基于HPLC指纹图谱技术的烤烟质量分类研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0948

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (25): 151-157.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0948

所属专题：生物技术；烟草种植与生产

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基于HPLC指纹图谱技术的烤烟质量分类研究

董世良¹(), 詹斯文², 何结望¹(), 邱彤², 张雪琼², 刘峰峰¹

¹湖北中烟工业有限责任公司，武汉 430048
²武汉理工大学化学化工与生命科学学院，武汉 430070

收稿日期:2021-10-09 修回日期:2022-07-17 出版日期:2022-09-05 发布日期:2022-08-26
通讯作者: 何结望
作者简介:董世良，男，1982 年出生，河北石家庄人，工程师，大学本科，从事烤烟原料技术研究。通信地址：430048 湖北省武汉市东西湖区环湖路特66 号武汉卷烟厂创新楼湖北中烟工业有限责任公司，Tel：027-61553266，E-mail：317558434@qq.com。
基金资助:
中国烟草总公司科技重点项目“支撑卷烟大品牌的中棵烟高油分烟叶开发与应用研究”(110202102036);湖北中烟工业有限责任公司科技项目“中棵烟高油分质量特性及成分表征研究”。(2021JCYL3JS2B026)

Quality Classification of Flue-cured Tobacco Based on HPLC Fingerprint Technique

DONG Shiliang¹(), ZHAN Siwen², HE Jiewang¹(), QIU Tong², ZHANG Xueqiong², LIU Fengfeng¹

¹Hubei China Tobacco Industry Co., Ltd., Wuhan 430048
²School of Chemistry, Chemical Engineering and Life Science, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070

Received:2021-10-09 Revised:2022-07-17 Online:2022-09-05 Published:2022-08-26
Contact: HE Jiewang

摘要/Abstract

摘要：

为解决当前烤烟质量分类费时费力且主观偶然性强的问题，采用高效液相指纹图谱技术，对来自多个省份的典型烟叶产区共14批B2F下限等级烟叶进行图谱信息采集，并基于14批烟叶图谱进行主成分提取、相关性分析和聚类分析。选取前5个主成分进行分析。相关性分析表明，钾和主成分值之间呈极显著相关。聚类分析表明，来自多个省份典型烟叶产区的烟叶可大致分为3类。其中第1类样品与第2类样品的钾含量差异明显;第2类样品中氯的含量明显高于第1、3类样品。试验结果表明，烟叶的HPLC指纹图谱可以作为烟叶质量控制的新方法，此方法可以提高烟草品质判别效率，降低人工评价的个体差异。

关键词: 烤烟, 质量分类, 指纹图谱, 高效液相, 化学成分

Abstract:

The paper aims to solve the problem of time-consuming and laborious quality classification of flue-cured tobacco. 14 batches of B2F lower limit grade tobacco leaves from typical tobacco leaf producing areas of multiple provinces were analyzed by HPLC fingerprinting technology. Meanwhile, principal component extraction, correlation analysis and cluster analysis were carried out. Based on the first five principal components, there was a significant correlation between potassium and principal component values. Cluster analysis showed that tobacco leaves could be roughly divided into three categories. The difference of potassium content between the first type and the second type of samples was obvious, while the contents of chlorine in the second type of samples were obviously higher than that in the first and third types of samples. The results showed that the HPLC fingerprint of tobacco leaves could be used as a new method for tobacco quality control, which could enhance the efficiency of tobacco quality classification, and reduce the individual differences from artificial evaluation.

Key words: flue-cured tobacco, quality classification, fingerprint, HPLC, chemical composition

中图分类号:

S323，S572

董世良, 詹斯文, 何结望, 邱彤, 张雪琼, 刘峰峰. 基于HPLC指纹图谱技术的烤烟质量分类研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(25): 151-157.

DONG Shiliang, ZHAN Siwen, HE Jiewang, QIU Tong, ZHANG Xueqiong, LIU Fengfeng. Quality Classification of Flue-cured Tobacco Based on HPLC Fingerprint Technique[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(25): 151-157.

