植煙海拔對烤煙紅花大金元質體色素及其降解產物的影響

徐明康，王松峰，俞世康，王愛華，汪 健，劉 國，程 浩，孫福山

(1.四川省煙草公司涼山州公司，四川 西昌 615000；2.農業部煙草類作物質量控制重點開放實驗室，中國農業科學院煙草研究所，青島 266101；3.湖北中煙工業有限責任公司，武漢 430051；4.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000）

煙葉品質是遺傳因素、生態環境和栽培技術共同作用的結果[1]，生態因素決定煙葉的香型和風格[2]。影響煙葉生長和品質的生態條件包括氣候因素如溫度、光照、熱量、降雨、濕度等；土壤條件如土壤肥力及礦質營養、土壤酸堿度等以及海拔高度、地勢地形等多方面的復雜因素[3]。海拔高度在很大程度上影響著氣溫、晝夜溫差、太陽輻射及降水等各種氣候條件，從而影響煙株的生理生化反應，因此在同一煙區種植海拔是影響烤煙香氣物質最主要的生態條件[4]。質體色素包括葉綠素和類胡蘿卜素，是一類本身不具有香味特征，但通過分解、轉化可形成致香成分的物質[5]，質體色素是影響煙葉品質和可用性的主要成分之一，它不僅決定了調制后煙葉的色澤而且其相關降解產物與煙葉的香氣質和香氣量密切相關[6]。目前海拔高度對煙草品質的影響研究很多[7-19]，但關于不同海拔高度對質體色素及其降解產物的影響缺乏研究，且研究的海拔多在1000 m以下的規律，本研究針對四川涼山會東縣植煙海拔懸殊特點，探討海拔對烤煙紅花大金元質體色素及其降解產物的影響，為產區合理安排烤煙品種紅花大金元種植區域，彰顯紅花大金元的品種特色提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于 2009年在四川省涼山州會東縣嘎吉鄉進行，根據當地植煙海拔情況設定6個海拔高度，分別為 1700、1800、1900、2000、2100、2200 m，每一海拔高度選取4個試驗點。所有試驗點田塊土壤肥力中等，地勢平坦，光照充足。

1.2 試驗材料

供試品種為紅花大金元。所有試驗點2月8日播種，漂浮育苗，5月 3日移栽。植煙規格為 1.2 m×0.5 m，施肥按參考文獻[20]進行，基肥：追肥=60：40，追肥分3次在移栽后7、14和20 d施用。田間管理及采烤按當地優質煙葉生產技術規范進行。取各試驗點烤后煙葉C3F等級各2 kg用于測定烤煙葉綠素、類胡蘿卜素含量和揮發性致香物質。

1.3 測定方法

1.3.1 質體色素含量的測定 按參考文獻[21]進行。

1.3.2 中性香味物質的提取 中性揮發性香味物質用同時蒸餾萃取裝置萃取，GC/MS測定。在同時蒸餾萃取裝置的一端接盛有l0 g煙樣（過60目篩）、1.0 g檸檬酸、350 mL蒸餾水和0.5 mL內標（3.2 g/mL硝基苯）的500 mL圓底燒瓶，使用恒溫電熱套進行加熱；裝置的另一端接盛有40 mL二氯甲烷的250 mL圓底燒瓶，該端燒瓶置于恒溫水浴鍋中加熱，水浴溫度為60 ℃，同時蒸餾萃取2.5 h。萃取完成后，向250 mL圓底燒瓶中加入10 g無水硫酸鈉干燥有機相，然后于60 ℃水浴中濃縮至1 mL左右。

1.3.3 中性香味物質的測定 經處理制備得到的分析樣品，由GC/MS鑒定結果和NIST庫檢索定性。測定儀器：HP5890-5972氣質連用儀。GC/MS分析條件：色譜柱 HP-5（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣He；流速0.8 mL/min；進樣口溫度250 ℃；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度177 ℃；升溫程序為初溫50 ℃，恒溫2 min后，以2 ℃/min的速度升至120 ℃，5 min后，以2 ℃/min的速度升至240 ℃，保持 30 min；分流比 1∶15；進樣量 2 μL；電離能70 eV；截質量數范圍 50～500 amu；MS譜庫NIST02；采用內標法定量。1.4 數據處理

