2014烟草化学-3糖类

第三章

烟草糖类The

Carbohydrate

Content

in

Tobacco一、教学目的：了解烟草中主要的碳水化合物。理解单糖的直链结构、

结构、环状结构。掌握单糖的主要性质。掌握碳水化合物积累和变化规律,各种碳水化合物对烟质的影响。二、教学内容：单糖。低聚糖。多糖。碳水化合物对烟质的影响。三、教学重点：单糖的结构和性质。碳水化合物对烟质的影响。四、教学难点：单糖的变旋现象和环状结构。碳水化合物积累和变化规律。五、学时分配：10学时主要内容：第一节单糖第二节低聚糖第三节多糖第四节烟草中糖类物质的变化第五节烟草中糖类物质的分布第六节糖类物质对烟质的影响烟草糖类的重要性：糖类在新鲜烟叶中具有重要的生理作用烟草主要组成成分之一，占烟叶干重的25%～50%；各种有机物质碳架的提供者，如蛋白质、脂类、核酸等；与蛋白质、核酸、脂质等结合形成糖-蛋白、糖酯，发挥重要的生理功能；作为烟草生长发育的能量提供者；作为烟草细胞、组织、

的骨架物质。糖类对烟叶和烟制品质量的影响水溶性糖含量高的烟叶色泽鲜亮，油分足，弹性好；水溶性糖含量高的烟叶吃味醇和，香气优美；淀粉含量高的烟叶成熟度不够，燃烧性变差，燃烧产生糊焦气味，使烟草香味变坏；细胞壁物质含量高的烟叶组织粗糙，容易破碎，燃烧后产生灼热粗糙的烟气，产生呛咳的气味；糖类化合物含量高，烟气焦油

量大。糖类的基本结构和分类从化学结构上看，糖类化合物是一大类多羟基醛或多羟酮以及水解后能够产生多羟基醛或多羟基酮的有机物。糖类化合物按结构特点分为四类：单糖(monosaccharides)：单糖是多羟基醛或多羟酮，不能水解为更小的分子。它们是结晶固体，能溶于水，大多数具有甜味。如葡萄糖、果糖、糖等；低聚糖(oligosaccharides)：由20个以下单糖分子失水缩合而成，又能水解为单糖。如蔗糖、麦芽糖、乳糖等；多糖(polysaccharides)：由很多单糖失水聚合而成的高分子化合物，可水解产生许多个单糖分子。如淀粉、纤维素等；多糖没有甜味。淀粉在口中经过一段时间后有一点甜味，这是因为在酶作用下，部分水解成低聚糖和葡萄糖。糖的衍生物：如多元醇、糖酸、糖酯、糖苷、氨基糖等。第一节

单糖一、单糖的结构和分类按照分子中所含羰基的不同，分为醛糖(aldoses)和酮糖(ketoses)

。单糖的衍生物有糖醇、醛糖酸、糖醛酸、糖酸、氨基糖等。此外，特殊的单糖有无水糖、脱氧糖、硫糖等。按照分子中碳原子的数目，分为丙糖(三碳糖)、丁糖(四碳糖)、戊糖(五碳糖)、己糖(六碳糖)、庚糖(七碳糖)。单糖的这两种分类法常结合使用，例含五个碳原子的醛糖称戊醛糖，含六个碳原子的酮糖称己酮糖，核糖属戊醛

糖，果糖属己酮糖。例如：丛靠写糖的结构时，一般将羰基写在上端，碳链的近醛基或酮基的一端开始。自然界存在的比较重要的单糖二、单糖的

结构和旋光性碳原子上连接四个不同的原子或基团，叫做不对称碳原子。含有不对称碳原子的有机化合物叫做不对称化合物。不对称化合物有异构体。甘油醛2位羟基写在右边的定义为D-型，写在左边的为L-型，D-型和L-型因互为镜像称为

“对映体”。构型旋光方向手性、对映关系及对映体※手性（英文名为chirality,源自希腊文cheir，手或handedness）是用来表达化合物分子结构不对称的术语。※人

是不对称的，左手和右手相互不能叠合，彼此是实物和镜像的关系。这种关系在化学中称为“对映关系”，具有对映关系的两个物体互为“对映体”。手性与其空间结构有关※化合物性与其空间结构有关，因为化合物分子中的排列是三维的。有时候，写在纸面上看起来相同的分子结构实际上并不相同。例如下图表示乳酸分子的结构式1a和

1b，虽然连接在中心碳原子上的4个基团即H、COOH、OH和

CH3都一样，但它们却是不同的化合物。它们之间的关系如同右手和左手之间的关系一样，互为对映体。因此，用

“手性”这一术语来表达化合物分子间的这种关系显得既科学又形象。COOHCOOHH

C

OH

HO

C

HCH31aCH31b手性识别※ 手性的两个对映体分子与生物大分子的选择性作用可以比较形象地用手与手套的关系：左手能套进左手套，而右手与左手套就不匹配，该现象可称为手性识别。※手性这个命题对于化学、生物学、医学和药学的理论和实践都有重大的意义。自然界的一种现象—手性优择（chiral

preference）※在自然界，特别是在生物体中，手性化合物的两个对映体的存在量是不同的，有的仅是以单一的对映体存在。例如，构成蛋白质的氨基酸都是L-氨基酸，而组成多糖和核酸的单糖则是D-单糖。许多其他天然存在性小分子也主要以对映体中的一种存在。这种现象，称为手性优择（chiral

preference）。手性优择产生的原因※手性优择是一种自然界的属性，但产生这种属性的确切机理、

和过程仍是个未解之谜，是科学研究的重要课题之一。很有可能，在地球的漫长演化历史中，由于某些不对称的物理和化学因素的影响，在产生手性有机化合物分子的两个对映体中，一个对映体多于另一个；或是仅一个对映体存在，另一个对映体则不存在。手性优择的结果※手性优择使得作为生命活动重要基础物质的生物大分子或其组成单元如核酸、蛋白质、酶、多糖等以及分子机器如受体、离子通道等具有不对称的性质，也使得酶只催化特定手性的底物的反映，受体仅与特定手性的小分子化合物结合等。手性药物※

