兩個(gè)條件:第一,蒸發(fā)面到冷卻面之間盡可能有小的間距;第二,體系要有較低的壓力(10-3mmHg柱,0.133Pa)。一般有兩種蒸餾裝置可進(jìn)行分子蒸餾,一種是流動(dòng)薄膜蒸餾鍋,另一種是鍋式蒸餾鍋。前者適用于處理大量的分離對(duì)象(0.1-2L),后者適合于小量分離體系(0.01-0.1L)。(二)提取1.原理該方法原理是基于香味成分在溶劑相和被分離對(duì)象相態(tài)或溶劑相和蒸餾液之間分配系數(shù)的不同。該法最簡(jiǎn)單的例子就是用分液漏斗提取法。由于被分離的對(duì)象各不相同,所以提取裝置及方法也不相同。2.溶劑的選擇和回收率在分析工作中常用的溶劑及性質(zhì)列表如下:含乙醇水溶液香料體系(例如香精)的提取,常選擇能區(qū)別乙醇和其它低級(jí)醇的溶劑。有效的溶劑是極性較小的溶劑,如異戊烷、戊烷/二氯甲烷混合物、三氯氟甲烷等溶劑,尤其是三氯氟甲烷用于含醇量高的香精萃取是非常有效的,它幾乎不提取醇類物質(zhì)(甲、乙醇)。另外,已腈較適合于提取脂肪含量高的產(chǎn)品揮發(fā)性香味成分。對(duì)一個(gè)體系究竟選用何種溶劑進(jìn)行提取原則上應(yīng)把握以下幾點(diǎn):第一,對(duì)感興趣的物質(zhì)有較大的分配系數(shù),(可根據(jù)相似相溶原理考慮);第二,香味成分與溶劑物理性質(zhì)上易于分開。極性大小例如極性小的用烷烴,極性大的用醚、醇類。3.

直接萃取技術(shù)固體樣品分析的萃取可采用索氏提取器提取法液態(tài)樣品提取最簡(jiǎn)單方法是分液漏斗中搖動(dòng)、分層分離。但更多采取連續(xù)萃取的方法,這里有兩種裝置,一種用于分離比水重的溶劑提取,另一種用于比水輕的溶劑提取。4、同時(shí)蒸餾—萃取技術(shù)同時(shí)蒸餾萃取也稱共蒸萃?。⊿DE)其方法及原理用圖講解。此法早期用于酒花、胡蘿卜、鐘椒、蕃茄、橄欖油、土豆條、花生、蘑菇和堅(jiān)果的揮發(fā)性物質(zhì)?,F(xiàn)在用途越來(lái)越廣泛,我們已用于煙草香味分析,優(yōu)點(diǎn)是樣品用量少,GC圖形好,易定量化。缺點(diǎn)是含香物質(zhì)可能長(zhǎng)期受熱化學(xué)成分變化。(1)

設(shè)備圖(2)

原理(3)

優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)5、

超臨界CO2流提取技術(shù)。6、固相微萃取技術(shù)(SPME)固相微萃器是一種仿制注射裝置,其注射頭采用多孔高聚物阱的熱解吸作用原理,對(duì)揮發(fā)性香味物質(zhì)進(jìn)行提取,然后進(jìn)行鑒定。該方法目前已開始在卷煙香味成分分析中應(yīng)用,適合于定性、定量不夠準(zhǔn)確。

有人利用裂解裝置與GC-MS或GC聯(lián)接,在瞬間高溫條件下,將揮發(fā)性成分蒸發(fā)出來(lái),進(jìn)入GC分離鑒定,或GC-MS分離鑒定。優(yōu)點(diǎn):快速,樣品量少。缺點(diǎn):在高溫條件下某些物質(zhì)可能發(fā)生化學(xué)變化或作用。7、閃蒸法8、選擇萃取技術(shù)這種方法是兼有離析法和分離法的特征,下表為能有選擇性萃取帶有酸性或堿性物質(zhì)成分的常用提取劑。10%Na2CO3

羧酸5%NaOHKOH酚、內(nèi)酯5%H2SO4堿性成分

例1:梔子花凈油分析桅子花凈油中分離堿類、酚類、酸類、內(nèi)酯及一個(gè)中性成分。

例2格蓬香脂油的分析格蓬香脂油中分離和鑒定了3個(gè)烷基吡嗪(0.1NHCl)和5個(gè)甲氧基烷基吡嗪(0.25NHCl)。

例3

煙草成分的酸、中、堿性成分分離B4F烤煙提酸物提取5%H2SO4水層有機(jī)層水層有機(jī)層(25類)NaOH水層有機(jī)層(有機(jī)酸)(三)氣相分離技術(shù)1.

平衡液面上空間取樣分離方法此方法是早期分析平衡氣相的經(jīng)典方法,其中吸氣法和通氣法要涉及用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行收集,其收集方法有冷凍、吸附。直接取樣吸氣法通氣法2.固體樣品揮發(fā)物的直接收集該類方法一般采用將被分析對(duì)象(植物材料、商業(yè)產(chǎn)品等)在惰性氣體流中加熱,逸出的揮發(fā)性組分用多種方法收集及分析。它不同于液面平衡方法。例如:為測(cè)定烘絲中香氣揮發(fā)情況變化,可采取下圖方法分離煙絲N2heat冷阱1冷阱2活性碳等吸附3.

頂空分析技術(shù)頂空分析是一種分析氣相物的好方法?,F(xiàn)已發(fā)展起來(lái)有頂空分析儀。其原理是測(cè)定分析對(duì)象(液和固)在密閉體系中兩相平衡時(shí)揮發(fā)性成分。下面一圖是頂空分析儀下面一圖是關(guān)系原理圖(四)色譜分離方法

1.色譜分離方法香料工業(yè)也是應(yīng)用氣相色譜的先驅(qū)之一,至今在此行業(yè)仍發(fā)揮著重要作用。幾乎所有現(xiàn)今流行的香味成分都用GC或GC的某種應(yīng)用形式進(jìn)行分析,GC除了廣泛應(yīng)用之外,它還是快速靈敏的分離方法,并且具有令人滿意的定量準(zhǔn)確度和高分辯力。這里不再講GC的原理和儀器,現(xiàn)在發(fā)展已是相當(dāng)高的自動(dòng)化程度,HP6890Plus等儀器。這里要注意結(jié)合香味分析如何選擇柱子問題。色譜柱是分離的關(guān)鍵因素之一,色譜柱現(xiàn)在主要有兩種類型,一種是填充柱;另一種是毛細(xì)柱,作為柱子內(nèi)的GC液相有兩類在分析香味成分時(shí)得到公認(rèn)。一類為標(biāo)準(zhǔn)極性液相Carbowax20m,屬聚乙二醇類;另一類為標(biāo)準(zhǔn)非極性液相SE-30,一種甲基硅酮物質(zhì)。(1)

填充柱典型的氣相色譜填充柱是一根1/4”或1/8”O(jiān)D×8或10的不銹鋼管,里面裝10%的SE-30或Carbowax20M的80-100目ChromosorbWHP載體。雖然不銹鋼管對(duì)絕大數(shù)香味分析是合適的,但是現(xiàn)在有許多實(shí)驗(yàn)室改用玻璃管填定柱,后者一般表現(xiàn)較好的分離效果,并且很可能較少引起拖尾和分解。(2)毛細(xì)管柱毛細(xì)管(或開口管)柱的使用是為了提高分辯率,高分辯率對(duì)于組成香料的復(fù)雜混合物的分離是很重要的。早期由于不銹鋼毛細(xì)金屬表面有強(qiáng)的吸附和催化活性,使得許多香味成分分解或拖尾。因?yàn)椴A?xì)管柱有較大的惰性和較高的分離效率,所以現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)上已取代了金屬做的毛細(xì)管?,F(xiàn)在又出現(xiàn)了用純?nèi)廴诙趸枳龅闹?,在柱的惰性、效率和壽命等方面都比玻璃毛?xì)管優(yōu)越。(金屬元素在毛細(xì)管柱上的存在多少是造成柱內(nèi)液相和樣品分解的原因。(3)柱的選擇面對(duì)著一大批可用的GC柱型,我們工作中必須選擇那些最適合于進(jìn)行各種工作的柱子。下表所列為柱容量和要求的分離能力和幾種典型的GC應(yīng)用而進(jìn)行推薦的主要標(biāo)準(zhǔn)。

1=小孔徑(0.2-0.3mmID)玻璃或熔融SO2毛細(xì)管柱2=寬孔徑(0.35-0.7mmID)玻璃毛細(xì)管3=填充柱(不銹鋼或玻璃,10%固定相涂在擔(dān)體上)上面的選擇對(duì)于分析香味成分是非常有用的,具體選何種柱子,可根據(jù)分析對(duì)象情況,研究目的進(jìn)行選擇,對(duì)于柱子生產(chǎn)商提供的有關(guān)手冊(cè),也是分析工作者常用的工具書。(4)制備氣相色譜法由于制備氣相色譜法可以使用較大容量的柱子并且注射較多的試樣,所以可用來(lái)純化和收集個(gè)別組分或在較精細(xì)的分析前進(jìn)行預(yù)分離。常用的有高效率和可靠性的填充柱是Carbwovx20M—一種極性柱子,也可用寬孔經(jīng)玻璃毛細(xì)管柱,其由液相一般為高效的制備GC技術(shù)曾應(yīng)用于煙草濃縮物的分析,由此分析出81種新的煙草成分并作出了鑒定(DemoleE.andBerthetD.Hellv.Chim.Acta55(6),1972:1866)2.

