上部煙葉多酚類物質含量及其與煙葉品質的關系

郝賢偉，李 奇，張立立，廖 付，盧敏瑞，吳繼忠，畢一鳴，田雨農，李永生，侯小東，韓 曉，孫菲菲，王 輝*，杜詠梅*

上部煙葉多酚類物質含量及其與煙葉品質的關系

郝賢偉1，李 奇1，張立立1，廖 付1，盧敏瑞3，吳繼忠1，畢一鳴1，田雨農1，李永生1，侯小東2，韓 曉2，孫菲菲2，王 輝1*，杜詠梅2*

（1.浙江中煙工業有限責任公司技術中心，杭州 310024；2.中國農業科學院煙草研究所，青島 266101；3.福建武夷煙葉有限公司，福建 邵武 354000）

為揭示多酚類化合物在上部煙葉質量評價中的作用，收集13個省（直轄市）28個產煙市B2F代表樣品111份，研究了主要多酚類化合物在不同種植區域、不同外觀質量煙葉間含量的差異及其與感官質量的相關性。結果表明：（1）不同種植區域上部煙葉主要多酚類物質含量差異顯著，且不同多酚類化合物在不同種植區域含量分布規律也不一致；（2）莨菪亭、綠原酸含量與主要外觀質量指標關系密切。隨葉片顏色加深，其綠原酸含量呈顯著降低趨勢，莨菪亭則相反，油分相對較好、結構相對疏松、色度相對較強的煙葉其莨菪亭含量顯著較低；（3）莨菪亭對7項煙葉感官質量指標均有顯著影響，綠原酸主要影響細膩感、刺激性和余味。莨菪亭含量小于0.2 mg/g，綠原酸含量大于15 mg/g，煙葉感官質量得分顯著較高。莨菪亭、綠原酸含量可作為上部煙葉品質評價的重要指標。

上部煙葉；多酚；產區差異；外觀質量；感官質量

提高上部煙葉可用性是緩解我國煙葉等級結構矛盾、優化煙葉資源配置的必要途徑，也一直是近30年來煙草工農業關注的熱點[1-3]。煙葉化學成分是其質量風格及可用性的物質基礎，明確影響上部煙葉質量風格的主要化學性成分及其含量特征，對于確定上部煙葉質量目標，并應用葉組配方技術提高上部煙葉在配方中的比例具有重要指導意義。

多酚類化合物被認為是影響煙葉色澤、品質及生理強度的重要化學成分[4-5]。為揭示烤煙多酚類物質的影響因素及與煙葉品質的關系，近年來，煙草科研工作者對不同生態區域[6-7]、基因型[7-9]、等級[10]間煙葉多酚類化合物的差異進行了較多研究，煙草多酚類化合物含量與外觀質量[11-12]、感官品質[13-15]的關系研究也有較多報道。但是，目前的相關研究對中部煙葉關注較多，對上部煙葉關注相對較少。杜詠梅等[3]以云南宣威上部煙葉為研究對象，研究了包括多酚類物質在內的煙草主要化學成分與其清香型風格典型性的關系，但并沒有分析多酚類物質對上部煙葉香吃味品質的影響。本研究以我國主產煙區上部煙葉樣品為材料，系統分析不同種植區域、不同外觀質量煙葉多酚類物質含量差異，并綜合應用相關分析、多元方差分析，研究上部煙葉主要多酚類化合物含量對感官品質的影響，一方面，為利用上部煙葉主要多酚化合物含量特征評判煙葉質量并用于配方模塊調配設計提供依據，另一方面，為通過育種、栽培、烘烤等農藝措施調控上部煙葉多酚類物質含量提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 代表煙葉樣品收集與制備

2020年，選擇云南、四川、貴州、湖南、湖北、安徽、福建、遼寧、山東、河南、廣西、江西、重慶13個?。ㄖ陛犑校?8個產煙市為代表產地，每個代表產地分別選取上、中、下限B2F等級煙葉樣品1～2套，每份代表樣品2 kg，共獲得代表性樣品111份，其中，云煙87品種98份。樣品外觀經專家鑒定、平衡后，每樣品選取代表葉片30片，去筋、切絲、混勻后取80 g，60 ℃烘干，粉碎，過40目篩，用于化學成分測定，剩余煙絲卷制成卷煙，用于感官評價。

1.2 儀器與試劑

儀器：WATERS ACQUITY 超高壓液相色譜儀（美國WATERS公司）。試劑：乙腈（色譜純，德國默克公司）；冰乙酸（電子純，中國國藥試劑集團）；新綠原酸、綠原酸、咖啡酸、隱綠原酸、蕓香苷（≥98%，上海源葉生物科技有限公司）；莨菪亭（98.0%，北京百靈威科技有限公司）。