由自然界 性联系到化合物 性，也就产生了药物

性问题。手性药物是指药物的分子结构中存在手性因素，而且由具有药理活性

性化合物组成的药物，其中只含有效对映体或者以有效的对映体为主。※药物的药理作用是通过与体内的大分子之间严格性识别和匹配而实现的。在许多情况下，化合物的一对对映体在生物体内的药理活性、代谢过程、代谢速率及毒性等存在显著的差异。另外在吸收、分布和排泄等方面也存在差异，还有对映体的的相互转化等一系列复杂的问题。药物的药理作用按药效方面的简单划分，可能存在四种不同的情况①只有一种对映体具有所要求的药理活性，而另外一种对映体没有药理作用；②一对对映体中的两个化合物都有等同的或近乎等同的药理活性；③两种对映体具有不同的药理活性；④各对映体药理活性相同但不相等。只有一个有药理活性的例子R=COOH,L-多巴；R=H,L-多巴胺HOHOH2NHR※L-多巴（L-dopa）治疗帕金森病的药物，但真正有治疗活性的化合物是L-多巴胺（L-dopamine）。由于多巴胺不能血脑屏障进入作用部位，须服用前药（prodrug）多巴，再由体内的酶将多巴催化脱羧而

出具有药物活性的多巴胺。体内的脱羧酶的作用是专一性的，仅对多巴的左旋对映体发生脱羧作用。因此必须服用对映体纯的左旋体。如果服用消旋体的话，右旋体会聚积在体内，不会被体内的酶代谢，从而可能对的健康造成危害。毒副作用相差不大OFCOOH.1/2

H2ONHN

OMe※如果手性药物分子的两个对映体的活性相当或者它们的毒副作用相差不大时，就没有必要使用其对映纯的化合物。盖替沙星（gatifloxacin）分子中，由于哌嗪中甲基的取代而成为手性分子（带*号部分）。但其左旋体和右旋体活性差别不大。因此，目前临用外消旋体的盖替沙星。H3C*盖替沙星，广谱抗菌活性的喹喏酮类药物定性上不同的药理或生理活性的突出例子沙利度胺NONHOO

O※

在20世纪60年代，

药沙利度胺（thalidomide,又名“反应停”）是以两个对映体的混合物（消旋体）用作缓解妊娠反应药物的。后来发现，在欧洲服用过此药的孕妇中有不少产下海豚状畸形儿，成为 国际药界的悲惨事件。随后的研究表明：沙利度胺的两个对映体中只有（R）-对映体具有缓解妊娠反应作用，而（S）-对映体是一种强力致畸剂，在妊娠第1-2个月内服用会导致

畸形。海豚其它例子（S）-普奈洛尔※

（S）-普奈洛尔（propranolol）在化疗中用作β-受体阻断剂，它比其（R）-异构体的活性高98倍。OHNOH

H（S）-奈普生非甾体抗炎药奈普生（naproxen）的（S）-构型对映体的活性比其对映体的活性强35倍。M

eCOOHMeO不对称化合物具有旋光性。在旋光仪中测定，起偏振镜和检偏振镜先调至正交，不对称化合物溶液

后视场变亮。如检偏振镜以顺时针方向旋转使视场复原变暗者为右旋化

合物，反之以逆时针方向旋转复原者为左旋化合物。不对称化合物具有旋光性是其物理性质。是右旋还是左旋也是其物理性质，是不变的。D-甘油醛是右旋的，用“+”或“d”符号表示，L-甘油醛是左旋的，用“-”或“l”符号表示。单糖分子是不对称化合物，具有

分子中含1个不对称碳原子，有2种结构和旋光性。异构体；…………2个……………...，…4种……………；………....3个……………...，…8种……………；…………4个……………...，…16种…………..；…………n个……………...,

…2n种…………..。单糖分子的D、L-型，是由离羰基最远的不对称碳原子（即倒数第二个碳原子）上的羟基方向来确定的。以甘油醛的构型为标准，与D-型甘油醛一致的为D-型，与L-型甘油醛一致的为L-型。单糖的旋光性有右旋的，也有左旋的，以测定结果为标准。自然界中存在的葡萄糖和果糖都是D型单糖。构型的表示方法单糖的构型可以用投影式表示。例如：葡萄糖(2R，3S，4R，5R-2，3，4，5，6-五羟基己醛)的构型可以表示作：为书写简便起见，不对称碳原子省去不写，直线和横线交叉的地方就是不对称碳原子(2)，不对称碳原子上的氢也可以省去(3)，甚至羟基也省去，只用一短横表示(4)。投影式不能离开纸平面翻转。例如，(4)式翻转后得到(5)式，它是葡萄糖的对映体。羰基规定写在投影式的上端。例如，(6)不是葡萄糖而是另一种单糖——古罗糖。另外—种表示方法是用楔形线表示在纸平面前的原子团，用虚线表示在纸平面后的原子团：应当注意的是：碳链上的几个碳原子并不在一条直线上，这可从分子模型看出。把结构式横写更容易看出分子中各原子团之间的

关系(8)。在(7)式中强调了H，OH，CHO，CH2OH等原子团的前后关系。投影式清楚地表示出各种糖之间和糖与其反应产物之间的结构关系，但并不代表分子的真实形象，投影式是式的投影，而实际存在的却是交叉式。例如：D-核糖还原成核糖醇，从投影式容易看出：核糖醇分子中有一个对称面，它没有手性：但核糖醇在晶体中的构象为：三、单糖的变旋现象和环状结构1、变旋现象：α-葡萄糖配成的溶液，最初的比旋光度为+113.4°，逐渐降低到+52.5°；β-葡萄糖配成的溶液最初的比旋光度为+19.7°，逐渐升高到+52.5°。这种现象称为变旋。这是因为葡萄糖的开链结构式含醛基和醇羟基，在分子内可以发生醇醛缩合作用，产生新的异构体，其旋光性不同。实验已证明，葡萄糖的醛基和5位碳上的羟基在分子内形成了半缩醛。葡萄糖从开链结构变成半缩醛结构时，1位碳变成了不对称碳原子，1位碳上的新形成的羟基称为半缩醛羟基。有两种安排，因此就产生两个异构体。一个称为α-D-(+)-葡萄糖，另一个称为β-D-(+)-葡萄糖。葡萄糖的这种异构体和开链结构间能互相转变，并建立起一个平衡。新配置的己糖溶液在放置时，其比旋光度都会逐渐变化，最后达到一个恒定数值。2.环状结构(霍沃思式,Haworth)从葡萄糖的半缩醛式的结构可以看出它是一个环状结构，即由氧原子连接1位碳与5位碳组成含氧六元环，由于这种环与吡喃结构相似，称为吡喃型单糖。它的结构式如下:环状单糖也有五元环的环的生成使羰基碳原子成为不对称碳原子。因此，同一单糖有两种环状的非对映异构体，它们的差别在于链端一个不对称碳原子的构型不同，这两种非对映异构体互称为正位异构体(anomers)，分别用α和β表示。例如：D-葡萄糖的两种正位异构体分别为α-D-(+)-葡萄糖和β-D-(+)-葡萄糖。在己醛糖的霍沃思式中，C(1)上的-OH与C(5)上的-CH2OH在环的同一边时为β-正位异构体。有时不需要指明化合物是哪一种正位异构体，就把羟基写在环平面上。手性碳原子上的H也可以省去：开链结构式可以用下面的方法改写成环状结构。六元环比七元环更容易形成，是C(5)上的羟基与羰基作用生成半缩醛，因此，必须以C(4)-C(5)键为轴，旋转120°，使C(5)上的羟基与醛基接近，然后成环变成(9)和(10)。这种环状结构式称为霍沃思式。四、单糖的衍生物1、单糖的磷酸脂：3-磷酸甘油醛、磷酸二羟

