我理解的卷烟香味.docx

1、我理解的卷烟香味我理解的卷烟香味My Understanding The Cigarette Flavor目录1.香味的感觉 11.1感觉的概念与分类 11.2感觉的主要特征 21.3韦伯-费希纳定律 31.4香味的感觉 52.味觉与呈味物质 62.1味觉的概念与分类 62.2呈味机理与呈味物质 82.2.1甜味 82.2.2酸味 102.2.3苦味 102.2.4咸味 122.2.5辣味 122.2.6鲜味 132.2.7涩味 152.2.8 162.4影响因素及其相互作用 162.5烟气的味觉感受 183.嗅觉与气息 203.1嗅觉的概念 203.2气息与分子结构的关系 223.2.1从气

2、息探讨分子结构 223.2.2从化学结构研究气息 273.2.3香型与分子结构特征之间的关系 303.3香气的分类 353.4致香物质实例 404.烟气的香味物质 424.1有机酸类 434.2醇类 444.3羰基化合物 454.4酯类 484.5酚类 514.6氮杂环 524.7酰胺、亚胺类 534.8其它成分 53以下的叙述经常出现概念、定义、分类，但香料、食品、烟草行业的定义、分类与数学和物理学上的定义、分类相比多数是不严格的。比如定义：GB/T15237.1-2000术语工作 词汇 第1部分：理论与应用3.3.1定义 definition：描述一个概念，并区别于其它相关概念的表述。又比

3、如分类Classify or Assort：按照种类、等级或性质分别归类；把无规律的事物分为有规律的。分类过程就是逻辑学的划分，要正确地划分，就应遵守下列各规则：各子项之间没有共同的分子，即各子项之间是全异关系，或者说各子项不相容。母项的每一个分子都属于某个子项，即各子项要穷尽母项。严格地说，不满足这两条规则的就不是划分。每次划分必须依照同一根据。每次划分不能越级。以上规则的作用是显然的。但由于客观情况本身的复杂性，因而要完全符合这些规则并不容易。在各子项不易穷尽母项时，可以增加“其它”这样的子项。有时子项之间还难免有交叉情况出现。1.香味的感觉香味是通过嗅觉器官和味觉器官得到的综合感受，而嗅

4、觉器官和味觉器官都属于感觉器官。所以，在讨论香味之前，对感觉和感觉器官做最简单的了解是有必要的。感觉是心理学名词。是其它一切心理现象的基础，没有感觉就没有其它一切心理现象。感觉诞生了，其它心理现象就在感觉的基础上发展起来，感觉是其它一切心理现象的源头和“胚芽”，其它心理现象是在感觉的基础上发展、壮大和成熟起来的。感觉是其它心理现象大厦的“地基”，其它心理现象都是建立在感觉的基础上。1.1感觉的概念与分类定义：感觉是客观刺激作用于感觉器官所产生的对事物个别属性的反映。心理学家把感觉分成两大类或三大类。第一类是外部感觉，有视觉、听觉、嗅觉、味觉和肤觉（触觉）五种。这外部感觉示意图类感觉的感受器位于

5、身体表面，或接近身体表面的地方。第二类感觉是反映机体本身各部分运动或内部器官发生的变化，这类感觉的感觉器位于各有关组织的深处(如肌肉)或内部器官的表面(如胃壁、呼吸道)。这类感觉有运动觉、平衡觉和机体觉。三类分法是把第二类分成两类：内部感觉和机体感觉。按三大类分类，第二类分成两类：内部和本体感觉。我们只对外部感觉作初步的了解，外部感觉作为感觉的概念历史相当悠久。古希腊科学家、哲学家亚里士多德认为，人类的感觉有五种，即：视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉（肤觉）。但是，生活中有许多人都相信还有“直觉”，或者称之为“第六感官”，尤其是女性。五种感觉对应五种感觉器官，简单的理解：视觉器官眼，听觉器官耳，嗅

