大理红大品种不同等级烟叶主要化学成分和多酚类物质分析

2012-05-25王洪云杨德海寸俊平杨玉标赵国明陈爱国李世祥刘彩云刘洪祥

中国烟草科学 2012年4期

宗浩，王洪云，陈刚，杨德海，寸俊平，杨玉标，赵国明，陈爱国，李世祥，刘彩云,4，刘洪祥*

（1.农业部烟草生物学与加工重点实验室，中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.红塔集团大理卷烟厂，云南大理 671000；3.云南省烟草公司大理州公司，云南大理 671000；4.山东潍坊学院生物工程学院，山东潍坊 261061）

烟草的化学成分是决定其品质的内在因素，而烟草品质决定了烟叶经济价值和使用价值。烟草的化学成分又与烟草的类型、品种、栽培技术、调制加工有密切关系。因此，对烟草化学成分的研究在烟草栽培和卷烟生产上有重要意义[1-3]。多酚类物质是烟草中一类重要的化合物，对烟草的色、香、味等有重要影响，在烟草生长发育、调制特性、烟叶色泽、烟气香吃味和烟气生理强度等方面起着重要作用，是衡量烟草品质的一个重要因素[4-8]。

烤后烟叶的质量，包括外观质量和内在质量。外观质量用分级因素来鉴定，一般按烟叶着生的部位与颜色进行区分归类；内在质量则主要通过烟叶化学成分检测和感官评吸来鉴定，而这些感官鉴定经验性和技术性强，难免存在一定的主观性和随意性[9]。以往的研究大都关注烟叶中化学成分的生理生化反应，而对各等级烟叶中多酚类物质及主要相关物质含量的差异缺乏深入系统的研究。因此，测定烟叶中的多酚类物质的含量具有重要的意义。对不同等级烟样中影响香气物质的主要化学成分含量进行分析，研究其与部位、颜色及等级因素之间的相关性，为烟叶的分级和品质评估提供科学依据。

本研究利用优质特色烤烟品种红花大金元（以下简称红大），通过对大理州2008，2009年度的烤烟标样24个等级共48份烟叶样品主要化学成分和多酚类化合物及其相关物质含量的测定，比较不同级别间各物质成分含量的差异，为提高烟叶分级结果的科学性提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与取样方法

由大理州烟草公司提供，2008和2009年度严格按照国标分级的红大烟叶各24个正组等级标样，基本代表了大理红大不同等级的烤烟，样品均取自南涧县宝华镇。该地东经100°13'，北纬24°56'，为横断山南缘纵谷山地地貌，海拔高度1820 m。属典型的亚热带立体季风气候。土壤类型为黄红壤。移栽烤烟前取耕层土壤测定，2008年土壤pH 5.24，有机质2.12%，有效氮104.99 mg/kg，速效磷（P2O5）36.0 mg/kg，速效钾（K2O）214.0 mg/kg，水溶性氯（Cl－）24.67 mg/kg。前茬作物为大麦。2009年土壤pH 5.27，有机质2.23%，速效氮110.6 mg/kg，速效磷（P2O5）33.5 mg/kg，速效钾（K2O） 235.0 mg/kg，水溶性氯（Cl－）19.85 mg/kg。前茬作物为玉米。

取烟样后60 ℃下烘干磨碎，过40目筛后保存，用于分析测定。

1.2 测定方法

烟样常规化学成分分析：糖分、烟碱、总氮、K2O、氯离子，采用傅立叶变换近红外光谱法；蛋白质含量采用间接法[10]。计算公式为：

蛋白质含量(%)=[总氮(%)－烟碱(%)×0.1728]×6.25

多酚类物质测定：采用Alliance 高效液相色谱仪（Waters公司），包括Waters 2695分离系统（四元泵、柱温箱及自动进样器）和 2996紫外二极管矩阵检测器（PDA），Millennium 32色谱软件控制仪器并处理数据。

