摘要：以烤煙品種K326、云煙87和中煙103為材料，分析了湖北省恩施州500、900和1 300 m 3個海拔下烤煙中性致香物質含量的差異。結果表明，海拔900 m的烤煙中性致香物質不論是總量還是大多數組分的含量均較高。從單一組分來看，隨著海拔的升高，大多數體現清香型風格特征的中性致香物質含量呈增多趨勢，而反映濃香型風格特征的中性致香物質含量呈減少趨勢。結合中性致香物質含量，對不同品種、海拔組合的9個樣品進行主成分和聚類分析，可以分為3大類：第一類為中煙103-500 m組合，第二類為K326-500 m、云煙87-500 m、K326-900 m和云煙87-900 m 4個組合，第三類為K326-1 300 m、云煙87-1 300 m、中煙103-1 300 m和中煙103-900 m 4個組合。

關鍵詞：烤煙；中性致香物質；恩施州；海拔

中圖分類號：S572；TS41+1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2012）21-4799-05

Analysis on Difference of Content of Aroma Components in Flue-cured Tobacco at Different Altitudes in Enshi Prefecture

XIANG Bi-kun，WANG Rui

（Enshi Prefecture Company of Hubei Provincial Tobacco Corporation，Enshi 445000，Hubei ，China）

Abstract： Field experiment were conducted at the altitudes of 500 m， 900 m and 1300 m in Enshi Autonomous Prefecture of Hubei to study the difference of content of Aroma Components in flue-cured tobacco K326， Yunyan87， and Zhongyan103. The result showed that tobacco leaves growning at an altitude of 900 m contained higher content of total aroma and most aroma components. With the increase of altitude， the content of aroma components reflecting faint aroma type was increased， but the contents of aroma components reflecting full aroma type were decreased. Combining with contents of aroma components， the different combinations of altitude and varieties of 9 samples were principal component and cluster analysised. It had been divided into three groups， the first was Zhongyan103-500 m； the second was K326-500m， Yunyan87-500 m， K326-900 m and Yunyan87-900 m； the third was K326-1 300 m， Yunyan87-1 300 m， Zhongyan103-1 300 m， and Zhongyan103-900 m.

Key words： flue-cured tobacco； aroma components； Enshi prefecture； altitude

烤煙是我國重要的經濟作物之一，烤煙產量和品質的最終形成是品種（基因型）、環(huán)境以及兩者相互作用的結果。環(huán)境包括生態(tài)環(huán)境和社會環(huán)境，社會環(huán)境涉及到種植制度、管理措施以及栽培技術等方面，是可以加以學習和模仿的，而生態(tài)環(huán)境主要由地理位置和地形決定，更多是難以改變和模仿的。因此，合理利用生態(tài)環(huán)境、發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢、開發(fā)特色優(yōu)質煙葉是當前我國煙葉工作的重點。海拔是一個綜合了各種環(huán)境因子的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，海拔梯度包含了溫度、濕度、光照等諸多環(huán)境因子的劇烈變化，與緯度梯度相比，環(huán)境因子沿海拔梯度變化要快1 000倍[1，2]。大量的研究結果表明，海拔對煙葉化學成分及香吃味有著明顯的影響[3-6]。開展煙葉香型風格的特征化學成分研究是特色煙開發(fā)工作中的重點專題之一。煙葉內在化學成分是決定質量的主要因素[7]，其中致香物質是分析和判別煙葉風格特色的關鍵因素，其含量影響煙葉風格特色的形成[8]。

恩施州地處鄂西南山區(qū)，是湖北省最大的烤煙產區(qū)，也是全國重點烤煙產區(qū)之一。境內山巒起伏，地形復雜多樣，垂直變化十分明顯，烤煙分布亦很廣泛，海拔500～1 500 m均有種植。試驗通過對恩施州500、900和1 300 m 3個不同海拔下烤煙的中性致香物質含量進行比較，分析不同海拔下烤煙的香型風格，為特色優(yōu)質煙葉的種植布局提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