采用SPSS17.0軟件進行統計分析。

2 結 果

2.1 烤煙質體色素含量

2.1.1 葉綠素含量 由表1可以看出，葉綠素含量隨海拔高度的增加呈先逐漸增加后降低的趨勢，海拔2000 m的葉綠素含量最高，1700 m的含量最低。海拔2000、2100 m的葉綠素含量與其他4個處理呈顯著性差異，兩處理間差異不顯著。

2.1.2 類胡蘿卜素含量 類胡蘿卜素含量隨海拔高度的增加呈先逐漸增加后降低的趨勢（表 1），6個海拔高度的類胡蘿卜素含量依次為 2000 m＞2100 m＞2200 m＞1900 m＞1800 m＞1700 m。

表1 不同植煙海拔烤煙的葉綠素和類胡蘿卜素含量Table1 Chlorophyll and carotene contents under different altitude in flue-cured tobacco leaves

2.1.3 類胡蘿卜素與葉綠素比值 由表1看出，類胡蘿卜素與葉綠素比值隨海拔高度的增加呈先增加后降低的趨勢，6個海拔的比值依次為2000 m＞2100 m＞2200 m＞1800 m＞1900 m＞1700 m。

2.2 質體色素降解產物

2.2.1 葉綠素降解產物 由表2看出，葉綠素降解產物新植二烯含量隨著海拔高度的增加呈先逐漸增加后降低的趨勢，6個海拔高度葉綠素降解產物新植二烯的含量依次為2000 m＞2100 m＞2200 m＞1900 m＞1800 m＞1700 m。6個海拔高度葉綠素降解產物新植二烯含量占香氣物質總量的比值依次為2000 m＞1700 m＞2200 m＞1800 m＞1900 m＞2100 m，但比值間差異不顯著。

表2 不同植煙海拔烤煙的葉綠素降解產物含量Table2 Contents of products degraded by chlorophyll under different altitude in flue-cured tobacco leaves

2.2.2 類胡蘿卜素降解產物 由表3看出，類胡蘿卜素降解產物總含量隨著海拔高度的增加呈先逐漸增加后降低的趨勢，6個海拔高度類胡蘿卜素降解產物總含量依次為2000 m＞2200 m＞2100 m＞1900 m＞1700 m＞1800 m。類胡蘿卜素降解產物含量較高的是β-大馬酮、法尼基丙酮和巨豆三烯酮，含量較低的是氧化異佛爾酮。類胡蘿卜素降解產物中除氧化異佛爾酮外，其他幾種降解產物含量均以海拔2000 m最高。6個海拔高度的類胡羅卜素降解產物含量占香氣物質總量的比值依次為2000 m＞1900 m＞1800 m＞2200 m＞2100 m＞1700 m。

3 討 論

中性揮發性香氣物質對烤煙的品質具有重要的影響，烤煙中質體色素降解產物主要包括葉綠素降解產物及類胡蘿卜素降解產物，占中性揮發性香氣物質總量的85%～96%[22]。本試驗研究結果表明，海拔高度對紅花大金元葉綠素、類胡蘿卜素及其降解產物的含量均有影響，隨著海拔高度的升高，均呈現先增加后降低的趨勢，質體色素降解產物含量以海拔高度為2000 m的含量最高。其次為海拔高度2100 m和2200 m。研究結果與以往研究[13]不太一致。這可能與研究地區不同，在一定的海拔尺度內，影響當地的氣溫、晝夜溫差、太陽輻射及降水等各種氣候條件，從而影響了海拔區間對煙葉質體色素及降解產物的含量。也可能與不同的品種對海拔高度表現出不同程度的敏感性有關[23-24]。