柱色譜法(1)分級(jí)分離法濕法填柱,用溶劑洗脫,根據(jù)工作需要可進(jìn)行分段洗脫,得到不同的餾分或組分,接下來(lái)再進(jìn)行分析鑒定。例如,硅膠柱,乙醚在戊烷中含量逐漸增加,進(jìn)行分級(jí)洗脫,可以分段地分離各類成分。(2)干柱色譜法在這一方法中,大多數(shù)組分不是通過(guò)柱洗脫,而是將填料移出按吸附層切割成段并用極性溶劑萃取。(3)銀化色譜法該法是為了從不飽和化合物中分離出飽和化合物或不飽和物中分離幾何何異構(gòu)體。這種方法要求要么吸附劑中含有銀鹽要么洗脫劑中含有銀鹽。3.

薄層色譜法(TLC)薄層色譜法是快速、便宜及簡(jiǎn)單的技術(shù),作為篩選工具特別有價(jià)值。一般制法及分析用途。4.

高性能液相色譜法(HPLC)對(duì)于分析分子量較大的物質(zhì)、許多天然提取物中揮發(fā)性小的組分及熱不穩(wěn)定的物質(zhì),氣相色譜是無(wú)能為力的,而HPLC卻特別有效。HPLC具有定量、快速自動(dòng)化等多方優(yōu)點(diǎn)。(1)裝置A.溶劑貯槽B.過(guò)濾器C.液體泵D.溶劑程序器E.壓力表F.注射系統(tǒng)G.分離柱H.檢測(cè)器

I.記錄儀J.組分收集器下圖是液相色譜主要部分示意圖泵的要求比較嚴(yán)格,因?yàn)橐诟叩墓ぷ鲏毫ο卤3至鲃?dòng)相有穩(wěn)定的且無(wú)脈沖的流速。在現(xiàn)代儀器設(shè)備中常用的泵主要有兩種類型:連續(xù)輸液系統(tǒng)和活塞泵。連續(xù)輸液系統(tǒng)裝有一個(gè)柱塞桿,用準(zhǔn)確調(diào)節(jié)好的驅(qū)使其在活塞筒中下行。使流動(dòng)相在非常穩(wěn)定的流速下輸送,完全避免了脈沖。而活塞泵的脈沖在現(xiàn)代泵中已降至最小。柱子類型。液相色譜有四種基本類型,它們中每一種都需要有自己特定的柱料:

(I)吸附色譜:填料為固體顆粒,例如:應(yīng)用直徑大約為10微米(μm)的硅膠或涂有一層硅膠層的玻璃珠(薄殼填料),這種玻璃珠的直徑一般為幾十微米(μ)這種柱子一般很少用梯度洗脫。

(II)液液分配色譜:和氣相色譜一樣,填料是由固體載體和一層液體固定相組成。流動(dòng)相是溶劑。固定相有可能被流動(dòng)相溶解。因此,近年來(lái)最常用的固定相是以化學(xué)鍵與載體結(jié)合在一起的固定相。不然就在分離柱前加一根小的飽和柱,目的是使流動(dòng)相為固定相所飽和。

(III)離子交換色譜:陰離子或陰離子交換劑經(jīng)常以化學(xué)鍵結(jié)合在支持劑,常用來(lái)作為離子化合物的分離。

(IV)排阻色譜:填料的選用能按分子大小進(jìn)行分離,也就是說(shuō)對(duì)分子形狀相似的化合物按分子量的大小不同加以分離。用這種柱子的分析方法常稱篩析色譜法(SEC),這種方法在分析polymer方面常常有用。

總之,對(duì)分析來(lái)講,可以選用10-60米cm長(zhǎng),0.2-1.0cn直徑,塔板數(shù)為100-10000塊/米的柱子即可。注射系統(tǒng)和檢測(cè)器

常用的檢測(cè)器有兩種,一類為通用檢測(cè)器,對(duì)柱子流出液中任何一種化合物產(chǎn)生的或大或小的效應(yīng)都能響應(yīng);另一種為特定檢測(cè)器,它只對(duì)有限數(shù)目的化合物的物理性質(zhì)所引起的效應(yīng)產(chǎn)生響應(yīng)。

在通用檢測(cè)器中,最常用的是折射率(RI)檢測(cè)器,它們?cè)硎歉鶕?jù)純流動(dòng)相的折射率連續(xù)測(cè)定洗脫液的折射率,有10-7RI單位的差別即可檢出,通常相應(yīng)物質(zhì)的量為1μg數(shù)量級(jí),但不特別靈敏。另一個(gè)是移動(dòng)絲檢測(cè)器,這種檢測(cè)器利用一根金屬絲將小量流出液移入溶劑蒸發(fā)室。除去溶劑后的組分轉(zhuǎn)到副反應(yīng)室,經(jīng)過(guò)催化轉(zhuǎn)化為甲烷,最后通過(guò)氣相色譜那樣的火焰電離散檢測(cè)器加以檢測(cè)。

在特定檢測(cè)器一類中,UV檢測(cè)器為常用的一類。最簡(jiǎn)單的檢測(cè)器波長(zhǎng)定在254nm處,較先進(jìn)的其波長(zhǎng)可在200-700nm之間調(diào)節(jié);對(duì)有紫外吸收的化合物,靈敏度較高,例如對(duì)ε=104的化合物,1μg的量就檢出。該類檢測(cè)器中,其它的檢測(cè)器還有熒光檢測(cè)器,質(zhì)譜檢測(cè)器(LC/MSD法)。

(2)應(yīng)用例子(I)煙氣中稠環(huán)芳烴測(cè)定(II)分析銀白金合歡凈油中的二個(gè)試樣(III)其它方面:氨基酸、蛋白質(zhì)、肽、分子量較大的色素。煙氣中稠環(huán)芳烴測(cè)定

分析銀白金合歡凈油中

的二個(gè)試樣

鑒定技術(shù)(一)GC的鑒定方法1.保留指數(shù)我們知道,香味成分的分析具有較復(fù)雜性質(zhì),所以,通常采用程序升溫氣相色譜進(jìn)行分析,為了準(zhǔn)確比較保留指數(shù),有必要把原先的等溫保留指數(shù)體系(Kovats,1958)推廣應(yīng)用到程序升溫程序中(VandenDollandKrat,1963)。在香味分析中廣泛使用的保留指數(shù)是根據(jù)是VandenDoll及Krat修改的在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物之間的線性內(nèi)插法。使用的標(biāo)準(zhǔn)物是直鍵的脂肪酸乙酯,保留指數(shù)為IE。式中:n=作為參考酯的脂肪酸部分碳數(shù)

i=兩個(gè)后續(xù)的參考酯之間碳數(shù)的增量

t=各個(gè)峰的保留時(shí)間下圖表示典型的保留指數(shù)測(cè)定,用一系列乙酯作單一的組分,IE用下面方程式來(lái)計(jì)算。

程序升溫的線性指數(shù)體系的準(zhǔn)確度和重復(fù)性雖不像等溫體系那樣好,但作為一種鑒定工具是毫無(wú)疑問的。分析作者可查閱有關(guān)香味成分的Kovats指數(shù)和色譜數(shù)據(jù)正確是相當(dāng)有用的。2、GC方法應(yīng)用(二)GC-MS法該法原理是先用氣相色譜分離,后用MS檢測(cè)器檢測(cè)。該法鑒定是采用MS鑒定法。然而,即使是使用GC/MS,常常也需要進(jìn)行復(fù)雜混合物的分組,因?yàn)楹哿炕衔镄枰M(jìn)行濃縮并要與主要的干擾化合物分離,另外還需在兩個(gè)有不同固定相的柱子上進(jìn)行分離,不然就會(huì)得到混合圖譜,不可能有滿意的解析。(1)GC-MS法的工作原理先看圖4-5氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用框圖再看分子分離器工作原理圖4-6

