李军营，方敦煌，宋春满，李向阳，逄 涛，邓建华*，刘腾飞

（1.云南省烟草农业科学研究院，云南 玉溪 653100；2.湖北中烟工业有限责任公司，武汉 430051）

烤烟风格特征的形成是多种环境因素共同作用的结果，温、光、水、肥、气等生态条件是影响烤烟品质形成的重要因子，而这些生态因子往往随着海拔高度的变化而相应发生变化，海拔越高空气逐渐稀薄，到达地面的太阳辐射能量和紫外线强度增加，气温降低，昼夜温差加大，土壤类型及其营养状况也相应有所变化，因此，应把海拔高度看作是一个综合性的生态指标，而不是单一因子。研究海拔高度对烟叶化学成分的影响对于探明烤烟风格特征形成的物质基础具有十分重要的意义。

国内学者对烤烟化学成分随海拔高度变化情况的研究早己关注[1-10]。早期的研究如李明海等[1]和陈传猛等[2]的研究结果均表明，总糖、还原糖含量与海拔呈正相关，烟碱、总氮含量与海拔呈负相关关系，此结论得到了后续研究结果的证实[4-6]。但研究结果不尽相同，简永兴等[7]研究表明烤烟总糖含量与海拔无明显的相关性，王彪等[8]的研究结果则与前面的结论相悖。引起烟叶化学成分与海拔高度相关性不一致的因素有许多种，其中品种差异不容忽视[9]。本文从云南省12个植烟地州采集182个样品，海拔跨度为706～2356 m，品种为云南省主栽的4个品种，以期从品种因素角度阐明造成烤烟化学成分与海拔相关性研究结果不一致的原因。

1 材料与方法

1.1 样品来源

样品采集地点、品种和海拔跨度见表1。共取样182个，涉及云南省11个植烟地州，烟叶等级均为C3F，品种为云烟87、云烟85、K326和红花大金元（简称：红大），用GPS测定采样点的海拔高度。

1.2 化学成分检测

总糖、还原糖、淀粉、烟碱、总氮和氯含量采用连续流动法测定，依据标准分别为 YC/T159—2002、YC/T216—2007、YC/T160—2002、YC/T161—2002和 YC/T162—2002；钾含量依据 YC/T173—2003采用火焰光度法测定；石油醚提取物依据YC/T176—2003采用索式提取法测定；pH依据GB/T6920—1986采用玻璃电极法测定；有机酸分析参照参考文献[12]；多酚类物质检测参照参考文献[13]；质体色素测定采用HPLC-DAD方法进行，用丙酮提取质体色素，用 Agilent1100高效液相色谱仪检测，采用线性洗脱外标法定量；葡萄糖、果糖和蔗糖的测定采用行业标准中（YC/T 251—2008）离子色谱法进行。

1.3 数据统计

采用SPSS 16.0相应程序包进行相关指标的方差分析、多重比较、相关分析和聚类分析。

2 结 果

2.1 烤烟品种间烟叶常规化学成分含量对海拔高度的响应

2.1.1 烤烟品种间烟叶常规化学成分含量差异分析 从表2看出，4个烤烟品种中总糖、还原糖、淀粉含量和两糖差均表现为云烟87＞云烟85＞K326＞红大，且云烟87的总糖、还原糖含量与红大的差异达到显著水平。两糖差和淀粉在4个品种间存在差异，但均未达到显著水平。总氮和烟碱含量以红大和云烟85含量最高，显著高于云烟87，K326则居中间水平。糖碱比以云烟87最高，显著大于云烟85和红大，K326则居于云烟87和云烟85之间。云烟87的氮碱比最高，其次是K326和云烟85，红大的氮碱比显著低于另外3个品种。钾含量红大和K326显著高于2个云烟品种，而氯、pH和石油醚提取物4个品种间差异不显著。

2.1.2 常规化学成分含量与海拔高度相关性的品种差异 由表3看出，云烟87、云烟85和红大总糖、还原糖含量随海拔高度的增加而增加，且云烟87的总糖、还原糖含量和红大的总糖含量与海拔高度的正相关性均达到极显著和显著水平，但 K326的总糖和还原糖含量与海拔高度呈明显的负相关。因此，总糖和还原糖含量随海拔高度变化呈明显的品种间差异，K326明显区别于其他品种，类似的结果也体现在糖碱比、氮碱比和pH上。K326对海拔高度的敏感性不同于其他3个品种还表现在总氮和烟碱含量上，云烟87、云烟85和红大烟叶内总氮和烟碱含量随海拔高度增加而降低或变化不明显，其中云烟 87的总氮和烟碱含量与海拔高度的负相关性达到极显著水平，但K326的两个指标含量与海拔高度呈明显的正相关关系，类似结果还体现在烟叶中的石油醚提取物上。4个烤烟品种烟叶淀粉和氯离子含量受海拔高度的影响不明显，而钾离子的含量与海拔高度呈负相关。