芳香值采用多酚化合物含量与蛋白质氮含量的比值表示[6]。

1.3 统计分析

采用DPS软件[11]进行统计分析。

2 结果

2.1 不同等级烟叶主要化学成分差异

2.1.1 含糖量从表1可以看出，总糖和还原糖含量中部叶极显著地高于上部和下部烟叶。总糖含量中部叶平均为 36.69%，还原糖含量中部叶平均为29.13%。总糖和还原糖含量上部与下部叶差异不显著；柠檬黄组的总糖和还原糖含量均略高于橘黄组，可见，烤后颜色稍浅的烟叶往往含糖量较高。在所测定的 24个正组等级烟叶中，总糖和还原糖含量都以C2L最高，分别为37.54%和30.02%；最低的是X3F，分别为26.61%和21.27%。总体来看，在同一部位和相同颜色组中随等级升高，糖含量一般有所增加。

2.1.2 烟碱、总氮和蛋白质含量从表1可以看出，烟碱含量明显受部位的影响。综观 24个等级烟叶的烟碱含量可以看出一个明显趋势：上部＞中部＞下部。比较而言，红大的中下部各等级烟叶的烟碱含量都适宜或比较适宜，而上部的多数等级烟叶的烟碱含量偏高，其中橘黄组烟叶的烟碱含量都在4%以上，因此，降低红大品种上部烟叶的烟碱，仍是今后进一步提高红大上部烟叶质量和可用性的着力点之一。不同等级烟叶总氮与蛋白质含量的变化趋势基本与烟碱一致。相对而言，中下部各等级烟叶的总氮和蛋白质含量都适宜或比较适宜，上部多数等级烟叶的含量则偏高。

教学实验时间从2017年2月起，至2018年1月结束。实验期间，每学期安排阶段测试2次，期中考试、期末考试各1次。每次考试时，实验班、对照班使用相同的试卷，试卷难度与题量均符合中专学校数学课程大纲的要求。考试采用闭卷形式，卷面满分为100分。考试时，4个班学生混编考场，随机安排考位。考后由任课教师批阅试卷，做到评分标准一致。

表1 红大品种不同等级烟叶标样的主要化学成分Table1 The main chemical components in different grades of Hongda

2.1.3 钾与氯含量从表1看出，在所测定的红大品种24个正组等级烟叶中，烟叶含钾量（K2O）中、下部叶极显著地高于上部叶，橘黄叶组与柠檬黄叶组之间差异不大；烟叶含氯量下部烟叶稍高。

2.1.4 糖碱比与两糖比从糖碱比分析，红大下部和中部烟叶都在清香型特色烟叶要求的适宜范围内，而上部明显偏低，可能影响其香型风格的典型性，这主要是上部烟叶烟碱偏高所致；而两糖比这一指标红大24个等级烟叶数值几乎均为0.8左右，可见两糖比和烟叶部位没有关系，可能是一个“呈整株反应”的生理平衡标值，但有待进一步验证。

2.1.5 不同部位不同颜色烟叶的含糖量与烟碱含量从表1可以看出，红大各部位烟叶水溶性总糖和还原糖含量，均表现为柠檬黄高于橘黄烟叶。其中，中部柠檬黄烟叶的总糖与还原糖含量较高，平均为36.97%和29.44%。下部橘黄烟叶的糖含量较低，总糖平均为29.20%，还原糖平均为23.34%。烟碱含量则呈柠檬黄＜橘黄，下部＜中部＜上部的明显变化趋势。比较而言，在下部柠檬黄至上部橘黄的6个叶组中，以上部橘黄叶组的烟碱最高，平均含量为3.97%，下部叶柠檬黄叶组最低，平均为1.58%。