試驗于2009年在湖北省恩施州宣恩縣進行，在同一山脈選擇的3個不同海拔點進行大田試驗，分別為海拔500、900、1 300 m。各海拔點大田的土壤肥力接近，土壤類型為黃棕壤，質地偏黏，各試驗地土壤基礎肥力狀況見表1。每個試驗點均種植K326、云煙87和中煙103 三個品種，隨機區(qū)組設計，3次重復，各小區(qū)面積均為60 m2。施純氮量75 kg/hm2，氮、磷、鉀比例為1∶2∶3，行、株距分別為120 cm和55 cm。均采用漂浮育苗，海拔500、900和1 300 m分別于5月13日、5月14日和5月15日移栽完畢，其他管理均按常規(guī)措施進行。成熟采烤后各處理分別取中桔三（C3F）1 kg進行中性致香物質分析。

1.2 烤煙中性致香物質的提取及分析

中性致香物質的提?。呵疤幚聿捎盟魵庹麴s——二氯甲烷溶劑同時蒸餾萃取裝置。在500 mL圓底燒瓶中加入10 g 煙樣（過孔徑0.25 mm篩）、1 g 檸檬酸、0.5 mL硝基苯（內標），再加入350 mL去離子水，用恒溫電爐加熱蒸餾約2.5 h。同時加40 mL二氯甲烷于另一圓底燒瓶中，60 ℃水浴加熱，收集有機相，將收集的有機相用適量的Na2SO4干燥，至溶液澄清，將溶液轉移至100 mL雞心瓶中，60 ℃水浴濃縮至約1 mL即得分析樣品。

上述處理中制得的分析樣品由GC/MS鑒定結果和NIST庫檢索定性。GC-MS條件如下：色譜柱HP-5（60 m×0.25 mm.i.d.×0.25 μm d.f.）；載氣He；流速0.8 mL/min；進樣口溫度250 ℃；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度177 ℃；升溫程序：初溫50 ℃，恒溫2 min，然后以2 ℃/min升溫至120 ℃， 恒溫5 min， 再以2 ℃/min升溫至240 ℃保持30 min；分流比：1∶15；進樣量2.0 μL；電離能（EI能量）為70 eV；掃描質量范圍50～500 amu；MS譜庫：NIST02；采用內標法定量[9]。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Excel軟件和DPS統(tǒng)計分析軟件進行數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 恩施州不同海拔下烤煙中類胡蘿卜素類致香物質含量分析

從表2可見，類胡蘿卜素類致香物質有12種，其總量均以海拔900 m最高，海拔500 m次之，海拔1 300 m最低。β-大馬酮是類胡蘿卜素類中含量最高的一類物質，對清香風格的形成有明顯影響[9]。各品種的β-大馬酮含量均以海拔900 m最高，海拔1 300 m次之，海拔500 m最低。法尼基丙酮是次于β-大馬酮的一類含量較高的物質，對濃香風格形成有一定的貢獻。K326和云煙87的法尼基丙酮含量均表現出隨海拔的升高而下降的趨勢，而中煙103以海拔900 m最高，海拔500 m次之，海拔1 300 m最低。反映濃香型風格的巨豆三烯酮是另一類含量較高的物質，各品種的巨豆三烯酮（1、2、3、4）均在海拔1 300 m表現出較低水平，而在海拔500 m和900 m含量較高。品種間比較而言，中煙103的法尼基丙酮和巨豆三烯酮（1、2、3、4）含量較K326和云煙87低。由此表明，海拔較低地區(qū)（500 m和900 m）烤煙香型風格可能更偏向濃香型，高海拔地區(qū)烤煙香型風格可能更偏向清香型；中煙103的香型風格可能更偏向清香型。

2.2 恩施州不同海拔下烤煙中棕色化反應產物類致香物質含量分析

從表3可見，棕色化反應產物類致香類物質有6種，其總量均在海拔1 300 m最低?？啡┦亲厣磻a物類中含量最高的物質，占到該類物質的80%以上，K326和云煙87的糠醛含量在海拔900 m達到最高，海拔500 m次之，海拔1 300 m最低。中煙103的糠醛含量在海拔500 m表現出較高的水平，而在海拔900 m和1 300 m的含量較低。各品種的糠醇含量均表現出隨海拔的升高而降低的趨勢。在各個海拔下，糠醛、糠醇含量以及棕色化反應產物類致香物質總量均以中煙103表現出較低水平。冼可法等[10]的研究表明， 濃香型烤煙氮雜環(huán)類香氣成分含量較高， 清香型煙葉氮雜環(huán)類香氣成分含量相對較低。由此反映高海拔地區(qū)烤煙可能更偏向清香型；中煙103可能更偏向清香型。

