烟草多酚类物质研究进展

高娅北，段史江，付宗仁，胡蓉花，史文强，程小强，肖荣贵，凌 平，李亚纯

(1.河南农业大学烟草学院，河南郑州 450002；2.江西省烟草公司吉安市公司，江西吉安 343009)

多酚是一类在植物体内广泛存在的次生代谢物质，在植物体内含量较高，存在于植物的叶、果肉、果皮、种皮以及果壳中[1]。烟草是一种特殊的经济作物，多酚类物质对烟草在生长发育时期的生长具有调节作用，多酚物质及其代谢产物还可参与烟草的代谢活动，并且多酚类物质的含量对烤后烟叶的香气质、香气量、烟叶的色泽、香吃味等有重要影响。此处，绿原酸热解所产生的儿茶酚是一种活性高的辅助致癌物质，对烤烟安全性也有重要影响[2]。因此，对烟草中多酚类物质进行深入研究对烟草的品质及烤后烟经济价值都有重要意义。

烟草中含有丰富的多酚类物质，目前在烟叶及燃吸后产生的烟气中已检测出280多种多酚类物质，主要含有单宁类(绿原酸、咖啡酸等)、香豆素类(莨菪亭、莨菪灵等)以及黄酮类(芸香苷等)等，其中绿原酸、芸香苷和莨菪亭为烟叶中最主要的多酚类物质。目前，关于烟草酚类中物质的研究较多，包括有生态环境、品种、部位、田间管理措施、烘烤方式等对其含量的影响，提取方式以及测定技术等。鉴于此，笔者综述了多酚类物质的测定方法、含量等方面的研究进展，并分析了其对烤后烟叶品质的影响。

1 多酚类物质的测定方法

根据以往对烟草多酚类物质的研究，烟草中多酚类物质含量的测定方法主要有分光光度法、气相色谱法和高效液相色谱法。但分光光度法只能测定多酚总量，不能测定其组分及含量，且该方法受环境因素影响较大[3]；气相色谱法操作较为繁琐，需要进行复杂的衍生化[4]；高效液相色谱法是目前常用的检测多酚类物质含量的方法，但传统的高效液相色谱法需要消耗过多的流动相，操作步骤繁琐，且会对样品的多酚类物质造成损失[5]。随着烟草化学分析的发展，王岚等[6]、张甜等[7]、余小芬等[8]对传统的高效液相色谱法进行改进，从而缩短了烟草多酚类物质的分析时间、提高了其精密度、简化了其制备方法，使烟草中的多酚类物质含量的测定越来越精确。

2 多酚类物质的影响因素

2.1生态因素对多酚类物质的影响

2.1.1海拔对多酚类物质的影响。海拔高度作为生长发育以及品质形成重要的生态因子之一，对烟草中多酚类物质的形成也有一定影响。黎妍妍等[9]对湖北K326烤烟多酚类物质含量进行了研究，认为多酚类物质总量随海拔的升高而显著增加；白森等[10]研究表明，除中上部叶中的莨菪亭外，其他烟叶中的多酚类物质均随海拔的增加呈上升趋势。这可能是由于随着海拔的升高，烟草接受的紫外线辐射也增强，研究表明在进入工艺成熟期后，紫外线辐射对烟叶中多酚类物质含量的影响较大，在超过一定范围的紫外线辐射强度后，随着其强度的提高，烟叶中多酚含量也升高。刘鹏飞等[11]对海拔对多酚类物质组成的影响进行了研究，认为绿原酸和莨菪亭在总酚含量中的占比与海拔呈负相关关系，而芸香苷的占比与海拔呈正相关关系，这可能与这3种物质对紫外线的吸收波段不同有关。

2.1.2温度对多酚类物质的影响。研究表明，温度也可影响烟草中多酚类物质的合成及积累，烟株在生长发育时所处的外界环境的温度可影响烟草中绿原酸和芸香苷的含量。研究发现，多酚具有增强烟株抗逆性等生理功能，在烟株处于不利环境条件时，体内控制酚类物质合成的酶活性会提高，从而增加体内多酚类物质的积累，当烟草遭遇突然降温时，除根部外的所有部位绿原酸等主要酚类物质的含量均显著增加[12]。