6、觉器官鼻，味觉器官舌，触觉器官遍及全身皮表。感觉还可以划分为物理感觉、化学感觉和心理感觉，触觉是物理感觉、嗅觉和味觉是化学感觉、视觉和听觉是心理感觉。很多香料、食品行业的专家、学者为了方便讨论，当然也有可能不容易分类（分类太简单不能解决实际问题，分类太复杂会出现类别交叉），把食品在口腔中的触觉感受视为味觉。以下的讨论，我们也把烟气在口腔中除嗅觉外的其它感受都当成味觉。1.2感觉的主要特征感觉应是客观事物的不同特性在人脑中引起的反应。比如卷烟作用于我们的感官时，通过视觉可以感受到它的包装和烟支设计；通过嗅觉、味觉可以感受到它的香味；通过触摸可以感受到包装和烟支软硬，甚至由此估计烟支的水分等等。感

7、觉是最简单的心理过程，是形成各种复杂心理的基础。在人类产生感觉的过程中，感觉器官直接与客观事物特性相联系。它们主要存在于人体外部，而且不同的感官对于外部的刺激有较强的选择性。感官由感觉细胞或一组对外界刺激有反应的细胞组成，这些细胞获得刺激后，能将这些刺激信号通过神经传导到大脑。感觉的主要特征，是对周围环境和机体内部的化学和物理变化非常敏感。除此之外，感官还具有下面几个特征：一种感官只能接收和识别一种刺激。只有刺激量在一定范围内才会对感官产生作用。某种刺激连续施加到感官上一段时间后，感官会产生疲劳（适应）现象，感官灵敏度随之明显下降。心理作用对感官识别刺激有影响。不同感官在接受信息时，会相互影响

8、。说明感官具有专属性，如视觉、听觉器官接收和识别光波和声波。嗅觉、味觉和口腔中的触觉器官虽然分别接收和识别气息物质、呈味物质及其可以引起触觉感受的物质，但因为它们之间的相互作用、相互影响使我们经常不能区分各个具体感官的感受，而只能获得他们的综合感受，烟气在口腔中的香味感受经常出现这种现象，可以作为典型的例子。韦伯-费希纳定律在感觉阈限中进一步讨论。疲劳（适应）现象非常普遍嗅觉、味觉比视觉、听觉更容易疲劳，工作中必须引起高度重视，以免得到错误的结论。心理作用和相互影响是显而易见的，心无二用、先入为主、偏好或潜意识作用无处不在。1.3韦伯-费希纳定律感官或感受体并不是对所有的变化都产生反应。只有当

9、引起感受体发生变化的外界刺激处于适当的范围内时，才能产生正常的感觉。刺激量过大或过小都会造成感受体无反应而不产生感觉或反应过于强烈而失去感觉。因此，对各种感觉来说都有一个感受体所能接受的外界刺激变化范围。一般地，人眼可以感受到可见光（380780nm ）、大约能分辨的亮度范围为20020,000尼特伸手不见五指不能说明没有光线；频率20Hz20kHz的声波称为可听波 ，大多数人对信号声级突变3dB以下时是感觉不出来的 ，夜深人静也不表明没有声音；香味物质都有阈值。感觉阈限就是指感官或感受体对所能接受范围的上下限和对这个范围内最微小变化感觉的灵敏度。依照测量技术和目的的不同，可以将各种感觉的感觉

10、阈限分为绝对阈限和差别阈限两种（最终阈值：指人感觉某种物质的刺激不随刺激量的增加而增加的刺激量）。绝对感觉阈限是指人的感觉器官接受某种刺激时刚刚能够引起反应或刚刚能停止其反应的刺激，即刚刚能够引起感觉的最小刺激量。经常被称为阈值。常温下蔗糖（甜）为0.1%，氯化钠（咸）0.05%，柠檬酸（酸）0.0025%，硫酸奎宁（苦）0.0001%。差别阈限(difference threshold)，或最小可觉差(just noticeable difference)（简称JND）是产生感觉体验需要的最小物理刺激变动量。感觉的差别阈限随原来刺激量的变化而变化，而且表现为一定的规律性，称为韦伯定律(Web

11、ers law)，用公式表示：其中，W为常数，I为原刺激量，I为差别阈限。物理学家费希纳(Fechner)在韦伯研究的基础上，于1860年提出了一个假定：把最小可觉差（连续的差别阈限）作为感觉量的单位，即每增加一个差别阈限，心理量增加一个单位，这样可推导出如下公式（将韦伯定律用牛顿莱布尼茨公式积分）：其中，S为感觉量、k为常数、I为物理量，C是积分常数。这个公式在视觉（光学）和听觉（声学）方面已经得到很好的证明。1923年，麦杰生（Magidson）等人证明了糖精与蔗糖的甜度关系（物理量：浓度300500倍），k=1.7。1969年，斯蒂文斯（steveng）提出了不同味觉物质的味觉强度与浓度

