第8章烟草的质量与化学指标新1

烟草化学第八章第八章 烟草的质量与化学指标烟草的质量与化学指标第一节第一节 烟草的质量概念烟草的质量概念第二节第二节 化学指标化学指标第一节第一节 烟草的质量概念烟草的质量概念n烟草质量烟草质量:不同地区或人群对烟草的反应。不同地区或人群对烟草的反应。农业生产的专家：农业生产的专家：烤烟质量是烤出来的，更 是大田种出来的。农农 民：民：净收入应该是最高的。商业公司：商业公司：产品质量与价格均具有竞争性。工业生产的专家：工业生产的专家：消费者是最终的标准。朱尊权院士提出朱尊权院士提出“可用性可用性”的概念，的概念，用于评价烟叶质量用于评价烟叶质量 烟叶质量可看作是烟叶的可用性,它既是烟叶必要性状均衡的体现,也是满足消费者需求的体现。工业上要求的可用性是：工业上要求的可用性是：能制成优质的受消费者欢迎的卷烟，并能保持香味稳定；能适应卷烟加工处理，消耗少，出丝率高，成本低；安全性好，符合有关卫生各方面的规定和要求。消费者的相对消费者的相对安全性和合意性安全性和合意性。如果某一产品符合相对安全性和合意性，它就有高度的可用性，否则可用性就低。某些化学成分虽然对香气和吃味有益，有助于提高烟叶的品质，但是由于这些化学成分在燃烧时产生不安全烟气成分，不利于相对安全性，因此，可用性降低。n烟草质量包括以下五个方面：烟草质量包括以下五个方面：1.1.外观质量外观质量 2.2.内在质量内在质量 3.3.物理特性物理特性 4.4.化学成分化学成分 5.5.安全性安全性 一、外观质量一、外观质量n外观质量是指人体感官直接感触和识别的烟叶外观特性，即人体感官可以作 出判定的烟叶外观质量因素，是以眼观、手摸、鼻闻等经验性感觉判定，是烟叶分级的主要依据。尽管发达国家在烟叶挑选上已经使用了电子分色仪，但是要最终判定烟叶的等级质量，当今世界各产烟国还是以感官和经验来识别和判定烟叶的等级质量。经常使用的烟叶外部特征有部位、颜色、成熟度、叶片结构、油分、身份、长度、残伤和破损等。n 一般认为优质烟叶的外观特征是：烟叶成熟度好，叶组织疏松，叶片厚薄适中，叶片厚度在82 pm95 pm范围内，颜色金黄、桔黄，油分足，光泽强，叶片长度50 cm60 cm，弹性好，单叶质量6g9g。n（一）颜色与光泽不同颜色的烟叶具有不同的质量。烟叶的颜色比较明显，容易识别，而且烟叶的颜色与烟叶的内在质量关系密切，因而在烟叶分级标准中一般都作为第二分组因素。烟叶的颜色一般分为：柠檬黄、桔黄、红棕、青黄等。20世纪60年代世界上许多烟叶生产国家和烟草经营者都喜欢柠檬黄色的烟叶，而今都把桔黄色的烟叶当为优质烟叶用作卷烟配方中的主料烟。其原因就是这类烟叶香气足，吃味好；而柠檬黄色烟叶则吃味平淡，一般只作为卷烟配方中的填充料；青黄色烟叶虽然价格低，但其香气差，杂气重，质量较差，是不受欢迎的。n 组织是叶片细胞排列的疏密程度。一般将叶片组织划分为疏松、尚疏松、稍密、紧密等四个档次。疏松的烟叶弹性好，燃烧性强，是优质烟叶必须具备的特征；结构紧密的烟叶质量差。烟叶的叶片结构与部位、成熟度都有密切关系，并有一定规律性。同一株烟叶部位由下向上，叶片结构由疏松趋紧密。成熟度好的叶片结构疏松，成熟差的叶片结构紧密。