1、 煙草化學第八章第八章 煙草的質量與化學指標煙草的質量與化學指標第一節第一節 煙草的質量概念煙草的質量概念第二節第二節 化學指標化學指標第一節第一節 煙草的質量概念煙草的質量概念n煙草質量煙草質量: :不同地區或人群對煙草的反應。不同地區或人群對煙草的反應。 農業生產的專家：農業生產的專家：烤煙質量是烤出來的，更 是大田種出來的。 農農 民：民： 凈收入應該是最高的。 商業公司：商業公司： 產品質量與價格均具有競爭性。工業生產的專家：工業生產的專家：消費者是最終的標準。朱尊權院士提出朱尊權院士提出“可用性可用性” 的概念，的概念，用于評價煙葉質量用于評價煙葉質量 煙葉質量可看作是煙葉的可用性,

2、它既是煙葉必要性狀均衡的體現,也是滿足消費者需求的體現。工業上要求的可用性是：工業上要求的可用性是：能制成優質的受消費者歡迎的卷煙，并能保持香味穩定；能適應卷煙加工處理，消耗少，出絲率高，成本低；安全性好，符合有關衛生各方面的規定和要求。 消費者的相對消費者的相對安全性和合意性安全性和合意性。 如果某一產品符合相對安全性和合意性，它就有高度的可用性，否則可用性就低。某些化學成分雖然對香氣和吃味有益，有助于提高煙葉的品質，但是由于這些化學成分在燃燒時產生不安全煙氣成分，不利于相對安全性，因此，可用性降低。 n煙草質量包括以下五個方面：煙草質量包括以下五個方面： 1. 1.外觀質量外觀質量 2.

3、2.內在質量內在質量 3. 3.物理特性物理特性 4. 4.化學成分化學成分 5. 5.安全性安全性 一、外觀質量一、外觀質量n外觀質量是指人體感官直接感觸和識別的煙葉外觀特性，即人體感官可以作 出判定的煙葉外觀質量因素，是以眼觀、手摸、鼻聞等經驗性感覺判定，是煙葉分級的主要依據。盡管發達國家在煙葉挑選上已經使用了電子分色儀，但是要最終判定煙葉的等級質量，當今世界各產煙國還是以感官和經驗來識別和判定煙葉的等級質量。經常使用的煙葉外部特征有部位、顏色、成熟度、葉片結構、油分、身份、長度、殘傷和破損等。n 一般認為優質煙葉的外觀特征是：煙葉成熟度好，葉組織疏松，葉片厚薄適中，葉片厚度在82 pm9

4、5 pm范圍內，顏色金黃、桔黃，油分足，光澤強，葉片長度50 cm60 cm，彈性好，單葉質量6g9g。n（一）顏色與光澤不同顏色的煙葉具有不同的質量。煙葉的顏色比較明顯，容易識別，而且煙葉的顏色與煙葉的內在質量關系密切，因而在煙葉分級標準中一般都作為第二分組因素。煙葉的顏色一般分為：檸檬黃、桔黃、紅棕、青黃等。20世紀60年代世界上許多煙葉生產國家和煙草經營者都喜歡檸檬黃色的煙葉，而今都把桔黃色的煙葉當為優質煙葉用作卷煙配方中的主料煙。其原因就是這類煙葉香氣足，吃味好；而檸檬黃色煙葉則吃味平淡，一般只作為卷煙配方中的填充料；青黃色煙葉雖然價格低，但其香氣差，雜氣重，質量較差，是不受歡迎的。n

5、 組織是葉片細胞排列的疏密程度。一般將葉片組織劃分為疏松、尚疏松、稍密、緊密等四個檔次。疏松的煙葉彈性好，燃燒性強，是優質煙葉必須具備的特征；結構緊密的煙葉質量差。煙葉的葉片結構與部位、成熟度都有密切關系，并有一定規律性。同一株煙葉部位由下向上，葉片結構由疏松趨緊密。成熟度好的葉片結構疏松，成熟差的葉片結構緊密。厚度適中的煙葉最受歡迎的，這種煙葉彈性強，油分多，煙葉質量高。過厚的煙葉往往勁頭大，雜氣重，刺激性大。過薄的煙葉內含物不充實，雖然填充性好，但吸食卻淡而無味。（二）組織和厚度澤（二）組織和厚度澤（三）油分（三）油分n煙葉油分，指煙葉組織細胞內含有的一種柔軟液體或半液體物質，在煙葉外觀上