2.1.3光照对多酚类物质的影响。光对植物能否正常生长发育具有重要意义，光照可诱导烟株体内多酚类物质的合成与代谢。研究表明，在较长的光周期下生长的烟株芸香苷含量比在短光周期下生长的烟株高[13]。不同光质对烟草体内多酚类物质含量也有很大影响，研究结果表明，利用不同颜色光对生长发育时期的烟株进行照射，与白光相比，除黄光外，均能显著提高烟株体内绿原酸、芸香苷及莨菪亭含量，其中以紫、蓝、绿光效果最显著[14]。研究表明，减少紫外光对烟草的照射可降低其体内多酚类物质含量以及多酚氧化酶活性，在温室中生长的烟株由于玻璃对紫外线的阻隔，其含量比同品种在大田中生长的烟株多酚类物质含量明显降低。王毅等[15]将UV-B对烟草叶片中总酚及PPO活性的影响进行了研究，结果表明高UV-B辐射可提高烟叶叶片内总酚含量，而过低的UV-B辐射会降低总酚含量。

2.2品种对多酚类物质的影响由于不同品种的遗传特性存在差异，因此不同品种间的多酚类物质的合成积累量也有差异。宗浩等[16]对云南地区5个主栽品种烤后烟的总酚含量进行检测，结果表明红大烟叶中的总酚含量显著高于NC82、云烟87、云烟85、K326等品种；赵会纳等[17]对不同品种生长发育时期的多酚类物质含量进行检测，结果表明多酚类物质含量随着烟草的生长发育而缓慢增加，且各品种多酚类物质含量及变化趋势均存在明显差异；李艳丽等[18]对不同基因型的烟草品种对多酚类物质含量的影响进行了研究，认为基因型对烤烟多酚类物质含量具有较大影响，且高多酚含量的基因型烟草其性状可稳定遗传给后代。

2.3着生部位对多酚类物质的影响由于不同部位烟叶所处的环境有所不同，其自身的组织结构以及内部生理生化反应也有差异，在对不同部位的烟叶进行多酚类物质含量检测时，发现不同部位间的多酚类物质合成积累量也有不同。Williamson等[19]对不同部位叶片中多酚类物质进行研究，发现烟草中多酚类物质在上、中、下部位的分配上有显著的差异，表现为从下部叶到上部叶逐渐升高的趋势；钟维勇等[20]对不同烟区的烤烟多酚类物质含量进行研究，发现在不同烟区中各部位烟叶多酚类物质含量由大到小依次为上部叶、中部叶、下部叶；庄亚东等[21]对陈化后的烟叶进行研究，发现各部位烟叶内的多酚类物质含量差异并不会随着储存时间的增长而发生变化。

2.4田间管理措施对多酚类物质的影响不同的田间管理措施如施肥方式、种植密度、留叶数以及移栽方式等对烟草的品质以及产量都会有较大的影响，适宜的田间管理措施是生产优质烟叶的重要因素。

烟草对氮、磷、钾3种元素的需要量较大，是烟草生长发育所必需的肥料三要素，适宜的施肥量以及合理的氮、磷、钾肥配比对烟株的产量品质有重要意义。氮是对烟草的生长发育以及烟叶质量影响最重要的元素，王爱华等[22]认为在生长过程中，氮用量高的处理烟叶中多酚类物质含量也高，烤后叶片中多酚类物质含量也随氮素使用量的增加而增加；李文卿等[23]认为烤烟多酚含量与施氮水平呈显著正相关；孟祥东等[24]对不同氮素形态及比例对烟草多酚类物质含量的影响进行了研究，结果表明施用硝态氮比铵态氮更能促进烟叶中多酚类物质含量的增加，且当铵态氮与硝态氮比例为1∶1时对提高绿原酸、芸香苷等多酚类物质含量效果最佳。磷是核酸、核蛋白以及磷脂的主要成分，因此磷对烟草中多酚物质的含量以及多酚氧化酶活性有重要影响，翟优雅等[25]认为在一定范围内，烟叶中多酚类物质含量与磷肥施用量呈显著正相关关系，随施磷量的增加多酚含量也增加。钾是烟草在生长发育过程中吸收的营养元素中最多的一种，作为植物体内多种酶的活化剂其施用量对烟草体内多种物质的合成有重要影响，孙力等[26]认为在合理的施钾条件下，烟叶中总酚含量随钾肥使用量的增加而增加。除此之外，刘金霞等[27]研究认为施用有机物质也可提高烟草中多酚类物质。