厚度适中的烟叶最受欢迎的，这种烟叶弹性强，油分多，烟叶质量高。过厚的烟叶往往劲头大，杂气重，刺激性大。过薄的烟叶内含物不充实，虽然填充性好，但吸食却淡而无味。（二）组织和厚度泽（二）组织和厚度泽（三）油分（三）油分n烟叶油分，指烟叶组织细胞内含有的一种柔软液体或半液体物质，在烟叶外观上反映为油润、丰满、枯燥的程度，是烟叶在一定含水量条件下，人们眼看、手摸有油润或枯燥的不同感觉。油分可分为四档：多、有、稍有、少。（四）成熟度（四）成熟度n成熟度，是分级中衡量烟叶品质的中心因素，也是影响卷烟质量的基础，是烤烟分级首要因素。烟叶成熟度好，其外观特征的表现是：颜色桔黄、桔红、金黄，色度浓，组织结构疏松，有明显的成熟斑，燃烧性好，香气量足，吃味醇和；烟叶成熟度差，其外观特征的表现是：颜色浅淡，易退色，叶面光滑，组织结构密至紧密，有的烟叶微带青甚至青黄色。成熟度可分为五档：完熟、成熟、尚熟、欠熟、假熟。外观质量与烟叶化学成分含量的关系有如下外观质量与烟叶化学成分含量的关系有如下规律：规律：n上部烟叶，叶片较厚，组织紧密，糖含量较低，烟碱含量较高，香气物质含量高；n中部烟叶，组织结构较疏松，厚度适中，总糖含量较高，烟碱含量适中；n下部烟叶，组织结构疏松，叶片较薄，油分少，总糖和烟碱含量均较低；n不成熟的烟叶，组织结构紧密，表面光滑，淀粉含量高，油分差。二、内在质量n内在质量是指烟叶燃烧时，吸烟者对香气、吃味的综合感受，包括香 气、吃味、劲头、杂气、刺激性、余味等。评吸是鉴定内在质量的重要手段。n（一）香气（一）香气n 由烟草直接散发出来的或烟草燃烧时产生的令人愉快的气味，称为烟草的香气。香气既有香气质的优劣之分，又有香气量的多少之别。香气质好，但香气量不足，吸食者感觉香气淡，这样的烟叶质量不能说好。相反，香气量足，但香气质差，同样不会产生令人愉快的气味，烟叶的质量也不是很好。香气的类型香气的类型n（一）烤烟n烤烟烟叶具有典型的烤烟香特征，根据我国不同产地和品种烤烟的香气表现，一般把我国的烤烟香味分为3种香型：n1、浓香型 烟叶香气浓郁n2、清香型 烟叶香气清醇爽淡n3、中间型 烟叶香气介于两者之间n（二）香料烟n香料烟具有独特的芬芳的香气，是卷烟生产中重要的调香原料。分为3种类型：n1、芳香型 具有强烈的芳香气味n2、吃味型 烟叶加工后色暗，芳香中等，嗅觉好或具有特殊吃味n3、中等型 具有芳香特征，且有刺激性n（三）白肋烟n烟味浓烈，但味苦，刺激性强。一般需与烤烟等烟叶混合才能为消费者接受。n（四）其他类型n马里兰烟、雪茄的芯叶和我国传统的晾晒烟都具有各自独特的浓厚香气。n影响烟草香气的化学成分影响烟草香气的化学成分形成烟叶香气的化学物质含量都比较少，但组分却非常复杂，并且烟叶本身的香气与燃烧后产生的香气并非完全一致，有些闻起来不香的烟叶燃烧后却能产生令人满意的香气。概括起来讲，影响烟叶香气的化学成分大致可分为两大类。一类是烟叶本身含有香味的物质，如挥发性的醇类、醛类、酮类、低级脂肪酸类及其脂类。这些物质大都存在于挥发性的芳香油中。另一类是在烟叶中并没有气味，而是烟叶燃烧时热裂解或氧化能够产生香气的大分子物质，如胡萝卜素、树脂等等。n大量的研究表明，不同类型烟草的香气成分的种类基本上是相同的，但是各种香味成分在不同类型烟草中的含量比例却不相同。