上部烟叶多酚类物质含量及其与烟叶品质的关系

郝贤伟，李 奇，张立立，廖 付，卢敏瑞，吴继忠，毕一鸣，田雨农，李永生，侯小东，韩 晓，孙菲菲，王 辉*，杜咏梅*

上部烟叶多酚类物质含量及其与烟叶品质的关系

郝贤伟1，李 奇1，张立立1，廖 付1，卢敏瑞3，吴继忠1，毕一鸣1，田雨农1，李永生1，侯小东2，韩 晓2，孙菲菲2，王 辉1*，杜咏梅2*

（1.浙江中烟工业有限责任公司技术中心，杭州 310024；
2.中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；
3.福建武夷烟叶有限公司，福建 邵武 354000）

为揭示多酚类化合物在上部烟叶质量评价中的作用，收集13个省（直辖市）28个产烟市B2F代表样品111份，研究了主要多酚类化合物在不同种植区域、不同外观质量烟叶间含量的差异及其与感官质量的相关性。结果表明：（1）不同种植区域上部烟叶主要多酚类物质含量差异显著，且不同多酚类化合物在不同种植区域含量分布规律也不一致；
（2）莨菪亭、绿原酸含量与主要外观质量指标关系密切。随叶片颜色加深，其绿原酸含量呈显著降低趋势，莨菪亭则相反，油分相对较好、结构相对疏松、色度相对较强的烟叶其莨菪亭含量显著较低；
（3）莨菪亭对7项烟叶感官质量指标均有显著影响，绿原酸主要影响细腻感、刺激性和余味。莨菪亭含量小于0.2 mg/g，绿原酸含量大于15 mg/g，烟叶感官质量得分显著较高。莨菪亭、绿原酸含量可作为上部烟叶品质评价的重要指标。

上部烟叶；
多酚；
产区差异；
外观质量；
感官质量

提高上部烟叶可用性是缓解我国烟叶等级结构矛盾、优化烟叶资源配置的必要途径，也一直是近30年来烟草工农业关注的热点[1-3]。烟叶化学成分是其质量风格及可用性的物质基础，明确影响上部烟叶质量风格的主要化学性成分及其含量特征，对于确定上部烟叶质量目标，并应用叶组配方技术提高上部烟叶在配方中的比例具有重要指导意义。

多酚类化合物被认为是影响烟叶色泽、品质及生理强度的重要化学成分[4-5]。为揭示烤烟多酚类物质的影响因素及与烟叶品质的关系，近年来，烟草科研工作者对不同生态区域[6-7]、基因型[7-9]、等级[10]间烟叶多酚类化合物的差异进行了较多研究，烟草多酚类化合物含量与外观质量[11-12]、感官品质[13-15]的关系研究也有较多报道。但是，目前的相关研究对中部烟叶关注较多，对上部烟叶关注相对较少。杜咏梅等[3]以云南宣威上部烟叶为研究对象，研究了包括多酚类物质在内的烟草主要化学成分与其清香型风格典型性的关系，但并没有分析多酚类物质对上部烟叶香吃味品质的影响。本研究以我国主产烟区上部烟叶样品为材料，系统分析不同种植区域、不同外观质量烟叶多酚类物质含量差异，并综合应用相关分析、多元方差分析，研究上部烟叶主要多酚类化合物含量对感官品质的影响，一方面，为利用上部烟叶主要多酚化合物含量特征评判烟叶质量并用于配方模块调配设计提供依据，另一方面，为通过育种、栽培、烘烤等农艺措施调控上部烟叶多酚类物质含量提供研究基础。

1.1 代表烟叶样品收集与制备

2020年，选择云南、四川、贵州、湖南、湖北、安徽、福建、辽宁、山东、河南、广西、江西、重庆13个省（直辖市）28个产烟市为代表产地，每个代表产地分别选取上、中、下限B2F等级烟叶样品1～2套，每份代表样品2 kg，共获得代表性样品111份，其中，云烟87品种98份。样品外观经专家鉴定、平衡后，每样品选取代表叶片30片，去筋、切丝、混匀后取80 g，60 ℃烘干，粉碎，过40目筛，用于化学成分测定，剩余烟丝卷制成卷烟，用于感官评价。

1.2 仪器与试剂

仪器：WATERS ACQUITY 超高压液相色谱仪（美国WATERS公司）。试剂：乙腈（色谱纯，德国默克公司）；
冰乙酸（电子纯，中国国药试剂集团）；
新绿原酸、绿原酸、咖啡酸、隐绿原酸、芸香苷（≥98%，上海源叶生物科技有限公司）；
莨菪亭（98.0%，北京百灵威科技有限公司）。

1.3 检测指标及方法

1.3.1 外观质量鉴定 由外观质量鉴定专家根据GB 2635—1992《烤烟》进行，其因素包括：颜色、成熟度、身份、结构、油分、色度。为更细致地描述各品质因素特征，以每一因素的基本组成为中间值，设3个层次，大于中间值用符号“+”表示，小于中间值用符号“-”表示。例如：橘黄色烟叶细分为：“橘黄-”（浅橘）、“橘黄”、“橘黄+”（深橘）；
烟叶油分在“有”档次的烟叶可细分为：“有-”、“有”、“有+”。其他外观品质因素以此类推。