6、反映為油潤、豐滿、枯燥的程度，是煙葉在一定含水量條件下，人們眼看、手摸有油潤或枯燥的不同感覺。油分可分為四檔：多、有、稍有、少。（四）成熟度（四）成熟度n成熟度，是分級中衡量煙葉品質的中心因素，也是影響卷煙質量的基礎，是烤煙分級首要因素。煙葉成熟度好，其外觀特征的表現是：顏色桔黃、桔紅、金黃，色度濃，組織結構疏松，有明顯的成熟斑，燃燒性好，香氣量足，吃味醇和；煙葉成熟度差，其外觀特征的表現是：顏色淺淡，易退色，葉面光滑，組織結構密至緊密，有的煙葉微帶青甚至青黃色。成熟度可分為五檔：完熟、成熟、尚熟、欠熟、假熟。外觀質量與煙葉化學成分含量的關系有如下外觀質量與煙葉化學成分含量的關系有如下規律：規

7、律：n上部煙葉，葉片較厚，組織緊密，糖含量較低，煙堿含量較高，香氣物質含量高；n中部煙葉，組織結構較疏松，厚度適中，總糖含量較高，煙堿含量適中；n下部煙葉，組織結構疏松，葉片較薄，油分少，總糖和煙堿含量均較低；n不成熟的煙葉，組織結構緊密，表面光滑，淀粉含量高，油分差。 二、內在質量n內在質量是指煙葉燃燒時，吸煙者對香氣、吃味的綜合感受，包括香 氣、吃味、勁頭、雜氣、刺激性、余味等。評吸是鑒定內在質量的重要手段。n（一）香氣（一）香氣n 由煙草直接散發出來的或煙草燃燒時產生的令人愉快的氣味，稱為煙草的香氣。香氣既有香氣質的優劣之分，又有香氣量的多少之別。香氣質好，但香氣量不足，吸食者感覺香氣淡

8、，這樣的煙葉質量不能說好。相反，香氣量足，但香氣質差，同樣不會產生令人愉快的氣味，煙葉的質量也不是很好。香氣的類型香氣的類型n（一）烤煙n烤煙煙葉具有典型的烤煙香特征，根據我國不同產地和品種烤煙的香氣表現，一般把我國的烤煙香味分為3種香型：n1、濃香型 煙葉香氣濃郁n2、清香型 煙葉香氣清醇爽淡n3、中間型 煙葉香氣介于兩者之間n（二）香料煙n香料煙具有獨特的芬芳的香氣，是卷煙生產中重要的調香原料。分為3種類型：n1、芳香型 具有強烈的芳香氣味n2、吃味型 煙葉加工后色暗，芳香中等，嗅覺好或具有特殊吃味n3、中等型 具有芳香特征，且有刺激性n（三）白肋煙n煙味濃烈，但味苦，刺激性強。一般需與烤

9、煙等煙葉混合才能為消費者接受。n（四）其他類型n馬里蘭煙、雪茄的芯葉和我國傳統的晾曬煙都具有各自獨特的濃厚香氣。n影響煙草香氣的化學成分影響煙草香氣的化學成分形成煙葉香氣的化學物質含量都比較少，但組分卻非常復雜，并且煙葉本身的香氣與燃燒后產生的香氣并非完全一致，有些聞起來不香的煙葉燃燒后卻能產生令人滿意的香氣。概括起來講，影響煙葉香氣的化學成分大致可分為兩大類。一類是煙葉本身含有香味的物質，如揮發性的醇類、醛類、酮類、低級脂肪酸類及其脂類。這些物質大都存在于揮發性的芳香油中。另一類是在煙葉中并沒有氣味，而是煙葉燃燒時熱裂解或氧化能夠產生香氣的大分子物質，如胡蘿卜素、樹脂等等。n大量的研究表明，

10、不同類型煙草的香氣成分的種類基本上是相同的，但是各種香味成分在不同類型煙草中的含量比例卻不相同。因此，可以說，所謂烤煙香、白肋煙香、香料煙香等香型上的差別除了香氣物質種類差異外，大部分是由香氣物質含量不同而造成的。可見，提高香氣物質含量對提高煙葉質量是至關重要的。n提高煙葉香氣的主要生產措施提高煙葉香氣的主要生產措施n1）選擇適當的品種 由于遺傳差異，不同品種之間的香氣質和香氣量存在明顯差異。如紅花大金元、中煙9203、云煙85、翠碧1號等品種生產的煙葉是清香型的；NC89、NC82、中煙90等品種生產的煙葉是近中間香型的，而K326、K346、K394等品種生產的煙葉則是濃香型的。所以在煙草