2.2 烤烟品种间烟叶中非挥发性有机酸和多元脂肪酸含量对海拔高度的响应

2.2.1 烤烟品种间烟叶非挥发性有机酸和多元脂肪酸含量差异分析 烟叶的非挥发性有机酸通常包括草酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸和柠檬酸，其中以苹果酸含量最为丰富，其次是草酸，柠檬酸，丙二酸，以丁二酸含量最低。表4看出，4个烤烟品种以红大烟叶中苹果酸和柠檬酸含量最低，显著低于其他3个品种，而草酸含量则以红大含量最高，显著高于其他3个品种，丙二酸和丁二酸含量在4个品种间没有差异。多元脂肪酸通常包括十四酸、棕榈酸、十八酸、油酸、亚油酸和亚麻酸，以亚麻酸含量最高，其次是棕榈酸、亚油酸、十八酸和油酸，以十四酸含量最低。亚麻酸、油酸和十八酸均以红大品种烟叶中含量最低，显著低于另外3个品种，而十四酸则以红大最高，显著高于另外3个品种，棕榈酸和亚油酸在4个品种间没有显著差异。

2.2.2 非挥发性有机酸和多元脂肪酸与海拔高度相关性的品种差异 表5看出，4个品种的草酸和柠檬酸含量随海拔高度的升高而升高，K326和红大中草酸含量与海拔高度的相关性明显强于2个云烟品种。云烟87、云烟85和红大的丙二酸含量与海拔高度呈明显的负相关关系，其中两个云烟品种的丙二酸含量与海拔高度的相关性达到极显著（p＜0.01）和显著（p＜0.05）的水平，而K326丙二酸含量与海拔高度呈明显正相关关系。云烟 87中丁二酸与海拔高度呈显著的正相关，其他3个品种与海拔高度的相关性不显著。亚油酸和十四酸与海拔高度相关性达到显著水平，且存在明显的品种差异。云烟87、云烟85和红大的亚油酸与海拔高度呈负相关，其中云烟85和云烟87亚油酸含量与海拔高度的相关性达显著水平，K326亚油酸含量则与海拔呈正相关。4个品种十四酸含量与海拔高度均呈负相关关系，但云烟87、云烟85和红大与海拔高度的相关性达到极显著或显著水平，而K326与其相关性不明显。

表2 云南不同烤烟品种间烟叶常规化学成分含量Table 2 Chemical components in different flue-cured cultivars leaves from different altitudes

表3 云南不同烤烟品种烟叶常规化学成分与海拔高度相关系数Table 3 Correlation of normal chemical components in different flue-cured cultivars leaves with sampling place altitude in Yunnan

表4 云南不同烤烟品种间烟叶非挥发性有机酸和多元脂肪酸含量Table 4 Non-volatile organic acid and senior fatty acid in different flue-cured cultivars leaves sampling from different altitude tobacco growing area in Yunnan

表5 云南不同烤烟品种烟叶中非挥发性有机酸和多元脂肪酸与海拔高度相关系数Table 5 Correlation of non-volatile organic acid and senior fatty acid in different flue-cured cultivars leaves with sampling place altitude in Yunnan

2.3 烤烟品种间烟叶酚类、质体色素类、单双糖含量对海拔高度的响应

2.3.1 烤烟品种间烟叶酚类、质体色素类和单双糖含量的差异分析 初烤烟中质体色素主要是叶黄素和β-胡萝卜素，叶绿素含量极低，检测不到。从表6可以看出，质体色素类物质在品种间存在显著差异，无论是叶黄素还是β-胡萝卜素均表现为红大含量最高，其次是2个云烟品种，K326含量最低。红大中单双糖含量显著低于K326和云烟87，与云烟 85含量接近。多酚物质主要包括新绿原酸、绿原酸、咖啡酰奎宁酸、莨菪亭、芸香苷和山奈酚苷，品种间差异分析发现，新绿原酸、绿原酸、咖啡酰奎宁酸和山奈酚苷均以红大含量最高。莨菪亭和芸香苷含量在4个品种间没有显著差异。

2.3.2 烟叶中酚类、质体色素类、单双糖含量与海拔高度相关性的品种差异 从表7中看出，β-胡萝卜素含量与海拔高度相关性不显著，但是，云烟87、85和红大与海拔高度呈负相关趋势，而K326则呈正相关。随海拔高度的升高云烟87、云烟85和红大中葡萄糖、果糖含量也相应升高，且云烟 87中葡萄糖含量与海拔高度的相关性达到显著水平，而K326中的葡萄糖、果糖含量则与海拔高度呈明显的负相关。云烟 87、85中多酚物质物质含量与海拔高度的相关性较为明显，尤其是新绿原酸、奎宁酸、芸香苷和山奈酚苷的含量与海拔高度呈显著的正相关，而莨菪亭则与海拔高度呈显著的负相关，红大和K326的多酚物质含量与海拔度的相关程度不显著，明显区别于云烟87和云烟85，有些指标甚至相反，如绿原酸。

