不同煙草品種綠原酸含量變化研究

萬　誠，劉仁祥，聶　瓊，龍　麗，徐如宏

(貴州大學(xué) 貴州省煙草品質(zhì)研究重點實驗室，貴州 貴陽 550025)

?

不同煙草品種綠原酸含量變化研究

萬誠，劉仁祥，聶瓊，龍麗，徐如宏*

(貴州大學(xué) 貴州省煙草品質(zhì)研究重點實驗室，貴州 貴陽 550025)

研究了16個煙草品種生長發(fā)育過程中綠原酸含量的動態(tài)變化，比較了采收時不同品種煙葉綠原酸含量的差異。結(jié)果表明：煙草發(fā)育過程中綠原酸呈四種變化趨勢，G70、H80A、VA116和湄潭大蠻煙呈上升趨勢，巴斯瑪、青梗、GDH02、GDH88、南江三號和紅花大金元呈上升-下降-上升趨勢，TN90、K326和NC82呈“M”型變化趨勢，馬里蘭煙、永勝曬煙和G80呈“W”型變化趨勢；煙草成熟時，除了南江三號與G80之間，以及H80A與馬里蘭煙之間不存在顯著差異外，其余材料間均存在極顯著差異，烤煙類型品種K326綠原酸含量最高，為28.544 mg/g，烤煙類型品種GDH88綠原酸含量最低，僅為12.004 mg/g。

煙草；綠原酸；動態(tài)變化

綠原酸(Chlorogenic acid，CHA)是由咖啡酸與奎尼酸脫水縮合形成的酯，又名咖啡單寧(Coffee Tannins)，是植物在有氧呼吸過程中經(jīng)莽草酸途徑產(chǎn)生的一種單寧類化合物[1]，在煙草葉片含量可達3%或更高。綠原酸是煙草中重要的潛香型成分之一，其含量與煙草的香氣和色澤密切相關(guān)，且對煙草的生長發(fā)育、煙葉色澤與煙草香吃味有著重要影響[2]。煙葉在600℃以上燃吸時，綠原酸熱裂解會產(chǎn)生一些揮發(fā)性較強、對煙氣香味有直接影響的物質(zhì)[3]；而在烤煙和陳化的過程中，酚類化合物與糖類物質(zhì)可發(fā)生酶促棕化反應(yīng)或非酶棕化反應(yīng)，使煙葉顏色加深，吃味變醇和，香氣增加[4]。綠原酸本身也具有廣泛的生物活性，可以清除體內(nèi)自由基、能抗氧化、抗腫瘤、抑制突變、降壓等[5-6]。近年來隨著學(xué)者們對綠原酸的探究，其他植物綠原酸的價值越來越多的被挖掘，而在煙草上卻研究得不多，因此本文測定了不同煙草品種在生長發(fā)育過程中綠原酸的含量，分析了不同類型煙草品種生長過程中的綠原酸動態(tài)變化，為今后煙草綠原酸相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2014年在貴州大學(xué)煙草科研實驗基地進行，該基地經(jīng)度106°31′41″，緯度26°22′35″，土壤類型為黃壤，土壤肥力中等，前作物為玉米。

1.2試驗材料

選用白肋煙、香料煙、晾曬煙、烤煙總共16個品種(見表1)。

表1　試驗品種材料表

1.3田間設(shè)計

田間設(shè)計為隨機區(qū)組設(shè)計，共3次重復(fù)，每個小區(qū)種植45株，株距50 cm，行距1.1 m，四周設(shè)置保護行。初花期進行打頂，其余措施按各類型煙草優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程執(zhí)行。

1.4采樣方法

從旺長期(移栽后60 d)開始采樣，打頂前每2周采樣一次，打頂后(移栽后第77 d)每周采一次樣直到煙葉成熟采收，共取得7批煙草樣品，分別為移栽后60、74、84、91、98、105、112 d。以株為單位，采每株中部4片葉，每小區(qū)采3株。采樣后，將樣品立即在105℃下殺青30 min，然后在55℃的烘箱中烘干備用。

