顧少龍，張國(guó)顯，史宏志，劉國(guó)順，王廷曉，顧建國(guó)，謝德平

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南鄭州450002;2.河南中煙工業(yè)公司，河南鄭州450000;3.平頂山煙草公司，河南平頂山467000)

特色優(yōu)質(zhì)煙葉是烤煙生產(chǎn)發(fā)展的重要方向，品種是形成特色煙葉最重要的條件之一.不同品種由于遺傳因素不同，在不同的生態(tài)環(huán)境和栽培條件的作用下，在煙株的生長(zhǎng)發(fā)育和煙葉的物理性狀、化學(xué)成分、吸食品質(zhì)與風(fēng)格等方面，都有諸多的差異.遺傳因素不同，煙株的生長(zhǎng)發(fā)育、養(yǎng)分吸收及分配規(guī)律不同，葉片C，N代謝強(qiáng)度及代謝產(chǎn)物，化學(xué)成分的種類(lèi)、數(shù)量與比例不同，進(jìn)而形成不同質(zhì)量風(fēng)格的煙葉［1］.由于基因型受生態(tài)因子和生產(chǎn)條件的影響較大，因此，只有將品種特性與各地生態(tài)條件結(jié)合起來(lái)，才能發(fā)揮優(yōu)良品種的生產(chǎn)潛力，生產(chǎn)出符合卷煙工業(yè)所需的優(yōu)質(zhì)煙葉［2，3］.煙葉化學(xué)成分是決定評(píng)吸質(zhì)量和煙氣特性等質(zhì)量特性的內(nèi)在因素.煙葉中的主要化學(xué)成分的含量及其比值，在很大程度上確定了煙葉及其制品的煙氣特性，因而直接影響著煙葉品質(zhì)的優(yōu)劣［4］.煙葉致香物質(zhì)含量與其香氣質(zhì)量密切相關(guān)，通過(guò)分析煙葉致香物質(zhì)含量，可以對(duì)煙葉質(zhì)量進(jìn)行比較客觀(guān)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)［5，6］.煙草的香味物質(zhì)的形成是一種生理生化過(guò)程，這一過(guò)程受內(nèi)部的遺傳基因、外部的環(huán)境條件和調(diào)制、陳化等過(guò)程的綜合影響.特定的生態(tài)條件是難以通過(guò)人為因素改變的，但通過(guò)篩選適于本地區(qū)生態(tài)條件的種植品種是可以實(shí)現(xiàn)的.適宜的優(yōu)良品種在特定地區(qū)種植則可以表現(xiàn)出較高的商品價(jià)值和工業(yè)可用性［7］.濃香型特色煙葉是中式卷煙的核心原料，河南省豫中地區(qū)是濃香型特色煙葉的典型代表，但近年來(lái)由于品種退化，現(xiàn)有主栽品種中煙100濃香型風(fēng)格不突出等原因，造成濃香型風(fēng)格弱化.因此品種問(wèn)題成為制約豫中地區(qū)優(yōu)質(zhì)特色煙葉生產(chǎn)的主要因素，積極篩選、研究、推廣濃香型風(fēng)格突出的優(yōu)良品種，對(duì)恢復(fù)、提高和彰顯濃香型煙葉風(fēng)格特色，打造優(yōu)質(zhì)濃香型煙葉品牌，促進(jìn)中式卷煙品牌優(yōu)質(zhì)原料體系建設(shè)具有十分重要的意義.本試驗(yàn)選取9個(gè)不同基因型烤煙品種，對(duì)其烤后葉片化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)含量進(jìn)行分析比較，旨在為豫中煙區(qū)煙葉生產(chǎn)選擇適宜的栽培品種提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 供試材料

以NC 297，NC 102，KRK 26，KRK 28，NC 71，NC 72，CC 402，NC 89，中煙100(ZY 100)等9個(gè)烤煙品種為參試材料.其中NC 297，NC 102，NC 71，NC 72，CC 402 從美國(guó)引進(jìn)，KRK 26，KRK 28從津巴布韋引進(jìn).

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2009年在平頂山市郟縣茨芭鄉(xiāng)吳洞村進(jìn)行，選擇土壤肥力均勻，地面平整，排灌方便，肥力中上等的、有代表性的地塊進(jìn)行試驗(yàn).試驗(yàn)地前茬為烤煙，土壤 pH 值為7.13、堿解氮66.09 mg·kg-1、速效磷 7.99 mg·kg-1、速效鉀 153.56 mg·kg-1、有機(jī)質(zhì) 20.80 g·kg-1.

