烟草碳水化合物对烟叶品质的影响

烟草碳水化合物对烟叶品质的影响烟草在线专稿烟草碳水化合物包括水溶性糖、淀粉、纤维素、半纤维素、果胶质、木质素、糖甘、糖脂等，它们的含量在很大程度上直接影响着烟叶内在质量的优劣本文就烟草碳水化合物对烟叶品质的影响进行分述之

1、水溶性糖对烟叶品质的影响烟叶含有的水溶性总糖和还原糖含量是决定烟气醇和度的主要因素烤烟的含糖低会使增大烟气的刺、呛味，在一定幅度内，烤烟含糖量高品质好但含糖量过高，也会引起不良影响燃吸卷烟时，糖类物质的热解产物呈酸性反应，可以与烟气中的减性物质起中和作用，因此糖与烟城的比值常作为评价卷烟劲头和吃味指标品质优良的烤烟经过适当的发酵和醇化，燃吸时产生一些具有香气成份的物质不同地区、不同品种、不同部位、不同等级的烟叶含糖量差别较大烤烟水溶性总糖含量一般在15%〜35%之间，适宜含量为20〜26%烤烟的还原糖含量一般在15%〜26%之间，以18%〜25%为最佳，还原糖在卷烟燃吸时，可单独热解形成多种香气物质，其中重要的有陕喃衍生物、简单的酮类和醛类等段基化合物还原糖含量的提高有利于烟叶吸食品质的提高水溶性糖类与氨基酸经过梅拉德反应能形成多种香气物质，产生令人愉快的香气，掩盖其他物质产生的杂气糖类与氨基酸经过梅拉德反应能形成多种香气物质，产生令人愉快的香气，掩盖其他物质产生的杂气此外，水溶性糖含量高的烟叶比较柔软，富有弹性，色泽鲜亮，耐压而不易破碎含糖量过高，特别是非还原糖比例较高时，意味着烟叶成熟度不够或烘烤不当，使烟气变得平淡灼热、刺激性增大，对烟气质量产生不利影响因为糖类化合物在燃吸的热裂解过程中会同时产生乙醛、丙烯醛等有刺激性的化合物烤烟含糖量过高，烟气酸性过强，也易引起压香现象，应予重视烤烟含糖量过高时，产生焦油的可能性增大，使卷烟的安全性变差因此，在控制烤烟型卷烟焦油含量时，应注意将烤烟原料中糖含量控制在适宜的范围之内，特别是要注意降低其中的非还原糖含量（双糖差）烤烟的可溶性总糖和还原性糖含量（双糖差）是衡量烤烟内在化学质量的重要指标，烟叶中可溶性总糖含量过高也会产生不利影响由于品种特性、栽培措施、调制方法均有很大差别，烟叶的化学成分也有很大的不同，总糖含量和总氮含量最为典型，烤烟含糖量最高，总氮含量最低研究发现，总糖和总氮作为烟草中两大类化学成分总是相互消长，即含糖量高的烟叶，总氮含量较低，而含糖量低的烟叶，总氮含量偏高除其他因素外，出现这种规律性的部分原因是调制方法不同所形成的调制时间越长，糖类因烟叶的呼吸作用而消耗越多；调制时间越短，糖类消耗得越少，保存下来的越多，当然含氮化合物在调制过程中也作为呼吸基质被消耗，但是其消耗量远不如糖类多这种消长关系与遗传因素和产地气候类型有直接关系不同类型烟叶的各种化学成分含量不同，其质量特点和风格也不相同，不能用相同的指标去衡量其烟叶品质的好坏如烤烟含糖量一般较高，且在一定范围内含量越高，烟质越好而白肋烟则要求含糖量极低，才有其特殊的香气和吃味，经过特殊加工处理，即可成为生产混合型卷烟不可缺少的主要烟叶原料