2.3 恩施州不同海拔下烤煙中苯丙氨酸類致香物質含量分析

從表4可見，苯丙氨酸類致香物質有4種，K326和云煙87的總量均以海拔500 m和900 m較高，而中煙103以海拔500 m較低。苯甲醇是苯丙氨酸類中含量最高的一類物質，對烤煙濃香型風格形成有一定的影響[11]。K326和云煙87的苯甲醇含量均以海拔900 m最高，海拔500 m次之，海拔1 300 m最低；中煙103中苯甲醇以海拔900 m較高，海拔500 m和1 300 m之間差異很小。由此表明海拔900 m地區(qū)烤煙濃香型風格可能較為明顯。

2.4 恩施州不同海拔下烤煙中類西柏烷類致香物質含量分析

從表5可以看出，檢測出的類西柏烷類致香物質只有茄酮一種，均在海拔900 m處達到最高值，云煙87和中煙103在海拔500 m和1 300 m處的差異不大。品種間比較而言，云煙87和K326的茄酮含量在各個海拔下均高于中煙103。茄酮對烤煙濃香型風格的形成貢獻很大[11]，由此表明海拔900 m地區(qū)烤煙濃香型風格較為明顯；中煙103可能更偏向清香型。

2.5 恩施州不同海拔下烤煙中以新植二烯為主的其他類致香物質含量分析

新植二烯是煙草葉綠素的降解產物，煙草燃燒時可直接進入煙氣，可減輕刺激性、醇和煙氣，還可進一步降解為具有清香氣息的植物呋喃，有研究者認為新植二烯對烤煙清香型風格有重要作用[12]。周冀衡等[13]認為新植二烯與其他香氣物質的比值可能是煙葉形成清香特色的主要因素之一，比值越高煙葉清香的特色越明顯。新植二烯是烤煙中性致香物質中含量最高的成分，含量一般占到總量的74%～87%[14]。從表6可見，其他類有5種，以新植二烯為主。各處理樣品的新植二烯含量在905.97～1 719.50 μg/g，占總量的81.10%～91.38%。由此可以反映恩施地區(qū)烤煙整體香型風格可能偏向清香型。3個品種的新植二烯含量均以海拔900 m最高，其次為海拔1 300 m，海拔500 m最低。K326在海拔500、900和1 300 m新植二烯占總量的比值分別為81.10%、88.15%和88.51%，云煙87分別為84.42%、87.14%和88.79%，中煙103分別為85.16%、90.01%和91.38%，均表現出海拔500 m較低，海拔900 m和1 300 m較高的趨勢。由此表明海拔越高煙葉清香的特色越明顯。

2.6 恩施州不同海拔下烤煙中致香物質總量分析

從表7可見，各品種中性致香物質總量均以海拔900 m最高，海拔1 300 m次之，海拔500 m最低。除新植二烯以外的致香物質總量均以海拔900 m最高，海拔500 m次之，海拔1 300 m最低，表明海拔900 m區(qū)域最有利于烤煙中性致香物質總量的提高；海拔1 300 m處主要是因為新植二烯的提高而增加中性致香物質總量；低海拔地區(qū)雖然中性致香物質總量降低，但其除新植二烯以外的致香物質總量處于較高水平。