、葡萄糖-6-磷酸、葡萄糖-1-磷酸、果糖-1，6-二磷酸、核糖-5-磷酸2、脱氧单糖：2-脱氧核糖、L-鼠李糖3、氨基糖：2-氨基葡萄糖、2-氨基葡萄糖、氮代葡萄糖基胺、单果糖胺、双果糖胺。4、糖酸：葡糖酸、葡糖醛酸、葡糖二酸、半乳糖醛酸。5、糖醇和肌醇：D-山梨醇、D-甘露醇、D-木糖醇、肌-肌醇。6、糖苷：O-糖苷、N-糖苷、α-糖苷、β-糖苷。单糖分子的环状结构中含有半缩醛羟基，可与其他含有羟基的化合物脱水形成缩醛型化合物，叫做糖苷(或叫糖甙，旧名叫配糖体)。在糖苷分子中，糖的部分称为糖基，非糖部分称为配基，糖和配基之间的键(-C

–O

–C-)叫做糖苷键。在生物体内，单糖是很活跃的，主要以结合的方式存在，除形成多糖外，还与非糖物质结糖苷后被保留下来。自然界中糖苷有两种类型：O–糖苷和N–糖苷，配基以氧原子与糖基连接为O–糖苷，如多糖中的葡萄糖苷；配基以氮原子与糖基连接的为N–糖苷，主要有核酸中的核糖的糖苷。配基在糖苷分子中与半缩醛羟基位置相应，有α-型和β-型两种异构体。糖苷具有缩醛结构，不存在半缩醛羟基，糖苷的构型是稳定的，没有还原性，异构体在水中不发生变旋现象。（一）物理性质单糖是无色的晶体，有吸湿性，易溶于水，可溶于乙醇，难溶于乙醚、、苯等。单糖都有旋光性和变旋现象。烟草制品中使用加料加香技术，已有悠久历史，尤其是现代卷烟生产中，加料加香被认为是一项，能有效地提高产品质量。烟草加料物质种类很多，不同的物质起不同的作用。其中调味物质能调和烟气吃味强度，减轻刺激性、辛辣味和改善余味。五、单糖的性质使用比较普遍的是甜糖类物质，如葡萄糖、蔗糖、饴糖、木糖、麦芽糖、蜂蜜等。这些甜糖类物质可使烟气强度有一定降低，刺激性和苦味减轻。同时还有一定程度的保润作用，用量适宜时，对卷烟香气的发挥起到良好作用。特别适用于糖分含量低，氮化物和

含量高，烟气pH值偏高的烟草。深人研究这些甜糖类物质的理化特性，有利于掌握烟草加料的适宜性、均匀性，提高加料效果和作用。（一）物理性质1、甜度单糖都有甜味，甜味大小，称为甜度。各种糖甜度大小不一，以10％蔗糖溶液在20oC的甜度作为标准，来规定各种糖的相对甜度。注：引自黄梅丽等.《食品化学》.大学，1991.2、溶解性各种单糖都能溶于水，因为糖类分子含有多羟基，可以和水形成氢键。溶解度：果糖>蔗糖>葡萄糖>乳糖掌握不同糖类的溶解性，可以提高加料的均匀性3、结晶性单糖和低聚糖易结晶，多糖一般不易结晶，果糖和转化糖较难结晶；葡萄糖易结晶，但晶体细小；蔗糖易结晶，且晶体粗大；糖的结晶性不同，加料效果也不同，易结晶的糖加料不均匀，糖停留在烟叶表面不易被吸收，湿度大时，结晶溶解污染卷烟纸出现黄斑，影响烟支的外观质量。烟草加料宜使用果糖、转化糖或葡萄糖，不宜直接使用蔗糖。淀粉糖浆虽不易结晶，但会给烟气质量带来不良影响，也不宜使用。4、吸湿性和保湿型吸湿性：糖在空气湿度高时吸收水分的性质。保湿性：糖在空气湿度低时保持水分的性质。各种糖的吸湿性不相同：山梨醇、木糖醇＞果糖≥转化糖＞麦芽糖＞葡萄糖＞蔗糖＞无水乳糖。烟草制品易受空气相对湿度的影响而吸收或散失水分，需要施加保润剂。吸湿性强的糖除了有加料效果外，兼有保润作用。果糖葡萄糖蔗糖转化糖甜度173.474.3100127.4溶解度大小中随G增多而降低结晶性不易结晶易结晶小颗粒易结晶大颗粒不易结晶吸湿保湿性强中弱强表

几种糖的物理性质的比较（二）化学性质：1、氧化和还原（氧化性）氧化（还原性）单糖在碱性溶液中极易被氧化，因此在碱性溶液中，单糖是一种强还原剂。例如单糖很容易被弱氧化剂菲林试剂(硫酸铜与酒石酸钾钠加氢氧化钠溶液)和多伦试剂(硝酸银的氨溶化。菲林试剂的作用与本尼迪特试剂（由硫酸铜、柠檬酸和碳酸钠配制成的蓝色溶液）相同。这种性质叫还原性。具有还原性的糖叫还原糖。2Cu(OH)2

+葡萄糖→Cu2O+葡糖酸（溶液的蓝色，生成氧化亚铜的砖红色沉淀）Ag(NH3)2OH+葡萄糖→Ag+NH4OH+葡糖酸单糖的醛基有还原性。

酮糖含有活泼的α–羟基酮的结构(与酮基相邻的碳上有羟基)，而且酮糖又能在碱性溶液中转变为醛糖，也具有还原性。环状结构中的半缩醛羟基，在还原性上是与醛、酮等同

的，因此，含有游离的半缩醛羟基的单糖或低聚糖也称为还原糖。溴水在pH=5.0时，溴水使己醛糖直接氧化成醛糖酸的内酯，反应机理尚不清楚。β-D-葡萄糖氧化的速度为α-D-葡萄糖的250倍，说明反应是由试剂进攻l-位上的OH基开始进行的，在平伏键位置的

