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1、煙草色素河南省亞臨界萃取工程技術(shù)研究中心煙草在田間成長時(shí)呈現(xiàn)不同程度的綠色。經(jīng)調(diào)制后煙葉顯現(xiàn)不同程度的黃色,如淡黃色、正黃色、金黃色、深黃色、紅黃色、棕黃色等。煙葉的顏色是各種呈色物質(zhì)的外觀反映。各種色素不但在煙草生長發(fā)育過程中與生理活動(dòng)關(guān)系密切,而且對(duì)調(diào)制后煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量也起著重要作用。不同類型煙草及調(diào)制品其質(zhì)量特點(diǎn)和風(fēng)格不同,對(duì)煙葉的顏色要求也不同。因此,了解煙草有哪些色素,它們有那些性質(zhì),這些色素在煙草生長期間和加工過程中如何變化,人們?nèi)绾卧诩庸み^程中使煙葉保持好的色澤和防止顏色變壞,了解這些
2、問題對(duì)于研究煙草及其制品的質(zhì)量有重要意義。有關(guān)煙草色素方面已有大量報(bào)道,煙草中色素的總量和組成隨煙草類型、品種、生長階段、加工處理方法的不同而不同,新鮮煙葉中的色素主要有葉綠素a、葉綠素b、β-胡蘿卜素、葉黃素、新黃質(zhì)和紫黃質(zhì)。一般說來,新鮮煙葉中的葉綠素變化范圍為0.5~4%,其中葉綠素a約占70%,葉綠素b約占30%。成熟煙葉中黃色色素總量約為葉綠素含量的五分之一至三分之一??緹熜蜔熑~的胡蘿卜素是由68%的β-胡蘿卜素和32%的新-β-胡蘿卜素所組成的混合物,而葉黃素的構(gòu)成為60%的葉黃素22%新黃質(zhì)和1
3、8%的紫黃質(zhì)。第一節(jié)葉綠素葉綠素是葉綠體中的質(zhì)體色素,存在煙草中的葉和綠色莖中。它參與光合作用,使太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在形成的有機(jī)化合物中,因此他對(duì)煙草的生理生化和生長發(fā)育起著重要作用。葉綠素在煙草成熟和煙葉調(diào)制過程中大量降解消失,他在干煙葉中是一種不利的化學(xué)成分,在煙葉分級(jí)中是被嚴(yán)格控制的指標(biāo)之一。一、葉綠素的結(jié)構(gòu)17從上面的結(jié)構(gòu)式可以看出,葉綠素是一個(gè)含氮雜環(huán)化合物。葉綠素a/COOCH3的分子式為:C32H30N4Mg。COOC30H39分子中含有一個(gè)卟吩環(huán)的基本結(jié)構(gòu),卟吩環(huán)也叫噐環(huán)是由四個(gè)吡咯環(huán)的
4、α-碳原子通過次甲基(-CH-)相連而成。噐環(huán)呈平面型。在四個(gè)吡咯環(huán)中間的間隙里以共價(jià)鍵和配位鍵與鎂原子結(jié)合。取代卟吩叫做卟啉化合物。同樣,血紅素和細(xì)胞金素也都有卟吩環(huán)的基本結(jié)構(gòu),只是取代基不同,中間絡(luò)合的原子為鐵。卟吩環(huán)是一個(gè)閉合共軛體系,這是葉綠素顯色的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。在卟吩環(huán)上的四個(gè)吡咯結(jié)構(gòu)β位上還存在著不同的取代基,對(duì)葉綠素a來說,1,3,5,8位上各連接一個(gè)甲基,2位上連接一個(gè)乙烯基,4位上連接一個(gè)乙基,7位上連接的是一個(gè)與葉綠醇結(jié)合成酯的丙酸基。葉綠素b不同于葉綠素a的地方就在于3位上是一個(gè)醛基。葉綠素
5、分子中除了環(huán)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ外,還存在著一個(gè)環(huán)Ⅴ,環(huán)Ⅴ上的一個(gè)碳原子上連接著一個(gè)以羰基形式存在的氧原子,另一個(gè)碳原子上連接著一個(gè)以甲酯形式存在的羧基。一、葉綠素的性質(zhì)17葉綠素分子存在于葉綠體中,分子的一端與親水性的蛋白質(zhì)相結(jié)合,另一端可與脂類化合物相結(jié)合。當(dāng)細(xì)胞死亡之后葉綠素既游離出來,游離葉綠素很不穩(wěn)定,對(duì)光和熱都較敏感。在堿的作用下,葉綠素生成葉綠醇、甲醇、葉綠原素鹽。用酸謹(jǐn)慎處理,去鎂葉綠素生成醋酸銅。一、葉綠素對(duì)煙質(zhì)的影響簡(jiǎn)單介紹葉綠素在煙草生長過程中生物合成、積累、降解規(guī)律。……煙葉在調(diào)制過程中,絕
6、大部分降解消失。葉吩環(huán)可分解成順丁烯二酸亞胺的衍生物。由于葉綠素是與蛋白質(zhì)、脂類相結(jié)合以復(fù)合體的形式存在,那么當(dāng)葉綠素降解的同時(shí),蛋白質(zhì)也降解。因?yàn)轷r煙葉中與葉綠素結(jié)合的蛋白質(zhì)約占蛋白質(zhì)總量的50%左右,所以當(dāng)葉綠素絕大部分被分解,煙葉顯現(xiàn)黃色的時(shí)候,蛋白質(zhì)也得到了充分的降解。淀粉的轉(zhuǎn)化分解也已達(dá)到了充分的程度,煙葉內(nèi)部可自行調(diào)節(jié)的生化過程即將結(jié)束。當(dāng)這些物質(zhì)變化達(dá)到了理想程度時(shí),即可結(jié)束變黃,把煙葉烤干,將有利于品質(zhì)的顏色和內(nèi)部化化學(xué)成分固定下來。如果不能及時(shí)烤干,煙葉內(nèi)部的生化變化過程轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞自溶自解過
7、程。細(xì)胞解體,多酚氧化酶釋放氧氣自由進(jìn)入葉組織,多酚被氧化,產(chǎn)生深色物質(zhì),使煙葉顏色加深,內(nèi)部化學(xué)成分也向著不利于品質(zhì)的方向發(fā)展。如果葉綠素沒有充分降解,就把煙葉烤干,就會(huì)考出不同程度的“青黃煙”,“青黃煙”不但產(chǎn)生青雜氣,而且由于碳水化合物和含氮化合物沒有充分降解,各種內(nèi)在質(zhì)量都較差。所以“青黃煙”的使用價(jià)值較低,且隨著含青度的增加越來越低。第二節(jié)類胡卜素類胡卜素廣泛分布于生物界,已知的達(dá)300種以上,顏色從黃、橙、紅以至紫色都有。其中含量最多的有西紅柿紅素、葉黃素、β-胡蘿卜素等。類胡蘿卜素也是葉綠體中的
8、質(zhì)體色素。不溶于水,溶于脂肪溶劑,屬于脂溶性色素一、類胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)17類胡羅素是以異戊二稀殘基為單元組成的一類色素。也是萜類化合物。這類化合物的基本結(jié)構(gòu)都是一個(gè)較長的共軛體系,都屬于多稀色素,分子中含八個(gè)異戊二烯單位的四萜化合物,分子間的四個(gè)異戊二稀單位為尾首相連,尾尾相連和首尾相連。這是各種類胡卜素的共同部分,分子兩端各連兩個(gè)異戊二烯單位,或兩個(gè)開鏈接構(gòu),或一個(gè)開鏈接構(gòu)和一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu),又辭去分為