漫談卷煙煙氣香味

1、漫談、 A Chat1.香味理論所研究的內容和對象十分復雜、而人類對自身的感覺器官的了解還不完善…2.煙氣組成成分幾千種之多…→ Lots of the problems and the phenomena are never made clear by me, and a few of them by anyone in the world recently.→We can but have a chat… WeChat…,漫

2、談卷煙煙氣香味,說說標題To Say The Title,A Chat About The Flavour From Cigarette Smoke,1,→May I chat up you something about...？,聊天是以輕松隨便的方式談話，是不拘禮儀地、不受拘束地談話。所以，討論過程中，可以隨時打斷我…,2,漫談卷煙煙氣香味,1.香味的感覺2.味覺與呈味物質3.嗅覺與氣息4.煙氣中的香味物質,漫談卷煙煙氣香味

3、,香味是通過嗅覺器官和味覺器官得到的綜合感受，而嗅覺器官和味覺器官都屬于感覺器官。所以，在討論香味之前，對感覺和感覺器官做最簡單的了解是有必要的。 感覺是心理學名詞。是其它一切心理現(xiàn)象的基礎，沒有感覺就沒有其它一切心理現(xiàn)象。卷煙煙氣香味包含觸覺感受。,3,漫談卷煙煙氣香味,1.香味的感覺1.1感覺的概念與分類1.2感覺的主要特征1.3韋伯-費希納定律1.4香味的感覺,4,5,1.香味的感覺,定義：感覺是客觀刺激作用于感覺器官

4、所產生的對事物個別屬性的反映。 一般地，可以把感覺分成兩大類或三大類： 第一類是外部感覺，有視覺、聽覺、嗅覺、味覺和膚覺（觸覺）五種。這類感覺的感受器位于身體表面，或接近身體表面的地方。 第二類是內部感覺，是反映機體本身各部分運動或內部器官發(fā)生的變化，這類感覺的感覺器位于各有關組織的深處（如肌肉）或內部器官的表面（如胃壁、呼吸道）。這類感覺有運動覺、平衡覺和機體覺。按三大類分類，第二類分成兩類：內部和本體感覺。,1.1感覺的概念

5、與分類,6,1.香味的感覺,古希臘科學家、哲學家亞里士多德認為，人類的感覺有五種，即：視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺。但是，生活中有許多人都相信還有“直覺”，或者稱之為“第六感官”，尤其是女性。感覺也可以按物理、化學、心理感覺分類：觸覺是物理感覺、嗅覺和味覺是化學感覺、視覺和聽覺是心理感覺。很多香料、食品行業(yè)的專家、學者為了方便討論，把物質在口腔中的觸覺視為味覺。 我們也把煙氣在口腔中除嗅覺外的其它感受都當成味覺。,1.1感覺的概念

6、與分類,我們只對外部感覺作初步的了解，外部感覺作為感覺的概念歷史相當悠久。,確實不好分類，分類太簡單不能解決實際問題，分類太復雜會出現(xiàn)類別交叉。,7,1.香味的感覺,感覺應是客觀事物的不同特性在人腦中引起的反應。感覺是最簡單的心理過程，是形成各種復雜心理的基礎。在人類產生感覺的過程中，感覺器官直接與客觀事物特性相聯(lián)系。它們主要存在于人體外部，而且不同的感官對于外部的刺激有較強的選擇性。感官由感覺細胞或一組對外界刺激有反應的細胞組成

7、，這些細胞獲得刺激后，能將這些刺激信號通過神經傳導到大腦。感覺的主要特征，是對周圍環(huán)境和機體內部的化學和物理變化非常敏感。 這種敏感程度經常遠超過儀器的靈敏度。,1.2感覺的主要特征,比如卷煙作用于我們的感官時，通過視覺可以感受到它的包裝和煙支設計；通過嗅覺、味覺可以感受到它的香味；通過觸摸可以感受到包裝和煙支軟硬，甚至由此估計煙支的水分等等。,8,1.香味的感覺,①一種感官只能接收和識別一種刺激。②只有刺激量在一定范圍內才會對感

8、官產生作用。③某種刺激連續(xù)施加到感官上一段時間后，感官會產生疲勞（適應）現(xiàn)象，感官靈敏度隨之明顯下降。熟視無睹、習慣成自然④心理作用對感官識別刺激有影響。心理暗示、先入為主、潛意識作用⑤不同感官在接受信息時，會相互影響。心無二用、混淆視聽等因素經常干擾感覺的靈敏度,1.2感覺的主要特征,除此之外，感覺還具有下面幾個特征：,視覺—光波、聽覺—聲波；味覺和嗅覺分別接收味感和嗅感物質，但因兩者會有整合作用或相互影響，有時會分不清是嗅覺還

9、是味覺。,一般地，人眼可以感受到可見光（380～780nm ）、大約能分辨的亮度范圍為200～20,000尼特—伸手不見五指不能說明沒有光線；頻率20Hz~20kHz的聲波稱為可聽波 ，大多數(shù)人對信號聲級突變3dB以下時是感覺不出來的—夜深人靜也不表明沒有聲音；香味物質都有閾值，閾值之下是感覺不到的。,1.香味的感覺,感官或感受體并不是對所有的變化都產生反應。只有當引起感受體發(fā)生變化的外界刺激處于適當?shù)姆秶鷥葧r，才能產生正常的感覺。

10、刺激量過大或過小都會造成感受體無反應而不產生感覺或反應過于強烈而失去感覺。因此對各種感覺來說都有一個感受體所能接受的外界刺激變化范圍。感覺閾限就是指感官或感受體對所能接受范圍的上下限和對這個范圍內最微小變化感覺的靈敏度。依照測量技術和目的的不同，可以將各種感覺的感覺閾限分為絕對閾限和差別閾限兩種。絕對感覺閾限是指人的感覺器官接受某種刺激時剛剛能夠引起反應或剛剛能停止其反應的刺激，即剛剛能夠引起感覺的最小刺激量。差別閾限(diffe