2.7 恩施州不同海拔下烤煙各類中性致香物質含量分析

從圖1可見，不同品種烤煙的各類中性致香物質在海拔間的變異系數有差異。K326的類胡蘿卜素類、棕色化反應產物類、苯丙氨酸類、類西柏烷類致香物質、新植二烯以及總量在不同海拔間的變異系數分別為14.32%、14.50%、12.84%、10.22%、22.15%和19.69%，各類中性致香物質受海拔影響的程度為新植二烯>類胡蘿卜素類、棕色化反應產類>苯丙氨酸類>類西柏烷類；云煙87的類胡蘿卜素類、棕色化反應產物類、苯丙氨酸類、類西柏烷類致香物質、新植二烯以及總量在不同海拔間的變異系數分別為12.34%、17.41%、25.24%、8.62%、13.60%和12.93%，受海拔影響的程度為苯丙氨酸類>棕色化反應產物類>新植二烯>類胡蘿卜素類>類西柏烷類；中煙103的類胡蘿卜素類、棕色化反應產物類、苯丙氨酸類、西柏烷類致香物質、新植二烯以及總量在不同海拔間的變異系數分別為4.07%、9.76%、4.57%、6.78%、19.31%和17.33%，受海拔影響的程度為新植二烯>棕色化反應產物類>類西柏烷類>苯丙氨酸類、類胡蘿卜素類?？傮w看來，海拔對新植二烯和棕色化反應產物類的影響較大，對類西柏烷類影響較小。

2.8 恩施州不同海拔下烤煙基于中性致香物質的聚類分析

由于指標較多，且各指標之間有一定的相關性，因而所得的統(tǒng)計數據反映的信息在一定程度上有重疊，為了在原始組合中利用新轉換組合的較少綜合指標，且能較好地反映各指標的變化，可采用主成分分析的方法。綜合后的新指標稱為原來指標的主成分或主分量。對不同海拔、品種組合的9個樣品28種中性致香物質進行主成分分析，所得相關矩陣的特征值見表8。根據特征值大于1的原則提取6個主成分，其特征值分別為14.191、6.152、2.826、1.665、1.301和1.003，累計方差貢獻率達到96.91%，很好地反映了原來變量的信息。根據主成分分析所提取的6個主成分，分別計算每個樣品6個主成分的得分，以各主成分得分為基礎對9個樣品進行聚類分析，結果見圖2。從圖2可以看出，9個樣品可以分為3大類：第一類為中煙103-500 m組合，第二類為K326-500 m、云煙87-500 m、K326-900 m和云煙87-900 m 4個組合，第三類為K326-1 300 m、云煙87-1 300 m、中煙103-1 300 m和中煙103-900 m 4個組合。

3 小結與討論

李章海等[9]認為在大尺度生態(tài)條件下（地理位置跨度較大的不同省份或地區(qū)）烤煙香型風格存在較大差異，地理位置和生態(tài)特點接近區(qū)域煙葉風格在一定程度上接近；但在小尺度生態(tài)條件下（同一地區(qū)）烤煙香型風格差異不顯著。從本研究結果來看，即使在小尺度生態(tài)條件下，由于海拔梯度形成的生態(tài)環(huán)境變化，烤煙中性致香物質含量有著明顯的差異?？偟膩砜?，海拔900 m的烤煙中性致香物質不論是從總量還是從大多數組分的含量上看均較高。海拔900 m區(qū)域的的生態(tài)條件比較優(yōu)越，其光照和煦，溫度適宜，利于煙株正常生長和碳氮代謝的平衡。低海拔地區(qū)由于溫度較高，煙株生育期縮短，特別是后期高溫會加速煙株的衰老，不利于香氣物質的積累；高海拔地區(qū)由于氣溫較低，生育期延長，煙株碳氮代謝不協(xié)調，同樣不利于香氣物質的積累。從單一組分來看，隨著海拔的升高，大多數體現清香型風格特征的中性致香物質含量呈增多趨勢，而反映濃香型風格特征的中性致香物質含量呈減少趨勢。

烤煙中性致香物質含量受海拔和品種的共同影響。在同一海拔下，K326和云煙87的中性致香物質含量較為接近，中煙103明顯區(qū)別于上述兩個品種。K326和云煙87親緣關系接近（K326為云煙87的母本），其品種特性相似，表明遺傳基礎也是影響烤煙中性致香物質含量的重要因素?；谥行灾孪阄镔|含量的聚類分析表明，就K326和云煙87而言，海拔500 m和900 m較為接近，區(qū)別于海拔1 300 m；就中煙103而言，海拔900 m和1 300 m較為接近，區(qū)別于海拔500 m。

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收稿日期：2012-03-12

作者簡介：向必坤（1979-），男，湖北恩施人，農藝師，主要從事煙葉生產技術開發(fā)和管理工作，（電話）13277569122（電子信箱）

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