烟草香味物质的降解PPT课件

香烟香气物质的存在，分解和变形，赵明钦，2，概述，抽吸时烟的化学成分决定香烟的质量，而烟气成分决定于香烟本身的成分。因此，了解香烟香气物质的存在、分解、变形是必要的。烟草是一种成分复杂的有机体，包含多种有机化合物，迄今已从烟草和烟草中鉴定出超过5000种化合物，在烟叶中发现了超过1000种化合物。这里的大部分化合物都有助于香烟的香味。其中一些起着重要作用。3，烟草的化学成分主要可分为两类。一种是挥发性类别，如生物碱、脂质的分解物等。另一类是非挥发性物质。碳水化合物、氨基酸等。我们知道，由于烟草成分受遗传背景、繁育条件和调制方法三个因素的控制，因此烟草的香味和数量取决于烟草品种和质量，非挥发性香料化合物可能会转变为挥发性香料成分。4，1。遗传因素决定了多种香烟中香味物质的存在。考虑到烟草的遗传背景，一般常用烟草明显不同于野生烟草。1974年，格雷和他的同事们确认烟草是源于美国烟草(N.syiestis)和烟草(N.tomentosiformis)的异染色体杂交假说。据悉，同期羽化等有选择地继承了深炮弹二萜的生产能力，而花烟则依靠香料烟遗传了二萜的生产能力(图1)。由于这种遗传行为，西弗坎可能存在于肋烟、烤烟、香料烟中，而莱柏只能存在于香料烟中。各种香烟的二萜含量很多种多样。这对与此相关的精油和香气的感官质量有重要影响。生产雪佛兰能力的遗传，生产雪佛兰能力的遗传，生产莱柏化合物能力的遗传，N=24，图1普通香烟的遗传背景。6，2。植烟、生长条件及调控和加工过程决定了烟草的化学成分含量和成分分布，决定了转化过程。烟草精油的化学成分不仅取决于遗传，还取决于采摘后的熟化和其他加工过程。头孢敏和赖萜原以无味的表皮蜡的形式保存在新鲜烟叶中，精制，老化后，转变为芳香物质。干燥、日光、烘焙等过程中发生的无数光化学、酶化、氧化还原反应各不相同。通过这种反应，许多现有的烟叶物质转变成数千种不同的化合物，这些化合物产生了各种烟草的独特香味。7，3。烟草香味成分的主要方法，(a)茜玻汗的烟草存在、分解和转化茜玻坦(Cembrane)，也称为西松酸或烟草烷烃。是单环二萜化合物。结构骨骼如下：8，这种化合物是烟草中重要的二萜类。主要存在于烟草中的茜玻碳化合物有以下几种。西波特里恩-4-酒精，西波特里恩-4，6-二醇(非异性体)，()-S-西波特里恩，西波特里恩。9，雪佛兰最初作为无气味物质存在于新鲜烟叶中，经过调制和老化过程，烟草中的一些物质发生反应，转变为其他物质。塞波烷基类也不例外，包括：塞波三烯生物降解，发生双重断裂，能够生成C18、C15、C14和C13的低级化合物(图2)分解后生成的分解产物总数可能超过60个。舍伯特里恩的分解产物(C13)是烟草中重要的香料酮。对香烟香气有重要作用。茜玻不仅能分解酮，其他茜玻-4，6-二醇也能在一定条件下转化成酮。，10，酮是烟草中非常重要的芳香物质，更多的反应产物也大部分是香的。在酸催化作用下，酮末端基酮干和水的作用产生环氧化中间产物，该中间产物不稳定，酮和环氧反应形成具有特殊香味的混合氧化合物。这种对改变香烟香非常有用的化合物在单线氧化作用中，酮通过分子重排反应形成环化合物种呋喃。12，13，与酮相关的反应只能发生在两个双键上，羰基也比较活跃。酮和过氧化氢通过碱性还原得到比酮少两个碳原子的酒精。含碳氢化合物的a，不饱和酮的酸性介质，氧化为C10。四氢吡喃羟基衍生物可以环化，进一步氧化后，从烟草中得到著名的芳香物质-异丙基丁内酯。-异丙基丁酸内酯，-异丙基丁酸内酯，14，酮等分子的双键不仅作用于单线，还作用于三线氧。也就是说，会发生一般的氧化。例如，二酮可以氧化生成双环氧化合物。二酮还可以还原、重排、生成六氢吡喃衍生物。15，(2)烟草中胡萝卜素的存在、分解和转化，ABCD、烟草中的胡萝卜素主要是番茄红素、叶黄素、-胡萝卜素、新叶黄素和番茄红素。-胡萝卜素(-carotene)，abcde，abcde，ab，新黄素(neoxanthin)，(violaxanthin)，氧双键，19，(3)赖氨酸化合物的存在，分解和改性，Labdane是香料烟中唯一的香料物质。基本分子骨架属于双环二萜，也称为反日燃烧弹。这种化合物粉碎分解可以制造分解产物，因此属于多种香气物质。20，莱柏糖化合物的典型代表包括硬糖醇、E-13-lay venten-8、15-diol、诺沃格、冷杉醇等。21，诺波醇的分解可形成环醚或醛。这些产品大部分是光学旋转，葡聚糖-18和c-19分解产物，l-异构体几乎是无味的。a、a、b、c、22，硬质甲醇的分解类似于眼泪诺波醇，在两个断裂中生成减少两个碳原子的环醚。