OH基比在直立键位置的更容易起反应。生成的1，5-内酯慢慢水解成醛糖酸，后者的水溶液在蒸发时容易生成l，4-内酯。β-D-葡萄糖苷用臭氧氧化生成葡萄糖酸酯，α-异构体不活泼，不易氧化。硝酸稀硝酸的氧化作用比溴水强，能使醛糖氧化成糖二酸。例如：D-葡糖二酸是旋光的。醛糖氧化生成的糖二酸是否旋光可用于糖的构型测定。糖二酸也容易

生成内酯。CHOH

HOHHHOHOHHOCH2OHL-古罗糖HNO3COOHCOOHH

HOHHHOHOHHO高碘酸糖类用高碘酸氧化时，碳链发生断裂：相邻两个碳原子上都带有羟基，或一个带有羟基，另一个带有羰基，碳-碳键都发生断裂。反应常是定量的，每一个碳-碳键消耗１mol高碘酸。D-葡萄糖氧化时，消耗5mol高碘酸，生成5mol甲酸和1mol

：2）还原（氧化性）醛糖还原生成多元醇。D-葡萄糖还原生成山梨醇，L-古洛糖还原也生成山梨醇：D-甘露糖还原生成甘露醇，D-果糖还原生成甘露醇和山梨醇的混合物：在

中常用氢硼化钠将糖还原成相应的多元醇。在工业上则用镍作催化剂，在沸腾的乙醇溶液中加氢。山梨醇、甘露醇等多元醇存于植物中，山梨醇无毒，有轻微的甜味和吸湿性，用于化妆品和药物中。2、苯肼反应（脎的生成）单糖与苯肼反应生成沉淀。常温时，糖与一分子苯肼缩合成糖的苯腙；给过量的苯肼试剂加热，糖与二分子苯肼缩合生成糖脎。糖脎都是不溶于水的黄色晶体，不同的糖脎晶形不同，在反应中生成的速度也不相同。因此，可以根据糖脎的晶形及生成所需要的时间来鉴定糖。醛糖生成脎后C(2)不再是不对称碳原子，而其余的不对称碳原子的构型则保持不变。D-(+)-葡萄糖与D-(+)-甘露糖都是己醛糖，它们生成同样的脎，说明它们分子中C(3)，C(4)，C(5)，的构型相同，只有C(2)的

构型不同，只有一个碳原子构型不同的非对映异构体称差向异构体（epimers）。3、强酸作用单糖在稀酸溶液中是稳定的，在稀酸溶液中加热或强酸作

用下发生复合反应生成低聚糖，发生脱水反应生成非糖物质。复合反应：受酸和热作用，一个单糖分子的半缩醛羟基与另一个单糖分子的醇羟基失水缩合形成双糖，若复合反应程度高，还可以生成三糖和其他低聚糖。反应是可逆的。2C6H12O6C12H22O11+H2O脱水反应：糖受热和酸作用，易发生分子内脱水反应，生成环状结构或双键化合物。H

H

H

HH

C

C

C

C

CHOOH

OH

OH

OHH

C

C

HH

C

C

CHOO戊糖糖醛-3H2OOH

OH

OHH

H

H

HH

C

C

C

C

CHOOHH

CC

HHOH2C

CC

CHOO已糖5－羟甲基糠醛4.碱溶液作用浓碱溶液中单糖很不稳定，发生裂解、聚合、异构化。如小分子的糖、酸、醇和醛等可达百种以上。在冷的稀碱溶液中与羰基相邻的不对称碳原子的构型发生互变异构现象（差向异构化，epimerization），同时发生醛糖与酮糖间的相互转化。反应可能是通过烯二醇进行的：例如：D-葡萄糖在浓度为8×10-3mol/L氢氧化钠溶液中，35℃下4昼夜后生成D-果糖(28%)，D-甘露糖(3%)和D-葡萄糖的混合物。单糖在氨水中作用和在稀碱溶液中相比，会发生差向异构化。在37℃时，葡萄糖在氨水中可以分离出果糖、山梨糖、甘露糖和D-

糖。延长反应时间还可以产生氨基糖以及吡嗪、咪唑杂环等50多种化合物。4NH

OH－H2OCHOH

C

OHHO

C

HH

C

OHH

C

OHCH2OHD-葡萄糖CH

OHHH2N

C

OHH

C

OHHO

C

H

H

C

OHH

C

OH2D-葡萄糖胺CH

NH2

2C

OHO

C

HH

C

OHH

C

OHCH2OH1-氨基脱氧果糖CH2OHC

OHO

C

HH

C

OHH

C

OHCH2OHD-果糖4NH

OHCH

OH2H2N

C

OHHO

C

H

H

C

OHH

C

OHCH2OHD-果糖胺－H2OCHOH

C

NH2

HO

C

HH

C

OHH

C

OHCH2OH2-氨基脱氧葡萄糖－H2OCHO

H2-氨基脱氧葡萄糖H

C

NHO

C

H

HR+CHON

C

HHO

C

HRHHNNHCH C

RCH

OHOH

HCR

C

CHH－H2ONNHC

ROH2R

CH吡嗪化合物HO

CRH

C

NCHO

HH

H2-氨基脱氧葡萄糖2-氨基脱氧葡萄糖+HH

HOH

H

OHC C

RN

OH

H1-葡糖氨－2H2O加热NHNCH3H3CR:OH

OH2H

HC C

CH

OH咪唑化合物5、生成醚和酯单糖的羟基除苷羟基外，都是醇羟基，与适当的试剂作用，可以得到单糖的醚或酯。例如，D-葡萄糖与硫酸二甲酯在碱的存在用，或者与碘甲烷和氧化银作用，氧环结构中的所有羟基都能变成甲氧基，得到五甲基葡萄糖。D-葡萄糖与乙酸或乙酸酐作用，则发生酯化反应，生成五乙酸葡萄糖酯。6、醛糖的递升和递降（碳链的增长和缩短）将一个醛糖变为高一级的醛糖的过程叫做递升。变为低一级的醛糖的过程则叫做递降。将醛糖与氢

酸作用所得

醇水解，生成的多羟基酸失水而成内酯，内酯用钠

齐和水还原后，即得到高一级的醛糖。由于在反应过程中增加了一个不对称碳原子，所以得到两种异构体，其差别在于C(2)的构型不同。例如，由D-(-)-

糖递升，得到D-(+)-葡萄糖和D-(+)-甘露糖。将D-(+)-葡萄糖用电解法氧化，变成葡糖酸钙以后，再用过氧化氢及亚铁盐处理，可以去掉一个碳原子，变成低一级的戊醛糖—-D-(-)-

糖。课堂练习：一、写出D-葡萄糖（开链式）与下列试剂反应的主要产物。1.

NH2OH 2.HCN 3.

