基于分形理论的烟叶区位化学成分与质量特性分布特征

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20250492

摘要/Abstract

摘要：

为探究烤后烟叶不同区位化学成分与质量特性的差异性和规律性，本研究以烟叶为试验材料，从叶尖到叶基部将叶片分切为14个区位，根据片烟尺寸将烟叶划分为大片、中片、小片、碎片和碎末5个片型，对各类样品进行精准化学成分分析与聚类分析，并进行感官质量评价。结果表明：烤后烟叶不同区位、不同尺寸片烟的化学成分含量差异较大。总糖和还原糖含量从叶缘到叶主脉逐渐降低，叶尖和叶缘的烟碱、总氮含量较高，而叶基部的钾、氯及色素含量更高。根据总体化学成分，可将叶片聚类为区位1～7、9、10、大片、中片、碎片、碎末、小片，以及区位8、11～14两大类，在实际生产中聚类相近的烟叶可相互替代，以解决部分烟叶原料不足的问题。研究结果明确了烤后烟叶不同区位化学成分的分布规律，为提升烤后烟叶精细化加工水平提供了理论依据，有助于提高烟叶原料的使用价值。

关键词: 烤后烟叶, 不同区位, 化学成分, 质量特性, 差异分析

Abstract:

In order to investigate the differences and distribution patterns of chemical components and quality characteristics in different leaf positions of flue-cured tobacco leaves，this study took tobacco leaves as the test material， cut the leaves into 14 different zones from the tip to the base of the leaf， and tobacco strips were classified into five categories：large strip， medium strip， small strip， broken strip and fine dust，according to the size grade. Precise chemical composition analysis，cluster analysis，sensory quality evaluation were conducted on these samples. The results showed that the chemical component contents of flue-cured tobacco leaves varied greatly among different leaf positions and the size grade of tobacco strips，with obvious variation patterns from leaf tip to leaf base. The contents of total sugar and reducing sugar gradually decreased from the leaf margin to the main vein，while the contents of nicotine and total nitrogen were higher in the leaf tip and leaf margin，and potassium，chlorine and pigment contents were more enriched in the leaf base. Based on the overall chemical components，the leaves can be clustered into two major categories：zones 1-7，9，10，and large strip，medium strip，broken strip，fine dust，and small strip，as well as zones 8 and 11-14. In practical production，tobacco leaves with similar clustering results can be substituted for one another，thereby alleviating the shortage of certain tobacco raw materials. The results of the study clarified the distribution patterns of chemical components in different positions of flue-cured tobacco leaves，and provided a theoretical basis for improving the refined processing of flue-cured tobacco and enhancing the utilization value of tobacco raw materials.

Key words: flue-cured tobacco leaf, different positions, chemical components, quality characteristics, differential analysis

中图分类号:

TS41⁺1

李沛岩, 魏跃伟, 徐世臻, 李彦周, 殷全玉, 任天宝, 耿宗泽, 刘国顺. 基于分形理论的烟叶区位化学成分与质量特性分布特征[J]. 浙江农业科学, 2026, 67(9): 2149-2156.

LI Peiyan, WEI Yuewei, XU Shizhen, LI Yanzhou, YIN Quanyu, REN Tianbao, GENG Zongze, LIU Guoshun. Distribution characteristics of chemical components and quality traits in different leaf zones of tobacco based on fractal theory[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2026, 67(9): 2149-2156.