12、之间的关系式（对数关系），并认为该式也适用于其它感觉。公式中的常数只是在一定范围内，I物理量如声压，S感觉量（心理量）如音量。严格说，pH值（）不是心理量，但如果能赋予正确的常数值k和C，可能在一定范围内可以很好的表达酸碱味觉的心理感觉量k和C可能与羟基负离子或酸根的结构有关。烟草和烟气中鉴定出的成分分类类 别烟草中数目烟气中的数目共有数目羧酸氨基酸内酯酯酰胺和亚酰胺酸酐醛碳水化合物腈酮醇酚氨含硫化合物N-杂环化合物吡啶吡咯和吲哚吡嗪非芳族化合物稠环芳香族其它醚饱和脂肪烃不饱和脂肪烃单环芳香族烃多环芳烃其它无机物和金属45095129529205101111384348334586533639

13、2113145358383355121051691813545622710106301014611571881503737324885543365088113178138317110111140163931432448124122694037224631870215441025351969韦伯-费希纳定律是表明心理量和物理量之间关系的定律。1.4香味的感觉在对卷烟质量或风格进行感官评价时，五种或六种感觉可能分别或同时起作用。因为我们只讨论卷烟烟气的香味，所以不准备涉及视觉、听觉和直觉等其它感觉。在GB T 5606.4-2005 卷烟 第4部分：感官技术要求附录A术语中，香味Flavour定义

14、如下：令人感到愉快舒适的气息和味觉的总称，是人们嗅觉和味觉的综合感受。在香精香料行业香味有类似的定义：香味Flavor是指通过嗅觉与味觉器官所得到的令人感到舒适愉快的香和味的综合感觉。愉快舒适的综合感受，包含心理因素和生理因素、主观因素和客观因素。因此这种综合感受会出现：不同的人在同一环境下存在着差异，同一个人在不同环境下也存在着差异，何况样品之间还存在着差异。香味理论还不完善，或者说，现在还不具备建立完善的香味理论体系，特别是香嗅觉。这是因为：第一，气息表现、评价会因人而异；第二，气息因浓度而发生变化；第三，由于相加和相抵的效果，混合物的气息不能简单地表现加和状态等理由。香味物质具有以下特点

15、：种类繁多，成分相当复杂特别是致香物质；含量甚微，效果非常显著呈味物质含量会高一些；除少数成分外，如糖、氨基酸等，大多数是非营养性物质呈味性能与其分子结构有高度特异性的关系还有许多物质不好归类；多数是易被破坏的热不稳定物质烟叶燃烧转化为烟气。寻找并开发烟草的香味成分是很多烟草化学家的一个重要目的。对天然烟草香味成分的研究就要对从烟草和烟气中分离出来的化学成分进行香味特征评价。烟草是一个非常复杂的有机体，为了有一个整体认识，烟草化学家经常把从烟草及烟气中分离出来的成分进行分类，右表所示就是一种典型但并不科学的分类方法。2.味觉与呈味物质2.1味觉的概念与分类定义：味觉Gustatory Sens

16、ation是指物质在人的口腔内对味觉器官化学感受系统的刺激并产生的一种感觉，这类物质称为呈味物质。味觉产生过程味觉是可溶性呈味物质溶解在口腔中对味感受体进行刺激后产生的反应。从试验角度讲，纯粹的味感应是堵塞鼻腔后，将接近体温的试样送入口腔内而获得的感觉。通常，味感觉往往是味觉、嗅觉、触觉（温度觉和痛觉等）几种感觉在口腔内的综合反应。呈味物质多为不挥发物，能溶于水，阈值比气息物质高得多。味觉产生的过程：呈味物质刺激口腔内的味觉感受体，然后通过一个收集和传递信息的神经感觉系统传导到大脑的味觉中枢，最后通过大脑的综合神经中枢系统的分析，从而产生味觉。不同的味觉产生有不同的味觉感受体，味觉感受体与呈味