Br2,

H2O4.PhNHNH2

5.NaBH4

6.5

mol

HIO4

7.稀HNO3CHOOHHOHOHHHOH

HCH2OHD-葡萄糖NH2OHCH=N-OHCH2OHOHHOHOHHHOH

HHCNCH2OHOHHOHOHHHOH

HNC

OHBr2,

H2OCOOHCH2OHOHHOHOHHHOH

HPhNHNH2CH2OHHOHOHHOH

HCH=NNHPhC

NNHPhNaBH4CH2OHCH2OHOHHOHOHHHOH

H稀HNO3COOHCOOHOHHOHOHHHOH

H5

mol

HIO45

HCOOH

+

HCHO二、有三个单糖和过量的苯肼作用后，得到同样晶型的脎，其中一个投影式是CHOCH2OHHOHOHHOHH，写出其他两个异构体的投影式。课堂练习：CHOHHOHCH2OHOHOHHCHOOHHCH2OHOHOHHHCH2OHOCH2OHOHOHHH三、一个戊醛糖A，氧化后生成具有光学活性的二酸B，A降解生成了丁醛糖C，C氧化得到非光学活性的二酸D，假定A具有D构型，推测A、B、C、D的结构。课堂练习：CHOHOHOHHOHHCH2OHACHOOHOHHHCH2OHCOHOHHHCOOHCOOHDCOOHHOHOHHOHHCOOHBA为D-糖。一、低聚糖的结构一个低聚糖的结构特点需要从三个方面来说明：①由哪一个或哪几个单糖组成的；② 是α–糖苷还是β–糖苷；③糖苷键连接在糖的哪个位置上。β-半乳糖（1→4）α-葡萄糖，1→4表示糖苷键连接的位置第二节

低聚糖二、低聚糖的性质物理性质：与单糖类似，有甜味，可溶于水，能结晶，有吸湿保湿性。化学性质：具有半缩醛羟基的低聚糖：如麦芽糖、乳糖等，有变旋现象，有还原性，可与苯肼成脎；不具有半缩醛羟基的低聚糖：蔗糖、海藻二糖等，无变旋现象，也没有还原性。但水解后可以产生单糖，又具有单糖的性质。三、常见的二糖麦芽糖:异麦芽糖:纤维二糖:龙胆二糖:蔗糖:乳糖:芸香糖:棉籽糖:海藻二糖:α-葡萄糖(1→4)葡萄糖.α-葡萄糖(1→6)葡萄糖.β-葡萄糖(1→4)葡萄糖.

β-葡萄糖(1→6)葡萄糖.α-葡萄糖(1↔2)β-果糖β-半乳糖(1→4)葡萄糖.β-鼠李糖(1→6)葡萄糖.α-半乳糖(1→6)α-葡萄糖(1↔2)

β-果糖.α-葡萄糖(1↔1)α-葡萄糖1.蔗糖：蔗糖是烟草中主要的非还原糖，纯净蔗糖为无色透明的单斜晶体，相对密度1.588，160℃，味甜，易溶于水，难溶于乙醇、氯仿、醚等。加热到，便形成玻璃状晶体，加热到200℃以上形成棕褐色的焦糖。α-D-葡萄糖（1↔2）-β-D-果糖蔗糖α-葡萄糖(1↔2)果糖的糖苷键用(1↔2)表示，前后两个糖基彼此以半缩醛和半缩酮的羟基结糖苷键，因此两个糖基也可以看成是彼此的配基。蔗糖分子中不存在半缩醛羟此它没有还原性和变旋现象。蔗糖本身是非还原糖，但是当蔗糖水解为D–葡萄糖和

D–果糖后，由于糖苷转变为半缩醛结构，故又显示单糖的还原性。转化反应:蔗糖在蔗糖酶或酸溶液中可以发生水解反应，形成等量的葡萄糖和果糖的混合物。水解过程中溶液的旋光性由右旋变为左旋。因此把蔗糖的水解称为转化反应，所生成的等量葡萄糖与果糖的混合物称为转化糖。蜂蜜的主要组分即为转化糖。蔗糖是烟草植物体内糖类

的主要形式光合作用产生的葡萄糖转变为蔗糖后再向各部位

，到达各部位后又迅速转变成葡萄糖供呼吸作用或转变成淀粉贮。在烟草加料中使用蔗糖用柠檬酸使其水解转化，但柠檬酸的用量不宜太大，否则影响烟气质量，产生酸味和涩味，应通过试验求出最佳用量

。蜜蜂的转化酶使植物花蜜中蔗糖大部分转化，蜂蜜中转化酶，因此，蜂蜜可直接用于烟草加料。2.

麦芽糖：α-D-葡萄糖（1→4）α-D-葡萄糖-麦芽糖麦芽糖是无色片状结晶，具有还原性，易溶于水，是饴糖的主要成分。可以被麦芽糖酶或酸水解，产生2分子α-D-葡萄糖。(+)-麦芽糖是淀粉在淀粉糖化酶作用下的部分水解产物。植物组织(如麦芽)中所含的麦芽糖也是淀粉水解的中间产物。麦芽中含有淀粉糖化酶，常常用它来使淀粉水解成麦芽糖，麦芽糖的名称就是这样来的。3.纤维二糖：β-D-葡萄糖（1，4）-β-D-葡萄糖-纤维二糖纤维二糖为无色结晶，其分子结构中还保留一个半缩醛羟基，属于还原糖，有α、β两种异构体，变旋达到平衡时的〔α〕=+34.6°纤维二糖是纤维素水解的中间产物，在酸或苦杏仁酶作用下水解成2分子葡萄糖。4.(+)-乳糖(+)-乳糖存于人及哺乳动物的 ，人

糖6％～7%，牛、羊

糖4％～5％，在工业上乳糖是由牛乳制干酪时所得的副产品。乳糖不能被酵母发酵，但在乳酸杆菌作用下可以氧化成乳酸，牛乳变酸就是由于其中所含的乳糖变成了乳酸。乳糖为还原糖，能生成脎，有α和β两种形式，在溶液中有变旋作用。用酸或β-半乳糖苷酶使它水解时，生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖。它是一种β-糖苷。乳糖用溴水氧化生成乳糖酸，乳糖酸水解生成半乳糖与葡萄糖酸。这说明乳糖的还原性是由其中的葡萄糖部分所产生的。因此，乳糖是一种β-半乳糖苷。用甲基化及水解的方法证明：在乳糖分子中葡萄糖部分是以C(4)上的羟基参加糖苷的生成，并且葡萄糖部分和半乳糖部分都具有吡喃型环。因此乳糖是4-O-(β-D-吡喃半乳糖基)-D-吡喃葡糖。第三节多糖多糖是由许多(二十个到上万个)相同的或不同的单糖分子脱水以苷键连接而成的。是一类复杂的天然高分子化合物。按其水解情况可将多糖分为两大类：①水解产物是一种单糖者称为均多糖，如淀粉和纤维素等；②水解产物多于一种单糖称为杂多糖，如果胶和粘多糖。在自然界，构成多糖的单糖可以是己糖、戊糖、醛糖和酮糖，也可以是单糖的衍生物如糖醛酸和氨基糖等。一个多糖分子可以由几百个甚至几万个单糖分子结合而成。因此同一种多糖的分子量也不是均一的。多糖一般为非晶形固体，不溶于水，有的能在水中形成胶体溶液。多糖没有甜味，不显示还原性。多糖在自然界分布甚广，按其生物功能大致可分为两类。一类是作为贮藏物质，如烟草植物体中的淀粉，当分解代谢需要时，淀粉水解为葡萄糖，当游离葡萄糖过剩时，代谢产生的葡萄糖聚

