煙草中酚類(lèi)化合物研究進(jìn)展

帖金鑫，李永生，潘凡達(dá)，何文苗，李石頭，張立立，廖 付，郝賢偉，楊 帥（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 450002）

煙草中酚類(lèi)化合物研究進(jìn)展

帖金鑫，李永生，潘凡達(dá)，何文苗，李石頭，張立立，廖 付，郝賢偉，楊 帥
（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 450002）

酚類(lèi)物質(zhì)是煙草中重要化合物，是衡量煙草品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。從酚類(lèi)化合物對(duì)煙葉色澤、香味以及吸味3個(gè)方面探討其對(duì)煙草品質(zhì)的影響，通過(guò)詳述酚類(lèi)化合物的測(cè)定方法，展望酚類(lèi)化合物今后的研究方向。

煙草；酚類(lèi)化合物；研究

0 引言

酚類(lèi)化合物對(duì)煙草的生理生化活性、煙葉的色澤、煙氣的香吃味和生理強(qiáng)度都起著重要的作用［1-3］。隨著人們對(duì)煙草酚類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究的深入，酚類(lèi)化合物在煙草中的重要性越來(lái)越多地受到關(guān)注。煙草中酚類(lèi)物質(zhì)按照羥基數(shù)目的不同，分為簡(jiǎn)單酚類(lèi)和多酚類(lèi)［4］，對(duì)感官的影響主要體現(xiàn)在煙氣吸味和煙氣強(qiáng)度。簡(jiǎn)單酚類(lèi)通常表現(xiàn)為澀口、中藥味、有一定的刺激性，它們部分來(lái)自多酚類(lèi)或木質(zhì)素等其他大分子的降解［5-6］。卷煙燃燒過(guò)程中發(fā)生了一系列復(fù)雜的化學(xué)變化，在卷煙煙支燃燒時(shí)，部分物質(zhì)裂解以及其他化學(xué)反應(yīng)生成近40多種酚類(lèi)化合物，其中最主要的酚類(lèi)化合物是苯酚和鄰-苯二酚［7］。

煙葉中最常見(jiàn)的多酚化合物是綠原酸，其熱裂解產(chǎn)物主要是兒茶酚和4-乙基兒茶酚。由于酚類(lèi)化合物對(duì)于卷煙香氣有一定的貢獻(xiàn)作用［8］，卷煙煙氣中酚類(lèi)化合物含量的高低會(huì)直接影響卷煙產(chǎn)品的抽吸品質(zhì)和安全性。深入研究煙草中的酚類(lèi)化合物能在一定程度上提高卷煙產(chǎn)品的品質(zhì)，進(jìn)而提高企業(yè)的品牌效應(yīng)，增加企業(yè)的效益，在實(shí)際生產(chǎn)中具有一定參考意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 煙草中的酚類(lèi)化合物

煙葉中多酚類(lèi)化合物的含量大約是煙葉干質(zhì)量的0.5%～2.5%，其中綠原酸的含量大約是總多酚類(lèi)化合物的75%～95%，部分片煙中綠原酸的含量達(dá)到3%～4%；蕓香苷的含量稍低，約為0.05%～1.60%［9］。對(duì)于不同品種煙葉烤煙的多酚含量均高于白肋煙和晾曬煙。對(duì)于卷煙制品而言，由于國(guó)內(nèi)外加工工藝和加工強(qiáng)度差異較大，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外卷煙酚類(lèi)物質(zhì)差異較大，國(guó)內(nèi)烤煙型卷煙多酚化合物含量整體上高于混合型卷煙，其中綠原酸表現(xiàn)最為顯著，含量約為混合型卷煙的2倍；煙葉等級(jí)也與多酚類(lèi)化合物的含量有關(guān)，表現(xiàn)為煙葉等級(jí)高低與多酚類(lèi)化合物含量呈正相關(guān)［10］，即等級(jí)高、含量高或等級(jí)低、含量低。李力等人［11］研究表明，對(duì)于相同等級(jí)、相同產(chǎn)地、不同年份的烤煙煙葉而言，其綠原酸、蕓香苷和莨菪亭這3種多酚類(lèi)化合物的含量基本上相同，說(shuō)明綠原酸、蕓香苷和莨菪亭主要受環(huán)境因素的影響；另外，不同等級(jí)或者不同部位的烤煙煙葉對(duì)綠原酸、蕓香苷和莨菪亭這3種多酚類(lèi)化合物的含量影響顯著［12］。

