成熟度、品种及其互作对烤烟多酚类物质的影响

刘化冰 尚晓颍 刘建国 程昌合 张晓兵 夏琛 张勇刚 金慧清 徐世晓 杨铁钊 邹光进

摘  要：為探讨成熟度、品种及其互作对烤烟多酚类物质的影响，采用两因素随机区组试验设计，选择烤烟品种K326、豫烟11、云烟87，分别在其未熟、成熟和过熟时采收，研究其对烟叶中的多酚类物质总量、绿原酸、芸香苷和莨菪亭含量的影响。结果显示，不同成熟度、品种及组合间多酚类物质含量均有显著性差异。多酚含量主要受成熟度的影响，其次受品种影响。成熟度、品种及其互作对总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭含量变异的贡献率各不同，其中成熟度对总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭含量的贡献率分别为52.93%、55.83%、48.38%、73.58%，总体以成熟采收时含量最高;品种贡献率分别为32.31%、 31.57%、 32.97%，16.04%，以K326含量最高;成熟度与品种互作的贡献率分别为14.64%、12.32%、18.29%、9.43%。K326、豫烟11在成熟采收时总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭含量较高;云烟87在过熟采收时总酚、绿原酸、芸香苷含量较高，在成熟采收时莨菪亭最高。采取与种植品种相适应的采收标准，是提高烟叶多酚类物质含量的重要调控手段。

关键词：烤烟;多酚;成熟度;品种;互作

中图分类号：S572.01          文章编号：1007-5119（2019）04-0029-08      DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2019.04.005

Effects of Maturity， Variety and Their Interaction on Polyphenols in Flue-cured Tobacco

LIU Huabing， SHANG Xiaoying， LIU Jianguo， CHENG Changhe， ZHANG Xiaobing， XIA Chen，    ZHANG Yonggang， JIN Huiqing， XU Shixiao， YANG Tiezhao， ZOU Guangjin

（1. China Tobacco Zhejiang Industrial Co.， Ltd.， Hangzhou 310024， China; 2. Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China; 3. Qiandongnan Branch of Guizhou Provincial Tobacco Companies， Kaili， Guizhou 556000， China）

 To explore the effects of maturity， variety and their interaction on polyphenols in flue-cured tobacco， the experiment was designed using three different flue-cured tobacco varieties （K326， Yuyan 11， Yunyan 87） and three different harvesting methods （unripe， ripe and mellow） in a three-level random block design of two-factors. The contents of total phenol， chlorogenic acid， rutin and scopoletin in tobacco leaves were determined. The results showed that there were significant differences in polyphenol contents among different maturities， varieties and combinations. Polyphenol content was mainly affected by maturity， followed by variety. The contribution rates of maturity， variety and their interaction to total phenol， chlorogenic acid， rutin and scopoletin contents were different. The contribution rates of maturity to total phenol， chlorogenic acid， rutin and scopoletin contents were 52.93%， 55.83%， 48.38%， 73.58% respectively， and the content of each polyphenol in ripe harvesting tobacco leaves was the highest. The contribution rates of varieties were 32.31%， 31.57%， 32.97%， 16.04%， and the content of each polyphenol in K326 was the highest. The contribution rates of maturity and variety interaction were 14.64%， 12.32%， 18.29%， 9.43%. K326 and Yuyan 11 have higher contents of total phenol， chlorogenic acid， rutin and scopoletin in ripe harvests. Yunyan 87 has higher contents of total phenol， chlorogenic acid and rutin in mellow harvests and has the highest content of scopoletin in ripe harvests. Harvesting at appropriate maturity for different flue cured tobacco varieties is an important and controllable approach to improve content of polyphenols in tobacco leaves.

 flue-cured tobacco; polyphenols; maturity; variety; interacti

多酚类物质是烟草中一种重要的香味物质，约占干重的7%左右。烟叶中多酚类物质主要有绿原酸、芸香苷和莨菪亭。绿原酸在多酚类物质中所占比重最高，约占75%～90%，在多酚类变化中起主导作用，芸香苷次之，莨菪亭含量最少。多酚类物质对烟草的生理生化活动、烟叶的色泽、卷烟的香吃味、生理强度等都有重要影响。影响多酚物质的因素有很多，如品种、部位、成熟度、光照、温度、栽培方式、烘烤方式等。成熟度是烟叶质量和等级划分的核心要素。一般烟叶采收成熟度主要根据叶色由绿变黄程度、主支脉变白程度、叶尖和叶边缘卷曲情况、茎叶夹角大小及叶面皱褶和成熟斑多少等来进行判断。不同成熟度烟叶水分含量的差异会影响烘烤时多酚类物质含量，随着烟叶成熟度的增加，多酚类物质含量逐渐增加，烟叶达到生理成熟后多酚的积累量开始下降。品种与多酚类物质含量也密切相关。由于不同品种遗传特性存在差异，不同烤烟品种多酚类含量也有较大差别。然而，以往研究多集中在成熟度对烟叶产质量的影响，而对品种与成熟度互作对多酚类物质影响研究较少。本试验以全国大面积推广种植良种K326、云烟87，特香型品种豫烟11号为材料，设定3个不同成熟采烤标准，探讨不同成熟度、不同品种及其互作对多酚类物质含量的影响，进而掌握烟叶品种特性灵活确定成熟采收时间，以提高烟叶多酚物质含量。