1.5煙草綠原酸的提取及測定方法

綠原酸含量提取采用超聲波輔助提取法[7-9]，綠原酸測定采用紫外分光光度計法[10-12]。

2　結(jié)果與分析

2.1不同品種煙草綠原酸含量的差異分析

不同類型煙草綠原酸含量與各品種不同時期綠原酸含量見表2、表3。在煙葉成熟采收時，烤煙類品種與香料煙類型品種巴斯瑪綠原酸含量差異不顯著，其余類型煙草材料間均存在極顯著差異，其中烤煙的綠原酸含量最高，達23.349 mg/g，白肋煙最低，僅14.249 mg/g；試驗所選煙草品種除了南江三號與G80之間，以及H80A與馬里蘭煙之間不存在顯著差異外，其余材料間均存在極顯著差異?？緹燁愋推贩NK326綠原酸含量最高，達28.544 mg/g，極顯著高于其他品種，而自育烤煙類型品種GDH88的綠原酸含量最低，僅為12.004 mg/g，極顯著低于其他品種。在煙草生長發(fā)育期時，大部分煙草品種間綠原酸含量都有極顯著差異。以上結(jié)果表明不同煙草類型、不同品種間的煙葉中綠原酸含量存在極顯著差異，煙草綠原酸含量改良的遺傳資源很豐富。

表2　采收時不同煙草類型煙葉的綠原酸含量　(mg/g)

注：同列數(shù)據(jù)后小寫英文字母不同者表示差異顯著，大寫英文字母不同者表示差異極顯著。下表同。

2.2煙草發(fā)育過程中綠原酸含量動態(tài)變化

2.2.1上升趨勢

試驗材料中呈上升趨勢的4個煙草品種為晾曬煙類型品種湄潭大蠻煙以及烤煙類型品種G70、H80A、VA116，其生長發(fā)育過程中綠原酸動態(tài)變化含量如圖1所示，在移栽后60 d起綠原酸含量逐漸升高， 在第77 d打頂之后， 烤煙類型品種G70、H80A和晾曬煙品種湄潭大蠻煙呈緩慢上升趨勢，直到移栽后第98 d進入成熟期，綠原酸含量呈迅速上升趨勢直到采收完成?？緹燁愋推贩NVA116在打頂至移栽后84 d依舊呈現(xiàn)緩慢上升趨勢，在移栽后84 d后綠原酸含量呈迅速上升趨勢直到采收完成。

表3　不同煙草品種煙葉綠原酸含量測定結(jié)果 (mg/g)

圖1　不同煙草品種綠原酸趨勢圖

2.2.2上升-下降-上升趨勢

試驗材料中呈上升-下降-上升趨勢的6個煙草品種為香料煙類型品種巴斯瑪和晾曬煙類型品種青梗，以及烤煙類型品種GDH02、GDH88、南江三號、紅花大金元，其生長發(fā)育過程中綠原酸動態(tài)含量變化如圖2所示，在移栽后60 d起綠原酸含量逐漸升高，在移栽后77 d打頂至移栽后84 d，香料煙類型品種巴斯瑪、晾曬煙類型品種青梗以及烤煙類型品種GDH02和GDH88綠原酸含量呈緩慢上升趨勢，烤煙類型品種南江三號和紅花大金元呈下降趨勢，在移栽后84-91 d，烤煙類型品種紅花大金元呈上升趨勢，其他5個煙草品種都呈緩慢下降趨勢，在移栽后91-98 d，晾曬煙品種青梗和烤煙類型品種GDH02依舊呈緩慢下降趨勢，其他4個煙草品種呈緩慢上升趨勢，在移栽后98 d進入成熟期后，6個煙草品種綠原酸含量呈迅速上升趨勢直到采收完成。