煙葉中多酚類(lèi)化合物的含量還與其他因素相關(guān)，如煙草種類(lèi)、煙葉著生部位、煙葉成熟度、環(huán)境（光照、溫度、營(yíng)養(yǎng)）、調(diào)制方法等。其中，影響最大的是煙葉成熟度和烘烤工藝［13］。煙葉成熟度的高低與多酚類(lèi)化合物含量呈正相關(guān)，即成熟度高、含量高或成熟度低、含量低。工藝加工強(qiáng)度與酚類(lèi)化合物含量密切相關(guān)，加工強(qiáng)度越大，多酚類(lèi)化合物的含量變化越顯著。

煙草酚類(lèi)化合物的代謝形成主要是由煙草糖類(lèi)、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)三類(lèi)物質(zhì)完成。有280多種酚類(lèi)物質(zhì)已經(jīng)在煙葉和煙氣中被鑒別出來(lái)，在卷煙燃燒過(guò)程中，煙葉中多酚類(lèi)化合物綠原酸和蕓香苷的熱裂解產(chǎn)生大量的酚類(lèi)化合物。多酚類(lèi)化合物能夠?qū)熑~色澤、香味和煙氣生理強(qiáng)度產(chǎn)生十分重要的影響，因而成為衡量煙草品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

2 酚類(lèi)化合物對(duì)煙草品質(zhì)的影響

2.1 酚類(lèi)化合物對(duì)煙葉色澤的影響

多酚類(lèi)化合物是影響煙葉色澤的一個(gè)重要指標(biāo)［14］。煙葉外觀色澤直接反映煙葉品質(zhì)，其中好的烤煙煙葉主要表現(xiàn)為金黃色或橘黃色，好的白肋煙表現(xiàn)為紅黃色。多酚類(lèi)化合物在煙葉調(diào)制過(guò)程中可以參與棕色化反應(yīng)，從而產(chǎn)生類(lèi)黑色等化合物，因而酚類(lèi)化合物對(duì)煙葉的色澤有較大的影響。一旦出現(xiàn)在調(diào)制過(guò)程中多酚類(lèi)化合物的過(guò)度氧化，將會(huì)發(fā)生棕色化反應(yīng)，影響煙葉的外觀品質(zhì)，并且由于煙葉內(nèi)部化學(xué)程度的過(guò)度消耗，導(dǎo)致煙葉內(nèi)對(duì)品質(zhì)有利的物質(zhì)減少，出現(xiàn)比例不協(xié)調(diào)，使得煙葉內(nèi)在品質(zhì)變差。因此，在煙葉烘烤中一定要合理地控制棕色化反應(yīng)，煙葉才可以調(diào)節(jié)到合適的色澤，多酚類(lèi)化合物降解后生成合適的產(chǎn)物，能夠較好地改善煙草制品的吸味，增加其香氣，提高煙葉品質(zhì)［15-16］。

2.2 酚類(lèi)化合物對(duì)卷煙香氣的影響

煙草制品等級(jí)高低在一定程度上決定煙葉重要香氣前體物的多少。煙葉等級(jí)高低與多酚類(lèi)化合物含量呈正相關(guān)，即等級(jí)高、含量高或等級(jí)低、含量低。煙葉的色澤和卷煙的香氣與多酚類(lèi)化合物含量的多少密切相關(guān)［17］。煙支在燃吸過(guò)程中，由于發(fā)生的一系列化學(xué)變化，多酚類(lèi)化合物可以產(chǎn)生芳香味化合物，可以增加煙香。除此之外，多酚類(lèi)化合物的苷類(lèi)物質(zhì)經(jīng)過(guò)水解可以產(chǎn)生苷元，即花色素，同時(shí)伴隨著令人愉快的氣味產(chǎn)生［18］。研究表明，多酚類(lèi)化合物對(duì)煙氣有積極的影響，可以產(chǎn)生清甜香和烘烤香［19］。在合適的調(diào)制、陳化條件下，多酚類(lèi)化合物的降解產(chǎn)物賦予煙葉優(yōu)雅的香氣，能夠較好地提高卷煙制品的品質(zhì)。