图/表 10

图1 烟叶样品分切及区位编号示意图

Fig.1 Schematic diagram of tobacco leaf cutting and location numbering

图2 烟叶不同区位与片型的常规化学成分含量A，总糖含量；B，还原糖含量；C，烟碱含量；D，氯含量；E，钾含量；F，总氮含量。

Fig.2 Routine chemical component contents in different leaf positions and leaf size grades of tobacco

图3 烟叶不同区位与片型色素含量A，叶黄素含量；B，β-胡萝卜素含量。

Fig.3 Pigment contents in different leaf positions and leaf size grades of tobacco

图4 烟叶不同区位与片型多酚含量A，绿原酸含量；B，莨菪亭含量；C，芸香苷含量。

Fig.4 Polyphenol contents in different leaf positions and leaf size grades of tobacco

图5 烟叶不同区位与片型的有机酸含量

Fig.5 Organic acid contents in different leaf positions and leaf size grades of tobacco

图6 烟叶不同区位与片型腺毛分泌物含量

Fig.6 Glandular trichome secretion contents in different leaf positions and leaf size grades of tobacco

图7 烟叶不同区位与片型生物碱含量

Fig.7 Alkaloid contents in different leaf positions and leaf size grades of tobacco

图8 烟叶不同区位与片型各类化学成分聚类分析A，常规化学成分聚类结果；B，色素聚类结果；C，多酚聚类结果；D，有机酸聚类结果；E，腺毛分泌物聚类结果；F，生物碱聚类结果。

Fig.8 Cluster analysis results of various chemical components in different leaf positions and leaf size grades of tobacco

图9 烟叶不同区位与片型总体化学成分聚类分析

Fig.9 Cluster analysis of overall chemical components in different leaf positions and leaf size grades of tobacco

表1 烟叶不同区位与叶型感官评价结果

Table 1 Sensory evaluation results of tobacco leaves by different stalk positions and leaf shapes

烟叶样本	香气特征得分			烟气特征得分		口感特征得分			合计得分
烟叶样本	香气质	香气量	杂气	浓度	劲头	刺激性	余味	回甜感	合计得分
区位1	6.3	6.5	6.0	6.5	6.5	5.8	5.7	6.0	77.06
区位2	6.2	6.3	5.8	6.3	6.2	5.7	5.5	5.8	74.94
区位5	5.8	6.0	5.5	6.2	6.0	5.7	5.5	5.7	72.25
区位8	6.0	6.2	5.7	6.5	6.0	6.0	5.7	6.0	75.06
区位11	5.7	5.8	5.7	6.2	5.8	5.8	5.5	5.8	72.13
区位14	5.2	5.3	5.2	6.0	5.7	5.5	5.3	5.3	66.88
区位3	6.5	6.5	6.2	6.5	6.3	6.0	6.0	6.2	78.75
区位6	6.3	6.3	5.8	6.3	6.0	6.0	5.8	6.3	76.75
区位9	6.3	6.3	6.0	6.3	6.0	6.2	6.0	6.3	77.63
区位12	5.8	5.8	5.7	6.2	5.7	6.0	6.0	6.2	73.75
区位4	6.3	6.3	6.2	6.2	5.8	6.0	5.8	6.3	77.31
区位7	6.0	6.0	6.0	6.0	5.7	6.0	5.7	6.0	74.63
区位10	5.7	5.7	5.5	6.0	5.5	5.8	5.5	5.7	71.00
区位13	5.3	5.3	5.0	6.0	5.5	5.5	5.5	5.5	67.13
大片	6.5	6.5	6.3	6.3	6.0	6.2	6.0	6.3	79.19
中片	6.0	6.0	5.8	6.2	5.8	6.0	6.0	6.2	75.00
小片	5.5	5.5	5.0	6.0	6.0	5.7	5.5	5.5	68.81
碎片	5.0	5.0	4.5	6.0	5.5	5.5	5.2	5.0	63.56
碎末	—	—	—	—	—	—	—	—	—