这种环醚对顺式异构体香味很重要，反式异构体枯燥无味。从b紫檀中得到的是香内酯，紫苏酮是用中香味成分阿尔扎林还原泰尔而成的。这种物质的香气只在高温下出现。分别获得c-15的1，2，5，9-四甲基-2-羟基-萘和c-14的2-羟基肉毒杆菌。这种分子结构有一个共同的特征，即大部分群体都在同一个分子方面。反面的话，其香气就会大大减弱。这是嗅觉三轴现象。23，(4)木材分解相关-氨基苯丙酸的分解和转化，烤烟中有大量挥发性芳香成分，大部分是单取代产物，可能与木质素分解产物-氨基苯丙酸的代谢有关。过程如下。24，25，(5)脂质分解可转化为高级脂肪酸、光、空气、酶等挥发性成分。与植物的香味有关。分解地质的方法有很多。例如，三磷酸甘油酯和其他化合物的水解可以产生脂肪酸。像亚油酸、亚麻酸的催化氧化一样，对cis、cis-1、4-戊二烯系统的分子氧化也有催化作用。这种氧化作用在类胡萝卜素氧化分解过程中形成环氧化合物。分解环氧化合物会产生很多化合物，如饱和或慢性脂肪蛋和醛。，26，27，(6)与尼古丁相关的分解，28，(7)香料烟中麦克罗迪特的组成，(环戊内酯)exampolide，9(z)-18(碳)eno lockton，9(z)-octade，29，(8) Maillard反应，1912年法国化学家Maillard (LouisMaillard)发现，将甘氨酸和葡萄糖混合加热时，会产生褐色的黑色。后来，人们发现这种反应不仅对食物的颜色有重要影响，而且对食物的香气也有重要影响，这种反应称为非酶褐化反应或美拉德反应。30，研究结果表明，萜、醇、醛、酮、内酯、羟基酸、氨、含硫化合物在水果和蔬菜中由酶催化。加工食品中产生的香料物质在该食品本身包含的一些成分之间是加热反应，即不是酶，而是由棕色化反应引起的。31，非酶棕色反应多种多样，但其基本反应类型是氨基化合物和还原糖或其他羰基化合物之间加热产生的一系列反应过程。这种反应是加工食品、香烟等香味的重要来源。32，烟草含有大量氨基酸和相关物质(表1)，碳水化合物(表2)。烤烟中氨基酸和还原糖含量分别达到1%和22%。在烟草调制、老化、发酵过程(甚至烟草加工处理过程)中，两种类型的物质之间会发生反应。利用褐色反应而不是酶制造的具有一定风格和香味特性的香料(可以称为加工食品香料或反应食品香料)，不仅可以用作食品类的香辛剂，还可以添加到各种烟草产品中，起到掩盖杂物、增加香气、提高烟雾质量的作用。33，表1烟草中的氨基酸及相关物质，34，表2烟叶的碳水化合物，35，(a)第一反应阶段，以葡萄糖和氨基酸的反应为例，第一反应阶段包括葡萄糖和氨基酸的缩合反应生成胺加成物的过程，然后在第一水中，由分子内环形成N-取代的葡萄糖胺的希夫碱(席夫碱)的分子迅速丢失，阿玛多里反应过程如图3所示。第一反应阶段不会导致颜色变化或香气，此阶段的关键阶段是阿马特里重排反应(图4)。亚玛多莉重排产品(每1-氨基-1-脱氧-2-酮)是生产香料物质的重要非挥发性前驱体。36，不是酶的棕色化反应包括还原糖、醛、酮和胺、氨基酸、蛋白质之间的反应，该反应的化学机制相当复杂。目前仅在这种反应中被低估，重分子的化学机制比较明确，对这种反应产生的高分子聚合物的研究比较不足。Maillard反应一般可以分为两个阶段、三个阶段、两个阶段，即第一段和高级反应阶段。反应原理，37，(b)高级反应阶段，高级美拉德反应包括三个反应路径。其中两个直接从阿马里洛产品开始，另一个间接从阿马里洛产品开始。从亚麻制品的分解物开始。反应的最终结果都伴随着风味成分的生成。第一反应途径是1-氨基-1-脱氧-2-酮每2，3-不可逆烷烷氧基1-1生成胺脱除甲基二羰基中间体。38，39，糖分分解物的进一步反应，包括乙醛、丙酮醛、丁烷二酮和害羞酸(图5)。第二个反应途径是溶解酒精式亚麻籽产品1，2-艾伦，去除3-bit羟色胺，加入水生成3-deoxygenone，脱水生成呋喃香气物质(图5)，这两条途径的中间物及其后发生的反应相当复杂，包括醇醛缩合、醛氨缩合和吡嗪、吡啶、哌啶，40，41，第三反应路径是streckerdegradation。其中包括亚玛他利产品分解产生的-二羰基化合物和氨基酸氧化分解。在链的分解中，氨基酸和-二碳尼尔化的物理化学反应失去了一分子二氧化碳，分解成小于一个碳原子的醛或酮。42，参与该反应的二羰基化合物包括乙二醛、甲基乙二醛、丁烷二酮等，作为该反应的结果，氨基转移、氨基转移作用可能是将氮与石墨相结合的重要反应。显然，美拉德反应中释放的二氧化碳主要发生在镫骨分解反应中。链醛或酮(-氨基醛或酮)是产生香气分子的重要物质，它本身或与糖醛或其他脱水产物缩合，产生杂环