Study on Relationship Between Chemical Composition and Sensory Quality of Tobacco Middle Leaves in Southern Anhui Tobacco Area

GAOQin, CHENHuanhuan, ZHUQifa, XIAHao, YUFei, SHENJia, JIANGChaoqiang

Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (7) : 204-209.

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Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (7) : 204-209. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0600

Study on Relationship Between Chemical Composition and Sensory Quality of Tobacco Middle Leaves in Southern Anhui Tobacco Area

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Abstract

To clarify the quality characteristics of flue-cured tobacco middle leaves (C3F) in southern Anhui tobacco-growing areas, 95 representative samples were collected in 2024. By determining routine chemical components and evaluating sensory quality, this study analyzed the relationship between chemical composition and sensory attributes, identified key chemical components affecting sensory quality using correlation analysis and random forest model, and provided guidance for targeted quality improvement. Results showed that the tobacco leaves exhibited the characteristics of high sugar (total sugar 38.33%, reducing sugar 29.72%), medium alkalinity (nicotine 1.08%), and low chloride (chloride ion 0.13%). Nicotine and chloride contents varied significantly (CV>20%). The mean sensory evaluation score was 73.00, indicating overall high and stable quality (CV=4.83%), with outstanding aroma quality, smoothness, and aftertaste, but relatively weak concentration and impact. Correlation analysis revealed that nicotine was significantly positively correlated with total nitrogen, and negatively correlated with total sugar and reducing sugar. Nicotine (contribution: 21.15%) and total nitrogen (contribution: 18.46%) were the primary chemical components influencing the total sensory score, both showing significant positive correlations with dry sensation, and the cumulative contribution rate reached 39.61%. In conclusion, the quality of middle tobacco leaves in southern Anhui is generally good, but the nicotine is low and the chloride ion is insufficient. Optimizing nitrogen management and nicotine regulation, and moderate chlorine supplementation are crucial for enhancing sensory quality. This study provides data support for precision cultivation, scientific fertilization and curing process optimization in southern Anhui tobacco area. In the future, the research on the regulation mechanism of carbon and nitrogen metabolism can be deepened in combination with multi-year positioning and metabolomics.

Key words

southern Anhui tobacco-growing area / middle tobacco leaves / chemical components / sensory quality / correlation analysis

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GAO Qin , CHEN Huanhuan , ZHU Qifa , et al . Study on Relationship Between Chemical Composition and Sensory Quality of Tobacco Middle Leaves in Southern Anhui Tobacco Area[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2026, 42(7): 204-209 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0600

