植烟海拔对烤烟红花大金元质体色素及其降解产物的影响

徐明康，王松峰，俞世康，王爱华，汪 健，刘 国，程 浩，孙福山

(1.四川省烟草公司凉山州公司，四川 西昌 615000；2.农业部烟草类作物质量控制重点开放实验室，中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；3.湖北中烟工业有限责任公司，武汉 430051；4.湖北省烟草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000）

烟叶品质是遗传因素、生态环境和栽培技术共同作用的结果[1]，生态因素决定烟叶的香型和风格[2]。影响烟叶生长和品质的生态条件包括气候因素如温度、光照、热量、降雨、湿度等；土壤条件如土壤肥力及矿质营养、土壤酸碱度等以及海拔高度、地势地形等多方面的复杂因素[3]。海拔高度在很大程度上影响着气温、昼夜温差、太阳辐射及降水等各种气候条件，从而影响烟株的生理生化反应，因此在同一烟区种植海拔是影响烤烟香气物质最主要的生态条件[4]。质体色素包括叶绿素和类胡萝卜素，是一类本身不具有香味特征，但通过分解、转化可形成致香成分的物质[5]，质体色素是影响烟叶品质和可用性的主要成分之一，它不仅决定了调制后烟叶的色泽而且其相关降解产物与烟叶的香气质和香气量密切相关[6]。目前海拔高度对烟草品质的影响研究很多[7-19]，但关于不同海拔高度对质体色素及其降解产物的影响缺乏研究，且研究的海拔多在1000 m以下的规律，本研究针对四川凉山会东县植烟海拔悬殊特点，探讨海拔对烤烟红花大金元质体色素及其降解产物的影响，为产区合理安排烤烟品种红花大金元种植区域，彰显红花大金元的品种特色提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于 2009年在四川省凉山州会东县嘎吉乡进行，根据当地植烟海拔情况设定6个海拔高度，分别为 1700、1800、1900、2000、2100、2200 m，每一海拔高度选取4个试验点。所有试验点田块土壤肥力中等，地势平坦，光照充足。

1.2 试验材料

供试品种为红花大金元。所有试验点2月8日播种，漂浮育苗，5月 3日移栽。植烟规格为 1.2 m×0.5 m，施肥按参考文献[20]进行，基肥：追肥=60：40，追肥分3次在移栽后7、14和20 d施用。田间管理及采烤按当地优质烟叶生产技术规范进行。取各试验点烤后烟叶C3F等级各2 kg用于测定烤烟叶绿素、类胡萝卜素含量和挥发性致香物质。

1.3 测定方法

1.3.1 质体色素含量的测定 按参考文献[21]进行。

1.3.2 中性香味物质的提取 中性挥发性香味物质用同时蒸馏萃取装置萃取，GC/MS测定。在同时蒸馏萃取装置的一端接盛有l0 g烟样（过60目筛）、1.0 g柠檬酸、350 mL蒸馏水和0.5 mL内标（3.2 g/mL硝基苯）的500 mL圆底烧瓶，使用恒温电热套进行加热；装置的另一端接盛有40 mL二氯甲烷的250 mL圆底烧瓶，该端烧瓶置于恒温水浴锅中加热，水浴温度为60 ℃，同时蒸馏萃取2.5 h。萃取完成后，向250 mL圆底烧瓶中加入10 g无水硫酸钠干燥有机相，然后于60 ℃水浴中浓缩至1 mL左右。

1.3.3 中性香味物质的测定 经处理制备得到的分析样品，由GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性。测定仪器：HP5890-5972气质连用仪。GC/MS分析条件：色谱柱 HP-5（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气He；流速0.8 mL/min；进样口温度250 ℃；传输线温度280 ℃；离子源温度177 ℃；升温程序为初温50 ℃，恒温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；进样量 2 µL；电离能70 eV；截质量数范围 50～500 amu；MS谱库NIST02；采用内标法定量。1.4 数据处理

采用SPSS17.0软件进行统计分析。

2 结 果

2.1 烤烟质体色素含量

2.1.1 叶绿素含量 由表1可以看出，叶绿素含量随海拔高度的增加呈先逐渐增加后降低的趋势，海拔2000 m的叶绿素含量最高，1700 m的含量最低。海拔2000、2100 m的叶绿素含量与其他4个处理呈显著性差异，两处理间差异不显著。

2.1.2 类胡萝卜素含量 类胡萝卜素含量随海拔高度的增加呈先逐渐增加后降低的趋势（表 1），6个海拔高度的类胡萝卜素含量依次为 2000 m＞2100 m＞2200 m＞1900 m＞1800 m＞1700 m。

表1 不同植烟海拔烤烟的叶绿素和类胡萝卜素含量Table1 Chlorophyll and carotene contents under different altitude in flue-cured tobacco leaves

2.1.3 类胡萝卜素与叶绿素比值 由表1看出，类胡萝卜素与叶绿素比值随海拔高度的增加呈先增加后降低的趋势，6个海拔的比值依次为2000 m＞2100 m＞2200 m＞1800 m＞1900 m＞1700 m。

