烟草成分含氮化合物(“蛋白质”文档)共52张

第三章烟草含氮化合物第一节烟草氨基酸第二节烟草蛋白质第三节烟草氨、酰胺、胺类第四节烟草其他含氮化合物第五节主要含氮化合物对烟质的影响大气圈的N2闪电紫外辐射生物固氮矿质态氮有机N氨化反硝化微生物〔一〕氮元素的循环一、概述〔二〕烟草中的含氮化合物1蛋白质、游离氨基酸、氨、胺、酰胺、腈2硝酸盐、亚硝酸盐3生物碱4某些维生素叶绿素等第一节烟草氨基酸一、氨基酸的构造和性质二、烟草中的氨基酸〔一〕构造α－氨基酸构造通式1构造一、氨基酸的构造和性质2分类2.1按照氨基的位置可以分：αβγδεα－、β-、γ－、δ－、ε－氨基酸等2.2按所含烃基不同：1)脂肪族2〕芳香族3〕杂环族一氨基一羧基〔中性〕一氨基二羧基〔酸性〕二氨基一羧基〔碱性〕OH组氨酸NHCOOH脯氨酸电泳法分别各种蛋白质或氨基酸1与亚硝酸反响生成羟基酸和水，并放出N21与亚硝酸反响生成羟基酸和水，并放出N2氨基酸、蛋白质对烟质的影响？生物体中所含的氮绝大部分存在于蛋白质中第四节烟草其他含氮化合物三、氨，酰胺和胺类对烟质的影响影响烟叶色泽烟叶色泽是经过酶促和非酶促棕色化反响实现的，以上两种反响恰当进展，烟叶色泽好，反之，颜色变深或黑糟，不仅影响烟叶外观，烟质也会变劣。1物理性质:脂肪族硝基化合物是无色而具有香味的液体，难溶于水，易溶于醇和醚。第三节烟草氨、酰胺、胺类3由氨基和羧基共同表现出来的性质氨与烟气中的其他碱性物质影响了烟气的吃味和劲头。并且蛋白质含量高燃吸时会产生一种好像熄灭羽毛的蛋白质臭味。1)燃吸期间硝酸盐产生的中间体氨和甘氨酸的衍生物常见的有20多种，还有20多种不常见的α－碳原子的构型与D－甘油醛一样的称为D－型，2.3按构型不同可以分为D－型和L－型α－碳原子的构型与D－甘油醛一样的称为D－型，与L－甘油醛一样的称为L－型。L-甘油醛L-丝氨酸L-谷氨酸天然蛋白质中的氨基酸均为L型〔甘氨酸除外〕天然糖类水解后的单糖绝大多数为D-型。科学家研讨发现除少数低等动物、昆虫的特定器官或人体病态组织内含有少量的D-氨基酸之外,组成地球生命体的氨基酸几乎都是L型的；相反,自然界的核酸那么几乎都是由D型的核糖组成。人体不能合成或合成速度远不顺应机体的需求的不能短少的氨基酸有8种：亮氨酸Leu、异亮氨酸Ile、苏氨酸Thr、赖氨酸Lys、蛋氨酸Met、苯丙氨酸Phe、色氨酸Try、缬氨酸Val这8种氨基酸必需从食物中摄取。〔二〕性质1物理性质1.1无色结晶1.2溶解性：普通可溶于水，难溶于有机溶剂胱氨酸和酪氨酸既不易溶于水也不易溶于有机溶剂脯氨酸和半胱氨酸既溶于水又溶于有机溶剂1.3旋光性：左旋〔甘氨酸除外〕2化学性质2.1由氨基表现出来的性质2.2由羧基表现出来的性质2.3由氨基和羧基共同表现出来的性质2.1由氨基表现出来的性质2.1.1与亚硝酸反响生成羟基酸和水，并放出N22.1.2与甲醛作用后氨基转化为亚胺或醇胺，氨基的碱性消逝2.1.3在酶或氧化剂作用下氧化脱氨，生成酮酸此反响会导致烟叶中羰基化合物添加，对改善烟叶质量，添加香吃味非常重要2.2由羧基表现出来的性质2.2.1酯化、酰胺化、复原为醇2.3由氨基和羧基共同表现出来的性质2.3.1两性性质和等电点2.3.2与水合茚三酮的醇溶液共热反响产生兰紫色物质2.3.3肽的构成用于鉴别氨基酸、蛋白质、多肽〔一〕种类〔二〕存在形状二、烟草中的氨基酸〔一〕种类烤后烟叶种有43种氨基酸：常见的有20多种，还有20多种不常见的缘由：调制、陈化过程中，蛋白质水解、游离氨基酸发生互变作用。