因此，可以说，所谓烤烟香、白肋烟香、香料烟香等香型上的差别除了香气物质种类差异外，大部分是由香气物质含量不同而造成的。可见，提高香气物质含量对提高烟叶质量是至关重要的。n提高烟叶香气的主要生产措施提高烟叶香气的主要生产措施n1）选择适当的品种 由于遗传差异，不同品种之间的香气质和香气量存在明显差异。如红花大金元、中烟9203、云烟85、翠碧1号等品种生产的烟叶是清香型的；NC89、NC82、中烟90等品种生产的烟叶是近中间香型的，而K326、K346、K394等品种生产的烟叶则是浓香型的。所以在烟草种植时，应根据烟叶质量的需求选择适当品种。n2）增施微肥和有机肥大量的科研和生产实践表明，增施微量元素和有机肥对提高烟叶品质，尤其对提高烟叶香气是极为重要的一项技术措施。在土壤瘠薄、有机质含量少或缺素症状较重的丘岭烟区，更应重视这方面的技术。n3）掌握好成熟采收未成熟的烟叶表面的油分少，烤后烟叶无光泽，本身含有的香气物质就少。因此，成熟度是影响烟叶香气量的关键因素。在采收时，烟叶必须达到充分成熟，只有这样，才能获得高等级、高香气量的烟叶。n4）低温烘烤对烤烟，烘烤技术也是对烟叶香气有影响的。由于香气物质大部分是易挥发物质，温度越高，这些致香物质挥发得就越多越快。因此在烘烤后期，应适当降低干筋温度，以免挥发过多的香气物质，使烟叶的香气量减少，香气质变差。（二）吃味（二）吃味n吃味是反应在吸烟者口腔内的对烟味的感觉。吃味好的烟叶，烟气表现为强度适中，入喉和顺，刺激性小，不苦不辣，余味干净。n影响烟叶吃味的主要化学成分n1）水溶性总糖和还原糖水溶性总糖是影响烟叶吃味的主要化学成分之一。糖分在烟支燃烧时产生的是酸性物质。在一定范围内，糖含量高，烟叶品质就好，但是糖含量过高，对烟叶吃味也会产生不利的影响。n2）含氮化合物烟叶中的含氮化合物主要是指蛋白质、烟碱和可溶性氮化合物。这些物质在烟支燃烧时产生的是碱性物质。如果氮化合物含量过高，烟叶燃烧产生的烟气则辛辣、味苦、刺激性强烈；如果烟叶氮化合物含量过少，烟气则平淡无味。n如何改善烟叶吃味n要获得吃味较好的烟叶，水溶性总糖和总氮化合物的比例必须协调，即达到烟气的酸碱平衡。一般烤烟的总糖与总氮比值以10为宜，清香型烟叶的总糖与总氮比值略大一些，浓香型烟叶的总糖与总氮比值略小一些。当然，影响烟叶吃味的化学成分还很多，如柠檬酸、苹果酸、木质素等等。要达到烟叶化学成分的酸碱比例协调，生产中关键是掌握施氮量。对不同品种，要选择不同的供氮水平，做到合理施肥，这是生产优质烟叶的基础措施。其次，适当控制调制烘烤的变黄时间，可使烟叶中的淀粉分解完全，并能调节烟叶糖分含量。n（三）刺激性（三）刺激性n烟气对吸烟者的吃味感觉，包括：1)对口腔的刺、麻、呛的感觉2)对鼻腔的幸辣难受感 3)对喉部的毛刺感原因：1)烟气中的游离烟碱所占比例 2)NH3和挥发酸的含量 3)木质素、纤维素和果胶含量n（四）生理强度（四）生理强度n生理强度即劲头，是指烟气对吸烟者产生的生理刺激的大小。影响烟气劲头大小的化学物质主要是烟碱（尼古丁）。烟碱是一种生理刺激物，吸入人体后能刺激中枢神经，使人兴奋。烟碱含量高，这种刺激就强，吸烟者感觉烟气的劲头就大。