葉綠素是進行光合作用的重要色素，葉綠素含量的高低反映了葉片生理功能的強弱，其降解產物與煙葉的香氣物質和品質有密切關系[25]。葉綠素降解產物新植二烯，不但本身具有香氣，而且可以分解形成多種低分子香氣物質[5]，是一種重要的增香劑，它作為捕集煙氣氣溶膠內香氣物質的載體，具有攜帶煙葉中其他揮發性香氣物質與致香物質進人煙氣的作用[26]。此外，還可大量地直接轉移到煙氣中減輕煙氣的刺激性并柔和煙氣[27]。6個處理新植二烯含量依次為2000 m＞2100 m＞2200 m＞1900 m＞1800 m＞1700 m。海拔2000 m的新植二烯含量與其他5個處理呈顯著性差異。

表3 不同植煙海拔烤煙的類胡蘿卜素降解產物含量Table3 Contents of products degraded by carotene under different altitude in flue-cured tobacco leaves

類胡蘿卜素在植物體內具有重要的生物功能，保護葉綠素分子，使其不至于被光氧化而破壞；抑制或消除活性氧自由基的傷害，防止脂質過氧化[28]。類胡蘿卜素降解產生的香味物質域值相對較低、刺激性較小、香氣質較好。前人研究表明，巨豆三烯酮的含量則與煙葉的香氣量呈正相關[5]；β-大馬酮是重要的煙草特征香氣物質，能賦予煙氣清涼甜香與花香氣息[29-30]。類胡蘿卜素降解產物總量以海拔高度2000 m的最高；β-大馬酮、法尼基丙酮、二氫獼猴桃內酯和巨豆三烯酮等類胡蘿卜素降解產物以海拔高度為2000 m的最高，1900 m、2100 m和2200 m的次之。

綜合上述分析，烤煙新植二烯、二氫獼猴桃內脂、巨豆三烯酮、β-大馬酮的含量均以海拔高度為2000 m的最高，其次是2100 m和2200 m。因此，會東煙區紅花大金元植煙海拔高度2000～2200 m內，有利于提高煙葉的香氣量與整體質量。此外，中性揮發性香氣物質中，新植二烯、β-大馬酮、及3-羥基－β-二氫-大馬酮等均具有清香氣，2000～2200 m之間海拔區域內種植，有利于煙葉清香類致香物質的含量增加，進一步彰顯會東紅花大金元的清香型特色品質。

本研究就植煙海拔對烤煙紅花大金元質體色素及其降解產物的影響進行了分析，海拔對紅花大金元的香型及風格的影響還需要進一步的感官評吸驗證。

4 結 論

6個植煙海對烤煙紅花大金元質體色素及其降解產物有影響，海拔2000～2200 m之間均較高于其他3個海拔處理，其中以植煙海拔2000 m質體色素及其降解產物含量最高。因此，2000～2200 m之間海拔區域內種植，更有利于煙葉中性揮發性香氣物質的增加，特別是清香類致香物質含量增加，對進一步提高和彰顯紅花大金元的清香型特色品質和及種植區劃有指導意義。

[1]唐遠駒，張建平.上海主要烤煙生產基地質量生態類型的初步劃分[J].中國煙草科學，2006，27（3）：1-5.

[2]趙銘欽，陳秋會，趙明山，等.南陽地區生態條件對不同基因型烤煙品種煙葉化學成分和香氣物質含量的影響[J].中國煙草學報，2008，14（1）：37-40.

[3]陸永恒.生態條件對煙葉品質影響的研究進展[J].中國煙草科學，2007，28（3）：43-46.

[4]簡永興，董道竹，李連利，等.湘西北海拔高度與烤煙中性揮發性香氣物質關系的研究[J].湖南煙草，2009（S1）：152-158.

[5]史宏志，韓錦峰，官春云.煙葉香氣前體物在成熟和調制過程中的變化[J].作物研究，1996，10（2）：22-25.

[6]左天覺.煙草的生產、生理和生物化學[M].朱尊權，譯.上海：上海遠東出版社，1993：101-102.