1  材料与方法

1.1  材料

K326、云烟87、豫烟11，共计3个烤烟品种。

1.2  试验设计

2017年3月1日播种，5月1日于在河南省郑州市河南农业大学科教园移栽，当地土壤是壤质潮土，土壤耕层含有机质11.51 g/kg、全氮1.51 g/kg、速效氮88.56 mg/kg、速效钾86.74 mg/kg，pH 7.85。试验采用随机区组设计，小区面积150 m，行距1.10 m，株距0.55 m。施肥方式：酒糟发酵有机肥（N、PO和KO的质量含量分别为13%、5%和17%）40 kg/666.7 m、基肥（烟草专用复合肥，N、PO和KO的质量含量均为15%）30 kg/666.7 m和提苗肥（烟草专用提苗肥，N、PO和KO的质量含量分别为20%、10%和10%）5 kg/666.7 m于移栽当天施入，追肥（硝酸钾，N和KO的质量含量分别为14%和46%）20 kg/666.7 m于移栽后15 d施入，各环节管理参考当地优质烟叶生产技术标准。3个品种均设置3个采收方式，按表1的标准进行采烤（GB 2635—1992），共计9个处理，3次重复。

1.3  测定项目及方法

各处理取外观质量均匀一致的初烤烟叶（C3F），去梗切丝后在40 ℃下干燥12 h，研磨过40目筛，密封置于冰箱中（−10 ℃）。绿原酸、芸香苷和莨菪亭等多酚类物质含量测定采用YC/T 202—2006方法测定;总酚含量为绿原酸、芸香苷和莨菪亭含量之和。高效液相色谱（美国Waters 公司，Waters 2690）分析，流动相A：∶∶=88∶10∶2，流动相B：∶∶=10∶88∶2，柱溫30 ℃，柱流量1 mL/min，进样体积10 μL。梯度：0 min，100% A;16.5 min，80% A+20% B;30 min，20% A+80% B。检测波长340 nm，参比波长480 nm，分析时间约为40 min。每个样品重复测定3次。

1.4  数据分析方法

利用SPSS 11.5和Excel 2007等软件对所测定的多酚类物质进行双因素方差分析和图表绘制，采用LSD法对不同品种间、成熟度及组合间进行多重比较。贡献率分析采用平方和/总方和作为评价指标。

2  结  果

2.1  不同成熟度间烟叶多酚类物质含量差异分析

由表2可见，不同采收成熟度间多酚类物质含量差异较大。多酚类物质总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭均表现为成熟采收时含量最高，过熟采收次之，未熟采收时含量最低。

2.2  不同品种间烟叶多酚类物质含量差异分析

对不同品种间多酚类物质含量进行差异分析表明（表3），不同品种间多酚类物质含量差异较大。多酚类物质总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭均表现为K326含量最高，其次为豫烟11，云烟87含量最低。

2.3  烟叶多酚类物质含量方差分析

成熟度与品种互作对烤烟多酚类物质的影响双因素方差分析结果表明（表4），烟叶多酚类物质含量在不同成熟度、品种及互作间的差异均达到显著水平。说明成熟度、品种及成熟度与品种互作均对烟叶多酚类物质含量有影响。总酚含量成熟度差异大于品种间、成熟度与品种互作间的差异，成熟度对总酚含量的贡献率最大，占总变异的52.93%，其次为品种占总变异的32.31%，成熟度与品种互作对总酚含量变异的贡献率最低，仅占14.64%。绿原酸含量成熟度间差异大于品种间、成熟度与品种互作间的差异，成熟度对绿原酸含量变异的贡献率最大，占总变异的55.83%，其次为品种占总变异的31.57%，品种与成熟度互作的贡献率最低，仅占12.32%。芸香苷含量成熟度间差异大于品种间、成熟度与品种互作间的差异，成熟度对芸香苷含量变异的贡献率最大，占总变异的48.38%，其次为品种，占总变异的32.97%，成熟度与品种互作影响最小，