2.2 质体色素降解产物

2.2.1 叶绿素降解产物 由表2看出，叶绿素降解产物新植二烯含量随着海拔高度的增加呈先逐渐增加后降低的趋势，6个海拔高度叶绿素降解产物新植二烯的含量依次为2000 m＞2100 m＞2200 m＞1900 m＞1800 m＞1700 m。6个海拔高度叶绿素降解产物新植二烯含量占香气物质总量的比值依次为2000 m＞1700 m＞2200 m＞1800 m＞1900 m＞2100 m，但比值间差异不显著。

表2 不同植烟海拔烤烟的叶绿素降解产物含量Table2 Contents of products degraded by chlorophyll under different altitude in flue-cured tobacco leaves

2.2.2 类胡萝卜素降解产物 由表3看出，类胡萝卜素降解产物总含量随着海拔高度的增加呈先逐渐增加后降低的趋势，6个海拔高度类胡萝卜素降解产物总含量依次为2000 m＞2200 m＞2100 m＞1900 m＞1700 m＞1800 m。类胡萝卜素降解产物含量较高的是β-大马酮、法尼基丙酮和巨豆三烯酮，含量较低的是氧化异佛尔酮。类胡萝卜素降解产物中除氧化异佛尔酮外，其他几种降解产物含量均以海拔2000 m最高。6个海拔高度的类胡罗卜素降解产物含量占香气物质总量的比值依次为2000 m＞1900 m＞1800 m＞2200 m＞2100 m＞1700 m。

3 讨 论

中性挥发性香气物质对烤烟的品质具有重要的影响，烤烟中质体色素降解产物主要包括叶绿素降解产物及类胡萝卜素降解产物，占中性挥发性香气物质总量的85%～96%[22]。本试验研究结果表明，海拔高度对红花大金元叶绿素、类胡萝卜素及其降解产物的含量均有影响，随着海拔高度的升高，均呈现先增加后降低的趋势，质体色素降解产物含量以海拔高度为2000 m的含量最高。其次为海拔高度2100 m和2200 m。研究结果与以往研究[13]不太一致。这可能与研究地区不同，在一定的海拔尺度内，影响当地的气温、昼夜温差、太阳辐射及降水等各种气候条件，从而影响了海拔区间对烟叶质体色素及降解产物的含量。也可能与不同的品种对海拔高度表现出不同程度的敏感性有关[23-24]。

叶绿素是进行光合作用的重要色素，叶绿素含量的高低反映了叶片生理功能的强弱，其降解产物与烟叶的香气物质和品质有密切关系[25]。叶绿素降解产物新植二烯，不但本身具有香气，而且可以分解形成多种低分子香气物质[5]，是一种重要的增香剂，它作为捕集烟气气溶胶内香气物质的载体，具有携带烟叶中其他挥发性香气物质与致香物质进人烟气的作用[26]。此外，还可大量地直接转移到烟气中减轻烟气的刺激性并柔和烟气[27]。6个处理新植二烯含量依次为2000 m＞2100 m＞2200 m＞1900 m＞1800 m＞1700 m。海拔2000 m的新植二烯含量与其他5个处理呈显著性差异。

表3 不同植烟海拔烤烟的类胡萝卜素降解产物含量Table3 Contents of products degraded by carotene under different altitude in flue-cured tobacco leaves

类胡萝卜素在植物体内具有重要的生物功能，保护叶绿素分子，使其不至于被光氧化而破坏；抑制或消除活性氧自由基的伤害，防止脂质过氧化[28]。类胡萝卜素降解产生的香味物质域值相对较低、刺激性较小、香气质较好。前人研究表明，巨豆三烯酮的含量则与烟叶的香气量呈正相关[5]；β-大马酮是重要的烟草特征香气物质，能赋予烟气清凉甜香与花香气息[29-30]。类胡萝卜素降解产物总量以海拔高度2000 m的最高；β-大马酮、法尼基丙酮、二氢猕猴桃内酯和巨豆三烯酮等类胡萝卜素降解产物以海拔高度为2000 m的最高，1900 m、2100 m和2200 m的次之。

综合上述分析，烤烟新植二烯、二氢猕猴桃内脂、巨豆三烯酮、β-大马酮的含量均以海拔高度为2000 m的最高，其次是2100 m和2200 m。因此，会东烟区红花大金元植烟海拔高度2000～2200 m内，有利于提高烟叶的香气量与整体质量。此外，中性挥发性香气物质中，新植二烯、β-大马酮、及3-羟基－β-二氢-大马酮等均具有清香气，2000～2200 m之间海拔区域内种植，有利于烟叶清香类致香物质的含量增加，进一步彰显会东红花大金元的清香型特色品质。

本研究就植烟海拔对烤烟红花大金元质体色素及其降解产物的影响进行了分析，海拔对红花大金元的香型及风格的影响还需要进一步的感官评吸验证。

4 结 论

6个植烟海对烤烟红花大金元质体色素及其降解产物有影响，海拔2000～2200 m之间均较高于其他3个海拔处理，其中以植烟海拔2000 m质体色素及其降解产物含量最高。因此，2000～2200 m之间海拔区域内种植，更有利于烟叶中性挥发性香气物质的增加，特别是清香类致香物质含量增加，对进一步提高和彰显红花大金元的清香型特色品质和及种植区划有指导意义。

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