11、種植時，應根據煙葉質量的需求選擇適當品種。n2）增施微肥和有機肥大量的科研和生產實踐表明，增施微量元素和有機肥對提高煙葉品質，尤其對提高煙葉香氣是極為重要的一項技術措施。在土壤瘠薄、有機質含量少或缺素癥狀較重的丘嶺煙區，更應重視這方面的技術。n3）掌握好成熟采收未成熟的煙葉表面的油分少，烤后煙葉無光澤，本身含有的香氣物質就少。因此，成熟度是影響煙葉香氣量的關鍵因素。在采收時，煙葉必須達到充分成熟，只有這樣，才能獲得高等級、高香氣量的煙葉。n4）低溫烘烤對烤煙，烘烤技術也是對煙葉香氣有影響的。由于香氣物質大部分是易揮發物質，溫度越高，這些致香物質揮發得就越多越快。因此在烘烤后期，應適當降低干筋溫

12、度，以免揮發過多的香氣物質，使煙葉的香氣量減少，香氣質變差。（二）吃味（二）吃味n吃味是反應在吸煙者口腔內的對煙味的感覺。吃味好的煙葉，煙氣表現為強度適中，入喉和順，刺激性小，不苦不辣，余味干凈。n影響煙葉吃味的主要化學成分n1）水溶性總糖和還原糖水溶性總糖是影響煙葉吃味的主要化學成分之一。糖分在煙支燃燒時產生的是酸性物質。在一定范圍內，糖含量高，煙葉品質就好，但是糖含量過高，對煙葉吃味也會產生不利的影響。n2）含氮化合物煙葉中的含氮化合物主要是指蛋白質、煙堿和可溶性氮化合物。這些物質在煙支燃燒時產生的是堿性物質。如果氮化合物含量過高，煙葉燃燒產生的煙氣則辛辣、味苦、刺激性強烈；如果煙葉氮化合

13、物含量過少，煙氣則平淡無味。n如何改善煙葉吃味n要獲得吃味較好的煙葉，水溶性總糖和總氮化合物的比例必須協調，即達到煙氣的酸堿平衡。一般烤煙的總糖與總氮比值以10為宜，清香型煙葉的總糖與總氮比值略大一些，濃香型煙葉的總糖與總氮比值略小一些。當然，影響煙葉吃味的化學成分還很多，如檸檬酸、蘋果酸、木質素等等。要達到煙葉化學成分的酸堿比例協調，生產中關鍵是掌握施氮量。對不同品種，要選擇不同的供氮水平，做到合理施肥，這是生產優質煙葉的基礎措施。其次，適當控制調制烘烤的變黃時間，可使煙葉中的淀粉分解完全，并能調節煙葉糖分含量。n（三）刺激性（三）刺激性n煙氣對吸煙者的吃味感覺，包括：1)對口腔的刺、麻、嗆

14、的感覺2)對鼻腔的幸辣難受感 3)對喉部的毛刺感原因：1)煙氣中的游離煙堿所占比例 2)NH3和揮發酸的含量 3)木質素、纖維素和果膠含量n（四）生理強度（四）生理強度n生理強度即勁頭，是指煙氣對吸煙者產生的生理刺激的大小。影響煙氣勁頭大小的化學物質主要是煙堿（尼古丁）。煙堿是一種生理刺激物，吸入人體后能刺激中樞神經，使人興奮。煙堿含量高，這種刺激就強，吸煙者感覺煙氣的勁頭就大。反之，煙堿含量少，這種刺激就小，吸煙者感覺煙氣的勁頭就小。一般曬晾煙的煙堿含量高，勁頭大，烤煙的煙堿含量適中，勁頭也就適中，而香料煙的煙堿含量少，勁頭小。控制氮肥用量，同樣能控制煙葉煙堿含量的多少，即控制了煙葉燃燒時煙

15、氣勁頭的大小。三、物理特性n物理特性是指煙葉的外部形態和物理性能，包括煙葉的填充性、抗碎性、吸 濕性、燃燒性、彈性等。n（1）燃燒性 燃燒性是煙葉的重要物理特性之一，包括陰燃性、燃燒速度、燃燒均勻性、燃燒完全性、灰色及凝聚性。判斷煙葉燃燒性的強弱和完全程度有兩個方面，一是陰燃性，指無明火燃燒的煙葉繼續燃燒持火的能力。煙葉陰燃時間在2s以下者，屬于熄火煙葉。下部煙葉燃燒快，上部煙葉燃燒慢，中部煙葉居中。二是灰色。白色最好，灰白色次之。 n燃燒性與化學成分n鉀、氯含量及鉀氯比 n鉀是煙葉所含礦物質元素中吸收量最大的，也是煙葉灰分的主要成分，其含量的高低直接影響煙葉的燃燒性和吸濕性。鉀能助燃，其含量