17、物质之间的作用力也不相同。味蕾：口腔内感受味觉的主要是味蕾，其次是自由神经末梢，婴儿有10000个味蕾，成人几千个，味蕾数量随年龄的增大而减少，对呈味物质的敏感性也降低。味蕾大部分分布在舌头表面的乳状突起中，尤其是舌黏膜皱褶处的乳状突起中最密集。味蕾一般由40-150个味觉细胞构成，大约10-14天更换一次，味觉细胞表面有许多味觉感受分子，不同物质能与不同的味觉感受分子结合而呈现不同的味道。人的味觉从呈味物质刺激到感受到滋味仅需1.5-4.0ms，比视觉13-45ms，听觉1.27-21.5ms，触觉2.4-8.9ms 都快。四种基本味觉敏感部位从味觉的生理角度分类，只有四种基本味觉：酸、甜、

18、苦、咸，它们是呈味物质直接刺激味蕾产生的。舌头前部，即舌尖有大量感觉到甜的味蕾，舌头两侧前半部负责咸味，后半部负责酸味，近舌根部分负责苦味。实际上我们舌头上的味蕾可以感觉到各种味道，只是有不同的敏感度。许多研究者都认为基本味和色彩中的三原色相似，它们以不同的浓度和比例组合时就可形成自然界千差万别的各种味道。例如，无机盐溶液带有多种味道，这些味道都可以用蔗糖、氯化钠、酒石酸和奎宁以适当的浓度混合而复现出来。味觉的生理基础：电生理学研究显示，呈咸味和酸味的物质是通过离子专用通道透过味觉细胞壁的，而那些呈甜味、苦味和鲜味的物质却是结合在细胞表面的受体上的。静止的味觉细胞内部带净负电荷，而外部带净正电

19、荷。发送给大脑信号的电化学变化最终取决离子浓度。因为呈味物质最终通过增加细胞内的正电荷缩小了味觉细胞的电荷差。每种基本味为感知的最后步骤是味觉细胞中钙离子的增加，然后产生一股电流，接着释放出传导物，大脑的初级传入神经元信号兴奋性增强，这些信号通过丘脑传递到脑皮层味觉中心，在那里对其进行加工和解释。除了四种基本味觉外，是否存在其它味觉？不同地域的人对味觉的分类是不一样的：日本：酸、甜、苦、辣、咸；欧美：酸、甜、苦、辣、咸、金属味；印度：酸、甜、苦、辣、咸、涩味、淡味、不正常味；中国：酸、甜、苦、辣、咸、鲜、涩。上述分类中四种基本味觉外的其它感觉属不属于味觉？很多香料、食品行业的专家、学者把它们视

20、为味觉。如果不属于，是什么感觉？如果属于，这些感觉是不是覆盖了所有的味觉？这些问题有待于进一步研究、证明。发明鲜味剂的日本的味觉分类和中国的五味完全吻合酸苦甘辛咸，鲜味却出现在中国的味觉分类中。2.2呈味机理与呈味物质2.2.1甜味（1）呈甜机理夏伦贝格尔首先提出关于风味单位的AH/B理论：所有具甜味感的物质分子中都有一个A H-B基团：在电负强的A原子，如O、N，A原子上共价结合着一个质子H+，作氢的供体。在距AH的质子一定范围内(0.3nm)另有一个电负性原子B，它是氢的接受基。人的甜味接受体上也有AH-B基团。当味感物质与口腔中的甜味接受体相遇时，正好二者间AH-B基团相互提供质子氢并形

21、成氢键，便对味神经产生刺激从而产生了甜味。补充学说（AH-B-X学说）：在强甜味化合物中还具有第三个性征，即具有一个适当亲脂区域X，可与味受体上的疏水基团结合，有利于甜味物质的吸附与感受，表现出较大的甜度。呈甜机理存在一定的局限性：不能解释多糖、多肽无味。D型与L型氨基酸味觉不同, D-缬氨酸呈甜味，L-缬氨酸呈苦味。未考虑甜味分子在空间的卷曲和折叠效应。（2）甜味剂：甜味剂按分子结构分类可分为糖类、糖醇类、糖酐类和其它类。糖类包括葡萄糖(glucose)、果糖(fructose)、木糖(xylose)、蔗糖(sucrose)、麦芽糖(maltose)、乳糖(lactose)等等；糖醇包括木糖

