结构优化对不同叶位烟叶品质及挥发性物质含量的影响

摘要 ［目的］研究结构优化对不同部位烟叶总酚、总黄酮、类胡萝卜素及挥发性物质含量的影响，寻求一种能有效提高烟草品质的烟草种植优化技术，为提高烟草香气品质，提升卷烟质量提供一定的理论和技术依据。［方法］以云烟87为材料，在种植基地对烟叶进行结构优化处理（将烟株最下端3片和最上端3片摘除），分析评价结构优化处理对不同部位烟叶总酚、总黄酮、类胡萝卜素及挥发性物质含量的影响。［结果］结构优化处理提高了烟叶中总酚和黄酮含量。烟草经结构优化处理后，第6、8、12、14叶位总酚含量相比对照分别提高了30.00%、21.70%、13.10%和5.00%，第4、10、12叶位烟叶中总黄酮含量也显著高于对照。通过SPME-GC-MS共检测到22种主要的挥发性物质，结构优化处理有效提高了烟叶中类胡萝卜素含量，不同叶位中以类胡萝卜素为前体合成的香气物质香叶基丙酮、β-大马酮、β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯和巨豆三烯酮等物质含量均受结构优化处理的影响，且不同的叶位影响程度不同。［结论］结构优化处理可有效提高不同叶位烟叶烤后总酚、总黄酮、类胡萝卜素含量，提升烟叶品质，其挥发性物质含量也被显著提高，可为提高烟草香气品质，提升卷烟质量提供一定的理论和技术依据。

关键词 烟草；结构优化；烟叶品质；香气成分

中图分类号 S572  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）10-0015-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.004

Effect of Structural Optimization on Quality and Aroma Component Content of Tobacco Leaves with Different Leaf Positions

XIANG Yu1，ZHOU Cheng2，HUANG Chu-tian2 et al

（1.China Tobacco Hubei Industrial Co.，Ltd.，Enshi，Hubei 445000;2.Hubei Aromatic Tobacco Co.，Ltd.，Enshi Branch，Enshi，Hubei 445000）

Abstract ［Objective］ To study the effects of structure optimization on the contents of total phenols，total flavonoids，carotenoids and aroma components in different parts of tobacco leaves，and to seek a tobacco planting optimization technology that can effectively improve tobacco quality，so as to provide certain theoretical and technical basis for improving tobacco aroma quality and cigarette quality.［Method］ Tobacco leaf was used as material in the planting base for structural optimization treatment （the bottom 3 pieces and the top 3 pieces of tobacco were removed），and the effects of structural optimization treatment on the contents of total phenols，total flavonoids，carotenoids and aroma components in different parts of tobacco leaf were analyzed and evaluated.［Result］Structural optimization treatment increased the total phenolic and flavonoid contents in tobacco leaves.After structural optimization treatment，the total phenolic content in tobacco leaves at 6，8，12 and 14 positions was increased by 30.00%，21.70%，13.10% and 5.00%，respectively，compared with the control，and the total flavonoid content in tobacco leaves at 4，10 and 12 positions was also significantly higher than that of the control.A total of 22 main volatile substances were detected by SPME-GC-MS，and the structure optimization treatment effectively increased the carotenoid content in tobacco leaves.The contents of aroma substances synthesized from carotenoids as precursors were all affected by the structure optimization treatment.And the influence degree of different leaf position is different.［Conclusion］Structure optimization treatment can effectively increase the contents of total phenol，total flavone and carotenoid in cured tobacco leaves of different leaf positions，improve the quality of tobacco leaves，and significantly increase the content of aroma components，which provides a certain theoretical and technical basis for improving the aroma quality of tobacco and cigarette quality.

Key words Tobacco;Structure optimization;Tobacco leaf quality;Aroma component

作者简介 向羽 （1986—），男，湖北恩施人，农艺师，硕士，从事烟叶原料评价及质量控制研究。*通信作者，助理研究员，博士，从事农产品加工与贮藏研究。

收稿日期 2023-07-04

烟草是我国重要的经济作物，是我国出口最多的农产品之一，在我国税收来源中占据重要地位。数据表明，我国2018年烤烟种植面积达 89.87万hm2，主要种植于云南、河南、贵州和山东等地。烟叶是卷烟工业的基础，其品质的优劣严重影响着卷烟产品质量的好坏［1-2］。烟叶品质不仅与烟碱、酚类、黄酮类、糖、钾等常规成分有关，还与烟叶香气成分有关。烟叶香气是烟叶的主要特色指标，是衡量烟叶质量和可用性的重要因素，是评价烟叶及卷烟质量的重要指标［3］。因此，生产高香气的优质烟叶，开展对烟叶中香气物质的研究，掌握烟草中的香气化学成分对提高烟草品质、提高烟叶利用率及提升卷烟质量具有重要意义。