淀粉贮

，反映了机体对糖的利用调节有很精巧的安排。另一类是构成烟草植物体的结构支持物质，如纤维素、半纤维素和果胶质等。烟草茎杆和其他植物的茎杆一样，木质部中纤维素含量有40％～60％，烟叶中含量10％～15％，木质部分纤维素常与半纤维素、果胶质和木质素等结合在一起。半纤维素是由几种戊糖和糖醛酸组成的杂多糖。果胶质是多聚半乳糖醛酸，充塞在细胞壁和细胞间层，起黏合作用并使细胞壁对离子有通透作用。木质素不是糖类，是一些结构不一的酚类化合物，它与纤维素结合得很紧密。随着烟草等植物衰老程度增加木质素含量也增加，它作为填充物使组织的机械强度提高。一、淀粉淀粉的结构淀粉是由许多个D-葡萄糖通过苷键结合而成的多糖，可以用通式(C6H10O5)x表示。淀粉由两种成分组成：一种是直链淀粉，约占20%；另一种是支链淀粉，约占80%。这两种淀粉的结构和理化性质都有差别。直链淀粉遇碘显紫色，支链淀粉则呈红色。将淀粉悬浮在水中，加入一种极性有机化合物，如百里酚

(2-异丙基-5-甲基苯酚)，直链淀粉与其生成络合物而沉淀出来，可以同支链淀粉分开。直链淀粉是D-葡萄糖通过α–1,4苷键连接而成的。括号中的二糖基是一个相当于麦芽糖的基本结构单位，直链淀粉不过是这个基本结构单位的延伸。基本结构单位表达了淀粉分子中的葡萄糖是按α

–1,4苷键连接的。支链淀粉：D-葡萄糖除通过α-1，4苷键连接成直链外，直链和支链间是通过α-1，6苷键连接的。支链和直链淀粉都只有一个还原尾端淀粉的性质：虽然淀粉分子末端的葡萄糖单位上还保留一个游离的半缩醛羟基，但在分子中所占的比例极小，因此淀粉不显示还原性。淀粉在酸和热的作用下，水解生成葡萄糖。副反应：部分葡萄糖发生复合反应和分解反应催化剂：盐酸和硫酸。温度高，水解快。淀粉→蓝糊精→红糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖酶水解：淀粉酶麦芽糖酶淀粉酶：能作用于淀粉水解的酶总称为淀粉酶。淀粉→蓝糊精→红糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖按作用的方式和水解的糖苷键的不同可将淀粉酶分为：α-淀粉酶β-淀粉酶葡萄糖淀粉酶异淀粉酶（α-1，6糊精酶）酶类型水解键水解产物α-淀粉酶内酶α-1，4苷键可以越过α-1，6苷键糊精、α-麦芽糖、α-葡萄糖β-淀粉酶外酶α-1，4苷键不能越过α-1，6苷键β-麦芽糖糊精葡萄糖淀粉酶外酶α-1，6苷键α-1，4苷键葡萄糖异淀粉酶内酶α-1，6苷键直链糊精四种淀粉酶作用方式比较2.纤维素①纤维素的结构和性质纤维素是由1000~10000个β-葡萄糖通过β-1,4苷键连接的没有分支的长链。其基本结构单位是“纤维二糖”基。烤烟烟叶纤维素酸解：一个集分仅产生葡萄糖，另一集分主要产生半乳糖烤烟烟梗纤维素酸解：主要产生糖和葡萄糖纤维素在150℃以下是稳定的，超过这个温度时由于脱水而逐渐焦化。纤维素是白色纤维状固体，不溶于水，与冷水和沸水不起作用，仅能吸水膨胀。也不溶于稀酸、稀碱和一般，其性质比较稳定。纤维素也可以水解，但比淀粉。稳定性：白色纤维状固体，不溶于水，也不溶于稀酸、稀碱和一般。焦糖化：150℃以上时由于脱水而逐渐焦化。水解：在浓酸作用下生成葡萄糖，与浓碱起作用而生成纤维素碱，与强氧化剂作用而生成氧化纤维素。聚合度（DP）：来源不同，DP不同。按照与酸、碱作用的不同可分为甲种(即α-)、乙种(即β-)和丙种(即γ-)纤维素。在20℃将纤维素浸于17.5％-18％的NaOH溶液中，经45

min后，不溶解的部分称为甲种纤维素，溶解的部分加酸能沉淀分离出来的部分称为乙种纤维素，不沉淀的部分称为丙种纤维素。丙种纤维素实际上已不是纤维素，而是由木糖、甘露糖、葡萄糖等组成的其他天然多糖类化合物。改性纤维纤维素经过适当处理，改变其原有性质，在工农业生产中有特殊用处的纤维素。1、羧甲基纤维2、醋酸纤维3、甲壳素和甲壳胺1.羧甲基纤维（CMC，化学糨糊粉）无味、无臭、无害在纺织、印染等工业中可代替淀粉用作糨糊食品工业作增稠剂在烟草工业中：烟草薄片添加剂、卷烟包装的常用黏合剂2.醋酸纤维工业上一般使用的是二醋酸酯，制造人造丝、胶片、塑料。烟草工业中用醋酸纤维制造卷烟滤嘴。甲壳胺主要作烟草薄片黏合剂甲壳素和甲壳胺甲壳素又称为甲壳质、几丁质、壳蛋白、明角质。化学名称为2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是N-乙酰基-D-葡胺糖通过β-l，4糖苷键连接的直链状多糖，相对分子质量几十万至几百万。当甲壳素脱除乙酰基后即为甲壳胺。又称之为壳聚糖、可溶性甲壳质，其化学名称为2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖。甲壳胺作烟草薄片黏合剂的优点：粘合、防水、防霉、保润、保香及吸附焦油、改善吸味等特性用甲壳胺为主要原料的黏合剂生产出的烟草薄片，色泽好、拉伸强度高、防水性能好，防霉、保香性好。在吸附焦油的同时，通过燃烧热解生成哌嗪类物质（优良的调味剂），大大改善卷烟吸味。三、半纤维素是所有植物细胞壁中发现的一类与木质素结合的杂多糖。成分十分复杂：烤烟半纤维素水解产物有