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为明确贵州省黔西南州烤烟产区烟叶化学质量之间的关系,指导特色优质烟叶的开发,采用描述性统计和相关性分析方法,对2021年黔西南州4个烤烟产区(兴义市、安龙县、兴仁县、普安县)不同等级(B<sub>2</sub>F与C<sub>3</sub>F)烟叶样品化学质量之间的关系进行研究。结果表明:(1)烟叶的还原糖、总糖含量偏高,钾和氯含量略低,其他成分含量及其协调性适中,普安县整体化学成分含量优于其他3个产区。(2)总植物碱和总氮与总糖、还原糖、淀粉、氮碱比、糖碱比、钾氯比、烟叶的结构、香气质、杂气、刺激性和余味呈极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)负相关,与烟叶劲头呈显著正相关;还原糖和总糖与氮碱比、糖碱比、钾氯比、结构、香气质、刺激性和余味呈极显著或显著正相关,与劲头呈极显著负相关。(3)糖碱比和氮碱比与烟叶结构、香气质、杂气、刺激性和余味呈极显著或显著正相关,与劲头呈极显著负相关。综上所述,总植物碱、总氮和还原糖、总糖的含量及其协调性对烟叶的外观质量和感官质量有显著影响,是决定烟叶品质的关键因素。
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为探讨生态、品种、栽培措施及其互作对烤烟主要化学成分(还原糖、总氮和烟碱)含量的影响,在河南、山东、陕西3个烟区,以‘豫烟10号’‘、粤烟98’‘、K326’‘、湘烟3号’为研究材料,设置不同的栽培措施,采用方差分析的方法比较烟叶化学成分含量的差异。结果表明:烟叶主要化学成分含量的变异系数在生态间最大,在品种、栽培措施间较小。生态、品种、栽培措施及其互作对还原糖、总氮、烟碱含量均有显著的影响,生态条件对烟叶还原糖、总氮、烟碱含量的贡献率分别为53.92%、24.33%和77.41%,其次是互作效应和品种,栽培处理的贡献率最小。烟叶还原糖和烟碱含量与成熟期和旺长期的降雨量、日照时数关联度较大;烟叶总氮含量与旺长期、成熟期和团棵期的总日照时数关联度最大。生态条件对烟叶化学成分的影响大于品种和栽培措施,是影响烟叶化学成分的主要因素。整个大田期以降雨量和日照时数与烟叶化学成分相关性较大。
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为探明不同施肥(有机肥和无机肥)对烤烟成熟期中部叶碳氮代谢的影响,以云烟87为试材,在保障用氮量一致的基础上,设置了无机肥、有机肥两个处理,研究了烟叶细胞的结构及相关基因的表达。细胞超微结构分析显示有机肥处理在成熟期时淀粉颗粒增多;有机肥处理的中部叶在成熟期(70~80 d)总糖含量显著低于无机肥处理,直到移栽90 d时含量基本一致,表明其中部叶具有较强的糖积累能力;进一步基因表达分析表明施用有机施肥显著促进了碳代谢基因在成熟期(60~80 d)的表达。有机肥处理的中部叶在成熟期总氮含量在70 d最高,经历一个先升高再降低的趋势,而无机肥处理在成熟期烟叶总氮含量呈下降趋势,到90 d时两个处理全氮含量基本一致,表明施用有机肥的烟叶在成熟期经历一个氮素的快速短暂积累。有机肥处理烟碱含量整体低于无机肥处理,分析表明较低的烟碱含量可能与烟碱从中部叶向上部叶的运输相关。氮代谢途径关键基因NRT1和ODC在有机施肥条件下的高表达量是导致中部叶总氮、烟碱在成熟期(60~70 d)积累的主要原因。上述结果表明有机肥增强了总糖、总氮积累能力,降低了烟碱含量,对中部叶碳氮代谢影响较大。
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研究施氮量对不同烟草品种上部叶生长发育及碳氮代谢的影响,为生产优质上部烟叶提供参考。采用双因素裂区试验,研究了不同施氮水平(37.5,75.0,112.5 kg/hm<sup>2</sup>)NC89、云烟87品种上部叶农艺性状、光合特性、叶片组织结构、碳氮代谢关键酶活性及化学成分等指标。随着施氮量的增加,两品种上部叶叶长、叶宽、叶面积、单叶干质量均显著增加,移栽后115 d,高氮处理的NC89和云烟87的叶面积分别比低氮处理显著提高了63.10%,68.43%。增加施氮量提高了NC89叶绿素含量,高氮处理的叶绿素含量比低氮处理高6.67%~37.50%;增加施氮量显著提高了云烟87的净光合速率,移栽后70,80 d尤为显著。移栽后85~115 d栅栏组织、海绵组织、叶片厚度均随施氮量增加而显著增大,低氮和中氮处理的栅栏组织、海绵组织厚度在移栽后95~115 d趋于稳定,而高氮处理仍分别提高了9.82%~14.08%和10.72%~13.72%。随着施氮量的增加,两品种叶片碳含量和C/N显著降低,氮含量显著增加;两品种转化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶、谷氨酸合成酶活性升高,高氮处理降低了云烟87淀粉酶活性,提高了NC89淀粉酶活性,移栽后115 d,高氮处理的云烟87比中氮处理显著降低了27.53%,高氮处理的NC89比低氮和中氮处理分别显著提高了33.86%,21.74%。云烟87谷氨酰胺合成酶活性随施氮量增加显著增加,NC89则无规律变化,差异不显著。增加施氮量降低了烤后叶片还原糖和总糖含量,提高了烟碱和总氮含量。同一施氮水平下,云烟87烟碱、总氮、钾含量高于NC89,还原糖、总糖含量(除低氮水平外)及糖碱比、氮碱比低于NC89。不同烟草品种上部叶对施氮量的响应不同,增加施氮量能够促进NC89上部叶片生长发育和碳代谢,降低糖碱比、氮碱比,提高化学成分协调性,但会造成云烟87氮代谢旺盛,难以适时向碳积累代谢转变,延缓叶片衰老,造成云烟87贪青晚熟。
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为了探索烤烟品种氮素代谢差异对烟叶香气前体物形成的影响,运用大田施肥试验,测定了不同施氮水平下豫烟10号和中烟203成熟过程中的氮素代谢产物和相关酶活性的变化,同时测定了类胡萝卜素和多酚含量。结果表明,品种间GS、GDH等氮素代谢相关酶活性不同决定了氮素转化方式和转移规律,是导致基因型间氮素代谢差异的重要因素。类胡萝卜素和多酚含量与氮代谢产物和相关酶活性的相关性分析:在生长成熟前期类胡萝卜素含量与GS的相关系数达0.515*,在成熟后期与GS、GDH的相关系数分别达0.664**和0.645**;在整个成熟期多酚含量与NR的相关系数达到-0.524**。品种间比较说明烤烟成熟前期氮代谢旺盛有利于类胡萝卜素的形成,成熟后期氮代谢强度减弱有利于类胡萝卜素降解产物的形成;烤烟成熟期NR活性低,硝酸盐积累则多酚的形成受到抑制。
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为研究不同氮用量处理对发酵后雪茄烟叶中性致香物质含量的影响,采用大田试验在海南儋州进行试验。结果表明,施氮水平与海南茄衣中性致香物质含量的变化有一定的关系。随施氮量的增加,上部叶中新植二烯和类胡萝卜素类降解产物总量含量增加,中部叶则是先增加后减少;上部叶中的美拉德反应产物呈现先增后减,中部叶则逐渐减少;芳香族氨基酸降解产物总量整体呈现增加的趋势;上部叶中茄酮呈现先减少后增加的趋势,中部叶则是逐渐减少;其他物质含量整体呈现递减的趋势。从4类致香物质含量变化得出,施氮量180 kg/hm2对提高雪茄茄衣致香物质最有利。
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