(2)方法和應(yīng)用關(guān)于GC-MS在香氣研究中的應(yīng)用有兩種不同的目的:第一,研究者一般可能對(duì)產(chǎn)品中些對(duì)產(chǎn)品香氣有貢獻(xiàn)的化合物的結(jié)構(gòu)鑒定感興趣;第二,研究者可能要測(cè)定并證明一個(gè)特定的已確定了的化合物或一組化合物的結(jié)構(gòu)。由于計(jì)算機(jī)及標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖在GC-MS分析方法中的應(yīng)用,使得該法是一種較為方便、快捷分析香味成的方法。GC-MS的分析結(jié)果一個(gè)是總離子流圖,另一個(gè)是質(zhì)譜圖分別存于計(jì)算機(jī)中,通過(guò)計(jì)算機(jī)的操作就可以得分析判別的結(jié)果,例如有人分析茉莉精油,從計(jì)算機(jī)上查離子流圖共有175種以上成分,對(duì)每個(gè)成分均可找出其質(zhì)譜圖,例如83號(hào)峰,經(jīng)與電腦數(shù)據(jù)庫(kù)比較可以確定該物質(zhì)為順式茉莉酮。這樣的例子很多,關(guān)鍵是側(cè)重何類成分,選用何種分離方法及柱子,預(yù)處理如何等。(三)GC-FTIR法紅外吸收光譜測(cè)定法得到廣泛應(yīng)用是因?yàn)樗腥缦鹿δ埽海?)它是確定結(jié)構(gòu)的一個(gè)工具(如果兩個(gè)試樣的譜圖是相同的,那么這兩個(gè)試樣很可能有相同的結(jié)構(gòu)),(2)它是某一官能團(tuán)或其他結(jié)構(gòu)特征存在(或不存在)的一個(gè)指示器。許多年來(lái),香味化學(xué)家們用在GC的出口處將物質(zhì)捕集到口徑合適的玻璃毛細(xì)管(“熔點(diǎn)”管)中的方法分離出了一些樣品,提供給紅外光譜以及包括MS和NMR等許多分析作檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。通常把毛細(xì)管的上端用火焰封閉并把冷凝的試樣連同μl合適的溶劑(或不加溶劑)一起離心到管底,再用注射器或微量管把試樣或溶液轉(zhuǎn)移到合適的樣品池或鹽片中,然后放入儀器樣行分析。使用干涉儀掃描紅外光譜,比用經(jīng)典分立的儀器快得多并且產(chǎn)生高得多的含量,從而發(fā)展了Fourier變換紅外光譜(FT-IR)。近幾年間,F(xiàn)T-IR得到發(fā)展和改善,界面和光管池得到發(fā)展,而且有了所需要的計(jì)算機(jī)硬件和軟件,促使GC/FT-IR聯(lián)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)典型的、現(xiàn)代化GC/FT-IR系統(tǒng)中,GC柱流出物直接進(jìn)入鍍金的光管中,而這個(gè)光管是放在干涉儀和極端靈敏的低溫冷卻的檢測(cè)器之間的光程中,譜儀操作所需要的專用微型計(jì)算機(jī)在0.5秒鐘或更短時(shí)間間隔內(nèi),連續(xù)掃描干涉儀而得到來(lái)自檢測(cè)器的干涉圖,該圖借助于一個(gè)類似于數(shù)字轉(zhuǎn)化器而得到。雖然數(shù)據(jù)處理有許多可用的方法,但是為了使光譜圖的數(shù)據(jù)從時(shí)間域轉(zhuǎn)化到熟悉的頻率域,這個(gè)光譜圖必須經(jīng)過(guò)Fourier變換程序。1979年報(bào)道過(guò)第一次成功地應(yīng)用高分辨GC柱于GC/FT-IR進(jìn)行的香料分析。圖表示用寬孔徑玻璃毛細(xì)管柱進(jìn)行香料組分的GC-紅外分析,用三個(gè)實(shí)例證明可以得到色譜圖中全部峰的光譜。光譜質(zhì)量非常好,但是需要微克量樣品,這一事實(shí)有效地排除小孔徑毛細(xì)管柱在現(xiàn)代技術(shù)中應(yīng)用。然而改進(jìn)光管和檢測(cè)器設(shè)計(jì),至少可以提高靈敏度一個(gè)數(shù)量級(jí)。有人發(fā)展了紅外光譜圖書庫(kù)檢索程序(Hannaetal.,1979)并且證明GC-/FT-IR聯(lián)用對(duì)快速鑒定有機(jī)化合物是很有效的。(四)

液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用方法液相色譜——質(zhì)譜聯(lián)用分析方法是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展起來(lái)的一種新的分析技術(shù),此前人們長(zhǎng)期進(jìn)行該方面研究,但由于聯(lián)機(jī)技術(shù)沒有過(guò)關(guān),所以到九十年代以后該方法隨著LC/MS儀的問世逐漸發(fā)展起來(lái),該技術(shù)還在發(fā)展之中。1、LC/MS與GC/MS技術(shù)應(yīng)用比較

可見LC/MS把研究物質(zhì)分子量的范圍大大的擴(kuò)展了。兩者目前比較各有特點(diǎn):(a)LC/MS更適于非揮發(fā)高分子量物質(zhì)的分析鑒定,GC/MS更適用于揮發(fā)性、低分子量的物質(zhì)分析鑒定。(b)LC/MS分析的范圍較大,GC/MS分析范圍較小分子量在300以下。(c)LC/MS分析技術(shù)尚未在發(fā)展中,而GC/MS分析技術(shù)為完善。(d)LC/MS分析儀器較貴,GC/MS儀器較廉。2、LC/MS原理LC/MS聯(lián)機(jī)工作原理關(guān)鍵在于兩者的聯(lián)接接口,其原因在于HPLC與MS兩者不同的工作特性。下面是兩類儀器特性比較(見下圖)InferfacingHPLC

?HPLC?MS——Highpressureliquid——HighVacumrequiredphaseSeparation——Produceshighgasload——ToleratesLimitedgasload——Nearambienttemperature——Eleratedfemperature——Nomassrangelimitation——Dependsonm/zandanalyzer——CanUseinorganicbuffers——PrefersVolatilebuffers

從兩類儀器工作特性就可以看出,接口是實(shí)現(xiàn)LC/MS分析的關(guān)鍵。下面談接口原理。3、應(yīng)用(a)

蛋白質(zhì)、多肽分析(b)

香味前體物分析(c)

色素類分析等(五).

NMR波譜分析法(六)

X—衍射技術(shù)內(nèi)容提要卷煙煙氣氣相中有害物質(zhì)吸煙自由基煙草特有亞硝胺

煙草生物堿卷煙煙氣粒相中有害物質(zhì)20世紀(jì)50年代以來(lái),隨著吸煙與健康問題的提出,卷煙煙氣化學(xué)的研究已普遍開展,特別是70年代以來(lái),在煙支燃燒狀態(tài)的測(cè)定和煙氣化學(xué)成分的分離鑒定等方面都取得了顯著進(jìn)展。到目前為止,國(guó)際上已有數(shù)萬(wàn)項(xiàng)關(guān)于吸煙與健康方面的科研成果,在這些科技論文中,既有反對(duì)吸煙的科學(xué)依據(jù),也有某些論點(diǎn)的爭(zhēng)論,還有大量關(guān)于提高吸煙安全性的科研報(bào)告。雖然涉及吸煙與疾病之間關(guān)系的許多問題至今尚未真正解決,只有統(tǒng)計(jì)關(guān)系和一些理論性假設(shè),而沒有明確的最終答案,但是卻促進(jìn)了煙草科技的較大發(fā)展.卷煙的抽吸方式?jīng)Q定了煙支燃吸是一種高溫乏氧不完全燃燒的過(guò)程,最高溫度可達(dá)900℃左右。抽吸時(shí)燃燒主要發(fā)生在燃燒錐底部周圍,氣流中的氧幾乎耗盡,氧化過(guò)程不起主要作用。有限度的燃燒導(dǎo)致蒸餾、干餾、熱解、合成等反應(yīng)同時(shí)發(fā)生,形成大量的新生化合物。卷煙煙氣是一種氣、液、固并存的復(fù)雜多相的氣溶膠。據(jù)報(bào)道,僅卷煙煙氣中的化學(xué)成分即達(dá)近4000種,比煙葉中還多1000多種。這些化學(xué)成分中既有提供煙草香氣、吃味和生理作用的物質(zhì),也有產(chǎn)生雜氣、刺激和不良吃味的物質(zhì),還有微量的對(duì)人體健康產(chǎn)生危害的物質(zhì),如氣相的一氧化碳、硫化氫和焦油中的自由基、亞硝胺、苯并[a]芘等。因此,卷煙煙氣化學(xué)的深入研究對(duì)提高卷煙香吃味品質(zhì)和降低有害成分無(wú)疑具有重要的意義。

T.C.TsoListUllmann’EncyclopediaofindustrialChemistry,Weinheim,1996

共分成七類41種:

11種PAHs4種氮雜-芳烴

7種氮-亞硝胺3種芳香胺

4種醛6種其它有機(jī)化合物

6種無(wú)機(jī)物1卷煙煙氣氣相中有害物質(zhì)化合物每支產(chǎn)生量(μg)毒性一氧化碳CO10~23mgT氧硫化碳COS18~42T苯C6H612~48HC甲醛HCHO20~100CT,C丙烯醛CH2=CHCHO60~100CT丁烯醛CH3—CH=CHCHO5~20CT氯甲烷CH3Cl150~840C氯乙烯CH2=CHCl1~16HC氧化氮類NOX100~600T氨NH350~130CT,T氫氰酸HCN150~300CT,T肼H2N—NH232C異氰酸甲酯CH3CNO5.5~8.3T丙烯腈CH2=CHCN—C氨基甲酸乙酯NH2COOC2H520~38C2-硝基丙烷CH3—CHNO2—CH30.2~2.2CC:動(dòng)物致癌物;CT:纖毛毒性物;HC:人類致癌物;T:毒性物質(zhì);NOX:NO、NO2、N2O3、N2O1.1一氧化碳一氧化碳一經(jīng)吸入即與血紅蛋白結(jié)合,它與血紅蛋白的化學(xué)親和力比氧氣達(dá)200倍以上。這樣,由于減少了紅細(xì)胞所攜帶氧的總量,一氧化碳能導(dǎo)致組織缺氧。研究表明,煙氣中CO一部分由熱解產(chǎn)生,一部分由煙草不完全燃燒產(chǎn)生,一部分由CO2還原而成。主流煙氣中碳氧化物還受煙絲含水量、卷煙紙孔度、煙草配方等因素的影響。采用打孔濾嘴或帶有縱向氣槽濾嘴來(lái)稀釋煙氣可使主流煙氣中CO有選擇地減少。1.2苯苯能引起神經(jīng)衰弱、乏力、白細(xì)胞和血小板減少、貧血等癥狀,嚴(yán)重的可導(dǎo)致神志不清、肌肉痙攣等。過(guò)去一直認(rèn)為苯無(wú)致癌作用,但近年來(lái)正在被懷疑對(duì)造血系統(tǒng)有致癌活性。國(guó)外已有不少由于接觸苯而導(dǎo)致白血病的臨床病例報(bào)道,不過(guò),試圖用苯對(duì)動(dòng)物誘發(fā)白血病的實(shí)驗(yàn)尚未完全成功。故苯的致癌性問題還有待更深入的研究。在卷煙主流煙氣中苯的濃度可通過(guò)使用打孔濾嘴而有選擇地減少。1.3揮發(fā)性醛和酮這些揮發(fā)性羰基化合物特別是甲醛、丙烯醛及巴豆醛是纖毛的毒素,與氰化氫和氨一起,吸入后抑制了肺排泄物的清除,從而導(dǎo)致肺部疾病。甲醛還可誘發(fā)鼻癌。含炭濾嘴可選擇性地從卷煙煙氣中去除某些揮發(fā)性醛和酮類,因而大大減少整個(gè)煙氣對(duì)纖毛的毒性。打孔濾嘴也能減少揮發(fā)性醛類。1.4氯代烴

煙草中含少量的氯(<1.0%)似能改變煙草的品質(zhì),而含氯量高時(shí)則降低燃燒性。煙葉內(nèi)氯的含量決定煙氣中氯代烷烴的生成量。在氣相中,已鑒定的有氯代甲烷(150~840μg/支)和氯乙烯(1~16μg/支)。氯代甲烷是一個(gè)可疑的動(dòng)物致癌物。氯乙烯有微毒,長(zhǎng)期接觸可引起某種過(guò)敏,高濃度的氯乙烯會(huì)誘發(fā)肝臟內(nèi)血管瘤。含炭濾嘴可選擇性的從煙氣中減少氯乙烯。1.5氧化氮類氮氧化物主要對(duì)呼吸道造成危害,可致急性中毒和慢性中毒。中毒癥狀主要是對(duì)黏膜組織的損害,如呼吸道炎癥、咳嗽、咯血、支氣管炎、肺炎和肺氣腫等。未受污染的大氣中,氮氧化物的含量為0.05mg/m3。污染程度達(dá)到0.07mg/m3即可引起呼吸功能降低和疾病發(fā)生。氧化氮類是吸煙時(shí)形成致癌性N—亞硝胺的主要前體,它們還促使在煙氣一經(jīng)吸入時(shí)的亞硝胺的體內(nèi)生成。減少煙氣中的氧化氮類的有效方法是減少煙草中的硝酸鹽含量,打孔濾嘴也可以減少氧化氮類。1.6氰化氫氰化氫(HCN)是卷煙煙氣中最具纖毛毒性的物質(zhì),它是幾種呼吸酶的非常活躍的抑制劑。在肝臟內(nèi)氰化氫快速地代謝為硫氰酸鹽,吸煙者唾液、血液和小便中的硫氰酸鹽濃度常用作煙氣中不同吸入量和不同吸入深度的指示劑。硝酸鹽是煙氣中氰化氫的主要前體。煙草的蛋白質(zhì)和氨基酸對(duì)煙氣中氰化氫的形成也起重要作用。含炭濾嘴、打孔濾嘴或帶縱向氣槽的濾嘴可選擇性地降低煙氣中氰化氫濃度。

2吸煙自由基(1)自由基及其性質(zhì)自由基是獨(dú)立存在的,含有不配對(duì)電子的原子或原子團(tuán)(分子或離子)吸煙自由基包括煙氣氣相自由基。氣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。這些自由基具有不對(duì)稱電子,易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),從而得到或失去一個(gè)電子而變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。體積小,重量輕,反應(yīng)性強(qiáng),不能直接用電子自旋共振波譜儀(ESR)觀察??捎米孕都夹g(shù),先將這些活潑自由基捕獲,再轉(zhuǎn)化成比較穩(wěn)定、能用ESR檢測(cè)的自旋化合物。粒相自由基主要有芳香烴自由基(Ar·)、醌基自由基(Q·)、半醌基自由基(HQ·)、石墨碳和磷自由基等。粒相自由基分子量大,體積大,穩(wěn)定性較高,可用電子自旋共振波譜儀(ESR)直接觀察到。

(2)吸煙自由基的危害氣相自由基的危害可以直接進(jìn)攻α1-抗蛋白酶,并使其失去活性。α1-抗蛋白酶與肺彈性纖維密切相關(guān)?;枷忍煨驭?-抗蛋白酶缺陷的人,大多伴有肺氣腫、失去肺活量等疾病。因此這種酶的失活,可能是吸煙造成肺部損傷的一個(gè)重要原因。吸煙氣相自由基同時(shí)也具有很強(qiáng)的氧化性,如烷氧基自由基、烷過(guò)氧基自由基、NO2自由基等,它們可直接引起細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化,從而使細(xì)胞的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)以及蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生變化。粒相自由基的危害吸煙粒相自由基中的Q/QH自由基,可直接與細(xì)胞的DNA結(jié)合導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化,還可發(fā)生自身氧化反應(yīng),生成一系列活性氧自由基,如超氧自由基(·O2)、羥基自由基(·OH)、脂氧自由基(LO·)等這些活性氧自由基均可攻擊細(xì)胞,引起細(xì)胞膜等的損傷,從而引起一系列與吸煙有關(guān)的疾病。(3)吸煙自由基的抑制和清除吸煙粒相自由基富集在焦油中,可用降低焦油總量的方法來(lái)減少。在研制雙低卷煙的過(guò)程中,采用了優(yōu)化卷煙配方、煙絲在線膨脹、活性炭復(fù)合濾嘴、煙草薄片以及激光打孔通風(fēng)稀釋等現(xiàn)代卷煙高新技術(shù),并精選煙絲,采用高透氣度盤紙和其他上等原輔材料,不僅使卷煙焦油量穩(wěn)定在8mg/支以下,而且保持了煙氣風(fēng)味不變。該項(xiàng)技術(shù)達(dá)到了現(xiàn)代國(guó)際先進(jìn)水平。與一般20mg/支左右的烤煙型卷煙相比,雙低卷煙不僅使吸煙粒相自由基減少了50%左右,而且還按幾乎相同的比例減少了其他有害物質(zhì)的釋放量。經(jīng)日本權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)在日本銷售的美、日、德、英等國(guó)的產(chǎn)品檢測(cè)對(duì)比,北京卷煙廠生產(chǎn)的雙低卷煙有害物質(zhì)聚氯聯(lián)苯含量最低,僅為英國(guó)同類產(chǎn)品的1/8,而另一有害物質(zhì)塔尤開辛的含量為0。添加中草藥LBM抑制氣相自由基吸煙氣相自由基的危害大于吸煙粒相自由基,且能穿透標(biāo)準(zhǔn)的劍橋?yàn)V片,因此不能用過(guò)濾方法來(lái)消除。采用中草藥LBM添加技術(shù),有效抑制了吸煙氣相自由基的生成量。氣相自由基生成量與同類不加LBM的產(chǎn)品相比降低11.5%。統(tǒng)計(jì)學(xué)處理結(jié)果表明,清除效果顯著。

添加氣相自由基清除劑FRE

由于氣相自由基具有較強(qiáng)的氧化性,添加還原劑可使其失活。這種FRE清除劑由一種純天然物質(zhì)與一定比例的其他輔料配合而成,對(duì)人體無(wú)毒害,對(duì)產(chǎn)品吸味沒有影響,使之保持原有風(fēng)格。性質(zhì)比較穩(wěn)定,對(duì)氣相自由基有顯著的清除效果,經(jīng)檢測(cè),消除效率(與沒有添加FRE的對(duì)照樣相比)在14%以上。添加LBM和FRE,可使卷煙煙氣中自由基的綜合清除效率達(dá)到26%以上。類胡蘿卜素清除自由基在卷煙中添加類胡蘿卜素(葉黃素或β-胡蘿卜素),采用電子自旋共振波譜儀(ESR)分析,結(jié)果顯示出自由基的濃度隨類胡蘿卜素的加入量增加而降低,添加量由0.05%增加到0.5%(葉黃素或β-胡蘿卜素),自由基比例對(duì)照降低5.76%~12.95%。表明類胡蘿卜素對(duì)焦由中的自由基有顯著的活性。3煙草特有亞硝胺煙葉和煙氣中含有3種類型的N-亞硝胺化合物,它們分別是揮發(fā)性N-亞硝胺(VNA)、非揮發(fā)性N-亞硝胺(NVNA)、煙草特有的N-亞硝胺(TSNAs)。它們是煙葉在調(diào)制、發(fā)酵和陳化期間以及在煙氣吸入的瞬間在人體內(nèi)形成的。其含量與煙葉硝酸鹽、生物堿、蛋白質(zhì)、氨基酸的含量以及工藝技術(shù)條件有關(guān)。揮發(fā)性N-亞硝胺(VNA):二甲基N-亞硝胺甲基乙基N-亞硝胺二乙基N-亞硝胺二丙基N-亞硝胺二丁基N-亞硝胺哌啶N-亞硝基吡咯烷嗎啉非揮發(fā)性N-亞硝胺(NVNA):

