烟叶发酵化学原理

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1、第九章烟叶发酵的化学原理第一节烟叶发酵概述第二节烟叶发酵过程中的变化第三节烟叶发酵过程中的非酶棕色化反应第四节烟叶发酵过程中萜烯类化合物的降解和香气物质的形成第一节概述一、烟叶发酵的重要意义发酵后烟叶烟草特征香气显露可用性显著提高青杂气和刺激性下降二、烟叶发酵的概念烟叶通过烘烤（或晾晒）和复烤后，在人工强化条件或自然条件下陈化一个过程；使烟叶内含物发生一系列化学或生物化学变化，减少原烟某些品质缺陷，使烟草香更加显露，吸食品质明显增强的一个卷烟加工极为重要的工艺环节。陈化，主要偏重于指自然发酵，也叫醇化

2、。发酵，主要偏重于指人工发酵。醇化，侧重于指人工发酵和自然发酵后的效果。多数情况下醇化等同于陈化。烟草发酵与微生物发酵是两个完全不同的概念。三、烟叶发酵机理发酵核心问题主要催化因子主要物质转化途径萜烯类化合物降解Maillard作用残存叶绿素降解杂气成分的缓慢挥发游离烟碱转化降解多酚降解缓慢酸化氨氮化合物脱氨挥发陈化过程烟叶内含物的主要转化途径果胶质降解（二）烟叶发酵的主要催化因子晾晒烟陈化初期的主要催化因子是残存水解酶，后期则是其他酶类。烤烟细胞内酶类是陈化的主要催化因子，主要来自烘烤前的鲜活烟叶，

3、烘烤后活性变得极端微弱，以致烤烟发酵往往达不到晾晒烟的效果，必须采用长时间的陈化处理。（三）烟叶陈化与环境条件的关系温度烟叶陈化的九个主要物质转化途径对温度的要求各不相同。以烤烟品质而论，陈化温度以30℃~38℃最优。烟叶含水量和空气湿度烤烟陈化最有利的含水量是13%~14%，空气相对湿度60%~80%最佳，干湿交替对烟叶排杂有利，尤其是具挥发性的强极性成分排除，需要烤烟有分子水的吸收排放过程。打包方式及光线工业上烟包密度一般为370kg/m3，包装材料以木材最佳，避光对陈化质量有利。四、烟叶发酵技术

4、烟叶发酵人工发酵自然发酵工艺简单操作方便烟叶色泽鲜明比较均匀时间长占用仓库面积大烟叶周转慢不够经济优缺发酵周期短比较经济优烤烟人工发酵方法温度是烤烟发酵的主要技术条件，温度太低，烟叶发酵进程缓慢。中、高等烟叶仍采用50℃发酵法；低等烟叶采用55℃发酵法。采用一次连续性强化醇化或发酵—醇化—再发酵来延长发酵时间，促进烟草的棕色化反应，以达到改进色、香、味的目的。白肋烟发酵方法2-2.5d升温阶段保温阶段10d发酵终止2-2.5d发酵室香料烟发酵方法经过分级包装，水分为14%～16%，即可进行发酵，发酵的

5、温度40℃～45℃较宜，发酵时间为30～45d。香料烟发酵的质量，要求保持其原有的色泽和香气，只改善它的生青气即可。雪茄烟的发酵方法外包皮烟叶装箱发酵堆垛发酵内包皮和芯烟晒黄烟的发酵方法晒红烟的发酵方法60℃发酵真空回潮法60℃人工发酵法第二节烟叶发酵过程中的变化一、干物质损耗二、糖类化合物的变化三、含氮化合物的变化四、其它化学成分的变化干物质损耗游离烟碱氧化果胶质解体甲醇排出氨类物质排出芳香油和有机酸排出干物质损耗等级水分烟包容量烟叶类型影响干物质损耗的因素发酵方法好干物质损耗多发酵效果好干物质损耗

6、多烟叶发酵质量与干物质损耗的关系二、发酵过程中糖类化合物的变化三、发酵过程中含氮化合物的变化（一）多酚类的变化四、发酵过程烟叶其它化学成分的变化四、发酵过程烟叶其它化学成分的变化多酚类醌氨基酸黑色素（二）果胶质的变化烟叶果胶质分解甲醇析出弹性吸湿性改善有机酸含量上升氨基酸分解矿物盐离解糖类氧化高分子化合物分解（三）有机酸的变化烟叶发酵果胶质分解含氮化合物分解烟叶香气得到改善（四）香气物质的变化香气物质烟叶香气物质烟气中香气物质一、非酶棕色化反应机理二、影响非酶棕色化反应的条件三、非酶棕色化反应产物中的

7、代表性香味物质第三节烟叶发酵过程中的非酶棕色化反应一、非酶棕色化反应机理1.hodge的阐述2.Vernin等的简化（1）糖类和氨基酸的缩合反应2阿马杜里和海因氏重排反应3阿马杜里和海因氏中间体的重排和脱氨4阿马杜里和海因氏中间体的裂解，形成二羰基化合物5糠醛类和呋喃酮的生成阿马杜里或海因氏重排所产生的中间体，脱氨形成还原酮类，可以环化为糠醛类化合物。中间体重排的还原酮最终可以转化为呋喃酮。6氨基酸的斯特雷克尔降解7醛醇缩合反应8各种杂环化合物的生成A.吡喃类化合物C．吡嗪类化合物B.吡咯类化合物二、

8、影响非酶棕色化反应的条件非酶棕色化反应反应物种类pH水分压力反应时间反应温度（一）反应物的种类（二）反应温度三、非酶棕色化反应产物中的代表性香气物质第四节烟叶发酵过程中萜烯类化合物的降解和香气物质的形成类胡萝卜素降解机制和香气物质的形成西柏烷类化合物降解机制和香气物质的形成赖百当类化合物降解机制和香气物质的形成一、类胡萝卜素降解机制和香气物质的形成图9-4β-胡萝卜素的降解图9-5β—二氢大马酮的合成图9-6叶黄素降解产物及其转化图9-7β-大马酮的形成