2、淀粉对烟叶品质的影响淀粉一般是由2种多糖组成直链淀粉和支链淀粉的聚合物直链淀粉的链长为40〜47个脱水葡萄糖单位，支链淀粉的链长约为26个脱水葡萄糖单位玉米淀粉含约27%的直强淀粉和73%的支链淀粉，而烟草淀粉约含23%的直链淀粉和77%的支链淀粉Johnstone和Plimmer,1959淀粉是较易水解的糖类，烟叶经调制后淀粉含量会大幅度降低，调制过程进行得越好，淀粉转变为单糖的反应进行得也越完全以淀粉形态存在的糖类在烟支燃吸时，对烟气质量会产生不良影响，淀粉会影响烟丝的燃烧速度和燃烧得完全性；另外，淀粉在燃烧时会产生焦糊气味，破坏烟草燃吸时所形成的香味所以从烟草制品来讲，不希望烟丝内淀粉含量高但是对于新鲜烟叶，要达到充分成熟度，烟叶内的淀粉积累是必要的积累的淀粉在适宜的调制过程中，可转化为有利于品质提高的还原糖和有机酸调制过程是通过控制温湿度变化来掌握烟叶干燥脱水进程和调节采摘后烤烟的呼吸作用，最终通过干燥脱水使烟叶内的酶失活，使烟叶的内在化学成分固定在最适宜的范围内然而，烟叶在采摘和调制的最初阶段，是需要促使烟叶内的化学成分发生剧烈的变化，即可通过酹的水解作用使烤烟内淀粉含量大大降低，同时增大还原糖含量烤烟的淀粉含量是衡量烟叶成熟度和烘烤质量的重要指标之一我国部分烟区烤烟的淀粉含量在

5.0%以上，明显高于从美国、津巴布韦和巴西进口烤烟这表明国产烤烟在成熟度掌握和烘烤质量上与上述进口烤烟的差距较大白肋烟在生长期间淀粉积累量仅为烤烟的25%Weybrew和Hamann,1977,但在晾制期间，因烟株处于较长时间的分解代谢，使淀粉和可溶性糖几乎消耗殆尽，晾制后烟叶内仅留下极少量的蔗糖和还原糖

3、纤维素对烟叶品质的影响纤维素是一种多糖，其分子式为C6H1005n,主要是由葡萄糖单位构成的烟叶的纤维素经酸解作用，其中部分仅产生葡萄糖，另一部分产生的主要是半乳穗，而烟梗纤维素产生的主要是阿拉伯糖和葡萄糖Johnstone,1959烟叶中纤维素的含量与烟草类型关系较大马里兰烟含量最高，可达21%左右；香料烟含量很低，为6%—7%；烤烟为17%左右；白肋烟为9%—10%纤维素对提高烟叶燃烧性有积极作用，使烟叶持火力增强但是纤维素含量多时，烟叶组织粗糙，烟叶燃烧后产生灼热粗糙的烟气，容易产生呛咳的气味据研究，卷烟叶组配方内约含10%的纤维素和半纤维素，此数值与一系列烤烟品种的测定值比较一致Collins和Legg,1977然而必须注意的是，烟茎和烟梗的纤维素含量比叶片高得多烟草配方中如出现高纤维素含量时，会对燃吸品质产生副作用，因为纤维素赋予烟气一种尖刺的刺激性和一种“烧纸”的气味烟梗的纤维素含量在烟草薄片生产中起着重要的作用，因为纤维素提供结构强度叶片纤维素的聚合度DP为1100〜1650与烟梗纤维素的DP为1600〜1800大不相同，但它们均比木材纤维DP为3000低得多此外，烤烟纤维素的DP往往低于晾烟的纤维素Stedman,1968烤烟纤维素的平均链长比白肋烟的低Fenner,1988尽管烟梗在现代卷烟生产既可以作为膨胀梗丝又可以作为烟草薄片的一种纤维素源使用经济中起着重要作用，但值得注意的是，就燃吸品质而言，烤烟烟梗优于晾烟烟梗这可能是由于烤烟纤维素的聚合度比晾烟低，烟梗除纤维素的聚合度存在差异外,其它内含物质如高含量的硝酸盐等也会对燃烧性和品质造成差别