糖、半乳糖、葡萄糖和少量木糖。组成纤维素的糖会随生长和成熟而变化，并受栽培和环境因素影响。四、果胶质（一）果胶质的结构和总类果胶质是一类成分比较复杂的多糖，分子结构尚未完全清楚，主要由D-半乳糖醛酸和D-半乳糖醛酸甲酯以α-1，4苷键连成的直链。多聚半乳糖醛酸骨架内常会分布一些中性糖，如L-

糖、D-半乳糖、L-鼠李糖、D-木糖、D-葡萄糖等。1.果胶酸：多聚半乳糖醛酸，α-1，4苷键2.果胶酯酸：多聚半乳糖醛酸甲酯，α-1，4苷键3.果胶质：果胶酸和果胶酯酸都具有水溶性，总称果胶质。4.原果胶：可溶性果胶酸与纤维素和半纤维素联合而成的高分子化合物，不溶于水。（二）果胶质的性质水解：果胶质在酸性或碱性条件下能发生水解，可使酯键和苷键断裂，产生甲醇，但比淀粉水解

得多。脱羧：在高温和强酸下，糖醛酸残基发生脱羧作用。溶解度：果胶酯酸和果胶酸可溶于水，在水中溶解度随聚合度增加而减少，随酯化度增加而增加：果胶酯酸>果胶酸>原果胶酰胺化：果胶质中的羧基除和甲醇发生酯化外，也可以发生酰胺化，调制时与烟叶中氨反应产生不同烟草类型可溶性果胶甲基化和酰胺化程度烟草类型甲氧化(%)酰胺化(%)烤烟2024白肋烟434香料烟1216Lauterbach和Moldoveanu(1991)用热解GC/MS法测定各商业等级调制烟果胶在烟草薄片生产中的应用：果胶溶解果胶溶解氨挥发果胶加入的氨参与吡嗪形成，提高燃吸品质五、细胞壁物质细胞壁物质包括纤维素，半纤维素，木质素和果胶质，在烤烟叶内约占26-35％。细胞壁物质是糖类中对烟草内在品质和吸食风味影响不利的因素．原因是：细胞壁物质热解会产生低级醛类，刺激性增大。木质素热解会产生儿茶酚和烷基儿茶酚，涩味、促癌作用。果胶质分解产生甲醇等有害物质。一、糖类的积累光合作用的最初产物是葡萄糖，在其他物质参与下，葡萄糖在体内经过一系列的代谢转化，生成各种有机物质，以满足生理过程的需要。同时，葡萄糖还作为呼吸底物而用于呼吸消耗，产生能量维持生命活动和生长发育。烟草在生长发育过程的前期，的糖类只是作为构成烟草植物体的形式积累，如原生质结构物质和细胞壁结构物质乃至组织和的生长和发育，而不是作为贮藏营养物质而积累。体内所含简单糖类只是用来维持正常的生理活动。第四节糖类对烟质的影响在生长发育过程的后期，糖类积累的方式则相反。无论烟草植株或叶片其骨架都已达到了与品种特性和环境条件相适应的最大量，光合作用仍继续进行，光合产物就以各种贮藏营养物质的形式而逐渐积累。烟叶由旺长期进入成熟期，细胞体积和叶面积停止增大。光合作用的有机物质逐渐积累，充实叶片细胞和组织。当干物质达到最时，称为生理成熟期。之后，叶片中的淀粉向糖转化，少量的糖分解，整个碳水化合物有一个下降的幅度。同时烟叶中的游离氨基酸大大减少，总氨水平下降。、树脂呈上升趋势。此时烟叶中化学成分处在最适宜状态，含水量下降，叶片结构由紧密变为疏开状，达到最大体积的细胞有所缩小，细胞间隙扩大，采收调制后叶片的物理性状如组织、弹性、容湿性等也是理想的。这个时期称为工艺成熟期。若工艺成熟期不采收调制，叶片就逐渐衰老变黄，进入过熟期。过叶片干物质减少，组织变松，重量减轻，品质下降，随着过熟程度的加深，烟叶的使用价值逐渐降低。相反，若烟叶未达到工艺成熟而采收调制，各种化学成分的比例不协调，香味物质没有充分形成，烟味辛辣，刺激性大，青杂气重，颜色暗而无光泽，组织粗糙，弹性差，成熟度越差使用价值越低，烟叶进入成熟期，化学成分的变化与外部生长特征是相联系的。如果把正在生长发育和成熟期间烟株的固定叶层内糖类

(单糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、糊精)总含量的变化与干物质的变化加以分析比较，并折算成每平方米叶面积所含的重量，就会发现它们具有共同的趋势。可以看出（见3-3和表3-4）烟叶内糖类的含量与干物质含量一样，到烟株始花期以前都在不断地增长。在正常烟株开花之后，叶内糖类和干物质均略有下降。但是打顶烟株的烟叶内干物质和糖类却仍在增加，直到烟叶开始落黄时仍未停止。二、糖类在调制过程中的变化烟草在生长发育过程中为了构成新的机体和维持机体生理生化过程的能量消耗，需要进行呼吸作用而消耗了大量的有机物质。同样，在调制过程中，烟叶仍需要在一定时间内(主要是变黄期)保持生命状态，进行一系列的生物化学变化(主要是呼吸作用)，还要消耗大量的有机物质来维持这段时间内所需要的能量，并转化为新的物质。但是这段时间烟叶物质的消耗不再可能得到补充，所以叫做饥饿代谢。烤烟的调制是利用人工加热，控制温湿度进行的，烟叶不仅进行着脱水、变黄、干燥，同时叶内还进行着复杂的生理生化变化，形成烤烟特有的颜色、吃味、香气。烤烟调制分为变黄期、定色期和干筋期烘烤工艺(1986年Chaplin介绍)，其技术要点是变黄期温度为32～45℃时，需50～60

h，其中主要变黄温度为37～39℃，湿球温度为35.5～36.5℃，其时间需30h。烟叶变黄要求全黄时方可进入定色期；定色期温度为46～55℃，湿球温度为38～39℃，时间需30h左右；干筋期温度为56～7l℃，湿球温度不超过43℃，时间需20h左右。整个烘烤时间约需110

h左右。变黄期烟叶充分凋萎后进行升温是很重要的，有利于水解酶的活性，包括淀粉水解酶和蛋白质水解酶。如果烟叶在高水分状态下变黄，或者限制烟叶脱水，则降低蛋白质水解酶和淀粉水解酶的活性；如果变黄温度过低或40～43℃条件下历时短，直接影响致香物质