16、越高，煙葉的燃燒性越好。 n氯是影響煙葉燃燒性的主要元素，一般煙葉中氯離子的含量為0.3% - 0.8%比較適宜，當煙葉含氯量大于1%時，就對煙葉燃燒性產生不良影響；含氯量超過1.5%，便會產生不同程度的熄火現象。含氯量高的煙葉不但燃燒性不良，而且雜氣、刺激性重，工業使用價值降低。 n由于鉀和氯的交互影響，有的煙葉鉀含量較高，但同時由于氯含量也高，而燃燒性并不好。因此，人們通常用鉀氯比值來評價煙葉燃燒性。煙葉鉀氯比越大，燃燒性越好。 n鈣鎂 n 鈣鎂也是灰分的主要成分，也具有一定的助燃能力，能促使煙葉燃燒完全，使煙灰呈白色，但其助燃能力與鉀相比較弱。另外，鎂還對煙灰有一定的凝結作用，但鎂含量過

17、高則使灰分呈片狀脫落。n淀粉及兩糖差（水溶性總糖與還原糖）n 煙葉的燃燒性與淀粉及兩糖差的關系和煙葉的組織結構有關。成熟度好的煙葉，葉片結構疏松，淀粉含量低，兩糖差值較小，煙葉的燃燒性好；相反成熟度差的煙葉，葉片結構緊密，淀粉含量高，總糖與還原糖的差值較大，煙葉的燃燒性較差。n （2）吸濕性 煙葉含有纖維素、糖類、蛋白質、果膠質、有機酸、鹽類等親水性化學成分，還具有多孔性，便形成了煙葉的吸濕和散濕的特性。同一生態環境條件下的煙葉，質量好，吸濕性強。中部煙葉吸濕性大于上部煙葉，上部煙葉大于下部煙葉。含糖高的煙葉吸濕性強，云南、福建煙葉吸濕性強，河南煙葉吸濕性較弱。 n （3）填充性 填充性指單位

18、重量的煙絲在標準壓力下所占有的體積，cm3/g表示。質量好的煙葉填充能力較小，質量差的煙葉填充能力較強。下部煙葉填充能力最強，上部煙葉次之，中部煙葉最差。n （4）彈性 彈性一方面用來表示其濕潤時雖經拉扯不致破碎的能力，另一方面也可用來表示煙葉對于外來壓力的抵抗能力。 （5）含梗率 含梗率指煙葉里煙梗占有的比例。烤煙含梗率一般約為25%左右。下部煙葉含梗率最高，中部煙葉次之，上部煙葉較低。n n1 1糖類化合物糖類化合物n2 2含氮化合物含氮化合物n3 3其他有機成分其他有機成分n4 4無機成分無機成分四、化學成分（在第二節細述）五、安全性五、安全性n5.15.1化學農藥殘毒化學農藥殘毒n5.

19、25.2煙葉和煙氣中的有害化學成分煙葉和煙氣中的有害化學成分n吸煙是一個不完全燃燒的過程，產生許多有害成分，如焦油，煙堿，亞硝胺，CO NO NH3 HCN 自由基和苯并芘等 左天覺研究表明：焦油是最主要的有害物質，焦油成分中99.4對人體無害，0.2致癌，0.4促進癌癥病變物質（促癌物質）。 n有人提出，影響健康的因素很多，遺傳、個人體質、飲食習慣、藥物和環境等等，僅將吸煙作為各種疾病尤其是癌癥的罪魁禍首是不符合實際的。如焦油中的主要致癌物質苯并芘全世界每年釋放總量為5044t，煙草燃燒僅產生0.05-0.25t。 第二節第二節 化學指標化學指標n一、主要化學指標一、主要化學指標n二、評定煙

20、質的經驗指標二、評定煙質的經驗指標一、主要化學指標一、主要化學指標n1.淀粉n 煙葉中的淀粉含量主要與品種、采收成熟度、調制技術有關，烤青煙葉中淀粉的含量會特別高。合適的調制技術會促進淀粉的充分轉化，提高煙葉質量。優質烤煙要求淀粉含量低于5%。n2.還原糖 n 還原糖含量是決定煙氣醇和度的主要因素。其含量低，引起刺嗆的吃味，含量高則產生一種酸的吃味。還原糖與總氮含量成負相關。n 烤煙還原糖含量適宜范圍為18%22%；白肋煙要求還原糖含量低于1%。n3.總氮 n 總氮的含量與煙堿含量成正相關。總氮含量低會產生平淡的煙氣或不愉快的吃味；總氮含量高，則產生濃烈辛辣的煙氣，刺激性較大。n烤煙總氮含量適