施純氮 52.5 kg·hm-2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶2∶3，各品種處理施肥和田間管理同常規(guī)措施.所用肥料為芝麻餅肥、煙草復(fù)合肥(10-12-18)、重過(guò)磷酸鈣、硝酸鉀.試驗(yàn)采用單因子完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，2009-03-06播種，采用漂浮育苗，2009-05-20移栽，每個(gè)小區(qū)種植面積330 m2，行株距為120 cm×50 cm，單株留葉20～22片，其它栽培管理措施及病蟲(chóng)害防治均按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)技術(shù)方案要求進(jìn)行，采用三段式烘烤工藝進(jìn)行調(diào)制，按 GB 2635—1992《烤煙》進(jìn)行分級(jí).各品種樣品取C3F 1 kg進(jìn)行樣品分析.

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 煙葉主要化學(xué)成分的測(cè)定 采用AAⅢ型連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀測(cè)定(德國(guó)BRAN+LUEBBE公司生產(chǎn)).

1.3.2 中性香味物質(zhì)提取及定性定量分析 前處理采用“水蒸氣蒸餾-二氯甲烷溶劑萃取”法.在500 mL圓底燒瓶中加入10.000 g煙樣(過(guò)60目篩)、1.0 g 檸檬酸、0.5 mL 內(nèi)標(biāo)(302 g·mL-1硝基苯)、350 mL蒸餾水.安裝同步蒸餾萃取裝置，從冷凝管上方加入40 mL二氯甲烷于250 mL燒瓶中，待開(kāi)始沸騰時(shí)進(jìn)行同時(shí)蒸餾萃取，裝置中出現(xiàn)分層時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí).2.5 h后，收集250 mL燒瓶中的有機(jī)相，加入10 g左右無(wú)水硫酸鈉搖勻至溶液澄清，轉(zhuǎn)移有機(jī)相到雞心瓶，于60℃水浴濃縮有機(jī)相至1 mL左右，即得煙葉精油.所得樣品由GC/MS鑒定結(jié)果和NIST庫(kù)檢索定性.

采用HP 5890-5972氣質(zhì)連用儀.GC/MS分析條件，色譜柱:HP-5(60 m ×0.25 mmid ×0.25 μmdf);載氣:He;流速:0.8 mL·min-1;進(jìn)樣口溫度:250℃;傳輸線(xiàn)溫度:280℃;離子源溫度:177℃;升溫程序:初溫50℃，恒溫2 min后，以2℃·min-1的速度升至120℃，5 min后2℃·min-1的速度升至240℃，保持30 min;分流比1∶15;進(jìn)樣量2μL;電離能70 eV;質(zhì)量數(shù)范圍50～500 amu;采用NIST 02譜庫(kù)檢索定性.假定相對(duì)校正因子為1，采用內(nèi)標(biāo)法定量.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基因型烤煙的常規(guī)化學(xué)成分含量分析

化學(xué)成分及其比值是評(píng)價(jià)煙葉內(nèi)在質(zhì)量的基礎(chǔ)，也是煙葉香吃味質(zhì)量的內(nèi)在反映［8］.通過(guò)對(duì)不同基因型烤煙化學(xué)成分含量的檢測(cè)，結(jié)果表明，常規(guī)化學(xué)成分在品種間存在廣泛的變異(表1)，常規(guī)成分中鉀含量的變異系數(shù)最大，說(shuō)明鉀含量穩(wěn)定性最低，受遺傳因素的影響最大;蛋白質(zhì)的變異系數(shù)最小，說(shuō)明其穩(wěn)定性最好.不同基因型烤煙品種之間煙葉中總糖、還原糖、總氮、煙堿、蛋白質(zhì)、氯含量雖有所差異，但并不十分明顯，其絕大多數(shù)化學(xué)成分含量均在較適宜的范圍之內(nèi).就單個(gè)成分而言，總糖含量的變化范圍為210.98～339.92 g·kg-1，還原糖為 182.20 ～283.86 g·kg-1，中煙 100 的總糖和還原糖的含量最高，KRK 28的總糖和還原糖的含量最低;KRK 28的總氮含量最高、NC 102的煙堿和蛋白質(zhì)含量最高，中煙100的總氮、煙堿和蛋白質(zhì)含量最低，說(shuō)明中煙100的煙氣濃度和生理強(qiáng)度較其它品種小.就化學(xué)比值而言，基因型之間的差異增大，糖堿比的變異系數(shù)最大，KRK 28和中煙100的氮堿比較為適宜;糖堿比以NC 89最為適宜;除CC 402和NC 72以外，各基因型的鉀氯比都大于4.