2.3 酚類(lèi)化合物對(duì)卷煙吸味的影響

在煙草燃燒過(guò)程中酚類(lèi)化合物主要發(fā)生酸性反應(yīng)，從而中和一部分堿性物質(zhì)，使吸味變得醇和［20］。煙葉等級(jí)越高，經(jīng)過(guò)煙葉儲(chǔ)存、陳化、發(fā)酵3個(gè)過(guò)程，煙葉顏色逐漸加深，其吸味也更加醇和。除此之外，酚類(lèi)化合物還有一個(gè)比較重要的特性就是可以與蛋白質(zhì)結(jié)合。而多酚類(lèi)化合物和蛋白質(zhì)的結(jié)合與煙草的收斂性和澀味密切相關(guān)。酚類(lèi)化合物不同，呈現(xiàn)出來(lái)的澀性就不同，對(duì)吸味影響的程度也不同［21］。比如，對(duì)甲基苯酚表現(xiàn)為酚醛味與澀味，2，6-二甲基苯酚具有甜味和增濃效果，丁香酚表現(xiàn)為芳香氣息，苯酚具有甜味和藥物灼燒等效果。除此之外，還有的酚類(lèi)化合物具有特殊的香氣，或者能夠增加煙氣特殊香氣，并且不會(huì)輕易被一些其他致香劑減輕。芳香值是多酚化合物含量和蛋白質(zhì)含量的比值，能夠作為判斷煙草芳香吸味的重要指標(biāo)。

2.4 酚類(lèi)化合物的安全性研究

目前，酚類(lèi)化合物對(duì)健康的影響受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。煙草中簡(jiǎn)單酚類(lèi)含量比較少，而多酚類(lèi)化合物含量比較多。與澀口、藥味相關(guān)的是簡(jiǎn)單酚類(lèi)化合物，這些簡(jiǎn)單酚類(lèi)化合物主要是由多酚類(lèi)或者其他大分子有機(jī)物熱裂解產(chǎn)生。兒茶酚是很多化合物的熱裂解產(chǎn)物。在煙葉中存在最多的多酚類(lèi)化合物是綠原酸，其熱裂解產(chǎn)物主要是兒茶酚和4-乙基兒茶酚；黃酮類(lèi)化合物產(chǎn)生的兒茶酚和4-烷基兒茶酚含量相對(duì)較少；木質(zhì)素也可以產(chǎn)生較多的兒茶酚。有研究表明，酚類(lèi)化合物的存在能誘導(dǎo)多環(huán)芳烴的致癌活性，酚類(lèi)化合物含量的高低與卷煙的安全性緊密相關(guān)［22］。除此之外，卷煙中的某些酚類(lèi)化合物能夠影響卷煙的口感，引起澀味、辣味等因素，其中最主要的是鄰苯二酚（兒茶酚）、間苯二酚、對(duì)苯二酚和苯酚。因此，可以認(rèn)定煙葉中酚類(lèi)化合物等成分是直接影響煙草安全性的重要因素。

3 酚類(lèi)化合物檢測(cè)方法

3.1 氣相色譜法

氣相色譜法在化學(xué)中是一種高效的分離和分析方法，該方法利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)進(jìn)行選擇性分配達(dá)到分離的效果。根據(jù)多酚物質(zhì)沸點(diǎn)高及有些高溫分解的理化性質(zhì)，多酚物質(zhì)的氣相色譜法大多需要使其衍生成為易揮發(fā)的物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。

目前，常用的檢測(cè)方法利用選定離子模型的毛細(xì)管柱GC-MS進(jìn)行主流煙氣中酚類(lèi)化合物的測(cè)定，此方法一次檢測(cè)的樣品較少。趙明月等人［23-24］主要是通過(guò)對(duì)河南、湖北、浙江以及國(guó)內(nèi)外烤煙主流煙氣中的酚類(lèi)化合物進(jìn)行了萃取、分離和檢測(cè)。毛多斌等人［25］在2002年通過(guò)研究分析國(guó)內(nèi)外混合型卷煙，分離并測(cè)定17種酚類(lèi)化合物。其中，苯酚和對(duì)苯二酚2種酚類(lèi)化合物的含量基本無(wú)差別。如果在國(guó)內(nèi)外混合型卷煙焦油含量基本相同的條件下，國(guó)內(nèi)酚類(lèi)化合物含量要高于國(guó)外的含量，依次為甲基酚、甲氧基酚和間苯二酚。