4、半纤维素对烟叶品质的影响半纤维素是所有植物细胞壁中均能发现的一类与木质素相结合的多糖目前尚不清楚，木质素和半纤维素是化合在一起的，还是半纤维素被木质素机械包裹的Anon,1989日本学者将烤烟的半纤维素分离成2个组分，水解得到的主要有阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖以及少量的木糖Johnstone和Plimmer,1959烟草半纤维素的差别很大，因为其组成可随生长和成熟而变化，并受栽培和环境因素的影响在调制、陈化和加工期间，烟叶的纤维素含量保持不变纤维素燃烧产物约占主流烟气中热解产物质量的12%Chortyk和ScllOltzhauer,1973在350下纤维素开始生成热解产物，在700—750之间热解物产量最大酚类也是纤维素热解产生的主要化合物，这些化合物的吸味与带有烟熏气味的食品香料类似纤维素燃烧产生的B-D-叱喃葡萄糖及其他类似的化合物具有焦糖样的特征香气和吸味Heath和Reineccius,

19865、果胶质对烟叶品质的影响果胶分子是一种由1,4-键连的a-D-半乳糖醛酸构成的聚合碳水化合物，但其按酸基团的甲基化程度各不相同分散在聚半乳糖醛酸骨架内的物质是中性糖部分，如半乳糖、鼠李糖和阿拉伯糖BokelmanSun等，1987发现，烟草内的主要果胶多糖有一条1,4-键连的a-D-哦喃型半乳糖醛酸主链，其中散布着2-键连接的L-此喃型鼠李糖基约22%的半乳糖醛酸甲基化，果胶主链在鼠李糖的C-4上连接有中性支链Lauterbach和Moldoveanu1991采用热解气相色谱一质谱GC/MS法测定了各种商业等级调制后的烤烟、白肋烟和香料烟中可溶性果胶的甲基化和酰胺化程度表1结果表明，烤烟的可溶性果胶的甲基化和酰胺化程度较高白肋烟的甲基化程度最低，而酰胺化程度最高果胶是将烟叶细胞“黏”在一起的“胶”，约占烟叶质量的6%〜12%,对烟叶组织结构的稳定性和烟叶热解产物都有着重要作用，而热解产物将对烟气化学性质起着重要影响果胶质是亲水性胶体物质，通过渗透作用吸收水分，对烟叶的吸湿性和弹性起一定的作用但果胶质含量高的烟叶，对空气相对湿度的变化较敏感，空气相对湿度高时，烟叶吸湿变软,易产生自然发热现象，甚至会导致烟叶热霉变和压油现象；空气相对湿度低时，烟叶放湿，变硬变脆，容易破碎而且烟叶吸湿性与果胶质的形态有关，原果胶影响作用大，可溶性果胶影响作用小烟叶这种果胶质的形态差异的现象与烟叶的成熟度有关因此，烟叶应在充分成熟时进行采收，使原果胶充分转化为可溶性果胶在烟叶调制发酵和加工过程中，也应尽可能创造条件使原果胶向可溶态转变否则会使烟草在加工过程中香气透发性不良，青杂气重有分析指出，烟梗中的游离果胶酸和原果胶含量比叶片中的高，烤烟中的果胶含量比白肋烟中的高人们已研究了因生理差别造成的果胶合量的差异及其对烟叶品质的影响ShmMk1953指出，烟叶品质与果胶含量成反比对分离果胶的研究表明，果胶的热解类似于淀粉的热解Green,1977然而，糖和半乳糖醛酸的热解产物与其他碳水化合物的类似果胶发醉生成多达LO%T.5%o的乙酸，乙酸产生辛辣和刺激味，从而影响烟气的吸味人们早已知道，通过调制可以改进烟草果胶成分的化学性质，尤其是喙制和雪茄烟发酥,在此过程中，烟叶中的氨能够与果胶类物质相互作用从商业角度讲，果胶在烟草薄片生产中起着重要的作用在目前2种主要的商业烟草薄片生产过程中，就有一种用磷酸氢二较处理烟草浆料以溶解烟草果胶，然后，将处理后的烟草浆料铺在热的金属带上，此时一部分氨挥发使烟草果胶“固化”，从而将烟草薄片“黏”在一起由于产生的氨在天然烟草香味形成过程中起重要作用，因此，此种薄片生产工艺不仅提供了一种扩大烟草使用的方法，而且从燃吸品质的角度分析，磷酸氢二链处理烟草浆料以溶解烟草果胶制成的优质烟草薄片，还为改善烟气提供了一种可提高叱嗪类化合物含量的途径