表1 不同基因型烤煙C3F的化學(xué)成分含量Table1 Chemical component contents in different genotypes of flue-cured tobacco(C3F) g·kg-1

2.2 不同基因型烤煙中性致香物質(zhì)含量分析

香氣是構(gòu)成煙葉風(fēng)格特色和質(zhì)量特征的核心內(nèi)容，但香氣物質(zhì)成分非常復(fù)雜，有些香氣物質(zhì)含量很少，卻對(duì)煙葉香氣質(zhì)量貢獻(xiàn)很大［9～14］.對(duì)不同基因型烤煙煙葉中中性致香物質(zhì)的定量分析結(jié)果表明，在檢測(cè)出的28種中性致香物質(zhì)成分中，其中含量較高的組分有新植二烯、糠醛、茄酮、β-大馬酮、香葉基丙酮等(表2).不同基因型烤煙中所含中性致香物質(zhì)的種類(lèi)相同，但各中性致香物質(zhì)含量卻有所差異.品種KRK 28中性致香物質(zhì)中有 β-大馬酮、3-羥基-β-二氫大馬酮、巨豆三烯酮4、螺巖蘭草酮、法尼基丙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、6-甲基-5-庚烯-2-醇、芳樟醇、糠醛、糠醇、5-甲基 -2-糠醛、3，4-二甲基 -2，5-呋喃二酮、2-乙酰基吡咯、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇、新植二烯17種成分含量都是最高，茄酮以NC 297含量最高，NC 102的脫氫β-紫羅蘭酮、苯甲醛，KRK 26中二氫獼猴桃內(nèi)酯含量最高，NC 72的香葉基丙酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3含量最高，CC 402的氧化異佛爾酮、4-乙烯-2-甲氧基苯酚含量較高，NC 89的巨豆三烯酮1含量較高.不同基因型烤煙中性致香物質(zhì)總量由高到低為KRK 28，NC 72，NC 71，KRK 26，NC 102，NC 297，CC 402，NC 89，中煙100，其中 KRK 28是中煙100的2.67倍，表明煙葉的中性致香物質(zhì)含量與基因型密切相關(guān).

2.3 不同基因型烤煙中性致香物質(zhì)的分類(lèi)分析

煙葉中化學(xué)成分眾多，不同中性致香物質(zhì)具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，對(duì)煙葉香氣的質(zhì)、量、型有不同的貢獻(xiàn).為便于分析不同基因型烤煙中性致香物質(zhì)含量的差異，對(duì)煙葉所測(cè)定的中性致香物質(zhì)按煙葉香氣前體物進(jìn)行了分類(lèi)［1，8］，分別為類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)、棕色化產(chǎn)物類(lèi)、苯丙氨酸類(lèi)、類(lèi)西柏烷類(lèi)、新植二烯5大類(lèi).由表3可知，在中性致香物質(zhì)成分中，類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物較豐富，在不同基因型中的變異范圍為35.66 ～79.36 μg·g-1，變異系數(shù)最

小，其中巨豆三烯酮是葉黃素的降解產(chǎn)物，對(duì)煙葉的香味有重要貢獻(xiàn)，也是國(guó)外優(yōu)質(zhì)煙葉的顯著特征［15，16］，KRK 28 中巨豆三烯酮含量最高.棕色化產(chǎn)物類(lèi)致香物質(zhì)也較豐富，其變幅為12.27～37.16μg·g-1，變異系數(shù)較大.以苯丙氨酸裂解產(chǎn)物含量最低，在基因型之間變異系數(shù)最大，為78.62%.類(lèi)西柏烷是煙葉腺毛分泌物的主要成分，其降解產(chǎn)生的揮發(fā)性香氣成分茄酮含量總體上僅低于新植二烯，其變異幅度為59.31～151.47μg·g-1.葉綠素降解產(chǎn)物新植二烯是含量最高的成分，在不同基因型中的變異范圍為465.62～1 280.00 μg·g-1，不同基因型烤煙葉片中性致香物質(zhì)總量的差異主要是由新植二烯含量不同所造成的.KRK 28的新植二烯含量最高，中煙100的含量最低，但新植二烯香氣閾值較高，本身只具有微弱香氣，在調(diào)制和陳化過(guò)程中可進(jìn)一步降解轉(zhuǎn)化為其他低分子成分［1］.KRK 28的類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)降解產(chǎn)物、棕色化產(chǎn)物類(lèi)降解產(chǎn)物、苯丙氨酸裂解產(chǎn)物類(lèi)致香物質(zhì)和新植二烯的含量明顯高于其他品種，品種NC 297的類(lèi)西柏烷類(lèi)致香物質(zhì)含量最高，各類(lèi)致香物質(zhì)都以中煙100最低.