烟草中的香气成分众多，随着分析技术的发展，越来越多的香气成分被鉴定，目前，烟叶中已有2 549种香气物质被鉴定，其中有1 135种为烟叶和烟气所共有，单独存在于烟叶中的有1 414种［4］。根据致香功能基团可划分为酸类、醇类、醛类、酮类、酯类、酚类等，按前体物可分为类胡萝卜素类降解产物、类西柏烷类、苯丙氨酸类、棕色化产物、新植二烯等［5-6］。此外，前人对提高烟叶品质的技术做了大量研究，如Yan等［6］研究表明，提高烟叶种植土壤的碳含量可有效提高烟叶中的β-紫罗兰酮、芳樟醇等香气物质的含量。黄泰松等［7］对烟草进行施钼处理，结果表明，施钼能够提高中上部烟叶中性和酸性香气成分总量，其中酸性香气成分总量增幅较大。荣仕宾等［8］研究了留叶数对四川茄芯烟叶烟草香气质量的影响，结果发现茄芯烟叶在留叶数 18 片/株晾制条件下烟叶化学成分协调、香气成分优良、抽吸品质较好，有利于实现优质低害。留叶数还可影响烟叶赤星病的发病率。然而，有关烟叶叶片结构优化对烤烟不同叶位烟叶品质的影响尚不明确。因此，该研究以云烟87为材料，研究烟叶结构优化对烤烟总酚、总黄酮以及类胡萝卜素含量的影响，并对其烟叶香气品质进行评价，旨在提供一种能有效提高烟草品质的烟草种植优化技术，为提高烟草香气品质、提升卷烟质量提供一定的理论和技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料种植于湖北宣恩，供试品种为云烟87。烟叶生长至旺长初期，对烟叶进行结构优化处理，将烟株最下端3片和最上端3片摘除，将叶片由下至上编号，以全部叶片自然生长的烟株作为对照，试验选取第4、6、8、10、12、14叶位的烟叶。以上烟草均按照当地优质烟叶生产技术规范统一管理，在生长相同时间取样，每次取10株烟草，每次3个重复，置于相同条件下烘烤后，进行烟叶品质评价。

1.2 方法

1.2.1 总酚含量的测定。

总酚含量采用福林酚法测定［9］。称取1 g组织样品，用5 mL 80%的甲醇均质，12 000 r/min、4 ℃离心20 min，上清液即为总酚粗提液。总酚反应体系包含0.5 mL上清液，1.0 mL福林酚试剂和3.5 mL 1 mol/L的碳酸钠溶液，混合液在30 ℃水浴中保温1 h，在760 nm处测定吸光值，以没食子酸为标准物质建立标准曲线计算含量，结果以干质量计，表示为mg/kg。

1.2.2 总黄酮含量的测定。

称取1 g组织样品，加入4 ml 60%的乙醇，4 ℃、12 000 r/min离心20 min，收集上清液分析总黄酮含量。总黄酮含量的测定参照陈莹等［10］的方法略作修改。总黄酮反应体系包括2 mL上清液、1 mL乙醇、1 mL 3% AlCl3和2 mL乙酸钠缓冲液（pH 5.5），在510 nm处测定吸光值，以芦丁为标准物质建立标准曲线计算含量，结果以干质量计，表示为mg/g。

1.2.3 类胡萝卜素含量的测定。类胡萝卜素含量根据植物类胡萝卜素含量试剂盒说明书测定，结果以干质量计，表示为mg/kg。

1.2.4 挥发性物质含量的测定。

烟草挥发性物质含量参照刘哲等［11］的方法，采用SPME-GC-MS测定。称取烟草组织样品20.5 g，加入3 mL 200 mmol/L乙二胺四乙酸-二钠（EDTA-Na2）和3 mL 20% CaCl2溶液，以2-辛醇（0.004 mg/mL）作为内标，置于固相微萃取装置中以 70  ℃、250 r/min 条件下萃取 20 min 后，解吸时间 2 min，进行 GC/MS 分析。色谱条件：载气为He，流量为1 mL/min。柱箱升温程序为：60 ℃保持2 min，4 ℃/min升至260 ℃保持10 min，分流比5∶1。分离柱为DB-WAX 毛细管柱（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm），离子化方式为电子轰击电离，电子能量70 eV，四级杆温度为150 ℃，传输线温度为250 ℃。挥发性化合物的定性通过与NIST质谱库（NIST-08）对比确定，根据内标物的峰面积计算挥发性化合物的相对含量，结果表示为μg/kg。

1.2.5 数据统计。

数据采用Excel整理绘表并采用Origin 2018软件作图，采用SPSS 20.0对数据进行统计分析，采用SPSS 20.0对数据进行统计分析，采用独立样本T检验进行显著性分析。试验结果均表示为平均值±标准偏差。

2 结果与分析

2.1 烟叶中总酚和总黄酮含量变化分析

烟草中的酚类化合物含量是影响烟草品质的重要因素之一［12］，其含量如图1A所示，在同部位的烟叶中，14叶位的总酚含量最高，与同叶位的对照相比，结构优化提高了烟叶中总酚含量，优化后第6、8、12、14叶位的烟草总酚含量相比对照分别提高了30.00%、21.70%、13.10%和5.00%。黄酮类物质是烟草中多酚类物质的次生代谢产物，结构优化对烟草中总黄酮的影响如图1B所示，经结构优化的烟草中间部位（8叶位和10叶位）总黄酮含量较高，分别为128.38和129.70 mg/g，结构优化处理提高了烟叶中总黄酮含量，在第4、10、12叶位烟叶中显著高于对照（P<0.05）。