反之，烟碱含量少，这种刺激就小，吸烟者感觉烟气的劲头就小。一般晒晾烟的烟碱含量高，劲头大，烤烟的烟碱含量适中，劲头也就适中，而香料烟的烟碱含量少，劲头小。控制氮肥用量，同样能控制烟叶烟碱含量的多少，即控制了烟叶燃烧时烟气劲头的大小。三、物理特性n物理特性是指烟叶的外部形态和物理性能，包括烟叶的填充性、抗碎性、吸 湿性、燃烧性、弹性等。n（1）燃烧性 燃烧性是烟叶的重要物理特性之一，包括阴燃性、燃烧速度、燃烧均匀性、燃烧完全性、灰色及凝聚性。判断烟叶燃烧性的强弱和完全程度有两个方面，一是阴燃性，指无明火燃烧的烟叶继续燃烧持火的能力。烟叶阴燃时间在2s以下者，属于熄火烟叶。下部烟叶燃烧快，上部烟叶燃烧慢，中部烟叶居中。二是灰色。白色最好，灰白色次之。n燃烧性与化学成分n钾、氯含量及钾氯比 n钾是烟叶所含矿物质元素中吸收量最大的，也是烟叶灰分的主要成分，其含量的高低直接影响烟叶的燃烧性和吸湿性。钾能助燃，其含量越高，烟叶的燃烧性越好。n氯是影响烟叶燃烧性的主要元素，一般烟叶中氯离子的含量为0.3%-0.8%比较适宜，当烟叶含氯量大于1%时，就对烟叶燃烧性产生不良影响；含氯量超过1.5%，便会产生不同程度的熄火现象。含氯量高的烟叶不但燃烧性不良，而且杂气、刺激性重，工业使用价值降低。n由于钾和氯的交互影响，有的烟叶钾含量较高，但同时由于氯含量也高，而燃烧性并不好。因此，人们通常用钾氯比值来评价烟叶燃烧性。烟叶钾氯比越大，燃烧性越好。n钙镁 n 钙镁也是灰分的主要成分，也具有一定的助燃能力，能促使烟叶燃烧完全，使烟灰呈白色，但其助燃能力与钾相比较弱。另外，镁还对烟灰有一定的凝结作用，但镁含量过高则使灰分呈片状脱落。n淀粉及两糖差（水溶性总糖与还原糖）n 烟叶的燃烧性与淀粉及两糖差的关系和烟叶的组织结构有关。成熟度好的烟叶，叶片结构疏松，淀粉含量低，两糖差值较小，烟叶的燃烧性好；相反成熟度差的烟叶，叶片结构紧密，淀粉含量高，总糖与还原糖的差值较大，烟叶的燃烧性较差。n（2）吸湿性 烟叶含有纤维素、糖类、蛋白质、果胶质、有机酸、盐类等亲水性化学成分，还具有多孔性，便形成了烟叶的吸湿和散湿的特性。同一生态环境条件下的烟叶，质量好，吸湿性强。中部烟叶吸湿性大于上部烟叶，上部烟叶大于下部烟叶。含糖高的烟叶吸湿性强，云南、福建烟叶吸湿性强，河南烟叶吸湿性较弱。n （3）填充性 填充性指单位重量的烟丝在标准压力下所占有的体积，cm3/g表示。质量好的烟叶填充能力较小，质量差的烟叶填充能力较强。下部烟叶填充能力最强，上部烟叶次之，中部烟叶最差。n（4）弹性 弹性一方面用来表示其湿润时虽经拉扯不致破碎的能力，另一方面也可用来表示烟叶对于外来压力的抵抗能力。（5）含梗率 含梗率指烟叶里烟梗占有的比例。烤烟含梗率一般约为25%左右。下部烟叶含梗率最高，中部烟叶次之，上部烟叶较低。n n1 1糖类化合物糖类化合物n2 2含氮化合物含氮化合物n3 3其他有机成分其他有机成分n4 4无机成分无机成分四、化学成分（在第二节细述）五、安全性五、安全性n5.15.1化学农药残毒化学农药残毒n5.25.2烟叶和烟气中的有害化学成分烟叶和烟气中的有害化学成分n吸烟是一个不完全燃烧的过程，产生许多有害成分，如焦油，烟碱，亚硝胺，CO NO NH3 HCN 自由基和苯并芘等 左天觉研究表明：焦油是最主要的有害物质，焦油成分中99.4对人体无害，0.2致癌，0.4促进癌症病变物质（促癌物质）。