煙葉發(fā)酵的化學(xué)原理.ppt

第九章煙葉發(fā)酵的化學(xué)原理 第一節(jié)煙葉發(fā)酵概述第二節(jié)煙葉發(fā)酵過程中的變化第三節(jié)煙葉發(fā)酵過程中的非酶棕色化反應(yīng)第四節(jié)煙葉發(fā)酵過程中萜烯類化合物的降解和香氣物質(zhì)的形成 第一節(jié)概述 一 煙葉發(fā)酵的重要意義 發(fā)酵后煙葉 煙草特征香氣顯露 可用性顯著提高 青雜氣和刺激性下降 二 煙葉發(fā)酵的概念煙葉通過烘烤 或晾曬 和復(fù)烤后 在人工強(qiáng)化條件或自然條件下陳化一個(gè)過程 使煙葉內(nèi)含物發(fā)生一系列化學(xué)或生物化學(xué)變化 減少原煙某些品質(zhì)缺陷 使煙草香更加顯露 吸食品質(zhì)明顯增強(qiáng)的一個(gè)卷煙加工極為重要的工藝環(huán)節(jié) 陳化 主要偏重于指自然發(fā)酵 也叫醇化 發(fā)酵 主要偏重于指人工發(fā)酵 醇化 側(cè)重于指人工發(fā)酵和自然發(fā)酵后的效果 多數(shù)情況下醇化等同于陳化 煙草發(fā)酵與微生物發(fā)酵是兩個(gè)完全不同的概念 三 煙葉發(fā)酵機(jī)理 發(fā)酵核心問題 主要催化因子 主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑 萜烯類化合物降解 Maillard作用 殘存葉綠素降解 雜氣成分的緩慢揮發(fā) 游離煙堿轉(zhuǎn)化降解 多酚降解 緩慢酸化 氨氮化合物脫氨揮發(fā) 陳化過程煙葉內(nèi)含物的主要轉(zhuǎn)化途徑 果膠質(zhì)降解 二 煙葉發(fā)酵的主要催化因子 晾曬煙陳化初期的主要催化因子是殘存水解酶 后期則是其他酶類 烤煙細(xì)胞內(nèi)酶類是陳化的主要催化因子 主要來自烘烤前的鮮活煙葉 烘烤后活性變得極端微弱 以致烤煙發(fā)酵往往達(dá)不到晾曬煙的效果 必須采用長時(shí)間的陳化處理 三 煙葉陳化與環(huán)境條件的關(guān)系 溫度煙葉陳化的九個(gè)主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑對溫度的要求各不相同 以烤煙品質(zhì)而論 陳化溫度以30 38 最優(yōu) 煙葉含水量和空氣濕度烤煙陳化最有利的含水量是13 14 空氣相對濕度60 80 最佳 干濕交替對煙葉排雜有利 尤其是具揮發(fā)性的強(qiáng)極性成分排除 需要烤煙有分子水的吸收排放過程 打包方式及光線工業(yè)上煙包密度一般為370kg m3 包裝材料以木材最佳 避光對陳化質(zhì)量有利 四 煙葉發(fā)酵技術(shù) 煙葉發(fā)酵 人工發(fā)酵 自然發(fā)酵 工藝簡單操作方便煙葉色澤鮮明比較均勻 時(shí)間長占用倉庫面積大煙葉周轉(zhuǎn)慢不夠經(jīng)濟(jì) 優(yōu) 缺 發(fā)酵周期短比較經(jīng)濟(jì) 優(yōu) 烤煙人工發(fā)酵方法 溫度是烤煙發(fā)酵的主要技術(shù)條件 溫度太低 煙葉發(fā)酵進(jìn)程緩慢 中 高等煙葉仍采用50 發(fā)酵法 低等煙葉采用55 發(fā)酵法 采用一次連續(xù)性強(qiáng)化醇化或發(fā)酵 醇化 再發(fā)酵來延長發(fā)酵時(shí)間 促進(jìn)煙草的棕色化反應(yīng) 以達(dá)到改進(jìn)色 香 味的目的 白肋煙發(fā)酵方法 2 2 5d 升溫階段 保溫階段 10d 發(fā)酵終止 2 2 5d 發(fā)酵室 香料煙發(fā)酵方法 經(jīng)過分級包裝 水分為14 16 即可進(jìn)行發(fā)酵 發(fā)酵的溫度40 45 較宜 發(fā)酵時(shí)間為30 45d 香料煙發(fā)酵的質(zhì)量 要求保持其原有的色澤和香氣 只改善它的生青氣即可 雪茄煙的發(fā)酵方法 外包皮煙葉 裝箱發(fā)酵 堆垛發(fā)酵 內(nèi)包皮和芯煙 曬黃煙的發(fā)酵方法 曬紅煙的發(fā)酵方法 60 發(fā)酵 真空回潮法 60 人工發(fā)酵法 第二節(jié)煙葉發(fā)酵過程中的變化 一 干物質(zhì)損耗二 糖類化合物的變化三 含氮化合物的變化四 其它化學(xué)成分的變化 干物質(zhì)損耗 游離煙堿氧化 果膠質(zhì)解體甲醇排出 氨類物質(zhì)排出 芳香油和有機(jī)酸排出 干物質(zhì)損耗 等級 水分 煙包容量 煙葉類型 影響干物質(zhì)損耗的因素 發(fā)酵方法好 干物質(zhì)損耗多 發(fā)酵效果好 干物質(zhì)損耗多 煙葉發(fā)酵質(zhì)量與干物質(zhì)損耗的關(guān)系 二 發(fā)酵過程中糖類化合物的變化 三 發(fā)酵過程中含氮化合物的變化 一 多酚類的變化 四 發(fā)酵過程煙葉其它化學(xué)成分的變化 四 發(fā)酵過程煙葉其它化學(xué)成分的變化 多酚類 醌 氨基酸 黑色素 二 果膠質(zhì)的變化 煙葉 果膠質(zhì)分解 甲醇析出 彈性吸濕性改善 有機(jī)酸含量上升 氨基酸分解 礦物鹽離解 糖類氧化 高分子化合物分解 三 有機(jī)酸的變化 煙葉 發(fā)酵 果膠質(zhì)分解 含氮化合物分解 煙葉香氣得到改善 四 香氣物質(zhì)的變化 香氣物質(zhì) 煙葉香氣物質(zhì) 煙氣中香氣物質(zhì) 一 非酶棕色化反應(yīng)機(jī)理二 影響非酶棕色化反應(yīng)的條件三 非酶棕色化反應(yīng)產(chǎn)物中的代表性香味物質(zhì) 第三節(jié)煙葉發(fā)酵過程中的非酶棕色化反應(yīng) 一 非酶棕色化反應(yīng)機(jī)理 1 hodge的闡述 2 Vernin等的簡化 1 糖類和氨基酸的縮合反應(yīng) 2阿馬杜里和海因氏重排反應(yīng) 3阿馬杜里和海因氏中間體的重排和脫氨 4阿馬杜里和海因氏中間體的裂解 形成二羰基化合物 5糠醛類和呋喃酮的生成 阿馬杜里或海因氏重排所產(chǎn)生的中間體 脫氨形成還原酮類 可以環(huán)化為糠醛類化合物 中間體重排的還原酮最終可以轉(zhuǎn)化為呋喃酮 6氨基酸的斯特雷克爾降解 7醛醇縮合反應(yīng) 8各種雜環(huán)化合物的生成 A 吡喃類化合物 C 吡嗪類化合物 B 吡咯類化合物 二 影響非酶棕色化反應(yīng)的條件 非酶棕色化反應(yīng) 反應(yīng)物種類 pH 水分 壓力 反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)溫度 一 反應(yīng)物的種類 二 反應(yīng)溫度 三 非酶棕色化反應(yīng)產(chǎn)物中的代表性香氣物質(zhì) 第四節(jié)煙葉發(fā)酵過程中萜烯類化合物的降解和香氣物質(zhì)的形成 類胡蘿卜素降解機(jī)制和香氣物質(zhì)的形成西柏烷類化合物降解機(jī)制和香氣物質(zhì)的形成賴百當(dāng)類化合物降解機(jī)制和香氣物質(zhì)的形成 一 類胡蘿卜素降解機(jī)制和香氣物質(zhì)的形成 圖9 4 胡蘿卜素的降解 圖9 5 二氫大馬酮的合成 圖9 6葉黃素降解產(chǎn)物及其轉(zhuǎn)化 圖9 7 大馬酮的形成路線 圖9 8新葉黃素的降解及 大馬酮的生成 圖9 9無環(huán)類胡蘿卜素的降解 圖9 10在煙草中發(fā)現(xiàn)的有關(guān)類胡蘿卜素降解的化合物 按碳原子數(shù)歸類 二 西柏烷類化合物降解機(jī)制和香氣物質(zhì)的形成 9 11西柏三烯降解的產(chǎn)物 圖9 12西柏三烯裂解生成茄尼酮 圖9 13茄尼酮的轉(zhuǎn)化 圖9 14茄尼酮的氧化降解 三 賴百當(dāng)類化合物降解機(jī)制和香氣物質(zhì)的形成 圖9 15淚柏醇的降解 圖9 16硬尾醇的降解 1 煙葉發(fā)酵的概念是什么 2 簡述煙葉發(fā)酵的機(jī)理 3 煙葉發(fā)酵過程中干物質(zhì)為什么會(huì)損耗 4 煙葉發(fā)酵過程中淀粉和水溶性糖發(fā)生什么變化 5 在煙葉發(fā)酵過程中主要含氮化合物發(fā)生什么變化 6 在煙葉發(fā)酵過程中有機(jī)酸發(fā)生什么變化 其機(jī)理是什么 7 美拉德反應(yīng)的機(jī)理可概括為哪幾個(gè)方面