1.3.2 多酚含量检测 烟草多酚类化合物的测定参照 YC/T 202—2006 《烟草及烟草制品多酚类化合物绿原酸、莨菪亭和芸香苷的测定》。

1.3.3 感官质量评价 采用浙江中烟工业有限责任公司内在质量评价方法[16]。

1.4 数据分析

数理统计分析应用DPS 9.5、SPSS系统软件进行。

2.1 主要多酚类物质含量数据特征及其相关性

由表1看出，代表性样品中，除莨菪亭含量峰度及偏度值偏高外，其他多酚类物质含量基本接近正态分布；
莨菪亭含量变异系数最大，其次为新绿原酸；
含量较高的多酚类物质为绿原酸、芸香苷，二者平均值接近。简单相关分析表明（表2），除隐绿原酸与绿原酸、莨菪亭含量之间的相关系数达不到显著水平外，其他主要多酚类化合物之间的相关系数均达极显著水平。烟草绿原酸及其异构体（新绿原酸、隐绿原酸）、前体物（咖啡酸）、芸香苷之间均呈正相关关系；
莨菪亭与其他多酚类化合物均呈负相关关系。

表1 代表性样品主要多酚类物质含量数据基本特征

2.2 不同种植区域上部烟叶多酚类物质含量差异

选择云烟87为代表品种，通过对东南、黄淮、西南、长江中下游烟草种植区域（样品数量分别为26、11、48、13份）多酚类物质含量差异分析（表3）看出，不同种植区域上部烟叶主要多酚类物质含量均存在显著或极显著差异，且不同多酚类化合物在不同种植区域含量分布也不一致。东南烟区绿原酸、芸香苷、新绿原酸、咖啡酸平均含量均低于其他烟区，莨菪亭含量显著高于其他烟区；
黄淮烟区绿原酸含量高于其他烟区，隐绿原酸含量最低，芸香苷含量也较低，与东南烟区接近；
西南烟区芸香苷含量最高，新绿原酸、咖啡酸、隐绿原酸含量也较高，绿原酸含量处于中等水平，莨菪亭含量较低；
长江中下游烟区新绿原酸、咖啡酸、隐绿原酸含量相对较高，绿原酸、芸香苷含量处于中等水平，莨菪亭含量较低。

2.3 不同外观质量上部烟叶主要多酚类物质含量差异

根据数理统计分析要求，首先应用Levene’s法对数据进行方差齐性检验，若数据方差齐性，应用Scheffe法进行多重比较，若方差不齐，则采用Tamhane’s T2法进行多重比较。表4列出了具有显著差异的多酚类物质。由表4看出，莨菪亭含量与外观质量指标关系最为密切，其次是绿原酸，其他多酚类化合物随外观质量指标差异的变化达不到显著水平。颜色、油分、结构、色度具有差异的上部烟叶，其莨菪亭含量均存在显著差异。不同颜色烟叶其绿原酸含量也差异显著。随叶片颜色加深，其莨菪亭含量呈显著升高趋势，绿原酸含量呈显著降低的趋势；
油分相对较好，结构相对疏松，色度相对较强的烟叶，其莨菪亭含量显著较低。

表2 上部烟叶主要多酚类物质含量之间的简单相关分析

注：相关系数临界值，=0.05时，=0.1865；
=0.01时，=0.2436。**表示＜0.01的极显著水平，*表示＜0.05的显著水平。

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 不同种植区域主要多酚类物质含量差异分析（云烟87）

表4 不同颜色、色度、油分、结构烟叶多酚类化合物含量差异分析

注：小写字母不同表示不同品种同等级烟叶在5%水平差异显著。

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

2.4 上部烟叶主要多酚类物质含量与感官评吸质量指标的相关性

2.4.1 主要多酚类物质与感官质量评吸总分的相关性 由表5看出，莨菪亭与感官评吸总分的简单相关系数、标准回归系数、偏相关系数均为负值，且均达极显著水平（＜0.01）；
绿原酸与感官评吸总分的相关系数均为正值，其中，简单相关系数达显著水平，标准回归及偏相关系数均达不到显著水平；
其他多酚类化合物与感官评吸总分的相关性均达不到显著水平。综上分析，莨菪亭对感官评吸质量的影响最大，其次是绿原酸。随莨菪亭含量升高，感官评吸总分极显著降低，绿原酸则相反。

2.4.2 不同莨菪亭、绿原酸含量范围上部烟叶感官质量指标差异 由表6看出，不同绿原酸含量范围的上部烟叶感官清晰度得分在95%置信水平上（＜0.05）差异显著，刺激性和余味得分在90%置信水平上（＜0.1）差异显著，因此，上部烟叶绿原酸含量主要影响感官清晰度、刺激性和余味。进一步从不同绿原酸含量范围的主要感官质量指标平均得分看出，绿原酸含量小于15 mg/g，不同绿原酸含量范围烟叶感官清晰度、刺激性、余味得分及总分差异不大，绿原酸含量大于15 mg/g，烟叶主要感官评价指标得分及总分平均值均达最高。因此，绿原酸对感官质量的影响拐点为15 mg/g。