21、宜范圍為1.5%3.0%;白肋煙總氮含量適宜范圍為2.0%4.0%。 n4.煙堿 n煙堿是評價煙草質量的重要指標。煙堿含量低，吃味平淡；煙堿含量高，勁頭大，吃味苦，煙味粗糙。n烤煙的煙堿含量適宜范圍為1.5%3.5%；白肋煙的煙堿含量適宜范圍為2.0%4.0%。n5.總揮發堿n 烤煙總揮發堿含量范圍為0.30%0.60%，白肋煙含量范圍為0.55%0.85%。總揮發堿含量低，煙氣平淡或粗糙；含量高則出現濃烈的刺激性煙氣或苦味。 n6.石油醚提取物n 煙草石油醚提取物質含有芳香油、樹脂、蠟質等體現煙草香氣的物質，其含量越高，煙葉的香氣量越足。n烤煙石油醚提取物質的含量范圍為4%8%。n 根據煙草

22、化學成分之間的相互關系指標來評定煙葉質量的指標較多，如布呂克納質量指數、庇利基質量指數、施木克值、糖氮比和糖堿比、煙堿與總揮發堿的比值、水溶性總糖與揮發堿的比值等。由于一些指標未被廣泛采用或很少采用，下面僅介紹主要的指標。 二、評定煙質的經驗指標二、評定煙質的經驗指標n1 1、BrucknerBruckner品質指數品質指數2 2、C.PyrikiC.Pyriki品質指數品質指數 3.3.施木克值施木克值n1953年，施木克（A.H.CHMHPHOB）以水溶性糖類與蛋白質含量之比作為評定烤煙和香料煙煙質的指標，即： 水溶性總糖施木克 = 蛋白質量n卷煙產品中可溶性糖量隨等級提高而增加，而蛋白質

23、則隨等級提高而減少，因此，施木克值較大的煙葉質量較好。但施木克值過大，糖與蛋白質比例失調，煙葉質量也會下降。n由于煙草中水溶性糖類燃燒產生酸性物質，而含氮化合物則產生堿性物質，因此，施木克值實際上是一個酸堿協調的問題。n鑒于測定蛋白質的過程比測定總氮含量復雜得多，因而有幾種改動的計算方法，如以（總氮量一煙堿氮量） 6.25 代替蛋白質含量等。n施木克值只能用于評價烤煙和香料煙，而不能用于評價含糖量較低的曬晾煙。4 4糖氮比和糖堿比糖氮比和糖堿比由于施木克值實際上反映了煙葉中的酸堿平衡關系，所以有人提出直接用糖氮比來表示煙葉的質量 糖氮比水溶性總糖/總氮 6-10為好煙草中的含氮化合物與煙堿存在

24、著一定的比例關系，所以又可以用糖堿比來代替糖氮比 糖堿比水溶性總糖/煙堿 6-10較好5.煙堿與總揮發堿的比值n莫斯利（J.M.Moseley,1951）等采用煙堿與總揮發堿的氨當量之比來衡量白肋煙煙葉質量，其比值越大，煙質越佳。6.水溶性總糖與揮發堿的比值n揮發堿類物質包括煙堿及其同類物和揮發性的氨、胺類等。煙堿對煙葉質量的影響一方面表現為生理強度，這是煙草質量所必須具備的；另一方面則產生刺激性，這是對煙草質量不利的因素。n水溶性糖類能生成酸性物質。根據卷煙要求酸堿度平衡協調的原則，提出用水溶性糖類和揮發堿類的比值作為評價烤煙及其制品的質量指標，該比值是：n 水溶性糖類（%） n比值 = 氨當量的煙堿（%）其他揮發堿/總揮發堿（%） 8、煙氣中的焦油與煙堿比或煙堿與焦油比n煙氣中總粒相物包括焦油、煙堿和水分，焦油和煙堿均被認為是有害人體健康的物質。從危害程度來看，焦油中含有的微量稠環芳烴和亞硝胺類致癌物質，其危害性遠遠大于煙堿，是煙氣各種不利因素中最受重視的。n過去人們曾以煙氣中總粒相物與煙堿之比或焦油與煙堿比作為評價安全