〔二〕存在形状1、游离态鲜烟叶和调制过程中多种氨基酸呈游离态鲜烟叶中主要的游离氨基酸是：天冬氨酸，谷氨酸、脯氨酸和亮氨酸，总量占游离氨基酸总量的60~70%2、与糖或多酚类物质构成复杂化合物而存在于烟叶中第二节烟草蛋白质一、蛋白质的构造和性质二、烟草中的蛋白质一、蛋白质的构造和性质〔一〕构造初级构造一切蛋白质都含有C、H、O、N四种元素生物体中所含的氮绝大部分存在于蛋白质中蛋白质含氮量平均值为16％〔二〕组成〔三〕性质1两性性质和等电点电泳法分别各种蛋白质或氨基酸2水解：酸解，碱解，酶解调制过程种蛋白质降解就是在蛋白酶作用下进展3蛋白质的胶体性质4蛋白质的沉淀和变性氨基酸有哪些根本的化学性质？常见的有20多种，还有20多种不常见的这8种氨基酸必需从食物中摄取。2按所含烃基不同：2按所含烃基不同：另外，酰胺在熄灭过程中常会被氧化而生成氨，氨气的生成将进一步影响烟气。1)伯胺氧化成肟〔脂肪胺>氨>芳香胺)2)仲胺和亚硝酸的反响生成N－亚硝基胺影响烟叶色泽烟叶色泽是经过酶促和非酶促棕色化反响实现的，以上两种反响恰当进展，烟叶色泽好，反之，颜色变深或黑糟，不仅影响烟叶外观，烟质也会变劣。烟草在吸燃过程中，烟草中的硝酸盐在熄灭过程中分解为各种氮氧化物，这些氮的氧化物与有机基团反响生成硝基化合物。氨是碱性、有刺激性的无色气体，属于烟草挥发碱类，可以从烟草中可直接挥发，也可以从烟草中热解蒸馏出来。常见的有20多种，还有20多种不常见的烟草在吸燃过程中，烟草中的硝酸盐在熄灭过程中分解为各种氮氧化物，这些氮的氧化物与有机基团反响生成硝基化合物。二、烟草中的蛋白质〔一〕种类1、可溶性蛋白2、不可溶性蛋白组分I蛋白沉降系数(s=v/ω2r)为18S(1S=10-13秒)组分II蛋白沉降系数为4~6S的蛋白〔二〕存在形状〔三〕影响要素烟草类型、环境、密度、施肥、打顶和调制等调制过程中降解的主要是FI蛋白。纯蛋白：仅含氨基酸复合蛋白：与油脂、核酸、色素、酚类结合复合蛋白对烟株生理代谢不可短少第三节烟草氨、酰胺、胺类一、氨二、酰胺三、胺类〔一〕性质氨是碱性、有刺激性的无色气体，属于烟草挥发碱类，可以从烟草中可直接挥发，也可以从烟草中热解蒸馏出来。刺激人的黏膜会引起中毒。一、氨(一)烟草中的氨1烟草生长发育过程中积累的氨较低，多余的氨以酰胺的方式储存起来谷氨酸＋NH3谷氨酰氨谷氨酰氨合成酶干旱、高温、水灾等逆境会使烟株氮代谢受阻，体内游离氨增多产生氨害。2调制过程中氨增多在香烟调制过程中，烟叶失去生命活力，各种方式的含氮化合物氧化分解产生都会产生氨。调制终了后烤烟中氨的含量0.019％。氨增多的缘由是：蛋白质，氨基酸、酰胺、胺类等的氧化分解。〔一〕酰胺的构造叔酰胺伯酰胺仲酰胺二、酰胺〔二〕性质结晶固体，有较高的熔点和沸点(甲酰胺除外)C5以下酰胺均可溶于水，芳香族酰胺仅微溶于水或难溶于水中性或接近中性热解会产生氨〔三〕烟草中的酰胺鲜烟叶中的酰胺主要是谷氨酰胺和天冬酰胺。调制后烟叶中酰胺少，由于热解产生了氨。烟气中多，其来源：1)燃吸期间硝酸盐产生的中间体氨和甘氨酸的衍生物2)腈水解生成三、胺类〔一〕构造伯胺仲胺叔胺脂肪族芳香族〔二〕性质1物理性质低级脂肪胺常温下为气体或液体，易挥发，有特殊气味可溶于水高级脂肪胺常温下为固体，水中溶解度降低。