参考文献 24

[1]	王东旭，武云杰，曾超，等. 土壤质地和氯含量对烤烟叶片区位化学成分的影响［J］. 河南农业科学，2022，51（9）：35-45.
[2]	王戈，陈康康，万明宇，等. 我国烤烟主产区不同尺寸片烟化学成分差异及复烤后变化［J］. 中国烟草科学，2022，43（6）：88-94.
[3]	张腾健，肖锦哲，杨全忠，等. 分切工艺对打叶复烤全过程加工质量的影响［J］. 中国烟草学报，2018，24（3）：30-36.
[4]	潘高伟，郭伟雄，韩佳彤，等. 广东烤烟不同区位叶面的pH值差异化分析［J］. 河南农业科学，2022，51（8）：174-180.
[5]	杨洋，杨雨波，欧明毅，等. 分切加工方式对打叶复烤烟叶质量的影响［J］. 贵州农业科学，2019，47（3）：147-150.
[6]	刘超，陈伟. 河南浓香型烤烟叶面不同分切区位挥发性有机酸质量分数的差异［J］. 烟草科技，2018，51（12）：37-44.
[7]	刘继辉，汪显国，刘静，等. 烟叶主脉不同位置烟梗挥发性香味物质的变化［J］. 中国烟草学报，2017，23（6）：11-15.
[8]	胡静宜，杨永锋，刘茂林，等. 打叶复烤后不同尺寸片烟的化学成分差异［J］. 西北农林科技大学学报（自然科学版），2020，48（9）：89-96.
[9]	陈红丽，周航，杨永锋，等. 不同尺寸片烟游离氨基酸和阿马杜里化合物差异分析［J］. 西北农林科技大学学报（自然科学版），2024，52（8）：60-69.
[10]	张松玉. 烤烟叶片不同区位理化性质差异化研究［D］. 泰安：山东农业大学，2021.
[11]	王瑞新，韩富根，杨素勤，等. 烟草化学品质分析法［M］. 郑州：河南科学技术出版社，1990.
[12]	烟草及烟草制品多酚类化合物绿原酸、莨菪亭和芸香苷的测定［S］.
[13]	刘国顺，韦凤杰，王芳，等.反相高效液相色谱法测定烤烟叶片发育过程中的类胡萝卜素类物质［J］.色谱，2006（2）：161-163.
[14]	赵华新，武丹风，姬小明，等. 海拔对不同基因型烤烟西柏三烯二醇含量的影响［J］. 河南农业科学，2014，43（5）：56-61.
[15]	烟草特征性成分生物碱的测定气相色谱-质谱联用法和气相色谱-串联质谱法［S］.
[16]	易娇，尹笃林，廉世勋，等. 反相HPLC法同时测定烟草中的6种有机酸［J］. 烟草科技，2006，39（7）：36-39.
[17]	谢志坚，涂书新，张嵚，等. 影响烤烟烟碱合成与代谢的因素及其机理分析［J］. 核农学报，2014，28（4）：714-719.
[18]	王小东，顾会战，郭东锋，等. 烤烟叶片不同区位化学成分含量及协调性分析［J］. 烟草科技，2021，54（6）：22-29.
[19]	马一琼，姚倩，程良琨，等. 河南浓香型烤烟叶面不同分区常规化学成分的差异研究［J］. 西北农林科技大学学报（自然科学版），2020，48（12）：26-33.
[20]	李亚伟，孙榅淑，许东亚，等. 豫中不同叶位和成熟度烟叶化学成分的叶片区域分布［J］. 江西农业学报，2016，28（10）：41-45.
[21]	付秋娟，张忠锋，窦家宇，等. 烤烟物理特性与常规化学成分及外观质量的关系［J］. 中国烟草科学，2014，35（1）：117-122.
[22]	贺帆，王涛，孙建锋，等. 烟叶不同区位主要化学成分差异分析［J］. 江西农业学报，2013，25（12）：49-52.
[23]	徐安传. 烟叶不同区位多酚主要组分的分布特征研究［J］. 云南农业大学学报（自然科学版），2013（6）：819-824.
[24]	王树会，李天福，冉邦定，等. 云南不同烟区烟叶中有机酸及乙醚提取挥发性成分含量研究［J］. 中国烟草科学，2004，25（2）：35-37.