种植密度及留叶数可影响烟株所处田间环境的微气象以及植株的光合作用，从而影响烟叶品质。赵铭钦等[28]认为随着种植密度的增加，烟叶中总酚含量呈先增加后下降趋势，而在同一种植密度水平下，总酚含量随留叶数增加而增大。打顶抹杈是烟草特有的田间作业，通过打顶抹杈可改变烟株体内生长素的分配从而对烟草生育后期的营养代谢产生调节作用，黄勇等[29]将打顶抹杈对烟叶中多酚类物质的影响进行研究，认为打顶抹杈可明显提高烟叶内多酚氧化酶活性，调节烟叶内的酚类物质代谢；还有研究通过涂抹外源生长素对烟叶内多酚类物质的影响，认为通过涂抹生长素配合适宜的施肥条件可提高多酚氧化酶活性、改善烟叶品质。

2.5烘烤方式对多酚类物质的影响烟草中的多酚类物质在烘烤过程中会发生一系列的复杂反应，对烟草品质的提升有重要意义。宫长荣等[30]对烘烤过程中多酚类物质含量的变化进行了研究，发现烟叶中多酚类物质在烘烤过程中呈现先缓慢上升而后下降， 72 h下降至最低值时急剧上升直至烘烤结束的变化规律；王松峰等[31]研究发现不同烘烤温湿度对烟叶内多酚类物质也有影响，在变黄期采用38/36 ℃干湿球温度使烟叶达到7～8成黄且烟叶变软，在42/37 ℃稳温使烟叶达到9～10成黄且烟筋变软，定色期保持45～48 ℃/37～38 ℃稳温使烟叶黄片青筋，烟叶小卷筒，干筋期54/38 ℃稳温使叶片全干，在68/40 ℃使烟叶主脉全干，采用此套工艺对比其他工艺有利于烤后多酚类物质的积累；樊宁[32]认为在烘烤变黄期采用低温至中温、中湿至高湿更有利于烟叶中主要多酚类物质含量的增加，而对于多酚氧化酶活性的影响由大到小依次为温度、相对湿度、温湿度交互作用；王爱华等[33]研究发现通过采用变黄期阶梯升温烘烤工艺进行烘烤有利于烟叶中酚类物质的积累，有利于提高烤后烟叶芳香值。

3 多酚类物质对烟叶品质的影响

研究表明，多酚类物质对烤后烟叶颜色、香气质量、以及吃味等品质有重要影响。在多酚氧化酶的作用下，多酚类物质会被氧化为醌类物质，进而形成褐色物质，造成烟叶挂灰[34-35]。而多酚氧化酶本质是蛋白质，在烘烤期间如果烤房中湿度过高伴随着变黄期温度逐渐升高会使其活性增强，因此在变黄期要注意保持温湿协调，避免高温高湿导致多酚氧化酶活性增强，烟叶中多酚类物质被多酚氧化酶氧化成黑色物质，使烟叶品质下降。而多酚类物质含量也与烟叶香吃味呈正相关，通过合理的调制与陈化手段，酚类物质可降解成能够赋予烟草制品良好香气的降解物质，改善烟叶香吃味；但当烟叶完全变褐时，其多酚类物质会减少85%左右，使烟叶芳香吃味变差，加重燃烧时所产生的杂气，影响烟叶品质以及可用性[36]。

4 结语

烟草作为一种特殊的经济作物，其加工而成的烟草制品对烟叶的颜色、香气要求较高，多酚类化合物对烟叶的颜色以及香吃味都有重要影响。在烤烟中，高的多酚类物质含量代表着高的烟草制品等级，通过合理的栽培措施以及田间管理技术可提高烟叶中的多酚类物质含量；还可通过不同的调制手段来减少烟叶在烘烤过程中的棕色化反应，提高烟叶品质，提高烟叶商品价值，减少农业资源的浪费，促进烟叶的可持续发展。

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名词解释

扩展学科扩散指标：指在统计源期刊范围内，引用该刊的期刊数量与其所在学科全部期刊数量之比。

扩展学科扩散指标：指期刊所在学科内，引用该刊的期刊数占全部期刊数量的比例。

扩展被引半衰期：指该期刊在统计当年被引用的全部次数中，较新一半是在多长一段时间内发表的。被引半衰期是测度期刊老化速度的一种指标，通常不是针对个别文献或某一组文献，而是对某一学科或专业领域的文献的总和而言的。

扩展H指数：指该期刊在统计当年被引的论文中，至少有h篇论文的被引频次不低于h次。

来源文献量：指来源期刊在统计当年发表的全部论文数，它们是统计期刊引用数据的来源。

文献选出率：按统计源的选取原则选出的文献数与期刊的发表文献数之比。

参考文献量：指来源期刊论文所引用的全部参考文献数，是衡量该期刊科学交流程度和吸收外部信息能力的一个指标。

平均引文数：指来源期刊每一篇论文平均引用的参考文献数。