1.3 檢測指標及方法

1.3.1 外觀質量鑒定 由外觀質量鑒定專家根據GB 2635—1992《烤煙》進行，其因素包括：顏色、成熟度、身份、結構、油分、色度。為更細致地描述各品質因素特征，以每一因素的基本組成為中間值，設3個層次，大于中間值用符號“+”表示，小于中間值用符號“-”表示。例如：橘黃色煙葉細分為：“橘黃-”（淺橘）、“橘黃”、“橘黃+”（深橘）；煙葉油分在“有”檔次的煙葉可細分為：“有-”、“有”、“有+”。其他外觀品質因素以此類推。

1.3.2 多酚含量檢測 煙草多酚類化合物的測定參照 YC/T 202—2006 《煙草及煙草制品多酚類化合物綠原酸、莨菪亭和蕓香苷的測定》。

1.3.3 感官質量評價 采用浙江中煙工業有限責任公司內在質量評價方法[16]。

1.4 數據分析

數理統計分析應用DPS 9.5、SPSS系統軟件進行。

2 結 果

2.1 主要多酚類物質含量數據特征及其相關性

由表1看出，代表性樣品中，除莨菪亭含量峰度及偏度值偏高外，其他多酚類物質含量基本接近正態分布；莨菪亭含量變異系數最大，其次為新綠原酸；含量較高的多酚類物質為綠原酸、蕓香苷，二者平均值接近。簡單相關分析表明（表2），除隱綠原酸與綠原酸、莨菪亭含量之間的相關系數達不到顯著水平外，其他主要多酚類化合物之間的相關系數均達極顯著水平。煙草綠原酸及其異構體（新綠原酸、隱綠原酸）、前體物（咖啡酸）、蕓香苷之間均呈正相關關系；莨菪亭與其他多酚類化合物均呈負相關關系。

表1 代表性樣品主要多酚類物質含量數據基本特征

2.2 不同種植區域上部煙葉多酚類物質含量差異

選擇云煙87為代表品種，通過對東南、黃淮、西南、長江中下游煙草種植區域（樣品數量分別為26、11、48、13份）多酚類物質含量差異分析（表3）看出，不同種植區域上部煙葉主要多酚類物質含量均存在顯著或極顯著差異，且不同多酚類化合物在不同種植區域含量分布也不一致。東南煙區綠原酸、蕓香苷、新綠原酸、咖啡酸平均含量均低于其他煙區，莨菪亭含量顯著高于其他煙區；黃淮煙區綠原酸含量高于其他煙區，隱綠原酸含量最低，蕓香苷含量也較低，與東南煙區接近；西南煙區蕓香苷含量最高，新綠原酸、咖啡酸、隱綠原酸含量也較高，綠原酸含量處于中等水平，莨菪亭含量較低；長江中下游煙區新綠原酸、咖啡酸、隱綠原酸含量相對較高，綠原酸、蕓香苷含量處于中等水平，莨菪亭含量較低。

2.3 不同外觀質量上部煙葉主要多酚類物質含量差異

根據數理統計分析要求，首先應用Levene’s法對數據進行方差齊性檢驗，若數據方差齊性，應用Scheffe法進行多重比較，若方差不齊，則采用Tamhane’s T2法進行多重比較。表4列出了具有顯著差異的多酚類物質。由表4看出，莨菪亭含量與外觀質量指標關系最為密切，其次是綠原酸，其他多酚類化合物隨外觀質量指標差異的變化達不到顯著水平。顏色、油分、結構、色度具有差異的上部煙葉，其莨菪亭含量均存在顯著差異。不同顏色煙葉其綠原酸含量也差異顯著。隨葉片顏色加深，其莨菪亭含量呈顯著升高趨勢，綠原酸含量呈顯著降低的趨勢；油分相對較好，結構相對疏松，色度相對較強的煙葉，其莨菪亭含量顯著較低。

表2 上部煙葉主要多酚類物質含量之間的簡單相關分析

注：相關系數臨界值，=0.05時，=0.1865；=0.01時，=0.2436。**表示＜0.01的極顯著水平，*表示＜0.05的顯著水平。

Note: The critical value of correlation coefficient,= 0.05,= 0.186;= 0.01,= 0.2436. **means extremely significant correlation（＜0.01）,* means significant correlation（＜0.05）.