2.2 红大品种不同等级烟叶的多酚类物质的含量

2.2.1 不同等级烟叶中多酚类物质总量差异从表2可以看出，红大不同等级烟叶中的多酚类物质总量有一定差异，在下部柠檬黄～上部橘黄6个叶组中，烟叶等级越高，多酚类物质总量一般也越高。不同部位间烟叶中多酚类总含量中部叶≥下部叶＞上部叶。24个等级间，多酚类物质总量最高的是C2F，达4.08%；最低的是B3F，为3.28%。一般而言，低等级烟叶的多酚物质含量相对较低。

从多酚类物质的构成分析，红大品种 24个等级烟叶中的绿原酸及其同分异构体新绿原酸、隐绿原酸（4-O-酸，下同）含量和芸香苷含量，占多酚类物质总量的93.83%，是红大品种的主要多酚类物质。这与刘阳等[12]的结论一致。

2.2.2 不同部位不同颜色烟叶的多酚总量与绿原酸、芸香苷含量的差异由表2可以看出，不同部位烟叶中主要多酚类物质含量有明显差异。多酚总量的趋势为：中部≥下部＞上部；比较而言，中部烟叶的多酚总量较高，平均为3.68%，明显高于上部烟叶（3.45%），略高于下部烟叶（3.67%），但差异不显著。柠檬黄叶组的多酚总量稍高于橘黄叶组，差异也不显著。绿原酸的平均含量的变化趋势是：下部＞中部＞上部。在6个不同颜色叶组中，以下柠（XL）叶组的绿原酸含量最高，平均为1.85%，上橘（BF）叶组的绿原酸含量最低，平均为1.46%。芸香苷的平均含量则呈与绿原酸相反的变化趋势：上部＞中部＞下部。比较而言，以上柠（BL）叶组的芸香苷含量最高，平均为1.54%，下橘（XF）叶组的最低，平均为1.06%。

2.2.3 不同部位不同颜色烟叶的其他多酚类物质和芳香值的差异从表2可以看出，红大烟叶中的新绿原酸、隐绿原酸和未识别物的变化趋势是：中部＞下部＞上部，以中部烟叶最高，下部次之，上部最低，与多酚总量和绿原酸的变化趋势基本一致，而咖啡酸和莨菪亭的变化趋势则与芸香苷基本一致，表现为上部＞中部＞下部。多酚类物质对烟气的芳香有直接和间接的贡献，钟庆辉曾提出将烟草多酚物质总含量与蛋白质氮含量的比值即芳香值，作为判断烟草香气吃味的量化指标[6]。

表2 红大不同等级烟叶多酚类物质含量Table2 The polyphenol components in different grades of Hongda

从表2各叶组芳香值的平均值来看，表现出下部叶＞中部叶＞上部叶，柠檬黄叶组＞橘黄叶组的明显趋势，在同部位的不同级别中，随等级的增高，芳香值增加，这与大理中下部烟叶清香型风格较为突出，而上部烟叶相对偏型或走型的实际相吻合。究其原因，可能与上部烟叶烟碱和含氮化合物偏高，而多酚类物质含量偏低有关。

2.3 多酚类物质含量与主要化学成分的相关性

多酚类物质总量与总糖、还原糖和钾均呈极显著正相关（表3），与烟碱、总氮和蛋白质均呈极显著负相关；绿原酸与钾和氯呈极显著正相关，与烟碱、总氮和蛋白质均呈极显著负相关；芸香苷与烟碱、总氮和蛋白质均呈极显著正相关，与氯呈极显著负相关；新绿原酸与总糖、还原糖和钾均呈极显著正相关，其与烟碱、总氮和蛋白质均呈显著负相关；隐绿原酸与总糖、还原糖和钾均呈极显著正相关，与烟碱和总氮均呈极显著负相关，与蛋白质呈显著负相关；咖啡酸与总氮和蛋白质均呈极显著正相关，与烟碱呈显著正相关；莨菪亭与总糖和还原糖均呈极显著正相关，与烟碱、总氮和蛋白质均呈显著整相关，与Cl呈极显著负相关。