图/表 11

参考文献 21

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	S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7	S8	S9	S10	S11	S12	S13	S14	对照
S1	1.00
S2	1.00	1.00
S3	0.99	0.99	1.00
S4	1.00	1.00	0.99	1.00
S5	0.99	0.99	0.99	0.99	1.00
S6	0.98	0.98	0.99	0.98	0.99	1.00
S7	0.96	0.97	0.99	0.96	0.98	0.99	1.00
S8	0.99	0.99	0.98	1.00	0.99	0.97	0.95	1.00
S9	0.93	0.94	0.96	0.91	0.94	0.95	0.97	0.89	1.00
S10	0.95	0.94	0.91	0.96	0.94	0.90	0.86	0.97	0.77	1.00
S11	0.97	0.98	0.97	0.98	0.99	0.97	0.95	0.99	0.87	0.97	1.00
S12	0.96	0.96	0.94	0.98	0.96	0.93	0.89	0.99	0.81	0.99	0.98	1.00
S13	0.99	1.00	0.99	0.99	1.00	0.98	0.97	0.99	0.93	0.95	0.99	0.97	1.00
S14	0.94	0.94	0.93	0.95	0.95	0.94	0.91	0.96	0.81	0.96	0.98	0.96	0.96	1.00
对照	1.00	1.00	0.99	1.00	1.00	0.99	0.97	1.00	0.93	0.95	0.99	0.97	1.00	0.96	1.00

	S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7	S8	S9	S10	S11	S12	S13	S14	对照
S1	1.00
S2	1.00	1.00
S3	0.99	0.99	1.00
S4	1.00	1.00	0.99	1.00
S5	0.99	0.99	0.99	0.99	1.00
S6	0.98	0.98	0.99	0.98	0.99	1.00
S7	0.96	0.97	0.99	0.96	0.98	0.99	1.00
S8	0.99	0.99	0.98	1.00	0.99	0.97	0.95	1.00
S9	0.93	0.94	0.96	0.91	0.94	0.95	0.97	0.89	1.00
S10	0.95	0.94	0.91	0.96	0.94	0.90	0.86	0.97	0.77	1.00
S11	0.97	0.98	0.97	0.98	0.99	0.97	0.95	0.99	0.87	0.97	1.00
S12	0.96	0.96	0.94	0.98	0.96	0.93	0.89	0.99	0.81	0.99	0.98	1.00
S13	0.99	1.00	0.99	0.99	1.00	0.98	0.97	0.99	0.93	0.95	0.99	0.97	1.00
S14	0.94	0.94	0.93	0.95	0.95	0.94	0.91	0.96	0.81	0.96	0.98	0.96	0.96	1.00
对照	1.00	1.00	0.99	1.00	1.00	0.99	0.97	1.00	0.93	0.95	0.99	0.97	1.00	0.96	1.00

成分	初始特征值			提取载荷平方和
成分	总计	方差百分比	累积/%	总计	方差百分比	累积/%
1	6.025	37.657	37.657	6.025	37.657	37.657
2	3.194	19.963	57.620	3.194	19.963	57.620
3	1.909	11.933	69.553	1.909	11.933	69.553
4	1.591	9.944	79.497	1.591	9.944	79.497
5	1.229	7.682	87.179	1.229	7.682	87.179

成分	初始特征值			提取载荷平方和
成分	总计	方差百分比	累积/%	总计	方差百分比	累积/%
1	6.025	37.657	37.657	6.025	37.657	37.657
2	3.194	19.963	57.620	3.194	19.963	57.620
3	1.909	11.933	69.553	1.909	11.933	69.553
4	1.591	9.944	79.497	1.591	9.944	79.497
5	1.229	7.682	87.179	1.229	7.682	87.179

色谱峰	成分1	成分2	成分3	成分4	成分5
1	0.147	0.941	0.125	0.048	0.149
2	0.576	-0.386	0.198	0.409	0.354
3	0.841	-0.243	0.192	-0.173	0.137
4	0.688	-0.002	0.392	0.196	0.459
5	0.190	0.899	0.090	0.054	0.294
6	0.881	0.070	-0.009	0.214	-0.145
7	0.278	0.239	0.070	0.750	-0.090
8	0.100	-0.110	0.850	-0.340	0.097
9	0.654	-0.423	0.359	-0.358	-0.072
10	0.833	0.020	-0.258	0.138	-0.087
11	0.072	0.812	0.400	-0.016	-0.327
12	0.556	-0.035	0.390	0.017	-0.691
13	0.519	0.535	-0.288	-0.527	-0.069
14	0.833	-0.041	-0.333	0.184	-0.250
15	0.852	-0.203	-0.328	-0.131	0.039
16	0.682	0.224	-0.347	-0.386	0.246