仅占18.29%;莨菪亭含量成熟度间差异大于品种间、成熟度与品种互作间的差异，成熟度对莨菪亭含量变异的贡献率最大，占总变异的73.58%，品种次之，占总变异的16.04%，成熟度与品种互作对含量影响最小，仅占9.43%。进一步对成熟度与品种及不同组合间多酚类物质含量进行多重比较和互作效应分析。

2.4  烟叶总酚含量在互作效应间的差异分析

对不同组合间总酚含量进行差异分析（图1），品种与成熟度之间的组合有显著性差异，K326×成熟的总酚含量显著高于其他组合，其次为豫烟11×成熟，K326×过熟，豫烟11×过熟，而豫烟11×未熟，云烟87×未熟明显低于其他组合间总酚含量

图1  不同处理组合间总酚含量差异

Fig. 1  The difference of total phenol content in different treatments

通过对不同品种与不同成熟度之间总酚含量的互作效应分析可知（表5），总酚含量的互作效应差异较大，其中5个正向效应，4个负向效应，K326在成熟采收时正向互作效应值最高（2.04 mg/g），在过熟采收时有较大的负向互作效应值（−1.19 mg/g）。云烟87在过熟采收时有较高的正向互作效应值（1.33 mg/g），在成熟采收时负向互作效应值

表5  成熟度、品种互作对总酚含量的效应分析

Table 5  Effect analysis of maturity and variety interaction on total phenol content

最高（−2.07 mg/g）。豫烟11各组合间的互作效应值较小。说明K326在成熟采收时积累总酚的能力较强，云烟87在过熟采收时有较强的积累能力，在成熟采收时不利于总酚的积累。

2.5  烟叶绿原酸含量在互作效应间的差异分析

对不同组合间绿原酸含量进行差异分析（图2），品种与成熟度之间的不同组合烟叶的绿原酸含量差异显著。K326×成熟的绿原酸含量显著高于其他组合，其次是豫烟11×成熟，K326×过熟、豫烟11×过熟;而豫烟11×未熟，云烟87×未熟的绿原酸含量显著低于其他的组合。

图2  不同处理组合间绿原酸含量差异

Fig. 2  The difference of chlorogenic acid content in different treatments

通过对不同品种与不同成熟度之间绿原酸含量的互作效应分析可知（表6），绿原酸含量的互作效应差异较大，4个组合为正效应，5个组合为负效应。K326品种在成熟采收时正向互作效应值最高（1.00 mg/g），在过熟采收时有较大的负向效应值（−0.68 mg/g）。云烟87在过熟采收时有较高的正向互作效应（0.72 mg/g），在成熟采收时的负向

表6  成熟度、品种互作对绿原酸含量的效应分析

Table 6  Effect analysis of maturity and variety interaction on chlorogenic acid content

互作效应值最大（−0.89 mg/g）。豫烟11各组合间的互作效应值较小。说明K326在成熟采收时有利于绿原酸含量的积累，而云烟87在过熟采收时有利于绿原酸含量的积累。

2.6  烟叶芸香苷含量在互作效应间的差异分析

对不同组合间芸香苷含量进行差异分析（图3），芸香苷含量在不同组合间有显著性差异，K326×成熟的芸香苷含量显著高于其他组合，其次是豫烟11×成熟，K326×过熟。而豫烟11×未熟，云烟87×未熟組合的芸香苷含量均显著低于其他组合。

图3  不同组合间芸香苷含量

Fig. 3  The difference of rutin content in different treatments

对不同组合间互作效应进行分析可知（表7），芸香苷含量在品种间与成熟度间的互作效应值差异较大。4个组合为正效应，5个组合为负效应。K326在成熟采收时有最大的正向互作效应值（1.02 mg/g），在过熟和未熟采收时有较大的负向互作效应值（−0.51 mg/g）。云烟87在过熟采收时有较大的正向互作效应值（0.59 mg/g），在成熟采收时负向互作效应值最大（−1.14 mg/g）。豫烟11各组合