6、木质素对烟叶品质的影响木质素含量高达烟叶质量的4%〜5%,是微管束类植物中发现的最丰富的天然有机芳烧聚合物同纤维素和半纤维素一样，木质素也是烟叶细胞壁的主要成分之一木质素是一种高分子聚合物，含有100多个富含甲氧基的芳香单元木质素是一些香味化合物如香兰素、苯甲醉、1-苯基乙醉、2-苯基乙醇和其他芳香族化合物的前体物，这些物质通过蒸馅进人主流烟气中Green,1977苯甲醇、1-和2-苯基乙醇具有花香和水果香韵，可使烟气柔和这些化合物在低浓度下具有香气，而在高浓度下则增添苦味Roberts,1988现已知道，木质素热解生成大量的酚类化合物，如2-丙基苯酚、香兰素、丁子香酚、愈创木酚、焦枯酚和甲酚，在烟草的烟气中均已发现这些化合物木质素是由酚类成分如松柏醇、对-香豆醇和苦杏醇构成的聚合链在许多烟草综述中，均把木质素划分为“碳水化合物类”，因为木质素与半纤维素有联系且与其结合在木质植物中木质素作为胶接剂有助于将纤维素纤聚合在一起Goheen和Hoyt,

19857、糖昔对烟叶品质的影响Green等人

（1980）发现，通过水解作用，可使烟草中释放出一些具有香味的物质3-羟基二氧大马酮和3-酮基紫罗兰醇并由此提出，烟草的非挥发性香气前体物是以糖甘的形式存在于烟草中在20世纪70年代中期之前，有关水果和其他植物材料通过酸水解或酶水解糖苔结合类菇烯和降类苗烯化合物释放香气化合物的资料非常少现已经知道，含糖（单糖和双糖）的植物（包括烟草）均能产生非挥发性物质，这些非挥发性物质通过糖内的一个键与香气物质相互连接起来，这些香气物质多是由类胡萝卜色素的氧化和代谢转化产生的（Williams,1993）现今在水果、酒类和其他产品中发现许多与烟草相同的香气化合物，且主要也是以糖昔形式化合的Heckman等人

（1981）研究指出，通过酶水解处理烤烟内的糖普，可使一系列烟草糖普配基的分离量显著增加（表】）一些香料公司也采用商业酶水解法，处理烟草碎片和粉尘来生产烟草香味物质，这些香味物质就是来自于烟草内与糖昔结合的前体物用糖昔给烟草加香已经获得专利（Anderson等，1976）在美国，商品卷烟曾一度采用乙基香兰素（一种香气比香兰素强3倍的人造香料）的糖昔（Herron,1987）来改善卷烟侧流烟气的香气

8、糖酯对烟叶品质的影响1970年，Schumacher第一次报道了将香料烟内的一种葡萄糖四酯（GTE）的分离提纯并进行了结构分析及人工合成现今人们认为，这种糖酯和含量较大的低碳段酸的蔗糖四酯（STE）是香料烟特征香味有联系的最重要香味前体物的一部分（Lcffingwcll,1988）1981年，Severson等人发现一种抗烟青虫的烟草的表皮蜡含有一系列STE,这些STE均是从香料烟中分离的6-Q-乙酰基三酰基此喃藕萄糖昔［葡萄糖四酯（GTE）］的可能前体（Severson,1981；Severson,1985a；Severson,1985b）Einoff和Chan采用烤制、晾制和晒制法分别模拟每种烟草的田间管理-调制方法，定量测定了Coker3了（烤烟）、Kentucky14（白肋烟）和Smyrna（香料烟）中的STE积累量（Einolf和Chan,1984）表明香料烟和白肋烟内的STE积累量大于烤烟，且在完全成熟时积累量最大现已证实，香料烟STE的四酯含有较多的具有浓郁香气的C5和C6段酸（Severson等，1985）有趣的是，就烟气的香气和香味影响而言，热解时CTE和STE易于释放出游离的涉酸，而全部酯化的蔗糖八酯和葡萄糖五异戊酸酯则在热解时不易释放出所结合的粉酸部分。