煙草中酚類化合物研究進展

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

煙草中酚類化合物研究進展

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

酚類物質是煙草中重要化合物，是衡量煙草品質的一項重要指標。從酚類化合物對煙葉色澤、香味以及吸味3個方面探討其對煙草品質的影響，通過詳述酚類化合物的測定方法，展望酚類化合物今后的研究方向。

煙草；酚類化合物；研究

0 引言

酚類化合物對煙草的生理生化活性、煙葉的色澤、煙氣的香吃味和生理強度都起著重要的作用［1-3］。隨著人們對煙草酚類化合物結構和性質研究的深入，酚類化合物在煙草中的重要性越來越多地受到關注。煙草中酚類物質按照羥基數目的不同，分為簡單酚類和多酚類［4］，對感官的影響主要體現在煙氣吸味和煙氣強度。簡單酚類通常表現為澀口、中藥味、有一定的刺激性，它們部分來自多酚類或木質素等其他大分子的降解［5-6］。卷煙燃燒過程中發生了一系列復雜的化學變化，在卷煙煙支燃燒時，部分物質裂解以及其他化學反應生成近40多種酚類化合物，其中最主要的酚類化合物是苯酚和鄰-苯二酚［7］。

煙葉中最常見的多酚化合物是綠原酸，其熱裂解產物主要是兒茶酚和4-乙基兒茶酚。由于酚類化合物對于卷煙香氣有一定的貢獻作用［8］，卷煙煙氣中酚類化合物含量的高低會直接影響卷煙產品的抽吸品質和安全性。深入研究煙草中的酚類化合物能在一定程度上提高卷煙產品的品質，進而提高企業的品牌效應，增加企業的效益，在實際生產中具有一定參考意義和應用價值。

1 煙草中的酚類化合物

煙葉中多酚類化合物的含量大約是煙葉干質量的0.5%～2.5%，其中綠原酸的含量大約是總多酚類化合物的75%～95%，部分片煙中綠原酸的含量達到3%～4%；蕓香苷的含量稍低，約為0.05%～1.60%［9］。對于不同品種煙葉烤煙的多酚含量均高于白肋煙和晾曬煙。對于卷煙制品而言，由于國內外加工工藝和加工強度差異較大，導致國內外卷煙酚類物質差異較大，國內烤煙型卷煙多酚化合物含量整體上高于混合型卷煙，其中綠原酸表現最為顯著，含量約為混合型卷煙的2倍；煙葉等級也與多酚類化合物的含量有關，表現為煙葉等級高低與多酚類化合物含量呈正相關［10］，即等級高、含量高或等級低、含量低。李力等人［11］研究表明，對于相同等級、相同產地、不同年份的烤煙煙葉而言，其綠原酸、蕓香苷和莨菪亭這3種多酚類化合物的含量基本上相同，說明綠原酸、蕓香苷和莨菪亭主要受環境因素的影響；另外，不同等級或者不同部位的烤煙煙葉對綠原酸、蕓香苷和莨菪亭這3種多酚類化合物的含量影響顯著［12］。

煙葉中多酚類化合物的含量還與其他因素相關，如煙草種類、煙葉著生部位、煙葉成熟度、環境（光照、溫度、營養）、調制方法等。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化合物含量呈正相關，即成熟度高、含量高或成熟度低、含量低。工藝加工強度與酚類化合物含量密切相關，加工強度越大，多酚類化合物的含量變化越顯著。

煙草酚類化合物的代謝形成主要是由煙草糖類、脂類、蛋白質三類物質完成。有280多種酚類物質已經在煙葉和煙氣中被鑒別出來，在卷煙燃燒過程中，煙葉中多酚類化合物綠原酸和蕓香苷的熱裂解產生大量的酚類化合物。多酚類化合物能夠對煙葉色澤、香味和煙氣生理強度產生十分重要的影響，因而成為衡量煙草品質的一項重要指標。