N-亞硝基脯氨酸N-亞硝基哌啶酸

N-亞硝基二乙醇胺煙草特有亞硝胺(TSNAs)

N-亞硝基降煙堿(NNN)N-亞硝基新煙草堿(NAT)

N-亞硝基假木賊堿(NAB)

4-(N-甲基亞硝胺)-4-(3-吡啶基)-1-丁醛(NNA)

4-(N-甲基亞硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)(1)TSNAs的結(jié)構(gòu)及其前提物

許多研究表明,進(jìn)入調(diào)制前的青煙不含TSNAs,這主要是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)各類物質(zhì)被細(xì)胞膜有效地隔離開來(lái),盡管煙葉內(nèi)有豐富的前提物質(zhì),但它們不能相聚而發(fā)生反應(yīng)生成TSNAs。Bush和Burton研究表明,TSNAs的有效積累同調(diào)制過(guò)程中煙葉細(xì)胞膜的破壞同步。當(dāng)煙葉晾制兩周后,隨著煙葉水分的散失,細(xì)胞膜遭到破壞,膜的透性迅速增大,細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外滲,緊接著在曬制第三周TSNAs的形成和積累就達(dá)到高峰。(2)TSNAs的化學(xué)性質(zhì)和毒性

亞硝胺化合物是胺類化合物與亞硝基衍生物如NO2、N2O3和N2O4在酸性條件下進(jìn)行亞硝化反應(yīng)而生成的。它包括亞硝胺和亞硝酰胺兩大類。如果參與反應(yīng)的胺是仲胺,那么與N相連的氫很容易被-NO取代,也就是說(shuō)此種亞硝化反應(yīng)異常迅速,只有叔胺亞硝化反應(yīng)才進(jìn)行得很慢。由于亞硝胺化合物不穩(wěn)定,在自然界中分布有限,但亞硝酸鹽和胺類特別是仲胺分布較廣,它們能生成亞硝胺,因此在食物、水、土壤和煙草中廣泛存在這種物質(zhì)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證實(shí),120多種亞硝基化合物中的80%是強(qiáng)有力的器官特定致癌物。

TSNAs尤其是NNN和NNK不僅是強(qiáng)有力的器官特定致癌物,而且也是接觸性致癌物。器官特定致癌物常在相同的部位誘發(fā)腫瘤,與應(yīng)用暴露的場(chǎng)合和方式無(wú)關(guān)。生化研究表明,NNK使動(dòng)物活體和離體的人體組織中的DNA甲基化,從各種人體組織中分離出7-甲基鳥嘌呤及O6-甲基鳥嘌呤中可以得到證實(shí)。分子生物學(xué)家認(rèn)為遺傳密碼中帶O6-甲基鳥嘌呤的DNA是一種化學(xué)損害,有可能引起腫瘤。但TSNAs能否使人體致癌,目前尚無(wú)定論。(3)TSNAs減少措施

控制氮肥施用量,可減少煙葉中的TSNAs。這是因?yàn)镹是煙堿合成的必須元素,控制氮肥可降低煙葉中的煙堿含量,從而降低TSNAs。雖然鮮煙葉中檢測(cè)不到TSNAs的存在,但是調(diào)制后的不同類型的煙葉中TSNAs含量的差異卻非常顯著。眾多試驗(yàn)證明:煙草不同基因型與尼古丁、TSNAs含量顯著相關(guān)。這就為通過(guò)遺傳改良選育低TSNAs含量的品種提供了重要的理論基礎(chǔ)。煙葉中的TSNAs幾乎都是在調(diào)制過(guò)程中產(chǎn)生的,因此選用適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方式,控制調(diào)制過(guò)程中的反應(yīng)條件對(duì)降低TSNAs含量是非常重要的。熱交換式烤房燃燒產(chǎn)生的熱氣體不與煙葉接觸,因而應(yīng)用熱交換式烤房烘烤的煙葉中TSNAs含量較低。微生物在TSNAs的形成中起著重要作用,在調(diào)制過(guò)程中改變微生物活性和數(shù)量,也必然會(huì)影響TSNAs的累積。研究證明:調(diào)制期葉片表面的濕度與微生物活性在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,葉表相對(duì)濕度小,微生物活性低,產(chǎn)生的亞硝酸鹽和TSNAs的量少。

在硝酸鹽和生物堿生成TSNAs的系列反應(yīng)中,亞消化酶起著決定性的作用。也有人提出設(shè)想:通過(guò)化學(xué)或生化手段將亞消化酶選擇性地殺死,或使其活性降低乃至喪失,阻斷TSNAs的形成途徑,從而可以極大地降低煙葉中的TSNAs含量。但這一方法操作起來(lái)有相當(dāng)大的難度,是否可行還有待進(jìn)一步研究。通過(guò)栽培措施減少TSNAs,噴施化學(xué)藥物可降低TSNAs。MH可導(dǎo)致較高的糖和鉀水平,降低硝酸鹽和煙堿的水平??竞笥镁S生素C處理過(guò)的煙葉中的TSNAs和亞硝酸鹽水平要比對(duì)照煙葉低很多。按這種方法處理過(guò)的煙樣,在晾制中亞硝酸鹽和TSNAs水平急劇增加,然而晾制結(jié)束后,亞硝酸鹽和TSNAs水平是對(duì)照的1/3~1/10。4煙草生物堿人們?yōu)槭裁匆鼰煟肯銦煹恼T惑力究竟是什么?非吸煙者對(duì)此往往困惑不解。吸煙者占總?cè)丝谥邢喈?dāng)大的比例,說(shuō)明它必然會(huì)有某些顯著作用的東西才被人們長(zhǎng)期利用。幾十年來(lái)人們認(rèn)為生物堿主要是煙堿,是煙葉和煙氣的主要標(biāo)志,而吸煙的心理作用和生理作用也以煙堿作為出發(fā)點(diǎn)。煙堿是煙葉中最主要的生理活性物質(zhì),攝入適量的煙堿可以提神興奮、精神振作、消除緊張狀態(tài)等,這是因?yàn)闊焿A具有興奮大腦神經(jīng)的生理作用。內(nèi)在質(zhì)量好的煙葉及煙制品含有適量的煙堿,將給吸煙者以適當(dāng)?shù)纳韽?qiáng)度和好的香氣與吃味。若煙堿含量過(guò)低則勁頭小,吸味平淡。若煙堿含量高則勁頭大,刺激性增強(qiáng),產(chǎn)生辛辣味。

煙堿通過(guò)吸煙而攝入體內(nèi),96%在肺部吸入,入血液后6秒鐘可達(dá)到大腦,對(duì)大腦皮層產(chǎn)生興奮作用。煙堿似乎是通過(guò)脈絡(luò)膜叢的被動(dòng)擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)移而進(jìn)入大腦的,并結(jié)合在乙酰膽堿受體上。煙堿主要對(duì)中樞神經(jīng)和自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢具有雙重作用。吸煙具有成癮性,而煙堿又是引起成癮的藥物,其藥理效應(yīng)類似于其他成癮藥物。對(duì)煙堿的感覺和藥理效果最初是反感,其作用的變化是吸煙成癮的關(guān)鍵因素,煙堿作為強(qiáng)烈的初始強(qiáng)化劑而使吸煙者逐步上升為依賴煙草,達(dá)到欲罷不忍的程度。煙堿的毒性主要有:引起心臟輸血量上升、血壓升高并使周圍血管收縮增加,這是通過(guò)間接作用于交感神經(jīng)——腎上腺髓質(zhì)體系或直接作用于微粒中心而發(fā)生的。煙堿可能影響脂類代謝和血小板粘連——聚集反應(yīng),因此對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展有一定影響。煙堿引起腎上腺體釋放腎上腺素和去甲腎上腺素,從而對(duì)心血管系統(tǒng)有一定的影響。煙堿還使血漿中的纖維蛋白原上升,因此增加了患局部缺血性心臟病的危險(xiǎn)性。一氧化碳與煙堿的協(xié)同作用使其毒性增大,若不考慮煙氣中一氧化碳的影響,也不能就煙堿對(duì)心血管系統(tǒng)的作用做出全面的評(píng)價(jià)。煙堿的毒性雖然是多方面的,但是在人體內(nèi)不會(huì)積累,短時(shí)間內(nèi)即由尿排出體外,所以只要不是連續(xù)不斷的吸煙,是不會(huì)引起煙堿中毒的。另外,由于人體的代謝作用也可以將煙堿代謝為無(wú)毒物質(zhì)。5卷煙煙氣粒相中有害物質(zhì)煙草本身只含極少量的稠環(huán)芳烴(PAHs),而這些稠環(huán)芳烴也大都是在烤制過(guò)程中生成的。煙草的主要化學(xué)成分有糖類、含氮化合物、有機(jī)酸、萜類化合物、蠟質(zhì)、脂質(zhì)、色素及煙草生物堿等等,所以,可以認(rèn)定煙草焦油中的大量稠環(huán)芳烴絕大部分是這些化學(xué)成分在吸煙過(guò)程中生成的。在吸煙時(shí),煙草被點(diǎn)燃,局部溫度可達(dá)600~900℃,這也是煙草焦油中稠環(huán)芳烴生成的重要條件。在吸煙過(guò)程中,卷煙中的煙絲基本上是在供氧不足的條件下燃燒的,這是生成稠環(huán)芳烴的另一個(gè)重要條件。因此可以概括地說(shuō),煙草焦油及其中的稠環(huán)芳烴是煙草有機(jī)物在高溫乏氧條件下不完全燃燒的產(chǎn)物。(1)煙草焦油中的稠環(huán)芳烴煙草本身只含微量的稠環(huán)芳烴,苯并[a]芘的含量為3~6μg/kg,而煙草焦油中稠環(huán)芳烴無(wú)論在種類和數(shù)量上都要多得多。有人用氣相色譜—質(zhì)譜法分析了煙草焦油中的稠環(huán)芳烴,種類在150種以上,其中已證實(shí)有致癌性的約10余種,重要的有苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a,i]芘、苯并[a]蒽、5–