表3 不同種植區域主要多酚類物質含量差異分析（云煙87）

表4 不同顏色、色度、油分、結構煙葉多酚類化合物含量差異分析

注：小寫字母不同表示不同品種同等級煙葉在5%水平差異顯著。

Note: different lowercase letters indicate that different varieties and grades of tobacco have significant differences at the 5% level.

2.4 上部煙葉主要多酚類物質含量與感官評吸質量指標的相關性

2.4.1 主要多酚類物質與感官質量評吸總分的相關性 由表5看出，莨菪亭與感官評吸總分的簡單相關系數、標準回歸系數、偏相關系數均為負值，且均達極顯著水平（＜0.01）；綠原酸與感官評吸總分的相關系數均為正值，其中，簡單相關系數達顯著水平，標準回歸及偏相關系數均達不到顯著水平；其他多酚類化合物與感官評吸總分的相關性均達不到顯著水平。綜上分析，莨菪亭對感官評吸質量的影響最大，其次是綠原酸。隨莨菪亭含量升高，感官評吸總分極顯著降低，綠原酸則相反。

2.4.2 不同莨菪亭、綠原酸含量范圍上部煙葉感官質量指標差異 由表6看出，不同綠原酸含量范圍的上部煙葉感官清晰度得分在95%置信水平上（＜0.05）差異顯著，刺激性和余味得分在90%置信水平上（＜0.1）差異顯著，因此，上部煙葉綠原酸含量主要影響感官清晰度、刺激性和余味。進一步從不同綠原酸含量范圍的主要感官質量指標平均得分看出，綠原酸含量小于15 mg/g，不同綠原酸含量范圍煙葉感官清晰度、刺激性、余味得分及總分差異不大，綠原酸含量大于15 mg/g，煙葉主要感官評價指標得分及總分平均值均達最高。因此，綠原酸對感官質量的影響拐點為15 mg/g。

表5 主要多酚類物質含量與感官評吸總分的相關分析

表6 不同綠原酸含量煙葉感官質量指標差異分析

由表7看出，隨莨菪亭含量升高，煙葉感官質量指標得分呈顯著降低趨勢。不同莨菪亭含量范圍的煙葉感官質量指標得分在99%置信水平上（＜0.01）差異顯著。莨菪亭含量大于0.2 mg/g，不同莨菪亭含量范圍的煙葉主要感官質量指標得分差異不大，莨菪亭含量小于0.2 mg/g，主要感官質量指標得分顯著升高，因此，上部煙葉莨菪亭含量對煙葉感官品質影響拐點為0.2 mg/g。

表7 不同莨菪亭含量范圍煙葉感官質量指標差異分析

3 討 論

本研究表明，莨菪亭是上部煙葉含量變異程度最大的多酚類化合物，與過偉民等[12]的研究結果一致，可能與烤煙莨菪亭受生態環境或栽培等措施的影響較大有關，但該方面的研究報道較少。不同多酚類物質在不同種植區域含量分布規律存在差異，這可能由于不同多酚類化合物對生態環境變異的響應不同引起的。例如，前人[5]研究表明，紫外光可顯著提高煙草多酚類物質含量，而蕓香苷含量對紫外光的敏感性高于綠原酸等多酚類化合物，西南煙區上部煙葉蕓香苷含量顯著高于其他煙區，可能與其植煙海拔較高，紫外線較強有關。

煙草多酚類化合物是由莽草酸-苯丙素代謝途徑產生的一類次生代謝產物。本研究表明，莨菪亭與綠原酸及其他多酚化合物含量之間均呈負相關關系。綠原酸是咖啡酸與奎尼酸反應生成的縮酚酸，咖啡酸是綠原酸合成的直接前體物質，而莨菪亭的合成則需要咖啡酸先轉化成阿魏酸，再由阿魏酸生成莨菪亭[4]，煙草莨菪亭與綠原酸含量呈負相關可能由于競爭前體物造成的。

綠原酸、蕓香苷是煙草中含量最豐富的兩種多酚類化合物，二者被認為不僅是決定煙葉色澤的重要指標，還是卷煙香氣的重要前體物。本研究表明，隨上部煙葉顏色加深，其綠原酸含量呈顯著降低趨勢，而蕓香苷含量差異則達不到顯著水平，該研究結果與過偉民等[12]對上部、中部煙葉的研究基本一致。這可能與蕓香苷不能直接被多酚氧化酶氧化，而要通過綠原酸氧化產生的醌氧化有關[17]。本研究表明，上部煙葉綠原酸含量升高，可以提高上部煙葉感官細膩感和余味，降低刺激性，但蕓香苷對感官質量影響不顯著，該結果與沈建平等[14]對上部、中部煙葉研究結果基本一致。綠原酸、蕓香苷含量對煙葉感官品質影響存在差異的原因是否與其在卷煙燃燒過程中熱解產物差異有關，還需深入研究。