22、醇、麦芽糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇等等；糖苷包括甘草苷(liquiritin)、甜菊糖苷(stevioside 300) 等等；其它类包括甜蜜素、甜味素(阿斯巴甜，二肽衍生物，天门冬氨酰苯丙氨酰甲酯，商品Aspartame)、二氢查耳酮衍生物、糖精(Saccharin)邻苯甲酰磺酰亚胺 、紫苏葶(perillartine) (E)-4-(1-甲基乙烯基)-环己烯基-1-甲醛肟 、三氯蔗糖(4,1,6,-三氯-4,1,6,-三脱氧半乳型蔗糖) 、甜精(乙氧基苯基脲) 等等。甜味剂的相对甜度（物理量，与浓度成反比）：乳糖0.27、麦芽糖0.5、葡萄糖0.50.7、半乳糖0.6、甘露糖醇0.7、甘油0

23、.8、蔗糖1、果糖1.11.5、甘草酸苷50、甜菊糖苷300、天冬氨酰苯丙氨酸甲酯100200、糖精500700、新橙皮苷二氢查耳酮10001500。（3）影响因素：浓度、温度、呈味物质的相互作用、结晶颗粒大小。结构A. 聚合度：聚合度大则甜度降低；B. 异构体：葡萄糖：, 果糖：； C. 环结构：-D-吡喃果糖 -D-呋喃果糖；D. 糖苷键：麦芽糖(-1,4苷键)有甜味，龙胆二糖(-1,6苷键)苦味。温度：果糖由于随温度升高而异构化，甜度降低。结晶颗粒大小：小颗粒易溶解，味感甜。不同糖之间的增甜效应。甜蜜素单独使用时为蔗糖50倍；与蔗糖一起配合使用时其甜度可达80倍以上；与蔗糖及0.3%重量

24、之有机酸（柠檬酸等）一起使用时其甜度可达100倍以上；与蔗糖及0.3%重量之有机酸及10%重量之糖精一起使用时其甜度可达150倍以上。糖精为蔗糖的450700倍，钠盐300500倍。甜精甜度为蔗糖的200250倍，与糖精混用，因协同作用而使甜味倍增。甜味素甜度约为蔗糖的180倍。三氯蔗糖甜度为蔗糖的600倍，在它的基础上新近开发出的三氯三脱半乳蔗糖，其甜度为蔗糖的 2000倍以上。其它呈味物的影响。2.2.2酸味呈酸机理酸味是由H+刺激舌粘膜而引起的味感，H+是定味基，A-是助味基；酸味的强度与酸的强度不呈正相关系。有机酸根A-结构上增加羟基或羧基，则亲脂性减弱，酸味减弱；增加疏水性基团，有利

25、于A-在脂膜上的吸附，酸味增强。若干物质液体pH值名称pH值名称pH值名称pH值胃液柠檬汁食醋苹果汁桔汁草莓樱桃果酱葡萄蕃茄汁啤酒汽水12.2-2.42.4-3.42.9-3.33-43.2-3.63.2-4.13.5-4.03.5-4.54.04-54.5-5马铃薯汁黑咖啡南瓜汁胡萝卜酱油豆白面包菠菜包心菜甘薯汁鱼汁面粉4.1-4.44.84.8-5.24.9-5.24.5-5.05-65.5-6.05.1-5.75.2-5.45.3-5.66.06.0-6.5山羊奶牛奶母乳马奶米饭汤唾液雨水血液尿蛋黄蛋青海水6.56.4-6.86.9-7.26.9-7.56.76.7-6.96.57.25

26、-66.37-88.0-8.4酸味来源于溶解的氢离子（H+）。一种定量表示各种酸的酸度的方法是用pH值。大多数食品的pH值在5-6.5，处于微酸性，人们一般感觉不到酸味。但pH3.0时，则就会觉得太酸而难以适口。若干食品及体液之pH值见表。呈酸物质有：柠檬酸、酒石酸、苹果酸、延胡索酸、抗坏血酸、乳酸、葡萄糖酸、磷酸等等。主要酸味剂有食醋、乳酸、柠檬酸、葡萄糖酸（-D-葡萄糖内酯的水溶液加热可转变成葡萄糖酸）等。2.2.3苦味（1）呈苦机理“苦”主要来自分子量大于150的盐、胺、生物碱、尿素、内酯等物质，主要有各种生物碱（包括有机叔胺）和含-SH、-S-S-基团的化合物。苦味来自呈味分子的疏水基