甲基區(qū)、茚并[1,2,3-cd]芘及氮雜環(huán)類化合物等(表2)。它們主要存在于煙草焦油的中性成分中,僅占焦油量的0.6%左右,其中0.2%是致癌物質(zhì),0.4%是促癌物質(zhì)。而煙草焦油中99.4%是無(wú)害的,這就是許多資料中介紹煙草焦油中有害成分的依據(jù)。

煙草焦油中的稠環(huán)芳烴

烴含量(μg/100支)苯并[a]蒽0.3~0.6Qu4.0~6.01-,2-,3-及6甲基qu2.05–

甲基qu0.06二苯并[a,h]蒽0.4苯并[a]芘3.0~4.02–

甲基熒蒽0.23–

甲基熒蒽0.2苯并[b]熒蒽0.3苯并[j]熒蒽0.6茚并[1,2,3–cd]芘0.4苯并[c]菲痕量二苯并[a,l]芘痕量二苯并[a,i]芘痕量二苯并[c,g]咔唑~0.07二苯并[c,h]吖啶0.01二苯并[a,j]吖啶0.27~1.0稠環(huán)芳烴毒害性比較稠環(huán)芳烴毒性當(dāng)量(ToxicityEqulvalencyFactor(TEF))Benzo(a)pyrene苯并[a]芘1Benz(a)anthracene苯并[a]蒽0.1Benzo(b)fluoranthene苯并[b]y熒蒽0.1Benzo(k)fluoranthene苯并[k]y熒蒽0.1Indeno(1,2,3-c,d)pyrene茚并[1,2,3-cd]芘

0.1Benzo[g,h,I,]perylene苯并[g,h,i]苝0.01Anthracene蒽0.01Chrysene屈0.01Acenapthene二氫苊醌0.001Acenapthylene1,2-亞二氫苊基0.001Fluoranthene熒蒽0.001Fluorene芴0.001(2)煙草焦油中的酚類化合物煙草焦油中的酚類化合物主要為簡(jiǎn)單酚,如苯酚,鄰-、間-、對(duì)-甲酚,間-及對(duì)-乙酚等。它們?cè)诟鞣N類型煙草焦油中的含量不同。原先存在于煙草中的酚類化合物如香豆素類、單寧及黃酮類化合物在煙草焦油中基本上已不再存在。斗煙絲生成的酚要比卷煙絲高得多,兩者主要不同點(diǎn)是前者拌進(jìn)去的糖料較多。所以糖料看來(lái)是生成酚的來(lái)源之一。酚類化合物本身無(wú)致癌性,但具有明顯的促癌作用。據(jù)Boutwell等的資料,酚類化合物具有促癌活性的主要是苯酚,鄰-、間-、對(duì)-甲酚及2,4-、2,5-、3,4-和3,5-二甲酚,其他則不甚明顯。

煙草焦油中的酚類化合物煙草苯酚鄰–

甲酚間–

及對(duì)–

甲酚間–

及對(duì)–

乙酚卷煙*0.120.030.060.03卷煙0.250.050.120.05雪茄(甲)0.110.020.060.02雪茄(乙)0.070.020.040.02斗煙絲(用煙斗吸)0.690.090.250.05卷煙絲(用煙斗吸)0.210.040.100.04水煙0.02痕量0.01痕量注:除帶*號(hào)者為每分鐘吸1口外,其余都是每分鐘吸2口,每次35ml,持續(xù)約2s煙草焦油中的酚類化合物酚促癌活性酚促癌活性苯酚++鄰–

乙酚+鄰–

甲酚++2,3,5–

三甲酚-間–

甲酚++間–

苯二酚±對(duì)–

甲酚++鄰–

苯二酚-2,4–

二甲酚++對(duì)–

苯二酚-2,5–

二甲酚++2,4,5–

三甲酚?3,4–

二甲酚++2,4,6–

三甲酚?3,5–

二甲酚++對(duì)–

乙酚?2,6–

二甲酚±(3)煙草焦油中的有機(jī)酸煙草中的有機(jī)酸種類是很多的,據(jù)分析有40~50種之多。如有丙二酸、草酸和蘋果酸、檸檬酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、琥珀酸等。但到了煙草焦油中能檢出的有機(jī)酸則主要是揮發(fā)性酸,如乙酸、丙酸及甲酸等,至于原先存在于煙草中的非揮發(fā)性酸,則含量極微。有機(jī)酸在致癌過(guò)程中也起著促癌劑的作用。此外,據(jù)分析,在煙草焦油中還有某些醛及酮類化合物,某些具有一定生物學(xué)活性的環(huán)氧化合物、過(guò)氧化合物、內(nèi)酯以及某些具有可疑致癌作用的無(wú)機(jī)化合物和金屬元素等等。這些化合物在吸煙致癌過(guò)程中究竟起到什么樣的作用,目前還拿不出確切可靠的證據(jù),大部分見解停留在推測(cè)階段,這里不再一一討論。煙草焦油中的有機(jī)酸有機(jī)酸

mg/100支

甲乙丙壬酸、癸酸1.582.751.75辛酸1.441.100.79庚酸0.790.571.10己酸5.347.3114.84戊酸、異戊酸5.507.0413.97苯甲酸2.683.294.39丁酸、異丁酸7.393.875.46丙酸23.4611.8411.17乙酸103.2084.6065.40甲酸42.2035.5527.90未知酸18.7012.009.00

Maillard反應(yīng)的條件控制及其在煙草中的應(yīng)用

1912年,法國(guó)化學(xué)家梅拉德(LouisMaillard)曾發(fā)現(xiàn)甘氨酸與葡萄糖混合加熱時(shí),形成褐色的類黑精。后來(lái),人們發(fā)現(xiàn)這類反應(yīng)不僅影響食品的顏色,而且對(duì)食品的香味有重要影響,并將此反應(yīng)稱為非酶棕化反應(yīng)或梅拉德反應(yīng)。

研究發(fā)現(xiàn),天然食品的香味物質(zhì),例如:萜類、醇類、醛類、酮類、內(nèi)酯類、羥酸類、氨類和含硫化合物是在水果與蔬菜中經(jīng)酶催化而生成的。而加工食品產(chǎn)生的香味物質(zhì)是這些食品本身所含的某些成分之間經(jīng)加熱反應(yīng)而產(chǎn)生的,也即由非酶棕化反應(yīng)所產(chǎn)生的。

非酶棕化反應(yīng)雖然是多種多樣的,但其基本反應(yīng)類型是氨基化合物與還原糖或其它羰基化合物之間經(jīng)加熱而發(fā)生的一系列反應(yīng)過(guò)程。該反應(yīng)是構(gòu)成加工食品、煙草等香味的重要來(lái)源。

煙草中含有眾多的氨基酸和相關(guān)物質(zhì)(表1),同時(shí)也含有糖類物質(zhì)(表2)。以烤煙為例,氨基酸和還原糖含量分別高達(dá)1%和22%。在煙草調(diào)制、陳化及發(fā)酵過(guò)程(甚至煙草加工處理的過(guò)程)中,兩類物質(zhì)之間都會(huì)發(fā)生反應(yīng)。利用非酶棕化反應(yīng)制備的具有一定風(fēng)格及香味特征的香料(可稱為加工食品香料或反應(yīng)食品香料),不僅可以用作食品類物質(zhì)的賦香劑,而且可以加到各種卷煙制品中,起到掩蓋雜氣,增強(qiáng)香味和提高煙氣質(zhì)量的作用。表1煙草中的氨基酸及相關(guān)物質(zhì)表2煙葉中的碳水化合物

非酶棕化反應(yīng)包括還原糖、醛、酮與胺、氨基酸、蛋白質(zhì)之間的反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)機(jī)理是相當(dāng)復(fù)雜的。目前,只對(duì)該反應(yīng)產(chǎn)生低,中分子的化學(xué)機(jī)理比較清楚,而對(duì)該反應(yīng)產(chǎn)生的高分子聚合物的研究比較缺乏。梅拉德反應(yīng)一般可以分為兩上階段、三條反應(yīng)路線,兩個(gè)反應(yīng)階段即初級(jí)段和高級(jí)反應(yīng)的階段。反應(yīng)原理(a)初級(jí)反應(yīng)階段