[7]胡國松，楊林波，魏巍，等.海拔高度、品種和某些栽培措施對烤煙香吃味的影響[J].中國煙草科學，2000，21（3）：9-13.

[8]黎妍妍，林國平，李錫宏，等.湖北烤煙非揮發性有機酸含量及其與海拔高度的關系分析[J].中國煙草科學，2009，30（6）：53-56.

[9]李明海，任遠倫，詹蓉暉，等.不同海拔高度和土壤類型對煙葉產量質量的影響[J].中國煙草科學，1997，18（3）：27-31.

[10]穆彪，楊健松，李明海.黔北大婁山海拔高度與烤煙煙葉香吃味的關系研究[J].中國生態農業學報，2003，11（4）：148-151.

[11]陳傳孟，陳繼樹，谷堂生，等.南嶺山區不同海拔烤煙品質研究[J].中國煙草科學，1997，18（4）：8-12.

[12]李天福，王樹會，王彪，等.云南煙葉香吃味與海拔和經緯度的關系[J].中國煙草科學，2005，26（3）：22-24.

[13]韓錦峰，劉維群，楊素勤，等.海拔高度對烤煙香氣物質的影響[J].中國煙草，1993（3）：1-3.

[14]簡永興，董道竹，李連利，等.種植海拔對烤煙中性揮發性香氣物質及燃吸品質的影響[J].煙草科技，2009（9）：43-46.

[15]簡永興，楊磊，陳亞，等.海拔高度對湘西北烤煙品質的影響[J].作物雜志，2006（3）：26-29.

[16]簡永興，董道竹，楊磊，等.種植海拔對烤煙生物堿組成的影響[J].煙草科技，2006（11）：27-31.

[17]簡永興，董道竹，劉建峰，等.湘西北海拔高度對烤煙多元酸及高級脂肪酸含量的影響[J].湖南師范大學：自然科學學報，2007（1）：72-75.

[18]簡永興，楊磊，謝龍杰，等.種植海拔對烤煙石油醚提取物及常規化學成分的影響[J].煙草科技，2005（7）：3-6.

[19]簡永興，楊磊，謝龍杰.西北海拔高度對烤煙常規化學成份含量的影響[J].生命科學研究，2005（1）：63-67.

[20]汪健，王松峰，畢慶文，等.氮磷鉀用量對烤煙紅花大金元產質量的影響[J].中國煙草科學，2009，30（5）：19-23.

[21]鄒琦.植物生理生化實驗指導[M].北京：中國農業出版社，1997：42-44.

[22]楊虹琦，周冀衡，羅澤民.煙葉質體色素代謝與香味物質形成關系的研究[C]//陳江華.中國煙葉學術論文集.北京：學術論文出版社，2004：471-475.

[23]馬劍雄，徐興陽，羅華元，等.不同品種烤煙對種植海拔的敏感性[J].煙草科技，2009（3）：53-55，61.

[24]羅華元，馬劍雄，徐興陽，等.引進美國烤煙品種對海拔高度的敏感性研究[J].中國煙草學報，2010（2）：50-54.

[25]Shigenaga M K, Hagen T M, Ames B N.Oxidative damage and mitochonial decay in aging[J].Proc Nat Acad Sci USA，1994, 91∶ 10771-10778.

[26]Leffingwell J C, Leffingwell D.Chemical and sensory aspects of tobacco flavor[J].Rec Adv Tob Sci, 1988, 14∶169-218.

[27]Chortyk O T, Severson R F, Higman H C.Chromatographic determination of hydrocarbon waxes in tobacco leaf and smoke[J].Beitr Tabakforsch, 1975, 8∶204-210.

[28]周冀衡，楊虹琦，林杜華，等.不同烤煙產區煙葉中主要揮發性香氣物質的研究[J].湖南農業大學學報：自然科學版，2004，30（1）：20-23.

[29]宮長榮.煙葉烘烤原理[M].北京：科學技術出版社，1994.

[30]朱大恒，韓錦峰，李彩霞，等.烤煙發酵過程中品質及香吃味的形成[J].河南農業科學，1997（3）：5-8.