n有人提出，影响健康的因素很多，遗传、个人体质、饮食习惯、药物和环境等等，仅将吸烟作为各种疾病尤其是癌症的罪魁祸首是不符合实际的。如焦油中的主要致癌物质苯并芘全世界每年释放总量为5044t，烟草燃烧仅产生0.05-0.25t。第二节第二节 化学指标化学指标n一、主要化学指标一、主要化学指标n二、评定烟质的经验指标二、评定烟质的经验指标一、主要化学指标一、主要化学指标n1.淀粉n 烟叶中的淀粉含量主要与品种、采收成熟度、调制技术有关，烤青烟叶中淀粉的含量会特别高。合适的调制技术会促进淀粉的充分转化，提高烟叶质量。优质烤烟要求淀粉含量低于5%。n2.还原糖 n 还原糖含量是决定烟气醇和度的主要因素。其含量低，引起刺呛的吃味，含量高则产生一种酸的吃味。还原糖与总氮含量成负相关。n 烤烟还原糖含量适宜范围为18%22%；白肋烟要求还原糖含量低于1%。n3.总氮 n 总氮的含量与烟碱含量成正相关。总氮含量低会产生平淡的烟气或不愉快的吃味；总氮含量高，则产生浓烈辛辣的烟气，刺激性较大。n烤烟总氮含量适宜范围为1.5%3.0%;白肋烟总氮含量适宜范围为2.0%4.0%。n4.烟碱 n烟碱是评价烟草质量的重要指标。烟碱含量低，吃味平淡；烟碱含量高，劲头大，吃味苦，烟味粗糙。n烤烟的烟碱含量适宜范围为1.5%3.5%；白肋烟的烟碱含量适宜范围为2.0%4.0%。n5.总挥发碱n 烤烟总挥发碱含量范围为0.30%0.60%，白肋烟含量范围为0.55%0.85%。总挥发碱含量低，烟气平淡或粗糙；含量高则出现浓烈的刺激性烟气或苦味。n6.石油醚提取物n 烟草石油醚提取物质含有芳香油、树脂、蜡质等体现烟草香气的物质，其含量越高，烟叶的香气量越足。n烤烟石油醚提取物质的含量范围为4%8%。n 根据烟草化学成分之间的相互关系指标来评定烟叶质量的指标较多，如布吕克纳质量指数、庇利基质量指数、施木克值、糖氮比和糖碱比、烟碱与总挥发碱的比值、水溶性总糖与挥发碱的比值等。由于一些指标未被广泛采用或很少采用，下面仅介绍主要的指标。二、评定烟质的经验指标二、评定烟质的经验指标n1 1、BrucknerBruckner品质指数品质指数2 2、C.PyrikiC.Pyriki品质指数品质指数 3.3.施木克值施木克值n1953年，施木克（A.H.CHMHPHOB）以水溶性糖类与蛋白质含量之比作为评定烤烟和香料烟烟质的指标，即：水溶性总糖施木克=蛋白质量n卷烟产品中可溶性糖量随等级提高而增加，而蛋白质则随等级提高而减少，因此，施木克值较大的烟叶质量较好。但施木克值过大，糖与蛋白质比例失调，烟叶质量也会下降。n由于烟草中水溶性糖类燃烧产生酸性物质，而含氮化合物则产生碱性物质，因此，施木克值实际上是一个酸碱协调的问题。n鉴于测定蛋白质的过程比测定总氮含量复杂得多，因而有几种改动的计算方法，如以（总氮量一烟碱氮量）6.25 代替蛋白质含量等。n施木克值只能用于评价烤烟和香料烟，而不能用于评价含糖量较低的晒晾烟。