圖2　不同煙草品種綠原酸趨勢圖

2.2.3 “M”型變化趨勢

試驗材料中呈“M”型變化趨勢的3個煙草品種為白肋煙類型品種TN90以及烤煙類型品種K326和NC82，其生長發(fā)育過程中綠原酸動態(tài)含量變化如圖3所示，在移栽后60 d起3個煙草品種綠原酸含量逐漸升高，在移栽后77 d打頂至移栽后84 d，3個煙草品種綠原酸含量呈緩慢下降趨勢，在移栽后84-91 d，3個煙草品種綠原酸含量呈上升趨勢，在移栽后91-98 d，3個煙草品種綠原酸含量又呈下降趨勢，在移栽后98 d進入成熟期后，3個煙草品種綠原酸呈迅速上升趨勢直到采收完成。

圖3　不同煙草品種綠原酸趨勢圖

2.2.4“W”型變化趨勢

試驗材料中呈“W”型變化趨勢的3個煙草品種為晾曬煙類型品種馬里蘭煙和永勝曬煙，以及烤煙類型品種G80，其生長發(fā)育過程中綠原酸含量動態(tài)變化如圖4所示，在移栽后60-74 d，3個煙草品種綠原酸含量呈緩慢下降趨勢，在移栽后77 d打頂至84 d，3個煙草品種綠原酸含量呈緩慢上升趨勢，在移栽后84-91 d，3個煙草品種綠原酸含量又呈緩慢下降趨勢，在移栽后91 d之后，3個煙草品種綠原酸含量呈緩慢上升趨勢直到成熟期，最后呈迅速上升趨勢直到采收完成。

圖4　不同煙草品種綠原酸趨勢圖

3　討論

綠原酸是煙草有氧呼吸過程中經(jīng)莽草酸途徑產(chǎn)生的一種單寧類化合物，也是煙草中含量最高的多酚類化合物，綠原酸作為代謝產(chǎn)物不僅對煙草植株的生長發(fā)育、抗病蟲害、抗旱以及其他逆境有著重要的生理作用，還對煙草的煙葉顏色、香吃味有著重要的影響。在煙草整個生育期中，煙葉中綠原酸呈四種變化趨勢，分別為“上升”趨勢、“上升-下降-上升”趨勢、“M”和“W”型變化趨勢，與趙會納等人的研究相符[13]。煙葉采收時，烤煙類品種與香料煙類型品種巴斯瑪綠原酸含量差異不顯著，其余類型煙草材料間均存在極顯著差異；煙草品種間除了南江三號與G80之間，以及H80A與馬里蘭煙之間不存在顯著差異外，其余材料間均存在極顯著差異，說明煙草綠原酸含量改良的遺傳資源及其豐富，可以通過育種途徑選育出煙葉品質(zhì)優(yōu)秀且綠原酸含量適宜的品種。在烤煙類型的自育DH系材料中GDH88與GDH02間差異極顯著，GDH02綠原酸含量很高，而GDH88綠原酸含量比較低，表明自育系烤煙的特殊性也對綠原酸含量差異起著重要的作用。Zucker等[14]在煙草綠原酸合成部位的試驗中指出綠原酸在開花的光周期誘導(dǎo)下，能向煙株頂部轉(zhuǎn)移，由此推斷打頂后綠原酸含量在不同時

期會緩慢降低也是因為在光周期誘導(dǎo)下綠原酸從煙葉向煙株頂部轉(zhuǎn)移造成的。

在這個卷煙被日益抨擊的大環(huán)境下，研究煙草綠原酸或許為研究煙草提供了一條新的思路，綠原酸是煙葉重要的潛香型品質(zhì)指標(biāo)，其生物活性也很廣泛。在煙草產(chǎn)業(yè)中，可以選用成熟采收期綠原酸含量較高的煙草品種，不僅保證了煙草的香氣品質(zhì)，還附帶很多有效的藥理作用，燃吸時殘余的綠原酸對人體或多或少有保健作用。通過深入研究煙草中綠原酸，或許可以制作出藥物香煙或保健香煙，這將是煙草產(chǎn)業(yè)中一條新的思路。

[1]何柳，陳士林. 植物中綠原酸合成途徑研究進展[J]. 藥物生物技術(shù)，2013(5):463-466.