表2 不同基因型烤煙C3F中性致香物質(zhì)含量Table2 Aroma component contents in different genotypes of flue-cured tobacco(C3F) μg·g-1

表3 不同基因型烤煙C3F中性致香物質(zhì)分類(lèi)分析Table3 Classification analysis of aroma component contents in different genotypes of flue-cured tobacco(C3F)μg·g-1

3 結(jié)論與討論

煙葉化學(xué)成分種類(lèi)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受氣候、栽培、加工等多種因素影響，各種化學(xué)成分含量和相互間比例的變化較大.有研究［17，18］認(rèn)為，水溶性總糖是決定煙氣甜度和醇和度的主要因素，而總氮和煙堿則反映了煙葉的生理強(qiáng)度和煙氣濃度.糖堿比、氮堿比是評(píng)價(jià)煙氣酸堿平衡的重要指標(biāo)，通常作為對(duì)煙氣柔和性和細(xì)膩度的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)，糖堿比一般以8 ～10，氮堿比一般以0.9 ～1.0 較為適宜［8］.本試驗(yàn)結(jié)果表明，幾種化學(xué)成分在基因型間存在著廣泛的變異，說(shuō)明各種化學(xué)成分與基因型存在密切的關(guān)系，不同基因型煙葉中主要化學(xué)成分如總糖、還原糖、總氮、煙堿、蛋白質(zhì)之間雖有所差異，但各種化學(xué)成分比值如糖堿比、氮堿比的差異更為明顯，表明煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性與基因型表現(xiàn)和品種地域適應(yīng)性有關(guān);研究發(fā)現(xiàn)鉀、氯在不同基因型烤煙中的變異最大，表明在相同的栽培措施和施肥水平條件下，各個(gè)基因型煙葉中的鉀、氯含量的表現(xiàn)并不一致，說(shuō)明不同基因型品種對(duì)鉀、氯的吸收能力存在著差異.本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)KRK 26和KRK 28吸收鉀能力較強(qiáng)，結(jié)合田間觀(guān)察這2個(gè)品種伸根期比較長(zhǎng)，根系生長(zhǎng)量較大，這可能與這2個(gè)品種吸收鉀能力強(qiáng)有關(guān).

基因型是烤煙香氣的遺傳基礎(chǔ).由于基因型不同，香氣前體物代謝轉(zhuǎn)化的各種致香成分的種類(lèi)和含量也各不相同［1］.本試驗(yàn)結(jié)果表明，主要揮發(fā)性中性致香物質(zhì)含量與基因型之間存在密切關(guān)系，不同基因型烤煙品種中性致香物質(zhì)的種類(lèi)基本相同，但含量卻有較大差異.不同基因型烤煙中性致香物質(zhì)總量以基因型KRK 28為最高，基因型中煙100為最低.通過(guò)對(duì)中性致香物質(zhì)的分類(lèi)比較，KRK 28的類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物類(lèi)、棕色化產(chǎn)物降解產(chǎn)物類(lèi)、苯丙氨酸裂解產(chǎn)物類(lèi)致香物質(zhì)和新植二烯的含量明顯都高于其它基因型，品種NC 297的類(lèi)西柏烷類(lèi)致香物質(zhì)最高，各類(lèi)致香物質(zhì)都以中煙100最低.其中類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物類(lèi)KRK 28是中煙100的2.23倍，棕色化產(chǎn)物降解產(chǎn)物類(lèi)KRK 28是中煙100的3.03倍，苯丙氨酸裂解產(chǎn)物類(lèi)致香物質(zhì)和新植二烯KRK 28是中煙100的16.22和2.75倍，類(lèi)西柏烷類(lèi)致香物質(zhì)NC 297是中煙100的2.26倍.同類(lèi)中性致香物質(zhì)含量的差異，反映了不同基因型之間中性致香物質(zhì)類(lèi)群的差異性，這可能是導(dǎo)致不同基因型烤煙表現(xiàn)出不同的香吃味質(zhì)量和風(fēng)格的重要原因.但煙葉中的中性致香物質(zhì)種類(lèi)很多，不同的致香物質(zhì)種類(lèi)對(duì)煙葉香味的作用和貢獻(xiàn)各不相同，某些物質(zhì)的含量很少，但可能對(duì)煙葉香味的貢獻(xiàn)很大，也可能是某些特征香氣的重要來(lái)源［1，10，11］.因此，還需要系統(tǒng)探索各致香物質(zhì)組分對(duì)煙葉香味的作用和貢獻(xiàn)，并運(yùn)用多種分析方法了解各組分及含量比例對(duì)煙葉香氣質(zhì)和香氣量的影響.

中性致香物質(zhì)含量的差異是導(dǎo)致不同基因型烤煙香味差異的主要原因，也為選育某種特定香氣質(zhì)量的品種提供了依據(jù).本試驗(yàn)中KRK 28和NC 72的中性致香物質(zhì)含量豐富，中煙100中性各類(lèi)致香物質(zhì)都低于其它品種，這可能是其香氣量不足，濃香型風(fēng)格不突出的重要原因.

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