以葡萄糖和氨基酸的反應(yīng)為例,初級(jí)反應(yīng)階段包括葡萄糖與氨基酸縮合反應(yīng)生成胺基加成物,接著迅速失去一分子水形成希夫堿(schiffbase),該希夫堿經(jīng)分子內(nèi)環(huán)合即生成N-取代的葡基胺,然后又經(jīng)阿馬多利(Amadori)分子重排轉(zhuǎn)變成1—氨基—1—脫氨—2—酮糖等,這一系列的轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)了由醛糖向酮糖衍生物的轉(zhuǎn)變。反應(yīng)過(guò)程如圖3所示。初級(jí)反應(yīng)階段不會(huì)導(dǎo)致顏色變化,也不會(huì)產(chǎn)生香味,該階段中的關(guān)鍵一步是阿馬多利重排反應(yīng)(圖4)。阿馬多利重排產(chǎn)物(1—氨基—1—脫氧—2—酮糖)是極為重要的產(chǎn)生香味物質(zhì)的非揮發(fā)性前體物。ρ(b)高級(jí)反應(yīng)階段

高級(jí)梅拉德反應(yīng)包括三條反應(yīng)路線,其中有兩條直接從阿馬多利產(chǎn)物開始,另一條間接地由阿馬利產(chǎn)物開始,也即從阿馬多利產(chǎn)物的裂解物開始。反應(yīng)的最終結(jié)果都導(dǎo)致類黑精的生成,并伴有香味成分的生成。第一條反應(yīng)路線由1—氨基—1—脫氧—2—酮糖在2,3—位不可逆地烯醇化,從1—位消去胺基生成甲基二羰基中間體。

進(jìn)一步反應(yīng)生成醛類、酮類、二羰基化合物以及還原糖等裂解產(chǎn)物,包括乙醛、丙酮醛、丁二酮和慚酸等成分(圖5)。第二條反應(yīng)路線是按下面方式進(jìn)行:烯醇式阿馬多利產(chǎn)物1,2—位烯醇化并消去3—位的羥基,然后加水生成3—脫氧已糖酮,然后脫水生成呋喃類香味物質(zhì)(圖5)上述的兩條路線生成中間物以及隨后發(fā)生的反應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜,其結(jié)果生成了類黑精,此過(guò)程包括醇醛縮合、醛氨縮合以及吡嗪、吡啶、吡咯等雜環(huán)化合物的生成反應(yīng)。

第三條反應(yīng)路線是斯特勒克降解(streckerdegradation)。其中包括阿馬多利產(chǎn)物裂解產(chǎn)生的α—二羰基化合物與氨基酸產(chǎn)生的氧化降解。在斯特勒克降解中,氨基酸與α—二羰基化物化反應(yīng)失去一分子二氧化碳而降解成為少一個(gè)碳原子的醛類或酮類。

參與此反應(yīng)的二羰基化物包括乙二醛,甲基乙二醛和丁二酮等,反應(yīng)的結(jié)果是氨基轉(zhuǎn)移,氨基轉(zhuǎn)移作用可能是氮并入類黑精的一個(gè)重要反應(yīng)。很明顯,從梅拉德反應(yīng)釋放出的二氧化碳主要是斯特勒克降解反應(yīng)產(chǎn)生的。斯特勒克醛或酮(α—氨基醛或酮)是產(chǎn)生香味分子的重要物質(zhì),它們可以自身縮合,或者與糖醛或其它脫水產(chǎn)物縮合,生成雜環(huán)類香味物質(zhì)以及其它香味物質(zhì)。例如,兩分子斯特勒克醛的自身縮合可以生成吡嗪類香味成分。

卷煙的吸味、愉快程度和滿足感是香味成分、感官和觸覺復(fù)雜作用的結(jié)果。給卷煙的吸味下一個(gè)定義是十分困難的,原因是大量的香韻或香味成分屬于卷煙吸味的一部分。在描述卷煙吸味時(shí),煙草樣香韻是非常重要的。因此,尋找并開發(fā)煙草的香味成分是很多煙草化學(xué)家的一個(gè)重要目的。對(duì)天然煙草香味成分的研究就要對(duì)從煙草和煙氣中分離出的化學(xué)成分進(jìn)行香味特征評(píng)價(jià)。

我們知道,煙草和煙氣中目前已分離出大約4000種化學(xué)成分,這些成分并非對(duì)卷煙吸味都是有利的,有些可能對(duì)吸味起積極作用,有些則起反作用。我們從眾多煙草和煙氣成分中選擇一些對(duì)卷煙吸味有重要作用的給大家予以介紹,其中從煙氣中選擇出19種,從煙草中選擇出58種,合計(jì)77種。這77種成分我們故且稱為重要煙草天然香味成分。

煙草是一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)體,為了讓大家對(duì)煙草成分有一個(gè)整體認(rèn)識(shí),我們可以把煙草及煙氣分離出的成分分成羧酸等28類成分(見表4-1),結(jié)合表4-1的分類我們討論重要的煙草香味成分。類別

在煙草中數(shù)目

在煙氣中的數(shù)目

在煙草和煙氣中共有數(shù)目

羧酸450169140氨基酸951816內(nèi)酯12913539酯529456314酰胺和亞酰胺20522732酸酐10104醛11110648碳水化合物1383012腈41014表4-1煙草和煙氣中鑒定出的成分分類續(xù)上表酮348461122醇33415769酚5818840氨6515037含硫化合物3372N-雜環(huán)化合物3372吡啶6332446吡咯和吲哚9883吡嗪215518非芳族化合物13437續(xù)上表稠環(huán)芳香族1360其它4502醚538815烴類

飽和脂肪烴5811344不飽和脂肪烴3817810單環(huán)芳香族烴3313825多環(huán)芳烴5531735其它1211019無(wú)機(jī)化合物和金屬元素

105111691、羧酸及氨基酸

羧酸對(duì)于煙氣的吸味口感特性而言是具有積極的貢獻(xiàn)作用。低分子量的羧酸賦予煙氣吸味和芳香特征,高分子的脂肪酸則更多使煙氣柔和和適口。兩個(gè)羧酸對(duì)卷煙香氣和吸味有重要作用,一個(gè)是3—甲基戊酸(1),另一個(gè)是異戊酸(2),這兩個(gè)成分在土耳其煙(香料煙)中有較高含量。這兩個(gè)成分在濃度高時(shí)盡管氣息令人難以接受,但在卷煙中作用可以概括為釀香、奶酪和果香以及增加香料煙香氣特征。另一個(gè)酸類物質(zhì)是苯乙酸(3),對(duì)煙氣作用較大,它賦予卷煙甜香、蜂蜜樣香味。(1)(2)(3)

常用的非揮發(fā)性有機(jī)酸包括檸檬酸、山梨酸、酒石酸等。它們主要用于調(diào)節(jié)煙氣的pH值,減輕刺激性、改善余味。

氨基酸自身也許對(duì)煙氣香味不是主要的貢獻(xiàn)者,但在陳化、調(diào)制或抽吸過(guò)程中與碳水化合物的作用(Maillard反應(yīng))對(duì)煙氣有重要作用,“面包香”或“烘烤香”香韻大多來(lái)自該反應(yīng)作用的結(jié)果。

有兩個(gè)氨基酸現(xiàn)已被證實(shí)對(duì)烤煙型卷煙吸味有不利影響,一個(gè)是谷氨酰胺,另一個(gè)是α—氨基丙酸,它們不但對(duì)卷煙的香氣,而且對(duì)余味有不利影響。

2、

內(nèi)酯類

脂肪族內(nèi)酯包括γ和δ—內(nèi)酯,在天然界存在廣泛,例如大家熟知的γ—壬內(nèi)酯(俗稱椰子醛,C—18醛),γ—十—內(nèi)酯(俗稱桃酯,C—14醛)。在煙草中較重要的內(nèi)酯有α—當(dāng)歸內(nèi)酯(4),γ—已內(nèi)酯(5)2—異丙基丁酸內(nèi)酯(6),桃醛(7)。(4)(5)(6)(7)(4)具有焦甜香,賦予卷煙頂香特征

(5)焦糖香、青甜香、似香豆素香

(6)果甜、薄荷香、木香,減輕煙氣干燥感,賦予清新感

(7)桃香,賦予烤煙果甜香氣

煙草中另一個(gè)內(nèi)酯是香料煙中存在的降龍涎香內(nèi)酯(8)

該香料具有甜香、木香,賦予卷煙煙氣柏木/木香特征,香料煙特征香。

煙草中也存在二氫彌猴桃內(nèi)酯,它屬于類胡蘿卜素的降解產(chǎn)物,該香料具有彌猴桃樣的青香、果香,賦予卷煙煙氣青甜和木香、涼香。(8)3.

酯類

酯類不僅是煙草常用的香料,而且廣泛用于食品類香精等方面。酯類在天然界廣泛存在,它們存在幾乎所有的水果和大多數(shù)食品中。低級(jí)脂肪酯類香氣主要可以分成果香、酒香和花香。某些酯類具有特定的果香,而大部分則不具有特定的果香。例如乙酸戊酯是香蕉香氣,異丁酸乙酯和戊酸乙酯具有蘋果香。

混合酯類可給予煙氣特定的吸味,傾向于使煙草香味園和,另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是酯類在用量范圍內(nèi)不會(huì)對(duì)卷煙香氣有負(fù)面作用。在有些情況下,酯可以充當(dāng)煙氣酸性成分的前體,例如:在土耳其煙葉中的3—甲基戊酸葡萄糖酯(9)就是典型一例。

這類物質(zhì)在抽吸過(guò)程中經(jīng)過(guò)熱解產(chǎn)生酸性香味成分。

在煙草中發(fā)現(xiàn)的酯類大部分是高級(jí)脂肪酸酯類,這些酯類盡管不具有香味,但可以柔和煙氣(似表面活性劑),可以當(dāng)做香味物質(zhì)的載體。

(9)

4.