2 酚類化合物對煙草品質的影響

2.1 酚類化合物對煙葉色澤的影響

多酚類化合物是影響煙葉色澤的一個重要指標［14］。煙葉外觀色澤直接反映煙葉品質，其中好的烤煙煙葉主要表現為金黃色或橘黃色，好的白肋煙表現為紅黃色。多酚類化合物在煙葉調制過程中可以參與棕色化反應，從而產生類黑色等化合物，因而酚類化合物對煙葉的色澤有較大的影響。一旦出現在調制過程中多酚類化合物的過度氧化，將會發生棕色化反應，影響煙葉的外觀品質，并且由于煙葉內部化學程度的過度消耗，導致煙葉內對品質有利的物質減少，出現比例不協調，使得煙葉內在品質變差。因此，在煙葉烘烤中一定要合理地控制棕色化反應，煙葉才可以調節到合適的色澤，多酚類化合物降解后生成合適的產物，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［15-16］。

2.2 酚類化合物對卷煙香氣的影響

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

2.3 酚類化合物對卷煙吸味的影響

在煙草燃燒過程中酚類化合物主要發生酸性反應，從而中和一部分堿性物質，使吸味變得醇和［20］。煙葉等級越高，經過煙葉儲存、陳化、發酵3個過程，煙葉顏色逐漸加深，其吸味也更加醇和。除此之外，酚類化合物還有一個比較重要的特性就是可以與蛋白質結合。而多酚類化合物和蛋白質的結合與煙草的收斂性和澀味密切相關。酚類化合物不同，呈現出來的澀性就不同，對吸味影響的程度也不同［21］。比如，對甲基苯酚表現為酚醛味與澀味，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含量的比值，能夠作為判斷煙草芳香吸味的重要指標。

2.4 酚類化合物的安全性研究

目前，酚類化合物對健康的影響受到人們越來越多的關注。煙草中簡單酚類含量比較少，而多酚類化合物含量比較多。與澀口、藥味相關的是簡單酚類化合物，這些簡單酚類化合物主要是由多酚類或者其他大分子有機物熱裂解產生。兒茶酚是很多化合物的熱裂解產物。在煙葉中存在最多的多酚類化合物是綠原酸，其熱裂解產物主要是兒茶酚和4-乙基兒茶酚；黃酮類化合物產生的兒茶酚和4-烷基兒茶酚含量相對較少；木質素也可以產生較多的兒茶酚。有研究表明，酚類化合物的存在能誘導多環芳烴的致癌活性，酚類化合物含量的高低與卷煙的安全性緊密相關［22］。除此之外，卷煙中的某些酚類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、對苯二酚和苯酚。因此，可以認定煙葉中酚類化合物等成分是直接影響煙草安全性的重要因素。

3 酚類化合物檢測方法

3.1 氣相色譜法

氣相色譜法在化學中是一種高效的分離和分析方法，該方法利用不同物質在不同相態進行選擇性分配達到分離的效果。根據多酚物質沸點高及有些高溫分解的理化性質，多酚物質的氣相色譜法大多需要使其衍生成為易揮發的物質進行測定。

目前，常用的檢測方法利用選定離子模型的毛細管柱GC-MS進行主流煙氣中酚類化合物的測定，此方法一次檢測的樣品較少。趙明月等人［23-24］主要是通過對河南、湖北、浙江以及國內外烤煙主流煙氣中的酚類化合物進行了萃取、分離和檢測。毛多斌等人［25］在2002年通過研究分析國內外混合型卷煙，分離并測定17種酚類化合物。其中，苯酚和對苯二酚2種酚類化合物的含量基本無差別。如果在國內外混合型卷煙焦油含量基本相同的條件下，國內酚類化合物含量要高于國外的含量，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的高效固定相，并采用高壓泵輸送流動相，全部工作通過儀器來完成的色譜法。液相色譜法與氣相色譜法相比較時，具有不受樣品揮發度和熱穩定性限制的優點，容易分離大分子、高分子化合物以及不穩定的天然產物和離子型化合物。與此同時，液相色譜中的流動相不僅可以使樣品沿著色譜柱移動，而且可以與固定性一樣同樣品發生有選擇性的相互作用，這對控制和改善分離條件來說是一個很好的可調因素。在氣相色譜法進行測定時，由于酚類化合物沸點高且測定時苯二酚易拖尾的原因，一般需要對其進行衍生化，但是這樣操作比較麻煩。而且，酚類化合物又具有在特定波長照射下激發出熒光的性質和高效液相色譜法可直接測定，所以高效液相色譜測定酚類化合物更精確。Kuwata等人［26］利用反相HPLC方法，對汽車尾氣和煙草煙氣中的對硝基苯偶氮和苯酚的衍生物進行了測定。但是，該方法的唯一缺點就是樣品需要衍生化。為了更加快速而且高效地測定卷煙煙氣中主要7種酚類化合物，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間內測定卷煙主流煙氣中7種酚類化合物。