表7  成熟度、品种互作对芸香苷含量的效应分析

Table 7  Effect analysis of maturity and variety interaction on rutin content

间的互作效应值较小。说明K326在成熟采收时有利于芸香苷含量的积累，而云烟87在过熟采收时有利于芸香苷含量的积累，在成熟采收时不利于芸香苷含量的积累

2.7  烟叶莨菪亭含量在互作效应间的差异分析

对不同组合间莨菪亭含量进行差异分析（图4），莨菪亭含量在不同组合间有存在一定的显著性差异，K326×成熟的的莨菪亭含量高于其他组合，其次为豫烟11×成熟，K326×过熟。而豫烟11×未熟，云烟87×未熟含量明显低于其他组合。由表8可知，4个组合为正效应，5个组合为负效应，但各组合间数值相对较小，说明莨菪亭含量在品种间和成熟度间互作效应差异不大

图4  不同组合间莨菪亭含量

Fig. 4  The difference of scopoletin content in different treatments

表8  成熟度、品种互作对莨菪亭含量的效应分析

Table 8  Effect analysis of maturity and variety interaction on scopoletin content

3  讨  论

多酚类物质是烟叶中的重要香气前体物，能够转化降解为多种香气物质，对烤后烟叶的香吃味有重要影响。多酚在烟叶中的含量和比例也影响着烟叶外观质量。刘晓迪等，刘阳等研究表明烤烟中多酚含量与烟叶品质呈正相关，多酚含量越

高，烟叶品质越好。烟草中多酚类物质含量受烟草品种和类型、烟叶成熟度的影响。本研究结论表明，总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭含量成熟度间差异显著大于品种间差异，成熟度对多酚类物质含量起主导作用，对总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭贡献率分别为52.93%、55.83 %、48.38%、73.58%。成熟度影响烤后烟叶多酚类物质积累是由于不同成熟度烟叶水分含量存在差异，造成多酚氧化酶活性有较大差异，进而造成多酚类物质含量的区别。张树堂等研究表明，多酚含量品种间差异在鲜烟叶和烤后烟中有所不同。王瑞新等认为不同种类的致香物質随着成熟度的提高，变化趋势不同。曾祥难等研究认为在成熟烟叶中多酚类物质含量最多，而在未熟和过熟烟叶中含量较少。就成熟度而言，本研究结论表明烟叶中的多酚类物质在3个成熟度之间存在显著性差异，且随成熟度变化趋势一致。总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭均以成熟采收时含量最高，其次为过熟采收时，未熟采收时含量最低。这表明成熟采收有利于多酚类物质的积累，与前人的研究一致。

多酚类物质含量除随成熟度的变化还与品种特性有关。品种对总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭贡献率分别为32.31%、31.57%、32.97%、16.04%。3个品种间的多酚类物质含量存在显著差异，总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭均以K326含量最高，其次为豫烟11，云烟87含量最低。这表明K326在多酚物质的积累上优于其他烤烟品种。多酚类物质的含量和组分差异具有定量遗传特性，应选择适宜的生育期及品种。陈爱国等研究表明多酚含量表现为云烟87>K326，研究结果不一致的原因可能是多酚物质除受品种因素的影响还受气候环境、地理因素、栽培制度的影响。就品种而言，K326和豫烟11中的多酚类物质含量随着成熟度的提高，呈现先升高后稍降低的变化趋势，而在云烟87中多酚类物质含量总体以过熟采收时最高。彭健研究认为适当提高烟叶田间采收成熟度，能够提高烤后烟叶产量和质量。由于多酚类物质中的不同组分对成熟度和品种的响应存在着差异，分析成熟度与品种间的互作效应更为关键。本研究表明，成熟度×品种互作对总酚、绿原酸、芸香苷含量影响较大，而对莨菪亭影响较小。在参试的3个品种中，总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭含量均以K326主效应最大，且与成熟采收互作效应显著。豫烟11在成熟采收时总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭含量最高。云烟87在过熟采收时总酚、绿原酸、芸香苷含量最高，在成熟采收时莨菪亭最高。因此，要提高K326、豫烟11品种烟叶多酚类物质含量，以成熟采收为宜，采烤标准为黄色显绿，成熟斑少，主支脉发亮 、叶尖叶缘下卷。要提高云烟87品种烟叶多酚类物质含量，以适度过熟采收为宜，采烤标准为叶面基本全黄，有成熟斑，脉主支脉全白发亮、部分焦尖焦边。

4  结  论

本研究表明，烟叶多酚类物质含量在不同成熟度、品种间的差异均达到显著水平，主要受成熟度影响较大，其次受品种影响。多酚类物质含量随成熟度增加呈规律性变化，但不同品种规律有所不同。在参试的3个品种中，K326、豫烟11在成熟采收时总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭含量较高;云烟87在过熟采收时总酚、绿原酸、芸香苷含量较高;在成熟采收时莨菪亭最高。实行与种植品种相适应的采收标准，是提高烟叶多酚类物质含量的重要调控手段。

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