27、，AH与B的距离0.15nm，可形成分子内氢键，使整个分子的疏水性增强，而这种疏水性是与脂膜中多烯磷酸酯组成的苦味受体相结合的必要条件。大多数苦味物质具有与甜味物质同样的AH/B模型及疏水基团，受体部位的AH/B单元取向决定了分子的甜味和苦味。苦味本身不是令人愉快的味感，但当与甜、酸或其它味感恰当组合时，却形成了一些食物的特殊风味，如苦瓜、莲子、白果等都有一定苦味，但均被视为美味食品。苦味受体细胞更倾向于对特定的苦味分子作出反应，即，它们可能对一种苦味分子反应而对另一种却没有。人们认为苦味的主要传递机制设计大约24个G-蛋白藕合受体组成的体系，称为T2R。它们连接在-味蛋白上。另一个包含有味蛋

28、白和亚单位的途径也会同时被激活。GPCR控制苦味信号结果，降低了cAMP和cGMP的水平，释放第二信使肌醇-1, 4, 5-三磷酸盐(IP3)和甘油二酯。这些引发细胞内部贮藏的Ca2+释放出来。Ca2+水平提高，细胞被去极化，释放传导物，引起传入神经元兴奋。（2）苦味剂：茶叶、可可、咖啡中的生物碱；啤酒中的苦味物质(萜类)；柑橘中的苦味物(糖苷)；啤酒中的苦味物质主要源于啤酒花中的律草酮或蛇麻酮的衍生物（-酸和-酸），其中-酸占了85%左右。-酸在新鲜酒花中含量在28%之间(质量标准中要求达7%），有强烈的苦味和防腐能力，久置空气中可自动氧化，其氧化产物苦味变劣。氨基酸及多肽类（分子量低于60

29、00的肽类才可能有苦味）的苦味主要是肽类氨基酸侧链的总疏水性所引起的；盐类苦味与盐类阴离子和阳离子的离子直径之和有关（离子直径小于6.5的盐显示纯咸味）。胆汁中的主成分是胆酸、鹅胆酸及脱氧胆酸。苦杏仁苷存在于桃，李，杏，樱桃，苹果等的果核种仁及叶子中，种仁中同时含有分解它的酶，苦杏仁苷本身无毒，生食杏仁，桃仁过多引起中毒的原因是在同时摄取入体内的苦杏仁酶作用下，它分解出HCN之故。2.2.4咸味呈咸机理：“咸味”来自于分子量小于150的阴离子钠盐，主要是食盐。阳离子产生咸味：M+与味感受器上蛋白质中阴离子吸附呈现咸味；M+主要是碱金属离子和铵离子，其次是碱土金属离子。当盐的原子量增大，有苦味增

30、大的倾向，氯化钠和氯化锂是典型咸味的代表，钠离子和锂离子产生咸味，钾离子和其他阳离子产生咸味和苦味。阴离子抑制咸味：A-是硬碱性负离子。氯离子本身是无味，对咸味抑制最小；较复杂的阴离子不但抑制阳离子的味道，而且 它们本身也产生味道；长链脂肪酸或长链烷基磺酸钠盐中阴离子所产生的肥皂味可以完全掩蔽阳离子的味道。2.2.5辣味（1）呈辣机理：物质成分刺激口腔黏膜、鼻腔黏膜、皮肤、和三叉神经而引起的一种痛觉（触觉）。辣味刺激的部位主要在舌根部的表皮，产生一种灼痛的感觉，严格讲属触觉。辣味物质的结构中具有起定味作用的亲水基团和起助味作用的疏水基团。C9最辣规律：分子的辣味随非极性尾链的增长而加剧，以C9(按脂肪酸命名规则编号，实际链长为C8)左右达到最高峰，然后陡然下降，称之为C9最辣规律。n-C12以上：辣味分子无顺式双链或支链时丧失辣味；-位邻近有顺式双键有辣味。（2）