4 4糖氮比和糖碱比糖氮比和糖碱比由于施木克值实际上反映了烟叶中的酸碱平衡关系，所以有人提出直接用糖氮比来表示烟叶的质量 糖氮比水溶性总糖/总氮 6-10为好烟草中的含氮化合物与烟碱存在着一定的比例关系，所以又可以用糖碱比来代替糖氮比 糖碱比水溶性总糖/烟碱 6-10较好5.烟碱与总挥发碱的比值n莫斯利（J.M.Moseley,1951）等采用烟碱与总挥发碱的氨当量之比来衡量白肋烟烟叶质量，其比值越大，烟质越佳。6.水溶性总糖与挥发碱的比值n挥发碱类物质包括烟碱及其同类物和挥发性的氨、胺类等。烟碱对烟叶质量的影响一方面表现为生理强度，这是烟草质量所必须具备的；另一方面则产生刺激性，这是对烟草质量不利的因素。n水溶性糖类能生成酸性物质。根据卷烟要求酸碱度平衡协调的原则，提出用水溶性糖类和挥发碱类的比值作为评价烤烟及其制品的质量指标，该比值是：n 水溶性糖类（%）n比值=氨当量的烟碱（%）其他挥发碱/总挥发碱（%）8、烟气中的焦油与烟碱比或烟碱与焦油比n烟气中总粒相物包括焦油、烟碱和水分，焦油和烟碱均被认为是有害人体健康的物质。从危害程度来看，焦油中含有的微量稠环芳烃和亚硝胺类致癌物质，其危害性远远大于烟碱，是烟气各种不利因素中最受重视的。n过去人们曾以烟气中总粒相物与烟碱之比或焦油与烟碱比作为评价安全性的一个重要指标，但由于烟气中烟碱的含量变化幅度较大，致使总粒相物与烟碱之比值范围也很大，低者为10-20，最高者竟接近100，不便于用来评价。n近几年国内有人分析了全国部分甲类和乙类卷烟烟气中烟碱与焦油之比与卷烟质量的关系，发现烟碱与焦油比同卷烟质量成正相关。而燃烧过程中化学反应非常复杂，制约因素也相当多。因此，只用几种化学成分及其比值评价烟叶质量不够确切，只有利用现代科学仪器检测烟气，并且要经过评吸才能真正评价烟草及其制品的质量。7、其他烟叶质量指标n 总烟碱量 n烟碱值=n 游离烟碱量n 该比值越大，表明游离烟碱占总烟碱的比例越小，苦辣味越轻，烟叶质量越好。n 多酚含量 n芳香值=n 蛋白质氮量氨氮量n n 芳香值高，烟叶香气足。n 烟碱氮量 氮值=氨氮量 n 该值越高，烟叶质量越好。n多酚值多酚/总还原性物质的比值 总还原性物质：多酚和还原糖 多酚值仅适用于调制方法相同的同类型同产地烟叶的比较，比值越大，颜色越深n氮值烟碱氮/氨氮量 烟碱氮烟碱含量*0.1728 烟碱氮对烟质影响较小，氨氮量对烟质影响较大，氨氮量随烟叶等级提高而减小。n8、芳香值多酚/（蛋白质氮量氨氮量）随烟叶等级提高而增大，该值高，烟叶香气足。n9、K/Cl比 衡量烟叶燃烧性的指标，比值4为宜 优质烤烟化学指标优质烤烟化学指标n优质烤烟烟叶的化学成分要求：n还原糖：16%-18%，n烟碱：1.5%-2.3%，n总氮：1.5%-3%，钾：1.5%，n石油醚提取物：4%-6%n还原糖/总糖85或90，国外92三应用化学指标评价烟质时应该注意的问题三应用化学指标评价烟质时应该注意的问题n1同一部位，同一类型，同一处理间进行比较n2用烟叶化学成分评价烟质是一个复杂课题，大半个世纪以来，只能给一个粗略的概念。原因是：烟叶经燃烧产生烟气的过程十分复杂，所以仅用烟叶化学成分指标来评价烟气优劣是不全面的，还应该和评吸结果相结合。谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH