煙草成分含氮化合物ppt課件

1、第三章 煙草含氮化合物第一節(jié)第一節(jié) 煙草氨基酸煙草氨基酸第二節(jié)第二節(jié) 煙草蛋白質(zhì)煙草蛋白質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 煙草氨、酰胺、胺類煙草氨、酰胺、胺類第四節(jié)第四節(jié) 煙草其他含氮化合物煙草其他含氮化合物第五節(jié)第五節(jié) 主要含氮化合物對煙質(zhì)的影響主要含氮化合物對煙質(zhì)的影響大氣圈的大氣圈的N2N2閃電閃電紫外輻射紫外輻射生物固氮生物固氮礦質(zhì)態(tài)氮礦質(zhì)態(tài)氮有機有機N N氨化氨化反硝化反硝化微生物微生物一氮元素的循環(huán)一氮元素的循環(huán)一、概述一、概述二煙草中的含氮化合二煙草中的含氮化合物物1 1 蛋白質(zhì)、游離氨基酸、氨、胺、酰胺、腈蛋白質(zhì)、游離氨基酸、氨、胺、酰胺、腈2 2 硝酸鹽、亞硝酸鹽硝酸鹽、亞硝酸鹽3 3 生物堿

2、生物堿4 4 某些維生素某些維生素 葉綠素等葉綠素等第一節(jié)第一節(jié) 煙草氨基酸煙草氨基酸一、氨基酸的構(gòu)造和性質(zhì)一、氨基酸的構(gòu)造和性質(zhì)二、煙草中的氨基酸二、煙草中的氨基酸一構(gòu)造一構(gòu)造氨基酸氨基酸 構(gòu)造通式構(gòu)造通式1 1 構(gòu)造構(gòu)造一、氨基酸的構(gòu)造和性質(zhì)一、氨基酸的構(gòu)造和性質(zhì)2 2 分類分類2.1 2.1 按照氨基的位置可以分：按照氨基的位置可以分：、-、氨基酸等氨基酸等2.2 2.2 按所含烴基不同按所含烴基不同 ：1)脂肪族脂肪族2芳香族芳香族3雜環(huán)族雜環(huán)族一氨基一羧基中性一氨基一羧基中性一氨基二羧基酸性一氨基二羧基酸性二氨基一羧基堿性二氨基一羧基堿性O(shè)H組氨酸組氨酸NHCOOH脯氨酸脯氨酸2.3

3、 2.3 按構(gòu)型不同可以分為按構(gòu)型不同可以分為D D型和型和L L型型 碳原子的構(gòu)型與碳原子的構(gòu)型與D D甘油醛一樣的稱為甘油醛一樣的稱為D D型，型，與與L L甘油醛一樣的稱為甘油醛一樣的稱為L L型。型。L-L-甘油醛甘油醛L-L-絲氨酸絲氨酸L-L-谷氨酸谷氨酸天然蛋白質(zhì)中的氨基酸均為天然蛋白質(zhì)中的氨基酸均為L L型甘氨酸除外型甘氨酸除外天然糖類水解后的單糖絕大多數(shù)為天然糖類水解后的單糖絕大多數(shù)為D-D-型。型?？茖W(xué)家研討發(fā)現(xiàn)除少數(shù)低等動物、昆蟲的特科學(xué)家研討發(fā)現(xiàn)除少數(shù)低等動物、昆蟲的特定器官或人體病態(tài)組織內(nèi)含有少量的定器官或人體病態(tài)組織內(nèi)含有少量的D-D-氨基氨基酸之外酸之外, , 組

4、成地球生命體的氨基酸幾乎都是組成地球生命體的氨基酸幾乎都是L L型的；相反型的；相反, , 自然界的核酸那么幾乎都是由自然界的核酸那么幾乎都是由D D型的核糖組成。型的核糖組成。人體不能合成或合成速度遠不順應(yīng)機體的人體不能合成或合成速度遠不順應(yīng)機體的需求的不能短少的氨基酸有需求的不能短少的氨基酸有8 8種：種：亮氨酸亮氨酸LeuLeu、異亮氨酸、異亮氨酸IleIle、蘇氨酸、蘇氨酸ThrThr、賴、賴氨酸氨酸LysLys、蛋氨酸、蛋氨酸MetMet、苯丙氨酸、苯丙氨酸PhePhe、色氨、色氨酸酸TryTry、纈氨酸、纈氨酸ValVal這這8 8種氨基酸必需從食物中攝取。種氨基酸必需從食物中攝取

5、。二性質(zhì)二性質(zhì)1 1 物理性質(zhì)物理性質(zhì)1.1 1.1 無色結(jié)晶無色結(jié)晶1.2 1.2 溶解性：溶解性： 普通可溶于水，難溶于有機溶劑普通可溶于水，難溶于有機溶劑 胱氨酸和酪氨酸既不易溶于水也不易溶于有機溶劑胱氨酸和酪氨酸既不易溶于水也不易溶于有機溶劑 脯氨酸和半胱氨酸既溶于水又溶于有機溶劑脯氨酸和半胱氨酸既溶于水又溶于有機溶劑1.3 1.3 旋光性：左旋甘氨酸除外旋光性：左旋甘氨酸除外 2 2 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)2.12.1由氨基表現(xiàn)出來的性質(zhì)由氨基表現(xiàn)出來的性質(zhì)2.22.2由羧基表現(xiàn)出來的性質(zhì)由羧基表現(xiàn)出來的性質(zhì)2.32.3由氨基和羧基共同表現(xiàn)出來的性質(zhì)由氨基和羧基共同表現(xiàn)出來的性質(zhì)2.12.

6、1由氨基表現(xiàn)出來的性質(zhì)由氨基表現(xiàn)出來的性質(zhì)2.1.1 2.1.1 與亞硝酸反響生成羥基酸和水，并放出與亞硝酸反響生成羥基酸和水，并放出N2 N2 2.1.2 2.1.2 與甲醛作用后氨基轉(zhuǎn)化為亞胺或醇胺，氨基的與甲醛作用后氨基轉(zhuǎn)化為亞胺或醇胺，氨基的堿性消逝堿性消逝 2.1.32.1.3在酶或氧化劑作用下氧化脫氨，生成酮酸在酶或氧化劑作用下氧化脫氨，生成酮酸 此反響會導(dǎo)致煙葉中羰基化合物添加，對改善煙葉質(zhì)量，此反響會導(dǎo)致煙葉中羰基化合物添加，對改善煙葉質(zhì)量，添加香吃味非常重要添加香吃味非常重要2.22.2由羧基表現(xiàn)出來的性質(zhì)由羧基表現(xiàn)出來的性質(zhì)2.2.1 2.2.1 酯化、酰胺化、復(fù)原為醇酯化

7、、酰胺化、復(fù)原為醇 2.32.3由氨基和羧基共同表現(xiàn)出來的性質(zhì)由氨基和羧基共同表現(xiàn)出來的性質(zhì)2.3.12.3.1兩性性質(zhì)和等電點兩性性質(zhì)和等電點 2.3.22.3.2與水合茚三酮的醇溶液共熱反響產(chǎn)生蘭紫色物質(zhì)與水合茚三酮的醇溶液共熱反響產(chǎn)生蘭紫色物質(zhì) 2.3.3 2.3.3 肽的構(gòu)成肽的構(gòu)成用于鑒別氨基酸、蛋白質(zhì)、多肽用于鑒別氨基酸、蛋白質(zhì)、多肽一種類一種類二存在形狀二存在形狀二、煙草中的氨基酸二、煙草中的氨基酸一種類一種類烤后煙葉種有烤后煙葉種有4343種氨基酸：種氨基酸： 常見的有常見的有2020多種，還有多種，還有2020多種不常見的多種不常見的緣由：緣由： 調(diào)制、陳化過程中，蛋白質(zhì)水解

8、、游離氨基酸調(diào)制、陳化過程中，蛋白質(zhì)水解、游離氨基酸發(fā)生互變作用。發(fā)生互變作用。二存在形狀二存在形狀1 1、 游離態(tài)游離態(tài)鮮煙葉和調(diào)制過程中多種氨基酸呈游離態(tài)鮮煙葉和調(diào)制過程中多種氨基酸呈游離態(tài)鮮煙葉中主要的游離氨基酸是：鮮煙葉中主要的游離氨基酸是：天冬氨酸，谷氨酸、脯氨酸和亮氨酸，總量占游離氨天冬氨酸，谷氨酸、脯氨酸和亮氨酸，總量占游離氨基酸總量的基酸總量的6070%2 2、 與糖或多酚類物質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜化合物而存在于煙葉中與糖或多酚類物質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜化合物而存在于煙葉中第二節(jié)第二節(jié) 煙草蛋白質(zhì)煙草蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)的構(gòu)造和性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的構(gòu)造和性質(zhì)二、煙草中的蛋白質(zhì)二、煙草中的蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)的構(gòu)造

9、和性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的構(gòu)造和性質(zhì)一一 構(gòu)造構(gòu)造初級構(gòu)造初級構(gòu)造 一切蛋白質(zhì)都含有一切蛋白質(zhì)都含有C C、H H、O O、N N四種元素四種元素 生物體中所含的氮絕大部分存在于蛋白質(zhì)中生物體中所含的氮絕大部分存在于蛋白質(zhì)中 蛋白質(zhì)含氮量平均值為蛋白質(zhì)含氮量平均值為1616二二 組成組成三三 性質(zhì)性質(zhì)1 1 兩性性質(zhì)和等電點兩性性質(zhì)和等電點 電泳法分別各種蛋白質(zhì)或氨基酸電泳法分別各種蛋白質(zhì)或氨基酸2 2 水解：酸解，堿解，酶解水解：酸解，堿解，酶解 調(diào)制過程種蛋白質(zhì)降解就是在蛋白酶作用下進展調(diào)制過程種蛋白質(zhì)降解就是在蛋白酶作用下進展3 3 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)4 4 蛋白質(zhì)的沉淀和變性蛋白

10、質(zhì)的沉淀和變性二、煙草中的蛋白質(zhì)二、煙草中的蛋白質(zhì)一種類一種類1 1、可溶性蛋白、可溶性蛋白2 2、不可溶性蛋白、不可溶性蛋白組分組分I I蛋白蛋白沉降系數(shù)沉降系數(shù)(s=v/ 2r)(s=v/ 2r)為為 18S(1S=10-1318S(1S=10-13秒秒) )組分組分IIII蛋白蛋白沉降系數(shù)為沉降系數(shù)為46S46S的蛋白的蛋白 二存在形狀二存在形狀三影響要素三影響要素 煙草類型、環(huán)境、密度、施肥、打頂和調(diào)制等煙草類型、環(huán)境、密度、施肥、打頂和調(diào)制等 調(diào)制過程中降解的主要是調(diào)制過程中降解的主要是FI蛋白。蛋白。純蛋白：僅含氨基酸純蛋白：僅含氨基酸復(fù)合蛋白：與油脂、核酸、色素、酚類結(jié)合復(fù)合蛋白

11、：與油脂、核酸、色素、酚類結(jié)合復(fù)合蛋白對煙株生理代謝不可短少復(fù)合蛋白對煙株生理代謝不可短少第三節(jié)第三節(jié) 煙草氨、酰胺、胺類煙草氨、酰胺、胺類一、氨一、氨二、酰胺二、酰胺三、胺類三、胺類一性質(zhì)一性質(zhì) 氨是堿性、有刺激性的無色氣體，屬于煙草揮發(fā)氨是堿性、有刺激性的無色氣體，屬于煙草揮發(fā)堿類，可以從煙草中可直接揮發(fā)，也可以從煙草中堿類，可以從煙草中可直接揮發(fā)，也可以從煙草中熱解蒸餾出來。刺激人的黏膜會引起中毒。熱解蒸餾出來。刺激人的黏膜會引起中毒。一、氨一、氨( (一一) ) 煙草中的氨煙草中的氨1 1 煙草生長發(fā)育過程中積累的氨較低，多余的氨煙草生長發(fā)育過程中積累的氨較低，多余的氨以酰胺的方式儲存

12、起來以酰胺的方式儲存起來谷氨酸谷氨酸NH3 谷氨酰氨谷氨酰氨谷氨酰氨合成酶谷氨酰氨合成酶干旱、高溫、水災(zāi)等逆境會使煙株氮代謝受阻，體內(nèi)游離干旱、高溫、水災(zāi)等逆境會使煙株氮代謝受阻，體內(nèi)游離氨增多產(chǎn)生氨害。氨增多產(chǎn)生氨害。2 2 調(diào)制過程中氨增多調(diào)制過程中氨增多在香煙調(diào)制過程中，煙葉失去生命活力，各種方式的在香煙調(diào)制過程中，煙葉失去生命活力，各種方式的含氮化合物氧化分解產(chǎn)生都會產(chǎn)生氨。調(diào)制終了后烤含氮化合物氧化分解產(chǎn)生都會產(chǎn)生氨。調(diào)制終了后烤煙中氨的含量煙中氨的含量0.0190.019。氨增多的緣由是：蛋白質(zhì)，氨基酸、酰胺、胺類等的氨增多的緣由是：蛋白質(zhì)，氨基酸、酰胺、胺類等的氧化分解。氧化分解

13、。一酰胺的構(gòu)造一酰胺的構(gòu)造叔酰胺叔酰胺伯酰胺伯酰胺仲酰胺仲酰胺二、酰胺二、酰胺二性質(zhì)二性質(zhì)u 結(jié)晶固體，有較高的熔點和沸點結(jié)晶固體，有較高的熔點和沸點( (甲酰胺除外甲酰胺除外) )u C5 C5以下酰胺均可溶于水，芳香族酰胺僅微溶于以下酰胺均可溶于水，芳香族酰胺僅微溶于 水或難溶于水水或難溶于水u 中性或接近中性中性或接近中性u 熱解會產(chǎn)生氨熱解會產(chǎn)生氨三煙草中的酰胺三煙草中的酰胺 鮮煙葉中的酰胺主要是谷氨酰胺和天冬酰胺。 調(diào)制后煙葉中酰胺少，由于熱解產(chǎn)生了氨。 煙氣中多，其來源： 1)燃吸期間硝酸鹽產(chǎn)生的中間體氨和甘氨酸的衍生物 2)腈水解生成三、胺類三、胺類一構(gòu)造一構(gòu)造伯胺伯胺仲胺仲胺叔

14、胺叔胺脂肪族芳香族二性質(zhì)二性質(zhì)1 1 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 低級脂肪胺常溫下為氣體或液體，易揮發(fā)，低級脂肪胺常溫下為氣體或液體，易揮發(fā)，有特殊氣味有特殊氣味可溶于水可溶于水高級脂肪胺常溫下為固體，水中溶解度降低。高級脂肪胺常溫下為固體，水中溶解度降低。芳胺是無色高沸點液體，或低熔點固體，有芳胺是無色高沸點液體，或低熔點固體，有毒，具令人不愉快的氣味，所以應(yīng)防止接觸毒，具令人不愉快的氣味，所以應(yīng)防止接觸皮膚和經(jīng)口鼻吸入皮膚和經(jīng)口鼻吸入2 2 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)2.1 2.1 堿性堿性堿性強弱：脂肪胺堿性強弱：脂肪胺 氨氨 芳香胺芳香胺 2.2 2.2 氧化性氧化性1) 伯胺氧化成肟脂肪胺伯胺氧化成肟脂

15、肪胺氨氨芳香胺芳香胺)2)仲胺氧化為羥胺仲胺氧化為羥胺 4)芳香胺氧化而變成黃至紅甚至黑色，產(chǎn)物很復(fù)雜芳香胺氧化而變成黃至紅甚至黑色，產(chǎn)物很復(fù)雜R-CH2NH2OR-CH=N-OHR1R2NHR1R2N-OHO3)叔胺氧化：叔胺氧化：H2O2O2.3 2.3 亞硝化反響亞硝化反響 胺很容易與亞硝酸鹽或氮的氧化物作用生成亞硝胺，尤其仲胺和叔胺對具有致癌活性的亞硝胺的生成起一定作用 1)伯胺和亞硝胺的反響生成重氮鹽伯胺和亞硝胺的反響生成重氮鹽 R-CH2NH2HONO+ +-N2H2OR-CH2OHHONO+ +ClHClHClN2+2)仲胺和亞硝酸的反響生成仲胺和亞硝酸的反響生成N亞硝基胺亞硝基

16、胺3)叔胺和亞硝酸的反響叔胺和亞硝酸的反響HONOHONONONOHNO2HONOH+ +NO2三煙草中的胺類化合物三煙草中的胺類化合物 1 1煙葉中胺類：煙葉中胺類： 調(diào)制期間蛋白質(zhì)、氨基酸等氮化調(diào)制期間蛋白質(zhì)、氨基酸等氮化物分解產(chǎn)生物分解產(chǎn)生2 2煙氣中的胺類：煙氣中的胺類： 1 1即直接從煙葉轉(zhuǎn)移到煙氣中即直接從煙葉轉(zhuǎn)移到煙氣中 2 2煙草熱解產(chǎn)生煙草熱解產(chǎn)生 3 3生物堿氧化生物堿氧化第四節(jié)第四節(jié) 煙草其他含氮化合物煙草其他含氮化合物一、硝基化合物一、硝基化合物二、腈二、腈( (一一) )構(gòu)造構(gòu)造 烴分子中的氫原子被硝基取代后的衍生烴分子中的氫原子被硝基取代后的衍生物，稱為硝基化合物物

17、，稱為硝基化合物 伯硝基化合物伯硝基化合物 仲硝基化合物仲硝基化合物 叔硝基化合物叔硝基化合物 一、硝基化合物一、硝基化合物( (二二) )性質(zhì)性質(zhì)1 1物理性質(zhì)物理性質(zhì): : 脂肪族硝基化合物是無色而具有香味的液體，脂肪族硝基化合物是無色而具有香味的液體，難溶于水，易溶于醇和醚。芳香族硝基化合物是淡黃色固體難溶于水，易溶于醇和醚。芳香族硝基化合物是淡黃色固體或油狀液體，具有苦杏仁氣味，有毒性?；蛴蜖钜后w，具有苦杏仁氣味，有毒性。2 2化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì): :在酸性條件下復(fù)原成苯胺在酸性條件下復(fù)原成苯胺 硝基化合物在自然界幾乎不存在。煙草在吸燃過程中，煙草中的硝酸鹽在熄滅過程中分解為各種氮氧化物

18、，這些氮的氧化物與有機基團反響生成硝基化合物。在卷煙的煙氣中有如下硝基化合物：( (一一) )構(gòu)造構(gòu)造 腈是氫氰酸腈是氫氰酸HCNHCN的烴基衍生物，通式為的烴基衍生物，通式為RRCNCN，官能團，官能團CNCN叫做氰基。由于氰根本身含有一個叫做氰基。由于氰根本身含有一個碳原子，所以氫氰酸可以看做是腈類物質(zhì)的第一個碳原子，所以氫氰酸可以看做是腈類物質(zhì)的第一個同系物。其構(gòu)造式如下：同系物。其構(gòu)造式如下：二、腈二、腈HCNHCN CH3 CH3CN CH2=CHCN CH2=CHCN C6H5CN C6H5CNCN氫氰酸氫氰酸 乙腈乙腈 丙烯腈丙烯腈 苯甲腈苯甲腈( (二二) )性質(zhì)性質(zhì) 較低級的

19、腈是可溶于水的液體。 腈的最重要的化學(xué)性質(zhì)是水解反響和復(fù)原反響。在 酸或堿溶液中水解時，腈轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的羧酸。如： 腈類化合物除氫氰酸外，都是穩(wěn)定的中性物質(zhì)，并且不似氫氰酸那樣劇毒。腈可以被復(fù)原成相應(yīng)的伯胺，也可以在催化劑存在下腈可以被復(fù)原成相應(yīng)的伯胺，也可以在催化劑存在下直接氫化復(fù)原。直接氫化復(fù)原。第五節(jié)第五節(jié) 主要含氮化合物對煙質(zhì)的影響主要含氮化合物對煙質(zhì)的影響一、氨基酸對煙質(zhì)的影響一、氨基酸對煙質(zhì)的影響二、蛋白質(zhì)對煙質(zhì)的影響二、蛋白質(zhì)對煙質(zhì)的影響三、氨，酰胺和胺類對煙質(zhì)的影響三、氨，酰胺和胺類對煙質(zhì)的影響1.1.影響煙葉色澤影響煙葉色澤 煙葉色澤是經(jīng)過酶促和非酶促棕色化煙葉色澤是經(jīng)過酶促和

20、非酶促棕色化反響實現(xiàn)的，以上兩種反響恰當(dāng)進展，煙葉色澤好，反響實現(xiàn)的，以上兩種反響恰當(dāng)進展，煙葉色澤好，反之，顏色變深或黑糟，不僅影響煙葉外觀，煙質(zhì)也反之，顏色變深或黑糟，不僅影響煙葉外觀，煙質(zhì)也會變劣。會變劣。2 2 影響煙葉香氣影響煙葉香氣 氨基酸在調(diào)制中可直接轉(zhuǎn)化為羰基氨基酸在調(diào)制中可直接轉(zhuǎn)化為羰基化合物，非酶促棕色化反響可以生成很多香味物質(zhì)?；衔铮敲复僮厣错懣梢陨珊芏嘞阄段镔|(zhì)。例如苯丙氨酸是煙葉中重要香氣物質(zhì)苯甲醇、苯乙醇例如苯丙氨酸是煙葉中重要香氣物質(zhì)苯甲醇、苯乙醇的前體物。的前體物。一、氨基酸對煙質(zhì)的影響一、氨基酸對煙質(zhì)的影響二、蛋白質(zhì)對煙質(zhì)的影響二、蛋白質(zhì)對煙質(zhì)的影響 香氣和吃味 調(diào)制后煙葉蛋白質(zhì)含量高，