芳胺是无色高沸点液体，或低熔点固体，有毒，具令人不愉快的气味，所以应防止接触皮肤和经口鼻吸入2化学性质2.1碱性碱性强弱：脂肪胺>氨>芳香胺2.2氧化性1)伯胺氧化成肟〔脂肪胺>氨>芳香胺)2)仲胺氧化为羟胺4)芳香胺氧化而变成黄至红甚至黑色，产物很复杂R-CH2NH2[O]R-CH=N-OHR1R2NHR1R2N-OH[O]3)叔胺氧化：H2O2O2.3亚硝化反响胺很容易与亚硝酸盐或氮的氧化物作用生成亚硝胺，尤其仲胺和叔胺对具有致癌活性的亚硝胺的生成起一定作用1)伯胺和亚硝胺的反响生成重氮盐R-CH2NH2HONO+-N2H2OR-CH2OHHONO+ClHClHClN2++2)仲胺和亚硝酸的反响生成N－亚硝基胺3)叔胺和亚硝酸的反响HONOHONONONOHNO2HONOH+NO2〔三〕烟草中的胺类化合物1烟叶中胺类：调制期间蛋白质、氨基酸等氮化物分解产生2烟气中的胺类：1〕即直接从烟叶转移到烟气中2〕烟草热解产生3〕生物碱氧化第四节烟草其他含氮化合物一、硝基化合物二、腈(一)构造烃分子中的氢原子被硝基取代后的衍生物，称为硝基化合物伯硝基化合物仲硝基化合物叔硝基化合物一、硝基化合物(二)性质1物理性质:脂肪族硝基化合物是无色而具有香味的液体，难溶于水，易溶于醇和醚。芳香族硝基化合物是淡黄色固体或油状液体，具有苦杏仁气味，有毒性。2化学性质:在酸性条件下复原成苯胺硝基化合物在自然界几乎不存在。烟草在吸燃过程中，烟草中的硝酸盐在熄灭过程中分解为各种氮氧化物，这些氮的氧化物与有机基团反响生成硝基化合物。在卷烟的烟气中有如下硝基化合物：(一)构造腈是氢氰酸〔HCN〕的烃基衍生物，通式为R—CN，官能团—CN叫做氰基。由于氰根本身含有一个碳原子，所以氢氰酸可以看做是腈类物质的第一个同系物。其构造式如下：二、腈HCN CH3－CNCH2=CH－CNC6H5－CN氢氰酸乙腈 丙烯腈 苯甲腈(二)性质较低级的腈是可溶于水的液体。腈的最重要的化学性质是水解反响和复原反响。在酸或碱溶液中水解时，腈转变成相应的羧酸。如：腈类化合物除氢氰酸外，都是稳定的中性物质，并且不似氢氰酸那样剧毒。腈可以被复原成相应的伯胺，也可以在催化剂存在下直接氢化复原。第五节主要含氮化合物对烟质的影响一、氨基酸对烟质的影响二、蛋白质对烟质的影响三、氨，酰胺和胺类对烟质的影响1.影响烟叶色泽烟叶色泽是经过酶促和非酶促棕色化反响实现的，以上两种反响恰当进展，烟叶色泽好，反之，颜色变深或黑糟，不仅影响烟叶外观，烟质也会变劣。2影响烟叶香气氨基酸在调制中可直接转化为羰基化合物，非酶促棕色化反响可以生成很多香味物质。例如苯丙氨酸是烟叶中重要香气物质苯甲醇、苯乙醇的前体物。一、氨基酸对烟质的影响二、蛋白质对烟质的影响香气和吃味调制后烟叶蛋白质含量高，如烤烟蛋白质含量超越15%，那么烟气强度过大，香气和吃味变差，产生辛辣味，苦味和刺激性。并且蛋白质含量高燃吸时会产生一种好像熄灭羽毛的蛋白质臭味。蛋白质含量过低，抽吸时平淡无味，吃味和香气也变差。总体所来，蛋白质对烟叶的质量几乎没有奉献。相反，卷烟中很多有害成分的前体，如喹啉(吸入后引起头痛、头晕、恶心，对眼睛、皮肤有刺激性)是烟草FI蛋白的主要氧化产物。三、氨、酰胺和胺类对烟质的影响氨：主要影响烟气的碱度，有刺激性和辛辣味，浓度高时引起呛咳。氨与烟气中的其