2.4 烤烟品种间化学成分及其与海拔相关性的聚类分析

图1A是以烟叶中34个化学指标为依据，对4个烤烟品种进行聚类分析的结果，从中可以看出，2个云烟品种化学成分含量相似性较大，首先聚为一类，其次是K326，红大34个化学指标的含量明显与前3个品种相区别，距离较大，最后并入。图1B是以34个化学成分与海拔高度的相关系数为依据对4个烤烟品种进行聚类分析的结果，从中可以看出，红大和云烟 85关系最为密切，首先聚在一起，而后是云烟87，最后并入的是K326。以上两个聚类分析表明，从含量来考虑，红大明显区别于2个云烟品种和K326；从化学成分与海拔高度的相关性的角度考虑，K326明显区别于其他3个品种。

表6 云南不同烤烟品种烟叶中酚类、质体色素类和单双糖含量Table 6 Polyphenols, plamochromic pigment, monosaccharide and disaccharide in different flue-cured cultivars leaves sampling from different altitude tobacco growing area in Yunnan

表7 云南不同海拔高度不同品种烟叶酚类、质体色素类和单双糖含量与海拔高度相关系数Table 7 Correlation of polyphenols, plamochromic pigment, monosaccharide and disaccharide in different flue-cured cultivars leaves with sampling place altitude in Yunnan

图1 4个烤烟品种34个化学成分的聚类分析(A)和34个化学成分与海拔高度的相关系数聚类分析(B)Fig.1 The cluster analysis of 34 chemical components (A)and their correlation coefficient with altitude (B) of 4 flue-cured tobacco cultivars (B)

3 讨 论

烤烟化学成分的含量既受生长环境的影响又受品种的影响，不同基因型烤烟在相同的生长条件下其化学成分含量也有很大的差别，本文所研究的4个烤烟品种云烟87、云烟85、K326和红大在所选取的 34个化学指标间存在明显的差异，尤其是红大品种与其他3个品种的差异最为明显。常规化学成分中总氮、烟碱和钾含量以红大含量最高；总糖、还原糖、糖碱比和氮碱比则以红大最低。有机酸中的苹果酸和柠檬酸以红大含量最低，而草酸则以红大含量最高；高级脂肪酸中亚麻酸、油酸和十八酸含量以红大含量最低，而十四酸则以红大含量最高。质体色素以红大含量最高；而单双糖、总糖和还原糖含量均以红大含量最低；多酚类物质中的新绿原酸、绿原酸、咖啡酰奎宁酸和山奈酚苷均以红大含量最高。可见4个品种中红大是以可溶性糖类和有机酸类含量最低，以总氮、烟碱、质体色素和多酚类物质含量为最高。此结果与王欣等[14]的研究结果有相似之处，但也有不同之处，在王欣的研究结果中4个品种中红大还原糖含量高于K326但低于2个云烟品种，总氮含量和氮碱比最低。造成研究结果差异的原因可能是样品来源不同引起的，王欣等的烟样分别采自贵州、四川和云南，云南仅选取自大理一地，并不能完成说明红大在云南烟区的表现，本研究所取样品涵盖了云南的主要栽培烟草的11个地州，具有较强的地域代表性。

34个化学指标与海拔高度的相关性也存在着明显品种差异，K326明显不同于其他 3个品种，尽管红大中34个化学成分与2个云烟品种不同，但其随海拔高度的变化趋势相似性较高，在聚类分析中三者距离较近。K326中总糖、总氮、烟碱、石油醚提取物等指标与海拔高度的相关性明显不同于其他3个品种，甚至呈相反的关系。相同的情况在其他指标上也得以体现，如有机酸中的丙二酸、丁二酸和亚油酸、质体色素中的β-胡萝卜素、单双糖含量等。多酚物质随海拔高度的变化程度以2个云烟品种最为显著，而 K326和红大则变化不明显。由以上结果可以看出，烟叶的化学成分随海拔高度的变化情况受品种因素的影响很大，不同品种对海拔高度的敏感程度不同，这与马建雄等[9]研究结果相一致。此结论可以很好地解释各地关于海拔高度与化学指标的关系研究结果不一致的原因。例如王彪等[8]在云南烟区海拔 1700～2200 m 范围内的研究结果显示，总糖和还原糖含量与海拔高度呈负相关，烟叶烟碱含量与海拔高度达到显著正相关，与其他多数人的研究结果相反，这是因为王彪等所研究的烤烟品种为 K326，而非云烟系列或其他品种，研究结果的不一致有可能是由于品种对海拔的响应差异造成的。

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