本研究表明，莨菪亭含量隨煙葉顏色變化以及對感官品質影響的規律與綠原酸相反，且莨菪亭含量與上部煙葉品質的相關性更為密切，該結果與杜詠梅等[18]對宣威產區中部煙葉的相關研究結果基本一致。姜慧娟等[14]研究發現，濃香型中部煙葉莨菪亭含量與其油分、香氣質呈顯著負相關，與本研究有關莨菪亭含量與煙葉油分、香氣質相關性一致。蘇強等[15]有關煙葉莨菪亭含量隨煙葉感官香氣量、香氣質變化的趨勢也與本研究一致。因此，莨菪亭可以作為上部煙葉質量評價的重要指標。但是，目前有關煙草莨菪亭與外觀、感官質量高度相關的內在機制研究還未見報道。是否可以應用農藝或生物技術手段，通過調控煙草多酚類化合物代謝路徑，提高煙草綠原酸含量，降低莨菪亭含量，從而提高煙葉品質，還需要深入研究。

4 結 論

本研究表明，不同種植區域上部煙葉新綠原酸、綠原酸、咖啡酸、隱綠原酸、莨菪亭、蕓香苷含量均差異顯著，且不同多酚在不同種植區域分布規律不同；莨菪亭是上部煙葉變異系數最大的多酚類化合物，與煙葉油分、結構疏松度、色度及感官香吃味指標均呈顯著或極顯著負相關關系；綠原酸含量高的煙葉，其顏色較淺，感官清晰度、刺激性、余味得分較高；綠原酸含量大于15 mg/g，莨菪亭含量小于0.2 mg/g，煙葉感官品質較好。

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Polyphenol Content in Upper Tobacco Leaves and Its Relationship with Tobacco Quality

HAO Xianwei1, LI Qi1, ZHANG Lili1, LIAO Fu1, LU Minrui3, WU Jizhong1, BI Yiming1, TIAN Yunong1,LI Yongsheng1, HOU Xiaodong2, HAN Xiao2, SUN Feifei2, WANG Hui1*, DU Yongmei2*

(1. Technology Center of China Tobacco Zhejiang Industrial Co., Ltd., Hangzhou 310024, China; 2. Tobacco Research Institute of CAAS, Qingdao 266101, China; 3. Fujian Wuyi Leaf Tobacco Co., Ltd., Shaowu, Fujian 354000, China)

In order to reveal the effect of polyphenols on quality evaluation of upper tobacco leaves, 111 representative samples of B2F from 28 tobacco-producing cities in 13 provinces (municipalities directly under the central government) were collected, and the differences of major polyphenol contents in different planting areas and their correlation with the appearance and sensory quality of tobacco leaves were investigated using ANOVA and correlation analysis. The results showed that: (1) There were significant differences in the contents of major polyphenols in upper tobacco leaves from different planting areas, and the content distribution of different polyphenols in different planting areas was also different; (2) The contents of scopoletin and chlorogenic acid were closely related to the main appearance quality indexes: with the deepening of leaf color, the content of chlorogenic acid decreased significantly, while the content of scopoletin increased significantly. The content of scopoletin was significantly lower in tobacco leaves with relatively good oil, loose structure and strong color; (3) Scopoletin had significant effects on 7 sensory quality indexes of tobacco leaves, and chlorogenic acid mainly affected sensory delicacy, irritability and aftertaste. When the content of scopoletin was less than 0.2 mg/g, the content of chlorogenic acid was more than 15 mg/g, the score of sensory quality was significantly higher. The contents of scopoletin and chlorogenic acid can be used as important indexes for quality evaluation of upper tobacco leaves.

upper tobacco leaf; polyphenols; production area difference; appearance quality; sensory quality

10.13496/j.issn.1007-5119.2022.06.011

TS41+1

A

1007-5119（2022）06-0076-06

中國煙草總公司“揭榜掛帥”科技項目（110202103003）；浙江中煙工業有限責任公司科技項目（ZJZY2021A007）

郝賢偉（1987-），男，工程師，碩士，主要從事片煙模塊化配方設計研究。E-mail：hxwzjzy2020@163.com

，E-mail：王 輝，wanghui@zjtobacco.com；杜詠梅，duyongmei@caas.cn

2022-05-23

2022-10-21