酰胺和亞酰胺

許多在煙草中發(fā)現(xiàn)的酰胺和亞酰胺對(duì)煙草吸味呈負(fù)面作用。除了幾個(gè)酰胺(10)—(13)以外,通常酰胺和亞酰胺對(duì)卷煙吸味呈現(xiàn)粗糙感和不適。

(10)(11)(12)(13)5.

酸酐

由于這類物質(zhì)一般有較強(qiáng)的反應(yīng)性,所以從煙草和煙氣中分離出的酸酐類物質(zhì)較少。在酸酐中,甲基乙基蘋果酸酐(14)和二甲基蘋果酸酐(15)對(duì)煙氣有積極作用。它們賦予煙氣豐滿體香,甜/革樣或微東方煙草特征香氣。(14)(15)

6.

醛類

脂肪族醛類物質(zhì)盡管有些香韻對(duì)卷煙香氣是必要的,但通常由于其有較強(qiáng)的刺激性,很少用于卷煙加香使用,相對(duì)脂肪族醛類,芳醛對(duì)加香有重要作用,例如香蘭素(16)、大茴香醛(17)。尚有5—羥甲基糠醛和5—甲基糠醛對(duì)煙香有重要作用。

5—羥甲基糠醛甜、花、烤煙香

5—甲基糠醛甜、增加體香(16)(17)用量范圍內(nèi):

(16)賦予卷煙香蘭素樣甜香,增加煙氣香勢(shì)

(17)賦予卷煙甜香,使煙氣飄逸。

7.

碳水化合物

碳水化合物,尤其是糖類物質(zhì)在煙草制品中的應(yīng)用由來(lái)已久,糖在煙草成分中屬非揮發(fā)性的,但在燃吸時(shí)可以熱解。碳水化合物在卷煙中含量高低會(huì)影響煙氣的pH值,含量高則pH值低,使煙氣偏酸性,反之,pH值較高。糖的另一個(gè)作用是調(diào)制、加工、陳化或抽吸時(shí)與氨基酸反應(yīng)產(chǎn)生Amadori化合物,而Amadori化合物是產(chǎn)生香味物質(zhì)吡嗪類和咪唑類等雜環(huán)化合物的前體物。

8.

腈類

從煙氣中分離出的腈類物質(zhì)尚未見報(bào)道作為有價(jià)值的香料使用。

9.

酮類

從前面分類表中我們可以看出,酮類物質(zhì)在煙草和煙氣中是最大的一類物質(zhì)(煙草中348種、煙氣中461種,共有占122種)。酮類是煙草和煙氣中性成分最主要的組成物質(zhì),如果沒有酮類物質(zhì)在煙草中的存在,卷煙吸味如何,將不敢設(shè)想。煙草中酮類物質(zhì)來(lái)源主要是由西柏烯的降解、類胡蘿卜的降解、Amadori化合物的降解形成。有幾種酮類對(duì)卷煙吸味的影響十分重要,這已被許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者公認(rèn):

一是茄酮(Solanone,18)該成分來(lái)源于西柏烯類物質(zhì)的降解,它具有新鮮胡蘿卜樣的香味,增加煙草香,使煙氣豐滿又醇和細(xì)膩。(18)

第二個(gè)是巨豆三烯酮(Megastigmatrienones,19),它來(lái)源于胡蘿卜素的降解,一般制備產(chǎn)品是四種異構(gòu)體混合物,具有類似于干草樣甜香,增加煙草甜香,使煙氣和順。(19)

第三個(gè)是β—大馬酮(Damascenone,20),第四個(gè)是β—二氫大馬酮(Damascone,21)。(20)和(21)也屬類胡蘿卜素的降解產(chǎn)物,兩個(gè)成分在煙草中未被發(fā)現(xiàn)之前已從玫瑰油中鑒定出來(lái)。它們的香氣具有類似玫瑰的青甜香氣,在卷煙中賦予煙氣青甜香,已做為卷煙香氣增效劑使用,賦予成熟煙草特征香氣。(20)(21)

其它重要的酮類物質(zhì)有金合歡基丙酮(Farnesylacetone,22),香葉基丙酮(Geranylacetone,23),降茄二酮(Norsolandione,24)和氧代異佛爾酮(Ketoisophorone,25)。(22)(23)(24)(25)(22)具有淡的甜清香氣,增加清甜香和烤煙香

(23)具有穿透性的青甜香、微玫瑰香,增加清甜香

(24)弱的甜香,似胡蘿卜酮香,增加卷煙柔合性,園和煙氣

(25)甜香、似干草芳香、泥土香,增濃煙香。

10.

醇類

該類物質(zhì)似乎也是卷煙煙氣一類重要成分,它們?cè)诰頍熤械淖饔迷谠S多方面類似于酮類。從煙草中分離出的醇類成分,通常具有甜香、青香,當(dāng)作為煙草香味評(píng)價(jià)時(shí)經(jīng)常作為木香類香韻。在煙草精油中大量存在的是芐醇(26)和苯乙醇(27)。

這兩個(gè)物質(zhì)的香韻分別為花樣柔和及花樣玫瑰香氣。當(dāng)它們不作為主體香氣使用時(shí),通常增加一些與卷煙香氣相關(guān)的玫瑰花的底韻。(26)(27)

在卷煙香味中可能起重要作用的物質(zhì)有葉醇(28),茄醇(29),香葉醇(30)、芳樟醇(31)、松油醇(32)以及6—甲基—5—辛烯—2—醇(33)(28)(29)(30)(31)(32)(33)(28)—新鮮葉子樣香氣,增加青香,過(guò)重產(chǎn)生青雜氣

(29)—淡的似胡蘿卜樣香,類似茄酮

(30)—玫瑰香,增加甜香,過(guò)重產(chǎn)生皂香、花香

(31)—似芫荽樣香氣,增加青香及木香

(32)—似松針香氣,增加青香

(33)—無(wú)特征香,增加青木香

薄荷腦(34)也是從煙草中分離出的成分之一,在薄荷類型卷煙中,它無(wú)疑是十分重要的,但是在其它非薄荷卷煙中,由于含量很少,其對(duì)煙氣作用甚少,它似乎對(duì)改善卷煙煙氣余味方面起一定作用。(34)

前已提及茄酮的前體物質(zhì)西柏烯類物質(zhì),其中西柏三烯—4,6—二醇(35)和西柏三烯—4,8—二醇(36)。作為前體物質(zhì)或前驅(qū)體對(duì)煙草十分重要,但它們自身于卷煙煙氣似乎作用較小。

它們自身香氣是微弱的木或粉樣香氣,當(dāng)在卷煙中作用評(píng)價(jià)是可可樣、豐滿煙氣體香作用。(35)(36)11.

酚類

從煙氣和煙草中分離了的酚類物質(zhì)大約有1/4存在于煙葉中,大部分存在于煙氣中。一般情況下,酚類物質(zhì)對(duì)煙草和煙氣的香味有負(fù)面作用,它們表現(xiàn)出藥草氣、化學(xué)氣息和粗糙的吸味效果。愈創(chuàng)木酚和相應(yīng)的烷基化產(chǎn)物,對(duì)煙氣的作用是苦和燒焦香韻。

丁香酚(38)和異丁香酚(37)及其衍生化合物是現(xiàn)在加香常用的香味成份,它們賦予卷煙辛甜氣息。

(37)(38)12.

氨基化合物

從煙草中分離出有限的幾種氨類成分,沒有文獻(xiàn)報(bào)道這些化合物對(duì)卷煙煙氣香味有重要貢獻(xiàn)。

13.

含硫化合物

在煙草中分離出含硫化合物中,僅有兩個(gè)作為煙草香味成分是有用的,這兩個(gè)化合物一個(gè)是甲硫基—β—二氫大馬酮(39)另一個(gè)是甲硫基—β—大馬酮(40)。它們給予煙氣燒橡膠類的吸味和香氣。(39)(40)14.

N—雜環(huán)化合物

N—雜環(huán)化合物是煙草中一類重要的成分,提供煙草抽吸強(qiáng)度和滿足感的重要成分煙堿就屬氮雜環(huán)化合物。其它微量的生物堿2,3—聯(lián)吡啶對(duì)卷煙香味呈現(xiàn)明顯作用效果并對(duì)刺激性有壓制作用。降煙堿則對(duì)煙氣的吸味品質(zhì)有負(fù)面作用。

14.1.吡啶類

在煙草及煙氣中分離出的幾個(gè)吡啶類物質(zhì)值得注意,它們是:2—乙?;拎ぃ?1)、3—乙?;拎ぃ?2)、2—甲基—5—異丙基吡啶(43)、2,6—二甲基吡啶(44)、3—甲基—4—乙基吡啶(45)。

(41)—增加甜香、烤香和霉樣氣息

(42)—增加甜、青香及壤香

(43)—增加體香、自肋煙特征香

(44)、(45)—增加白肋煙特征香(41)(4

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