11、rence threshold)，或最小可覺差(just noticeable difference)（簡稱JND）是產生感覺體驗需要的最小物理刺激變動量。,1.3韋伯-費希納定律,9,10,1.香味的感覺,感覺的差別閾限隨原來刺激量的變化而變化，而且表現(xiàn)為一定的規(guī)律性，稱為韋伯定律(Weber’s law)，用公式表示：W為常數(shù)，I為原刺激量，△I為差別閾限物理學家費希納(Fechner)在韋伯研究的基礎上，于1860年提出了一

12、個假定：把最小可覺差（連續(xù)的差別閾限）作為感覺量的單位，即每增加一個差別閾限，心理量增加一個單位，這樣，把韋伯定律用牛頓—萊布尼茨公式積分可推導出如下公式：S為感覺量—音量，k為常數(shù)、I為物理量—聲壓，C是積分常數(shù)韋伯-費希納定律是表明心理量和物理量之間關系的定律,,,,1.3韋伯-費希納定律,,,,11,1.香味的感覺,這個公式在視覺（光學）和聽覺（聲學）方面已經得到很好的證明。1923年，麥杰生（Magidson）等人證明

13、了糖精與蔗糖的甜度關系（甜味300～500倍），k=1.7。1969年，斯蒂文斯（Stevens）提出了不同味覺物質的味覺強度與濃度之間的關系式為對數(shù)關系，并認為該式也適用于其它感覺。嚴格說，pH值不是心理量，但如果能賦予正確的常數(shù)k和C值，可能在一定范圍內可以很好的表達酸堿的心理感覺量（不是pH， ）與物理量的關系。隨著計算機處理能力的不斷提升，一些模糊數(shù)學的分支如模式識別、人工智能等得到廣

14、泛的應用。情感計算及分析方法：情感標示量值標度在食品評價和卷煙感官評價上已經得到應用。,1.3韋伯-費希納定律,,12,1.香味的感覺,在對卷煙質量或風格進行感官評價時，五種或六種感覺可能分別或同時起作用。因為我們只討論卷煙煙氣的香味，所以不準備涉及視覺、聽覺和直覺等其它感覺。 在《GB T 5606.4-2005 卷煙 第4部分：感官技術要求》附錄A術語中，香味Flavour定義如下：令人感到愉快舒適的氣息和味覺的總稱，是人們嗅覺

15、和味覺的綜合感受。 在香精香料和食品行業(yè)，香味有類似的定義：香味Flavor是指通過嗅覺與味覺器官所得到的令人感到舒適愉快的香和味的綜合感覺。,1.4香味的感覺,13,1.香味的感覺,愉快舒適的綜合感受，包含心理因素和生理因素、主觀因素和客觀因素。因此這種綜合感受會出現(xiàn)：不同的人在同一環(huán)境下存在著差異，同一個人在不同環(huán)境下也存在著差異，何況樣品之間還存在著差異。香味物質具有以下特點：種類繁多，成分相當復雜，特別是致香物質；含量甚

16、微，效果非常顯著，呈味物質含量會高一些；除少數(shù)成分外，大多數(shù)是非營養(yǎng)性物質；糖、氨基酸等呈味性能與其分子結構有高度特異性的關系；多數(shù)是易被破壞的熱不穩(wěn)定物質。,1.4香味的感覺,致香物質在煙草行業(yè)使用較多—香氣物質、發(fā)香物質、嗅感物質、氣息物質；呈味物質的閾值和含量比致香物質高；糖、氨基酸雖然是營養(yǎng)物質，但進入煙氣的比例極少；致香物質或氣息可能與其分子結構也有高度特異性的關系，只是至今研究得還很不深入；煙葉燃燒→是致香物質

17、熱不穩(wěn)定性的極端情形。,14,1.香味的感覺,煙葉煙氣被鑒定出化合物數(shù)目,1.4香味的感覺,尋找并開發(fā)煙草的香味成分是很多煙草化學工作者的一個重要目的。對天然煙草香味成分的研究就是要對從煙草和煙氣中分離出來的化學成分進行香味特征評價。煙草是一個非常復雜的有機體，為了有一個整體認識，化學家經常把從煙草及煙氣中分離出來的成分進行分類，右表所示就是一種典型的分類方法：,通常，化學分類是以官能團或分子結構為依據(jù)的，但這樣的分類容易出現(xiàn)交叉。比

18、如：乙酰乙酸甲酯可酯可酮；2-呋喃酮、 2-吡喃酮可以是氧雜環(huán)、可以是酮，也可以是內酯。,漫談卷煙煙氣香味,2.味覺與呈味物質2.1味覺的概念與分類2.2呈味物質實例3.3影響因素及其相互作用2.4煙氣的味覺感受,15,16,2.味覺與呈味物質,定義：味覺Gustatory Sensation是指物質在人的口腔內對味覺器官化學感受系統(tǒng)的刺激并產生的一種感覺，而這類物質稱為呈味物質。 通常，味覺往往是味覺、嗅覺、觸覺幾種感覺在口

19、腔內的綜合反應。呈味物質多為不揮發(fā)物，能溶于水，閾值比氣息物質高得多。,2.1味覺的概念與分類,從試驗角度講，純粹的味感應是堵塞鼻腔后，將接近體溫的試樣送入口腔內而獲得的感覺。即便如此，還是不能排除觸覺的影響。,味覺產生的過程：呈味物質刺激口腔內的味覺感受體，然后通過收集和傳遞信息的神經感覺系統(tǒng)傳導到大腦的味覺中樞，最后通過大腦的綜合神經中樞系統(tǒng)的分析，從而產生味覺。如圖：,17,2.味覺與呈味物質,物質的化學結構與基本味感的關系—“

20、酸”呈酸味，“糖”呈甜味，“鹽”呈咸味，生物堿及較大離子的金屬鹽則呈苦味—這種說法不嚴密。,2.1味覺的概念與分類,從味覺的生理角度分類，只有四種基本味覺：酸、甜、苦、咸，它們是呈味物質直接刺激味蕾產生的。舌頭前部，即舌尖有大量感覺到甜的味蕾，舌頭兩側前半部負責咸味，后半部負責酸味，近舌根部分負責苦味。實際上我們舌頭上的味蕾可以感覺到各種味道，只是有不同的敏感度。,不同地域的人對味覺的分類也不同：日本：酸、甜、苦、辣、咸；歐美：酸、

21、甜、苦、辣、咸、金屬味；印度：酸、甜、苦、辣、咸、澀味、淡味、不正常味；中國：酸、甜、苦、辣、咸、鮮、澀。我對中國和日本的分類有些不解，日本的分類與中國的五味—酸苦甘辛咸完全吻合，但卻不包括鮮味，而谷氨酸鈉是日本人最早從海帶中提取出來并首先作為鮮味劑應用于食品的。,18,2.味覺與呈味物質,2.2呈味物質實例,作為實例，表中列舉一些與各種味覺對應的呈味物質。,2.味覺與呈味物質,簡單地說：物質的化學結構與基本味覺的關系—“酸”呈酸

22、味，“糖”呈甜味，“鹽”呈咸味，生物堿及較大離子的金屬鹽則呈苦味。這種說法不全面的，明顯存在著局限性，如：堿金屬離子和銨離子產生咸味，其次是堿土金屬離子。但是，除個別金屬離子如Li+、Na+外，幾乎都有苦味。氨基酸可能是呈鮮物質、可能是呈苦物質、也可能是呈酸物質。無法解釋分子的旋光性對味覺的影響。合成甜味劑的分子結構與糖的分子結構相差很大，甜度卻很高。,2.2呈味物質實例,19,20,2.味覺與呈味物質,咸味劑主要是堿金屬離子、

23、堿土金屬離子和NH4+鹽，煙葉中含量少且揮發(fā)性低，煙氣中的含量極少，也沒見過增加煙氣咸味的研究報道?？辔秳翰枞~、可可、咖啡中的生物堿，啤酒中的萜類，萬寶路的巧克力苦味都被當成產品的風格特征。酸味劑主要是有機酸，廣泛存在于煙氣中。辣味劑中的辛香物質和涼味劑中的薄荷醇也在煙氣中發(fā)現(xiàn)。鮮味劑在卷煙中的應用所見不多，L-谷氨酸是許可使用的。此外，除甜味之外的其它味覺感受如金屬味、苦味、辣味、澀味多被當成煙氣的不良味覺。,2.2呈味物

24、質實例,對呈味物質的分類作進一步簡單的說明,我們香料所用食鹽水作為茶樹花的保鮮劑，食鹽的咸味不但進入香料產品，還進入煙氣。,2.味覺與呈味物質,糖類：葡萄糖(glucose)、果糖(fructose)、木糖(xylose)、蔗糖(sucrose)、麥芽糖(maltose)、乳糖(lactose)糖醇：木糖醇，麥芽糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇糖苷：甘草苷(liquiritin)、甜菊糖苷(stevioside) 其它類型甜味劑：甜蜜素、

25、甜味素(阿斯巴甜)、二氫查耳酮衍生物、糖精(Saccharin )—鄰苯甲?；酋啺?、紫蘇葶(perillartine) —(E)-4-(1-甲基乙烯基)-環(huán)己烯基-1-甲醛肟 、三氯蔗糖(4,1’,6’,-三氯-4,1’,6’,-三脫氧半乳型蔗糖) 、甜精(乙氧基苯基脲)甜味劑、酸味劑和辛香物質經常用于卷煙加料,2.2呈味物質實例,甘草苷,甜菊苷,甜蜜素,甜味素,紫蘇葶,糖精,甜味劑種類較多且在卷煙加料中應用廣泛，所以我們對甜味劑

26、也比較關注。,21,2.味覺與呈味物質,調節(jié)煙氣pH值，調和煙氣，改善吸味，使余味舒適，減輕刺激性。增加卷煙的香氣。美拉德L.C.Maillard反應增強卷煙的保潤能力以及煙絲的韌性。增加煙絲的油潤感。增加防霉性能。安息酸、蘋果酸、檸檬酸及辛香料,2.2呈味物質實例,甜味劑、酸味劑和辛香物質經常用于卷煙加料，其作用為：,22,23,2.味覺與呈味物質,①呈味物質的分子結構②呈味物質的水溶性：水溶性越高，味覺產生的越快，消失的也

27、越快，酸味、甜味、咸味的物質有較大的水溶性，而苦味物質的水溶性一般。 ③溫度：味覺產生的溫度是10-40℃，尤其是30℃最敏感。煙氣溫度幾乎在最敏感溫度附近④味覺的感受部位。四種基本味覺的敏感感受部位 ⑤味的相互作用,2.3影響因素及其相互作用,影響味覺的因素：,除了上述提到的與結構有關的因素外，還有：甜味劑的聚合度、異構體、環(huán)結構；辣味劑的C9最辣規(guī)律；鮮味劑的通用結構式：-O-(C)n-O-, n=3-9…,24,2.

28、2.味覺與呈味物質,A 味的對比現(xiàn)象 ：指兩種或兩種以上的呈味物質，適當調配，可使某種呈味物質的味覺更加突出的現(xiàn)象。如糖和鹽 B 味的相乘作用：指兩種具有相同味感的物質進入口腔時，其味覺強度超過兩者單獨使用的味覺強度之和，又稱為味的協(xié)同效應。如甘草銨與蔗糖 C 味的消殺作用：指一種呈味物質能夠減弱另外一種呈味物質味覺強度的現(xiàn)象，又稱為味的拮抗作用。如蔗糖與硫酸奎寧 D 味的變調作用：指兩種呈味物質相互影響而導致其味感發(fā)生改變

29、的現(xiàn)象。 先苦后甜E 味的疲勞作用。,2.3影響因素與相互作用,味的相互作用,2. 2.味覺與呈味物質,呈味物質多為非揮發(fā)性物質，很難直接進入煙氣中。所以，煙氣的味覺感受比一般食品弱。煙氣中揮發(fā)性呈味物質舉例如下 ：甜味：茄醇、β－環(huán)檸檬醛、苯乙酮、麥芽醇、4-氧化異佛爾酮、氧化茄酮和內酯類化合物等酸味：乙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、己酸、異己酸等苦味：生物堿、萜類等涼味：薄荷醇、二氫彌猴桃內酯等 辣味：丁香酚、肉桂

30、醛、N-甲基吡咯-2-羧甲醛、巴豆醛、N-(3-甲基丁基)乙酰胺、馬來亞胺等 澀味：對甲基苯酚、香蘭素等,2.4煙氣的味覺感受,二氫彌猴桃內酯,β－環(huán)檸檬醛,氧化異佛爾酮,尼古丁,25,這些物質基本都有嗅覺感受，有些還有觸覺感受。,2. 2.味覺與呈味物質,國標：刺激性、余味中式卷煙風格感官評價方法口味風格（甜味、酸味、苦味、涼味）舒適感特性（口腔刺激/舌部灼熱、口腔殘留/干燥感、收斂、喉部刺激、喉部干燥感、鼻腔刺激）部分煙

31、氣特性（香氣、豐富性、細膩柔和/圓潤、雜氣、煙氣濃度、勁頭）感官舒適性評價方法口腔（刺激-刺、刺激-辣、刺激-灼燒、干燥、余味收斂-澀、余味-殘留、味覺特征-酸、味覺特征-苦、味覺特征-甜、味覺特征-綜合味覺）喉部（喉部-刺激、喉部-干燥）鼻腔（鼻腔-刺激、鼻腔- 雜氣）煙氣感受（細膩、柔和、圓潤）香料單體在卷煙中的作用評價方法部分香氣特性（香氣質、香氣量、雜氣、濃度、透發(fā)性）口感特性（細膩、柔和、刺激、殘留）,2.4煙

32、氣的味覺感受,煙氣在口腔中的感覺，除味覺外還有觸覺。味覺、觸覺指標對應現(xiàn)有評吸方法舉例如下：,26,27,2. 2.味覺與呈味物質,煙氣的大小Size、形狀Figure、走向Orientation、速度Velocity、溫感Warmness、涼感Coolness、生津感Mouthwatering、質感Texture等等。質感指煙氣的表面結構，像軟硬、粗細等等。至少包括：柔細度Smoothness and Softness、刺激Stim

33、uli or Stimulation、勁頭Impact。質感可以部分表征滿足感（勁頭）、輕松感（大小、形狀、走向）、舒適感（柔細度）煙氣大小、形狀…與分子熱力學、分子動力學、流體動力學相悖？刺激、勁頭在卷煙感官評價中有專門的意義，可以不歸入質感指標，只是它們畢竟至少部分屬于觸覺范疇。 勁頭主要來源于生物堿的作用，生物堿一般具有顯著的生物活性，不論生物堿本身或其鹽類，多具苦味，有些味極苦而辛辣，還有些刺激唇舌的焦灼感。辛辣和刺激唇

34、舌的焦灼感可視為觸覺，苦味自然是味覺。這里所說的刺激Stimuli or Stimulation不同于《卷煙國標》中的刺激性Irritancy。刺激性是負面指標，而刺激是中性指標。,2.4煙氣的味覺感受,煙氣在口腔中的觸覺除了已經被當成味覺部分外，主要表現(xiàn)在煙氣特性和部分口感特性，比如：,2. 2.味覺與呈味物質,2.4煙氣的味覺感受,一些影響煙氣觸覺的化合物,茄酮,二氫彌猴桃內酯,薄荷醇,丁香酚,尼古丁,糠醛,肉桂醛,氧化異佛爾酮,

35、煙氣中揮發(fā)性成分如氨、氮氧化物、亞硝酸酯類 、硫化氫、氫氰酸、氯甲烷、多酚類、低級醇類、低分子腈類等化合物，對煙氣觸覺有較大的負面影響。煙葉中淀粉、蛋白質、木質素、纖維素和果膠等物質燃燒的產物對煙氣觸覺的影響基本是負面的。煙氣中對觸覺起積極作用的成分種類也有不少，如：氮雜環(huán)類、氧化沉香醇、β-紫羅蘭醇、香葉基丙酮、茄醇、茄酮、糠醛及其衍生物、苯乙醛、β－環(huán)檸檬醛、4-氧化異佛爾酮、丁香酚、薄荷醇、肉桂醛、二氫彌猴桃內酯等等。對煙氣

36、觸覺有兩面影響的有水、煙堿、揮發(fā)性酸堿等化合物。,28,漫談卷煙煙氣香味,3.嗅覺與氣息3.1嗅覺的概念3.2氣息與分子結構的關系3.3香氣的分類3.4致香物質實例,29,30,3.嗅覺與氣息,嗅覺Olfactory Sensation是一種感覺。嗅覺由兩個感覺系統(tǒng)參與，即嗅神經系統(tǒng)和鼻三叉神經系統(tǒng)。氣息（物質）是能夠引起嗅覺反應的物質。 嗅覺和味覺會整合和互相作用。嗅覺是外激素通訊實現(xiàn)的前提。昆蟲！人類？嗅覺是一種遠

37、感，也就是說它是通過長距離感受化學刺激的感覺。相比之下，味覺是一種近感。,3.1嗅覺的概念,我至今沒有找到很確切的、令人滿意的關于嗅覺的定義，但我們希望能夠得到嗅覺的明確定義，正像我們擁有味覺和其它感覺的定義一樣。正因為這個原因，以下的描述都是對嗅覺的理解，不是定義。,31,3.嗅覺與氣息,嗅覺一直是人類所有的感覺中最為神秘的東西。對于氣息至今沒有明確的定義。按通常的概念，氣息就是“可以嗅到的物質” 。有些學者根據(jù)氣息被感覺的過程給

38、氣息提出一個現(xiàn)象學上的定義，即：“氣息是物質或可感受物質的特性”。理查德.阿克塞爾（Richard Axel）和琳達.巴克（Linda B. Buck）通過發(fā)現(xiàn)了含約1,000個不同基因的一個氣息受體基因大家族宣布已經解決了該難題。這個家族如何組合？路漫漫其修遠兮…,3.1嗅覺的概念,雖然我們還不知道如何識別和記憶數(shù)萬種不同的氣息的基本原理，但是我們可以用“香氣Aroma是通過嗅覺器官感覺到的令人感到愉快舒適的氣息的總稱”來理解香氣。

39、,32,3.嗅覺與氣息,1. 這種物質必須具有揮發(fā)性；2. 分子量在26－300范圍；NH3、C2H2、HCN3. 能產生氣息的物質必須是脂、水雙溶性的；4. 分子中具有某些原子或原子團（發(fā)臭基）；5. 化合物的折光率（nD25）在1.5左右；6. 拉曼效應測定的波數(shù)在1400-3500cm-1范圍內。,3.1嗅覺的概念,,,,1959年，日本人小幡彌太郎提出有嗅覺的物質必須具備：,33,3.嗅覺與氣息,（一）從氣息預測官能團

40、： 當分子量較小、官能團在整個分子中占的比例較大時，官能團對氣息的影響是主要的。含有羥基、醚基、巰基、硫醚基、胺基、羰基、羧基、酯基等官能團的化合物分別各自有共同氣息。 （二）從氣息預測分子的部分結構： 當官能團不是簡單的置換基，而是和分子的整體結構有關時，根據(jù)一定的氣息可以預測分子的官能團。焦糖的香氣使人聯(lián)想到砂糖那樣甜的芳香，有這種香味的化合物中一般具有環(huán)狀α-二酮體的烯醇結構。 （三）從氣息研究分子骨架結構： 下面化合物

41、官能團各異，沒有相似的共同部分結構，通過紫外線UV研究發(fā)現(xiàn)與有關活潑電子分布無關。但他們有相同的骨架結構，正是由于下右圖所示的整體結構決定了他們具有相同的花香氣息。莰稀、莰醇-2、1,8-桉葉油素三者具有相同的樟腦氣息（下左圖）。,3.2氣息與分子結構的關系,從氣息探討分子結構,34,1. 在同系列化合物中，低級化合物的氣息取決于所含的官能團，而高級化合物的氣息取決于分子結構的形狀大??；2. 相似的分子排列，分子中有不飽和鍵的化合物的

42、氣息較強：丙烯醛的氣息大于丙醛，苯乙烯大于乙基苯；3. 在苯的衍生物中，有相同的類型基團存在時，有相似的氣息。,3.嗅覺與氣息,從化學結構研究氣息（一）同系物的氣息：,3.2氣息與分子結構的關系,3.嗅覺與氣息,1. 碳干異構體的氣息：一般地講，有側鏈的異構體比無側鏈的異構體香味強且怡人。但脂肪酯類化合物中，碳干異構體之間的氣息無顯著差異；2. 位置異構體的氣息：大多數(shù)化合物與它相應的位置異構體有類似的氣息，丁香酚：丁香香氣，異丁

43、香酚：較弱丁香香氣；3. 幾何異構體的氣息：一般地講，幾何異構體之間的氣息在本質上是相似的，只是順式異構體比反式異構體更雅，反式異構體比順式更清淡些，反-靈貓酮：似靈貓香氣，順-靈貓酮：優(yōu)雅靈貓香氣；4. 差向異構體的氣息：差向異構體之間氣息本質是相同的，但香氣強度有差異；5. 光學異構體的氣息：目前光學異構體之間的氣息尚未總結出明顯的規(guī)律性，有些對映體之間呈現(xiàn)相同的氣息，但氣息強度上有差異，有些對映體之間呈現(xiàn)明顯不同的香氣特征。

44、薄荷醇（(-)-異構體有清涼感、(+)-異構體有很弱的清涼感）；檸檬烯（(+)-異構體有橙油香氣、(-)-異構體有石油樣氣息）。,從化學結構研究氣息(二)異構體的氣息：,3.2氣息與分子結構的關系,35,36,3.嗅覺與氣息,按揮發(fā)性/強度劃分：克羅克和漢德森Crocker and Henderson分類法、阿爾姆Ellmer分類法、撲卻Poucher分類法。按香型Type/香韻Note劃分：我國輕工部香料工業(yè)科學研究所分類法、林奈

45、Linnaeus分類法、李邁爾Rimmel分類法、茲瓦特斯馬格Zwaardsmaker分類法、比斯Piesse分類法、比洛Billot分類法、奇華頓公司Givaudan分類法。目前，中國煙草行業(yè)也有自己的分類方法：香味輪廓分析法、感官舒適性評價方法。香韻Note是指發(fā)香物質所表現(xiàn)出的香氣韻調，常用于香氣分類。 Note：音符、音調。香型（Type）是用于描述發(fā)香物質或加香產品的整體香氣的類型。一種香型中可以只有一種香韻，也可以是兩種

46、或兩種以上的香韻所組成。以下所列香料有些已經禁用或限制使用。,3.3香氣的分類,37,3.嗅覺與氣息,阿爾姆香氣分類表,1913年，阿爾姆Ellmer首先提出了按香料香氣的持久性的分類法。把香氣分為三層，即頭香、體香（中香）、基香（尾香）。如右表：,3.3香氣的分類,按揮發(fā)性/強度劃分,38,3.嗅覺與氣息,克羅克和漢德森香韻強度表,克羅克和漢德森Crocker and Henderson把氣息分為四個基本類別——芬芳（甜）氣、酸氣、

47、焦氣、酒腥氣(Caprylic or Oenanthic)。每類氣息強度從0到8九等，8為最強。,3.3香氣的分類,按揮發(fā)性/強度劃分,39,撲卻揮發(fā)時間表（頭香）,3.3香氣的分類,按揮發(fā)性/強度劃分,撲卻Poucher把香氣持香天數(shù)作為系數(shù)，將1—14劃為頭香，15—60劃為體香，62—100劃為基香或定香劑。,40,撲卻揮發(fā)時間表（體香）,3.3香氣的分類,按揮發(fā)性/強度劃分,41,撲卻揮發(fā)時間表（基香）,3.3香氣的分類,按揮發(fā)

48、性/強度劃分,42,（1）青滋香葉青：紫羅蘭葉油、葉醇、“女貞醛”苔青：橡苔茉莉青（清）：茉莉酮、茉莉酮酸甲酯等梧青：以松油醇為代表。茴青：大茴香醛 萼青（帶甜）：苯乙醇木青：芳樟醇 梅青：苯甲醛草青：香茅醛 涼青：薄荷腦,3.3香氣的分類,我們以香料工業(yè)科學研究所分類法為例，但因為花香不是煙氣的主要香韻，所以只對其非花香香韻作簡單的討論：非花香分為十二個香韻且構成閉環(huán)，名稱及順序如圖所示：,分類中子類與母類交叉，如

49、子類中蜜甜香的蜜甜、辛甜、膏甜、蠟甜、釀甜、青甜、果甜、豆甜、木甜與母類中的蜜甜香、辛香、膏香、脂蠟香、酒香、青香、果香、豆香、木香交叉重疊。當然，香氣按香韻分類本身是非常復雜的，因而要完全符合劃分規(guī)則十分不易。迄今為止，循環(huán)分類法是我最喜歡的分類方法，因為它很符合中國人的思維方式。,（2）蜜甜香 醇甜或玫瑰甜：玫瑰醇柔甜或蜜甜：鳶尾酮辛甜或焦甜：丁香酚膏甜或桂甜：桂醇 蠟甜或蜜蠟甜：壬醛 釀甜：康釀克油青甜或橙花甜：橙花

50、醇、香茅醇、苯乙醇 盛甜或金合歡甜：金合歡醇、甲基紫羅蘭酮果甜：“桃醛”（丙位十一內酯） 豆甜：乙基香蘭素木甜：愈創(chuàng)木油、巖蘭草油,（3）果香柑桔果香：檸檬醛或檸檬油漿果香：“楊梅醛”“草莓醛”或懸鉤子酮堅果香：苦杏仁油瓜果香：“瓜醛”,（6）膏香（包括樹脂香）合成香料包括苯甲酸、苯甲酸芐酯、桂酸、桂酸芐酯、桂酸苯乙酯、桂酸甲酯、桂酸乙酯、桂酸桂酯、苯丙醛、溴代苯乙烯、水楊酸苯乙酯等。天然香料包括吐魯香樹脂、秘魯香樹

51、脂、安息香香樹脂、蘇合香香樹脂、乳香香樹脂、沒藥香樹脂、格蓬香樹脂、蕓香香樹脂、柯巴香膏（Copaiba Balsam）等。（7）琥珀香包括水楊酸芐酯、苯甲酸異戊酯、苯甲酸異丁酯、甲位柏木醚（Andrane）、降龍涎香醚、巖薔薇浸膏、麝葵子油、香紫蘇油、圓葉當歸根油、防風根香樹脂等香料。（8）動物香包括十五酮、十六酮、十五內酯、麝葵內酯、葵子麝香、酮麝香、二甲苯麝香、佳樂麝香、麝香105、昆侖麝香、粉檀麝香、麝香酮、靈貓酮、吲哚

52、、甲基吲哚、對甲基喹啉、對甲基四氫喹啉、對甲酚甲醚、乙酸對甲酚酯、苯乙酸對甲酚酯等合成香料。龍涎香、麝香、靈貓香、海貍香等天然香料。（9）辛香（包括焦香、煙草香、革香）合成香料包括丁香酚、異丁香酚、大茴香腦、黃樟素、桂醛、二甲基代對苯二酚、乙?；惗∠惴?、丁香醚甲醚、異丁香酚甲醚、蒔蘿醛、對異丁基喹啉等。天然那香料包括八角茴香油、茴香油、小茴香油、丁香油、丁香羅勒油、黃樟油、姬茴香油、月桂油、月桂葉油、肉桂油、肉豆蔻油、葛縷子油

53、、芹菜子油、姜油、茴香羅勒油、眾香子油、小豆蔻油、豆蔻衣油、桂皮油、月桂皮油、斯里蘭卡桂葉油、花椒油、菊苣浸膏、咖啡浸膏、樺焦油等。（10）豆香（包括粉香）合成香料包括香蘭素、香豆素、對甲基苯乙酮、苯乙酮、苯甲烯丙酮、洋茉莉醛、乙基香蘭素、水楊醛、異丁香酚、芐醚等。天然香料包括香莢蘭豆浸膏（酊）、黑香豆浸膏（酊）、茅香浸膏、可可酊等。（11）果香（包括堅果香，漿果香與瓜香）合成香料包括“桃醛”、“楊梅醛”、“椰子醛”、“鳳梨醛

54、”、“懸鉤子酮”（Raspberry Ketone）、苯甲醛、檸檬醛、乙酸異戊酯、甲基乙位萘基甲酮、苧烯、丁酸芐酯、鄰氨基苯甲酸甲酯、N-甲基-鄰氨基苯甲酸甲酯、丁酸異戊酯、甲酸異戊酯、異戊酸異戊酯、丁酸乙酯、異戊酸乙酯、環(huán)己基丙酸烯丙酯，2,6-二甲基庚烯-2-醛-7（瓜醛，Melonal）等。天然香料包括苦杏仁油、甜橙油、檸檬油、柚皮油、香檸檬油、檸檬草油、山蒼子油、防臭木油、山胡椒油、桔子油、柚子油、白檸檬油、山楂浸膏等。（1

55、2）酒香包括庚酸乙酯、壬酸乙酯、壬酸苯乙酯、人造康釀克油、異戊醇、乙酸乙酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、己酸乙酯等香料物質,3.嗅覺與氣息,（1）青滋香（包括清香）合成香料包括大茴香醛、大茴香醇、松油醇、乙酸松油酯、乙酸二甲基芐基原醇、二甲基芐基原醇、芳樟醇、乙酸芳樟酯、甲酸香葉酯、乙酸香葉酯、羥基香茅醛、苯乙醛、苯乙醇、乙酸甲基苯基原酯、庚炔羧酸甲酯、辛炔羧酸甲酯、二氫茉莉酮、甲酸香茅酯、乙酸香茅酯、乙酸苯乙酯、苯乙二甲縮醛、兔耳草醛、桉

56、葉素、乙酸龍腦酯、龍腦、薄荷腦、甲位戊基桂醛、甲位己基桂醛、乙酸芐酯、二氫茉莉酮酸甲酯、甲酸芐酯、甲位戊基桂醇、葉醇、四氫芳樟醇、壬二烯-2,6-醛、苯甲酸芳樟酯、鄰氨基苯甲酸芳樟酯、丙酸苯乙酯、乙酸大茴香酯、甲基壬基甲酮、甲酸己酯、甲酸庚酯、乙酸己酯、乙酸庚酯、甲酸芳樟酯、甲基己基甲酮、薄荷酮、丁酸苯乙酯、異戊酸苯乙酯、蒎烯、甲酸玫瑰酯、乙酸二甲基苯乙基原酯、四氫香葉醇、“女貞醛”等。天然香料包括紫羅蘭葉凈油及浸膏、橡苔浸膏、橙葉油

57、、白蘭葉油、玫瑰木油、松針油、芳樟油、薄荷油、桉葉油、杜松子油、玳玳葉油、柏葉油、留蘭香油等。（2）草香（包括芳草及藥草）合成香料包括香茅醛、苯乙酮、二苯醚、二苯甲烷、乙位萘乙醚、乙位萘甲醚、水楊酸異戊酯、水楊酸丁酯、異薄荷醇、香荊芥酚、百里香酚、水楊酸甲酯、水楊酸乙酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸甲酯等。（香茅醛→異薄荷酮為芳草香，香荊芥酚→苯甲酸甲酯為藥草香。）天然香料包括香茅油、檸檬桉油、迷迭香油、甘松油、纈草油、鼠尾草油、烏藥葉油、

58、百里香油、蒼術硬脂、菖蒲油、姜黃油、冬青油、地塘香油、白樟油等。（香茅油→鼠尾草油為芳草香，烏藥葉油→白樟油為藥草香。）（3）木香包括檀香醇、柏木醇、乙酸柏木酯、人造檀香、乙酸檀香酯、巖蘭草醇、乙酸巖蘭草酯等合成香料。檀香油、柏木油、楠木油、愈創(chuàng)木油、巖蘭草油、廣藿香油、樺焦油、香苦木皮油、香附子油等（后三種是苦焦木香，前幾種是甜木香）天然香料。（4）蜜甜香包括甲基紫羅蘭酮類、紫羅蘭酮類、桂醇、苯丙醇、橙花醇、香葉醇、香茅醇、

59、玫瑰醇、乙酸桂酯、乙酸苯丙酯、苯乙酸、苯乙酸乙酯、芐醇、丙酸芐酯、“結晶玫瑰”（乙酸三氯甲基苯基原酯）、鳶尾酮、金合歡醇、二甲基苯乙基原醇、十四酸乙酯、丙酸香葉酯、丁酸香葉酯、苯乙酸香葉酯、苯乙酸苯乙酯、苯乙酸丁酯、苯乙酸異丁酯、乙酸玫瑰酯、丙酸玫瑰酯、丁酸玫瑰酯、苯甲酸苯乙酯等合成香料。香葉油、玫瑰草油、鳶尾凝脂、姜草油等天然香料。（5）脂蠟香（包括醛香）辛醛、壬醛、癸醛、十一醛、十二烯醛、十二醛、甲基壬基乙醛、辛醇、壬醇、癸醇、

60、十一醇、十二醇、乙酸辛酯、乙酸壬酯、乙酸癸酯、庚醇、庚醛、甲酸辛酯、甲酸癸酯、丁二酮等。,3.4致香物質實例,43,以非花香循環(huán)的分類作為致香物質的實例,44,漫談卷煙煙氣香味,4.煙氣中的香味物質4.1煙氣化學成分分類4.2煙氣成分分類描述,45,4.煙氣中的香味物質,因為我們主要討論煙氣的香味，所以單獨把煙氣成分列出。右表所列數(shù)據(jù)引自Dube M F. Green C R. Methods of collection of sm

61、oke for analytical purpose [J]. Rec. Adv. Tob. Sci., 1982,8:42-102。不同文章分類不同數(shù)目也不同，而且新的化合物不斷被檢出。,煙氣被鑒定出化合物數(shù)目,4.1煙氣化學成分分類,46,4.煙氣中的香味物質,在這約5000種成分中，大部分是粒相物，氣相物（包括空氣）約有400-500種。按質量分數(shù)計，絕大多數(shù)的物質沒有香味。氮、氧、二氧化碳、一氧化碳和氫。這5種氣體約占總氣相物

62、的90%，占總煙氣釋放量的85%左右。除此之外，還有一些其它化學成分。如左表所示：,4.1煙氣化學成分分類,47,4.煙氣中的香味物質,煙氣中的揮發(fā)酸主要有甲酸、乙酸、丁酸、正戊酸、異戊酸、β-甲基戊酸、正己酸、異己酸等。非揮發(fā)酸主要有棕櫚酸、亞麻酸、亞油酸、油酸和硬脂酸等。還有少量氨基酸，如丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸等。 煙葉的酸類物質包括揮發(fā)酸和非揮發(fā)酸，揮發(fā)酸是指能同水蒸氣一起蒸出的酸，是煙葉重要一類致香成分，揮發(fā)酸多為C12以下的

63、低級脂肪酸和部分芳香族酸，這些酸在卷煙抽吸過程中直接進入煙氣，故對香味有明顯影響。一般質量好、香氣量大的煙葉，其揮發(fā)酸含量也比較高。因此，高揮發(fā)酸含量是優(yōu)質煙葉的化學特征。,4.2煙氣成分分類描述,有機酸,4.煙氣中的香味物質,4.2煙氣成分分類描述,煙葉中的非揮發(fā)性酸雖然對煙氣的香味沒有明顯的直接作用，但可以調節(jié)煙草的酸堿度。使吸味醇和，還可以增加煙氣濃度，因而間接影響煙氣的香氣，在煙氣中起平衡作用，非揮發(fā)酸包括分子量較大的脂肪酸、

64、脂環(huán)酸、芳香族酸、萜烯酸、二元酸、多元酸、羧基酸等。,煙葉中常見的揮發(fā)性酸對煙氣香味的影響,48,4.煙氣中的香味物質,煙葉和煙氣中存在有大量的醇類化合物，其中包括脂肪醇、脂環(huán)醇、芳香族醇、甾醇、萜醇等。煙草中醇類化合物的含量為0.77%-1.25%。醇類化合物對煙氣質量有較大的影響。許多揮發(fā)性醇類是重要的致香物質，為烤煙精油中鑒定出的香味物質成分。由于一些醇如沉香醇、龍腦、薄荷醇、苯甲醇、苯乙醇等對卷煙香味作用明顯，已用于煙草加香中

65、。薄荷醇是制造薄荷煙的重要原料。在烤煙的揮發(fā)油中，最重要的致香化合物是苯甲醇和苯乙醇。他們可使煙氣增加花香的香韻。,4.2煙氣成分分類描述,醇類,49,烤煙揮發(fā)物中分離的醇類物質及香味特征,4.2煙氣成分分類描述,50,4.煙氣中的香味物質,51,4.煙氣中的香味物質,煙氣中的羰基化合物如紫羅蘭酮、大馬酮、茄尼酮以及檸檬醛、香草醛等，是形成煙氣香味的重要成分。 一些高沸點的酮如４-甲基苯乙酮、4-甲基-5-異丙基苯乙酮、6-甲基-2-

66、庚烯-5-酮、2,6-二甲基-2,6-十一碳二烯-10-酮，以及α-大馬酮、β-大馬酮、β-二氫大馬酮、β-紫羅蘭酮等具有明顯的致香作用，不少已用于煙草制品的加香中。β-大馬酮和β-二氫大馬酮等是Demole等（1970）首次在玫瑰中發(fā)現(xiàn)的，其存在于玫瑰花的精油中，也稱為玫瑰酮類化合物。它們在玫瑰油中的含量極少，約為0.015%，但它們卻顯示了玫瑰的特點。β-大馬酮的“閾值”很低。約為3×10-12，自然界中有50多種食品及

67、加工食品中含有這類物質，包括咖啡、茶葉和啤酒等。β-大馬酮和β-二氫大馬酮在煙草中的發(fā)現(xiàn)首先是在白肋煙中，賦于煙葉木香、花香、果香和甜的香味。β-大馬酮特別賦于充分成熟的煙草香味特征。β-紫羅酮具有紫羅蘭花香，可增進煙草的花香香味，它還具有柏木香氣特征。,4.2煙氣成分分類描述,羰基化合物,,4.煙氣中的香味物質,4.2煙氣成分分類描述,烤煙煙葉精油成分中的主要醛類成分,52,羰基化合物醛類,4.煙氣中的香味物質,4.2煙氣成分分類描述

68、,烤煙煙葉精油成分中的主要酮類成分,羰基化合物酮類,53,54,4.煙氣中的香味物質,呋喃酮和吡喃酮類煙氣中的呋喃酮和吡喃酮類化合物是煙草中重要的香味物質，是煙葉非酶棕色化反應的產物。包括2-呋喃酮類，也包括2-吡喃酮類和2-呋喃酮及2-吡喃酮的異構體，它們都是重要的煙草香味物質。這類物質提供給卷煙香氣的甜烤香、焦木/糖香氣。,4.2煙氣成分分類描述,55,4.煙氣中的香味物質,甲基環(huán)戊烯醇酮及其類似物質這類物質的主體香韻與前面的呋