3.2 液相色譜法

液相色譜法是采用顆粒十分細(xì)的高效固定相，并采用高壓泵輸送流動(dòng)相，全部工作通過(guò)儀器來(lái)完成的色譜法。液相色譜法與氣相色譜法相比較時(shí)，具有不受樣品揮發(fā)度和熱穩(wěn)定性限制的優(yōu)點(diǎn)，容易分離大分子、高分子化合物以及不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物和離子型化合物。與此同時(shí)，液相色譜中的流動(dòng)相不僅可以使樣品沿著色譜柱移動(dòng)，而且可以與固定性一樣同樣品發(fā)生有選擇性的相互作用，這對(duì)控制和改善分離條件來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的可調(diào)因素。在氣相色譜法進(jìn)行測(cè)定時(shí)，由于酚類(lèi)化合物沸點(diǎn)高且測(cè)定時(shí)苯二酚易拖尾的原因，一般需要對(duì)其進(jìn)行衍生化，但是這樣操作比較麻煩。而且，酚類(lèi)化合物又具有在特定波長(zhǎng)照射下激發(fā)出熒光的性質(zhì)和高效液相色譜法可直接測(cè)定，所以高效液相色譜測(cè)定酚類(lèi)化合物更精確。Kuwata等人［26］利用反相HPLC方法，對(duì)汽車(chē)尾氣和煙草煙氣中的對(duì)硝基苯偶氮和苯酚的衍生物進(jìn)行了測(cè)定。但是，該方法的唯一缺點(diǎn)就是樣品需要衍生化。為了更加快速而且高效地測(cè)定卷煙煙氣中主要7種酚類(lèi)化合物，黃朝章［27］在2011年建立了超高效液相色譜（UPLC）方法，該方法可以在同一時(shí)間內(nèi)測(cè)定卷煙主流煙氣中7種酚類(lèi)化合物。

4 展望

一般認(rèn)為，烤煙中多酚類(lèi)化合物的含量與煙葉品質(zhì)、香氣、等級(jí)成正比，多酚類(lèi)化合物含量越高，煙草制品等級(jí)也就越高。今后，應(yīng)該更加注重研究酚類(lèi)物質(zhì)的香味閾值，以及在卷煙燃燒中的香味貢獻(xiàn)。另外，隨著人們對(duì)健康的關(guān)注，酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)人體的具體危害及作為香精香料危害性指數(shù)、毒理和安全閾值等，也應(yīng)完善相關(guān)研究。

［1］ 于存峰，張峻松，閏洪洋，等.煙草中多酚類(lèi)化合物研究進(jìn)展 ［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（4）：10-14.

［2］ 劉芳.煙草制品中主要酚類(lèi)化合物的分析技術(shù)研究 ［D］.昆明：云南大學(xué)，2008.

［3］Vereecke D，Messens E，Klarskov K，et al.Patterns of phenolic compounds in leafy galls of tobacco［J］.Planta，1997，201（3）：342-348.

［4］ 者為，楊斯宛，王明鋒，等.煙草和煙氣中酚類(lèi)物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展 ［J］.云南化工，2010，37（5）：64-69.

［5］ 龍章德，林順順，田兆福，等.煙草多酚類(lèi)化合物對(duì)卷煙品質(zhì)的影響 ［J］.食品與機(jī)械，2013（6）：41-44.

［6］ 楊虹琦，王勇，周冀衡，等.不同卷煙和煙葉中主要多酚含量的差異 ［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2007，13（3）：21-24.

［7］ 管仕栓，張揚(yáng)，張文玉，等.卷煙主流煙氣中主要酚類(lèi)含量的分析研究 ［J］.廣州化工，2010，38（1）：147-150.

［8］ 劉百戰(zhàn)，張映，孫磊，等.卷煙煙絲香氣成分的固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法分析 ［J］.分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2000，19（4）：28-31.

［9］ 宗浩，楊程，陳剛，等.不同烤煙品種香型風(fēng)格與多酚類(lèi)物質(zhì)含量差異分析 ［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（30）：241-245.

［10］朱小茜，耿明，魯紅俠.云南烤煙標(biāo)樣煙葉中多酚類(lèi)化合物與等級(jí)的關(guān)系 ［J］.合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，26（6）：102-103.