4 展望

一般認為，烤煙中多酚類化合物的含量與煙葉品質、香氣、等級成正比，多酚類化合物含量越高，煙草制品等級也就越高。今后，應該更加注重研究酚類物質的香味閾值，以及在卷煙燃燒中的香味貢獻。另外，隨著人們對健康的關注，酚類物質對人體的具體危害及作為香精香料危害性指數、毒理和安全閾值等，也應完善相關研究。

［1］ 于存峰，張峻松，閏洪洋，等.煙草中多酚類化合物研究進展 ［J］.河南農業科學，2008（4）：10-14.

［2］ 劉芳.煙草制品中主要酚類化合物的分析技術研究 ［D］.昆明：云南大學，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.煙草和煙氣中酚類物質檢測技術研究進展 ［J］.云南化工，2010，37（5）：64-69.

［5］ 龍章德，林順順，田兆福，等.煙草多酚類化合物對卷煙品質的影響 ［J］.食品與機械，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］.中國煙草學報，2007，13（3）：21-24.

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

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

［9］ 宗浩，楊程，陳剛，等.不同烤煙品種香型風格與多酚類物質含量差異分析 ［J］.中國農學通報，2011，27（30）：241-245.

［10］朱小茜，耿明，魯紅俠.云南烤煙標樣煙葉中多酚類化合物與等級的關系 ［J］.合肥師范學院學報，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］.中國煙草學報，2008，14（4）：13-17.

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

［13］徐曉燕，孫五三，王能如.煙草多酚類化合物的合成與煙葉品質的關系 ［J］.中國煙草科學，2003，24（1）：3-5.

［14］宋洋洋，張小全，楊鐵釗，等.煙葉采收成熟度對烘烤過程中酶促棕色化反應相關指標的影響 ［J］.西北植物學報，2014，34（12）：2 459-2 466.

［15］王愛華.烤煙生長和調制過程中主要多酚類物質代謝動態的研究 ［D］.鄭州：河南農業大學，2005.

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

［17］何志勇.橄欖酚類化合物的分離純化和結構研究 ［D］.無錫：江南大學，2007.

［18］白長敏，鐘科軍，許燕娟，等.煙草中多酚類物質的指紋圖譜及相對含量測定的方法研究 ［C］//第十五次全國色譜學術報告會文集（下冊）.2005：694-695.

［19］谷風林.酪蛋白美拉德產物的制備、性質及在煙草中的應用研究 ［D］.無錫：江南大學，2010.

［20］于存峰，張峻松，閏洪洋，等.煙草中多酚類化合物研究進展 ［J］.河南農業科學，2008（4）：10-14.

［21］朱永平，余應年.多環芳烴結構與致癌活性關系的Fisher判別研究 ［J］.毒理學雜志，1997，11（2）：71-74.

［22］莊亞東，張映，王芳，等.卷煙中多酚類物質的分析［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物質的毛細管氣相色譜分析 ［J］.中國煙草學報，1992，30（1）：1-4.

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

［25］毛多斌，馬宇平，張峻松，等.國內外混合型卷煙主流煙氣中酚類物質的分析 ［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定卷煙主流煙氣中7種揮發酚 ［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，研究方向為卷煙產品設計與煙草化學。