原料—糖和氨基酸的生成量。当温度升至50℃，烟叶才出现烤烟特有的香气，而糖和氨基酸缩合物恰好是在50～55℃温度下大量

。所以烟叶变黄期脱水程度及40～43℃或50～55℃温度下历时长短，对烤后烟叶香吃味有极大影响。50℃以后叶片基本干片时产生烟香味，但有青杂味；温度升至60℃时，青杂味

，香味变浓；到67℃时，香味变淡，出现辛辣味，且随着时间的推移，尤其超过15h以后，香味明显降低，辛辣味刺激性增强。但也有人研究认为，干筋期温度超过71℃时，引起糖的焦化，烟叶变红，但不会过于影响香吃味，干筋期最高温度应以烟叶素质而定。一般认为，棕色化反应是烘烤过程中叶内多酚类物质在多酚氧化酶作用下，氧化为醌类物质，致使烟叶变褐的过程。在调制过程中，烟叶中各种类型的有机物质作为呼吸基质的消耗是不均等的。有些物质比较稳定，不易变化或变化较少，如组成烟叶骨架的细胞壁物质纤维素、聚戊糖、果胶质等。树脂、脂肪酸、单宁以及含氮化合物的变化也是有限的。有些物质如单糖、淀粉、糊精则发生大幅度的变化，有机酸中的苹果酸和柠檬酸也将发生大量的变化。果胶质有一定量的水解

，粗纤维和聚戊糖在调制过

程中不但没有减少，而且烘烤结束后百分含量反而有所增加，这是因为烘烤后总的干物质量减少，使其相对地增加。葡萄糖和果糖等还原糖增加明显，蔗糖缓慢上升，至烘烤结束达最高点。调制后的烟叶水溶性总糖大量增加，是由于淀粉大量转化的结果。水溶性糖虽然作为主要的呼吸基质而消耗，但是比起淀粉转化的量要少得多，结果是消耗的少，保留下来的多，这对烤烟的品质是有利的，这种烤烟的调制方法是人工加热缩短了调制时间，干物质消耗少的缘故。三、糖类对烟质的影响烟叶中的糖类有许多种，对烟质影响比较大的是水溶性糖、淀粉、纤维素、聚戊糖和果胶质等。因为它们在热解、蒸馏和燃烧的条件下，能分解生成许许多多的新生化合物，从而影响烟草的吸食品质。(一)水溶性糖的影响水溶性糖，特别是其中的还原性糖，在烟支燃吸时一方面能产生酸性反应，抑制烟气中碱性物质的碱性，使烟气的酸碱平衡适度，降低刺激性，产生令人满意的吃味；另一方面烟叶在加热及烟支燃吸过程中，糖类是形成香气

物质的重要前提，当温度在300℃以上时，可单独热解形成多种香气物质，其中最重要的有呋喃衍生物、简单的酮类和醛类等羰基化合物。糖类与氨基酸经过美拉德反应能形成多种香气物质，产生令人愉快的香气，掩盖其他物质产生的杂气。此外，水溶性糖含量高的烟叶比较柔软，富有弹性，色泽鲜亮，耐压而不易破碎。根据化学分析表明，随着烟叶商品等级的提高，其含糖量是增加的。因此，水溶性总糖和还原糖的含量被认为是体现烟草优良品质的指标，是烟草化学分析的重要项目之一。美拉德反应是指食品中的氨基与羰基经缩合、聚合生成黑色素的反应，称为羰氨反应。这一反应的最初发现者是法国化学家美拉德（L.C.Maillard），并因1912年第一次获得报道而得名。几乎所有的食物中都含有羰基化合物和氨基化合物，所以，羰氨反应在食品加热过程中很普遍，羰氨反应能使食品生色增香。美拉德反应（MaillardReaction）是非酶促褐变反应之一。研究证明：美拉德反应的程度和温度、时间、系统中的组分、水的活度以及pH有关。不同种类的糖在美拉德反应中，褐变程度也有差别。在单糖中，果糖对褐变的反应最强烈，葡萄糖次之。在双糖中，乳糖和蜜二糖的褐变反应也很强，麦芽糖和棉籽糖次之，蔗糖（非还原性）不起褐变反应，制作白皮面点时，可选用白砂糖。小麦面粉中的糖、木糖等戊糖，能引起很强的褐变反应。不同种类的蛋白质、氨基酸，对褐变反应的程度也不同。鸡蛋

白引起的褐变，其颜色鲜艳，特别是加入转化糖和葡萄糖时，其颜色更鲜艳、光泽好。赖氨酸的褐变反应最强烈，脯氨酸和谷氨酸的褐变反应最弱。美拉德反应和新型风味剂各种不同糖类和氨基酸化合物的美拉德反应，能获得各种不同的风味。如以同样一份葡萄糖，和另一份不同的氨基酸，在不同温度下加热，产生不同的香味如下：氨基酸100℃180℃甘氨酸焦糖味烧糊的糖丙氨酸甜焦糖烧糊的糖缬氨酸黑麦面包沁鼻巧克力亮氨酸丝氨酸苏氨酸蛋氨酸果香、甜巧克力烧糊干酪枫糖浆巧克力马铃薯烧糊味马铃薯氨基酸100℃180℃苯丙氨酸紫罗兰玫瑰香紫罗兰紫丁香酪氨酸焦糖脯氨酸烧糊蛋白烤面包组氨酸玉米面包黄油精氨酸黄油烧糊的糖赖氨酸盐酸盐类似面包烧糊的糖烧糊的糖奶油糖果天门冬氨酸

硬糖谷氨酸

焦糖谷氨酰胺

巧克力香半胱氨酸

硫化物肉香尽管如此，烟叶中糖的含量并不是越高越好，烟草的吸食质量是各种化学成分综合影响的结果。烟叶中的水溶性总糖与蛋白质之间需要保持适当的比例，即适度的酸碱平衡关系。这是因为烟支燃吸时这两类成分的热解反应是完全相反的，糖类热解产物呈酸性反应，蛋白质热解产物呈碱性反应。可以从烤烟和雪茄烟这两个代表类型烟草来说明，烤烟的烟气是微酸甜的，而雪茄烟的烟气是微苦的，因为烤烟的水溶性总糖含量通常是各类型烟草中最高的，雪茄烟则是极低的，两者的烟气分别呈酸性反应和碱性反应。化学家

，烟叶中水溶性值。首先提出这种关系的是总糖与蛋白质的比值叫做过去曾经认为烟叶的值越高越好，但是实际上施木克值在2以下比较适用，超过2对判明烟质就不那么准确了。这是因为糖含量过高从另一方面破坏了平衡与协调使得烟气平淡无味，失去了应