表5 主要多酚类物质含量与感官评吸总分的相关分析

表6 不同绿原酸含量烟叶感官质量指标差异分析

由表7看出，随莨菪亭含量升高，烟叶感官质量指标得分呈显著降低趋势。不同莨菪亭含量范围的烟叶感官质量指标得分在99%置信水平上（＜0.01）差异显著。莨菪亭含量大于0.2 mg/g，不同莨菪亭含量范围的烟叶主要感官质量指标得分差异不大，莨菪亭含量小于0.2 mg/g，主要感官质量指标得分显著升高，因此，上部烟叶莨菪亭含量对烟叶感官品质影响拐点为0.2 mg/g。

表7 不同莨菪亭含量范围烟叶感官质量指标差异分析

本研究表明，莨菪亭是上部烟叶含量变异程度最大的多酚类化合物，与过伟民等[12]的研究结果一致，可能与烤烟莨菪亭受生态环境或栽培等措施的影响较大有关，但该方面的研究报道较少。不同多酚类物质在不同种植区域含量分布规律存在差异，这可能由于不同多酚类化合物对生态环境变异的响应不同引起的。例如，前人[5]研究表明，紫外光可显著提高烟草多酚类物质含量，而芸香苷含量对紫外光的敏感性高于绿原酸等多酚类化合物，西南烟区上部烟叶芸香苷含量显著高于其他烟区，可能与其植烟海拔较高，紫外线较强有关。

烟草多酚类化合物是由莽草酸-苯丙素代谢途径产生的一类次生代谢产物。本研究表明，莨菪亭与绿原酸及其他多酚化合物含量之间均呈负相关关系。绿原酸是咖啡酸与奎尼酸反应生成的缩酚酸，咖啡酸是绿原酸合成的直接前体物质，而莨菪亭的合成则需要咖啡酸先转化成阿魏酸，再由阿魏酸生成莨菪亭[4]，烟草莨菪亭与绿原酸含量呈负相关可能由于竞争前体物造成的。

绿原酸、芸香苷是烟草中含量最丰富的两种多酚类化合物，二者被认为不仅是决定烟叶色泽的重要指标，还是卷烟香气的重要前体物。本研究表明，随上部烟叶颜色加深，其绿原酸含量呈显著降低趋势，而芸香苷含量差异则达不到显著水平，该研究结果与过伟民等[12]对上部、中部烟叶的研究基本一致。这可能与芸香苷不能直接被多酚氧化酶氧化，而要通过绿原酸氧化产生的醌氧化有关[17]。本研究表明，上部烟叶绿原酸含量升高，可以提高上部烟叶感官细腻感和余味，降低刺激性，但芸香苷对感官质量影响不显著，该结果与沈建平等[14]对上部、中部烟叶研究结果基本一致。绿原酸、芸香苷含量对烟叶感官品质影响存在差异的原因是否与其在卷烟燃烧过程中热解产物差异有关，还需深入研究。

本研究表明，莨菪亭含量随烟叶颜色变化以及对感官品质影响的规律与绿原酸相反，且莨菪亭含量与上部烟叶品质的相关性更为密切，该结果与杜咏梅等[18]对宣威产区中部烟叶的相关研究结果基本一致。姜慧娟等[14]研究发现，浓香型中部烟叶莨菪亭含量与其油分、香气质呈显著负相关，与本研究有关莨菪亭含量与烟叶油分、香气质相关性一致。苏强等[15]有关烟叶莨菪亭含量随烟叶感官香气量、香气质变化的趋势也与本研究一致。因此，莨菪亭可以作为上部烟叶质量评价的重要指标。但是，目前有关烟草莨菪亭与外观、感官质量高度相关的内在机制研究还未见报道。是否可以应用农艺或生物技术手段，通过调控烟草多酚类化合物代谢路径，提高烟草绿原酸含量，降低莨菪亭含量，从而提高烟叶品质，还需要深入研究。

本研究表明，不同种植区域上部烟叶新绿原酸、绿原酸、咖啡酸、隐绿原酸、莨菪亭、芸香苷含量均差异显著，且不同多酚在不同种植区域分布规律不同；
莨菪亭是上部烟叶变异系数最大的多酚类化合物，与烟叶油分、结构疏松度、色度及感官香吃味指标均呈显著或极显著负相关关系；
绿原酸含量高的烟叶，其颜色较浅，感官清晰度、刺激性、余味得分较高；
绿原酸含量大于15 mg/g，莨菪亭含量小于0.2 mg/g，烟叶感官品质较好。

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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

中国烟草总公司“揭榜挂帅”科技项目（110202103003）；
浙江中烟工业有限责任公司科技项目（ZJZY2021A007）

郝贤伟（1987-），男，工程师，硕士，主要从事片烟模块化配方设计研究。E-mail：hxwzjzy2020@163.com

，E-mail：王 辉，wanghui@zjtobacco.com；
杜咏梅，duyongmei@caas.cn

2022-05-23

2022-10-21

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