［11］李力，楊涓，戴亞，等.烤煙中綠原酸、莨菪亭和蕓香苷的分布研究 ［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2008，14（4）：13-17.

［12］宗浩，王洪云，陳剛，等.大理紅大品種不同等級(jí)煙葉主要化學(xué)成分和多酚類(lèi)物質(zhì)分析 ［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2012，33（4）：22-27.

［13］徐曉燕，孫五三，王能如.煙草多酚類(lèi)化合物的合成與煙葉品質(zhì)的關(guān)系 ［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2003，24（1）：3-5.

［14］宋洋洋，張小全，楊鐵釗，等.煙葉采收成熟度對(duì)烘烤過(guò)程中酶促棕色化反應(yīng)相關(guān)指標(biāo)的影響 ［J］.西北植物學(xué)報(bào)，2014，34（12）：2 459-2 466.

［15］王愛(ài)華.烤煙生長(zhǎng)和調(diào)制過(guò)程中主要多酚類(lèi)物質(zhì)代謝動(dòng)態(tài)的研究 ［D］.鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

［16］劉靜，侯英，楊蕾，等.煙草中多酚熱裂解產(chǎn)物研究［J］.化學(xué)研究與應(yīng)用，2011，23（1）：63-65.

［17］何志勇.橄欖酚類(lèi)化合物的分離純化和結(jié)構(gòu)研究 ［D］.無(wú)錫：江南大學(xué)，2007.

［18］白長(zhǎng)敏，鐘科軍，許燕娟，等.煙草中多酚類(lèi)物質(zhì)的指紋圖譜及相對(duì)含量測(cè)定的方法研究 ［C］//第十五次全國(guó)色譜學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)文集（下冊(cè)）.2005：694-695.

［19］谷風(fēng)林.酪蛋白美拉德產(chǎn)物的制備、性質(zhì)及在煙草中的應(yīng)用研究 ［D］.無(wú)錫：江南大學(xué)，2010.

［20］于存峰，張峻松，閏洪洋，等.煙草中多酚類(lèi)化合物研究進(jìn)展 ［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（4）：10-14.

［21］朱永平，余應(yīng)年.多環(huán)芳烴結(jié)構(gòu)與致癌活性關(guān)系的Fisher判別研究 ［J］.毒理學(xué)雜志，1997，11（2）：71-74.

［22］莊亞?wèn)|，張映，王芳，等.卷煙中多酚類(lèi)物質(zhì)的分析［J］.煙草科技，2004（1）：23-26.

［23］趙明月，周富臣.卷煙主流煙氣中酚類(lèi)物質(zhì)的毛細(xì)管氣相色譜分析 ［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，1992，30（1）：1-4.

［24］謝復(fù)煒，趙明月，王昇，等.卷煙主流、側(cè)流煙氣中酚類(lèi)化合物的高效液相色譜測(cè)定 ［J］.煙草科技，2004（5）：6-10.

［25］毛多斌，馬宇平，張峻松，等.國(guó)內(nèi)外混合型卷煙主流煙氣中酚類(lèi)物質(zhì)的分析 ［J］.煙草科技，2002（4）：17-20.

［26］Kuwata，Kazuhiro，Uebori，et al.The new method of determinting phenolics of cigarette smoke［J］.Anal.Chem. 1980，52：857-860.

［27］黃朝章.超高效液相色譜快速測(cè)定卷煙主流煙氣中7種揮發(fā)酚 ［J］.煙草科技，2011（8）：44-47.◇

Research Progress of Phenolic Compounds in Tobacco

TIE Jinxin，LI Yongsheng，PAN Fanda，HE Wenmiao，LI Shitou，ZHANG Lili，LIAO Fu，HAO Xianwei，YANG Shuai
（School of Food and Bioengineening，Zhengzhou University of Lighy Industry，Zhengzhou，He'nan 450002，China）

Phenols are important compounds in tobacco，which is an important measure of quality.In this paper，research on the role of phenolic compounds in tobacco，and the impact on tobacco color，aroma and taste aspiration.This paper describes the determination of phenolic compounds，looking forward to the future research of phenolic compounds.

tobacco；phenolic compounds；research

S572

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.10.016

1671-9646（2016）10a-0052-03

2016-06-30

帖金鑫（1988— ），男，碩士，研究方向?yàn)榫頍煯a(chǎn)品設(shè)計(jì)與煙草化學(xué)。