[2]彭新輝，易建華，周清明,等. 煙草綠原酸的研究進展[J]. 中國煙草學(xué)報，2006，12(4):52-57.

[3]楊紅旗. 中國烤煙主要香氣前體物的研究[D]. 長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[4]李鵬飛. 主要生態(tài)因素和烘烤對烤煙致香物質(zhì)含量的影響[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[5]張鞍靈，馬瓊，高錦明,等. 綠原酸及其類似物與生物活性[J].中草藥，2001，32(2):173-176.

[6]吳衛(wèi)華，康楨，歐陽冬生,等. 綠原酸的藥理學(xué)研究進展[J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2006(04):691-694.

[7]劉祥蘭，劉重芳，張英,等. 金銀花中綠原酸提取工藝的比較和優(yōu)化研究[J]. 中成藥，2000(06):402-407.

[8]Martin Tongai Mazvimba，于穎，崔志芹,等. 從干煙草葉中超聲波輔助提取綠原酸的正交設(shè)計及優(yōu)化(英文)[J]. 中國天然藥物，2012(4):311-320.

[9]童保云，馬文. 超聲提取煙草中綠原酸的工藝研究[J]. 安徽化工，2009，35(5):18-20.

[10]梅林，付雪，劉凌云,等. 紫外分光光度法分析金銀花及其制劑銀黃口服液中綠原酸[J]. 激光雜志，2007，28(5):94.

[11]陳劍，劉頻健，李潔瓊. 紫外分光光度法測定豬殃殃中綠原酸含量[J]. 廣州化工，2012，40(23):105-106.

[12]鐘方曉. 高效液相及紫外分光光度法測定金銀花中綠原酸和異綠原酸含量方法學(xué)比較[J]. 時珍國醫(yī)國藥，2005，16(3):212.

[13]趙會納，潘文杰，陳懿,等. 不同烤煙品種發(fā)育過程中多酚物質(zhì)動態(tài)變化分析[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，23(8):76-78.

[14]Zucker M，Ahrens J F. Quantitative Assay of Chlorogenic Acid and its Pattern of Distribution within Tobacco Leaves.[J]. Plant Physiology, 1958，33(4):246-249.

Dynamic Changes of Chlorogenic Acid Content in Different Types of Tobacco Cultivars

WANCheng,LIURen-xiang,NIEQiong,LONGLi,XURu-hong*

(GuizhouKeyLaboratoryoftheQualityofTobaccoResearch,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025,China)

The dynamic changes of chlorogenic acid during the growth process of 16 tobacco cultivars were analyzed, and the contents of chlorogenic acid among different cultivars at the harvest time were also detected in the present work. The content of chlorogenic acid showed four changeable trends during the growth of tobacco.The chlorogenic acid contents of G70,H80A,VA116 and Meitandamanyan presented the upward trend, and Basma,Qinggeng,GDH02,GDH88,Nanjiang NO.3 as well as Honghuadajinyuan characterized in the trends of up-down-up pattern. Furthermore, the chlorogenic acid contents of TN90, K326 and NC82 fluctuated in "M" pattern, and that of Maryland, sun-cured Yongsheng as well as G80changed in "W" pattern.The obtained data reflected that all tobacco cultivars, except Nanjiang NO.3, Nanjiang G80, Maryland and H80A, diversified highly in the contents of chlorogenic acid. In addition, the chlorogenic acid contents of flue-cured tobacco K326 was the highest (28.544 mg/g), while GDH88 showed the lowest level (12.004 mg/g).

Tobacco; Chlorogenic acid; Dynamic change

2016-03-11；

2016-03-16

貴州省煙草公司項目“烤煙產(chǎn)量及相關(guān)核心性狀雜種優(yōu)勢的生物學(xué)基礎(chǔ)研究”(貴煙[2011]01號)。

徐如宏(1970-)，男，教授，主要研究方向：作物遺傳與改良；E-mail：xrhgz@163.com。

Q958.1；S443.3(273)

A

1008-0457(2016)02-0025-04國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2016.02.005