基于HPLC指纹图谱技术的烤烟质量分类研究

Quality Classification of Flue-cured Tobacco Based on HPLC Fingerprint Technique

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样品id	成分1	成分2	成分3	成分4	成分5
3	1.891269	-2.47454	-0.04195	1.797177	0.187968
10	4.008641	-1.27142	-0.29996	0.979117	-0.14221
13	5.246447	1.246554	-2.2646	-1.24035	0.590804
36	1.861459	-1.78994	2.33956	-1.14184	-0.23339
38	-1.93648	0.694963	-0.56639	-0.34011	0.303576
40	-0.45709	2.292238	0.392088	2.546729	0.573785
44	-1.29232	0.905235	0.413929	-0.66774	1.768696
56	0.371754	0.982477	2.896048	-0.26054	-1.22096
58	-2.79969	-0.87821	-0.1051	0.581772	1.968574
62	-3.16799	-2.83945	-1.71957	-0.12767	-1.11867
66	-1.15691	1.343558	-0.82733	-1.90894	-0.60237
68	-1.40751	-1.06929	-0.63195	0.100112	-1.39746
70	-0.57084	-0.25358	0.902134	-1.27315	0.841632
83	-0.59075	3.111399	-0.48693	0.955441	-1.51994

样品序号	样品id	产地	品种	还原糖	总氮	氯	烟碱	总糖	钾
1	3	安徽皖南宣城	云烟87	21.98	1.96	0.15	2.78	24.89	1.70
2	10	福建龙岩	云烟87	24.56	2.36	0.33	3.85	25.47	2.27
3	13	湖北永州	云烟87	16.75	2.49	0.42	3.37	16.75	2.63
4	36	湖北襄阳保康	云烟87	19.16	2.83	0.47	4.23	23.35	1.82
5	38	湖北恩施宣恩	云烟87	27.81	1.87	0.27	2.47	33.42	1.95
6	40	湖北十堰房县	云烟87	27.22	2.41	0.24	3.48	31.23	2.05
7	58	黑龙江林口	龙江911	35.99	1.69	0.77	1.63	36.75	1.55
8	62	河南驻马店	云烟87	22.85	2.21	1.02	3.11	26.03	1.22
9	66	云南马龙	云烟87	25.83	2.37	0.71	3.10	31.54	1.84
10	68	云南沾益	云烟87	21.82	2.50	0.19	3.10	32.32	1.37
11	70	湖北保康	K326	15.19	3.06	0.41	5.02	18.60	1.72
12	88	四川凉山会东	红大	17.75	2.85	0.42	3.18	20.18	1.95

项目	主成分1	主成分2	主成分3	主成分4	主成分5	复相关系数
还原糖	-0.46	-0.062	-0.044	0.325	0.433	0.556
总氮	0.265	0.274	0.343	-0.316	-0.377	0.64
氯	-0.442	-0.213	-0.265	-0.386	-0.008	0.475
烟碱	0.394	-0.004	0.427	-0.288	-0.163	0.52
总糖	-0.613^*	-0.075	0.019	0.236	0.172	0.479
钾	0.788^**	0.536	-0.143	-0.028	0.246	0.939^**

分类	还原糖	总氮	氯	烟碱	总糖	钾
第1类（2批样品）	17.75~27.22	2.41~2.85	0.24~0.42	3.18~3.48	20.18~31.23	1.95~2.05
第2类（6批样品）	15.19~35.99	1.69~3.06	0.19~1.02	1.63~5.02	18.6~36.75	1.22~1.95
第3类（4批样品）	16.75~24.56	1.96~2.83	0.15~0.47	2.78~4.23	16.75~25.47	1.70~2.63

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