不同水肥條件下采收時間對烤煙致香物質(zhì)含量的影響

韓富根，王 涵，王利超，康雪莉，董祥洲

(1.河南農(nóng)業(yè)大學煙草學院，河南鄭州，450002;2.安徽皖南煙葉有限責任公司，安徽宣城，242000)

田間成熟煙葉，香味物質(zhì)和化學成分等含量穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于烘烤，烤后煙葉質(zhì)量高，醇化效果好，香氣量足，吃味好［1］.因此，煙葉成熟度關(guān)系到煙葉質(zhì)量品質(zhì)高低，是烤煙生產(chǎn)的核心，提高成熟度是改善煙葉烘烤質(zhì)量的關(guān)鍵措施［2］.目前對煙葉成熟度的研究多集中在鮮煙葉外觀成熟特征，不同成熟度煙葉組織結(jié)構(gòu)、化學組分的生理生化變化及其與烤后煙葉化學成分的差異等方面［3～6］，而關(guān)于不同成熟度對煙葉致香物質(zhì)含量影響的研究較少［1，7］.田間煙葉成熟度受栽培措施和生態(tài)環(huán)境等因素的影響較大［8，9］，在特定生態(tài)環(huán)境條件下，煙田水肥管理規(guī)范化程度直接影響到煙葉成熟度，進而影響煙葉的香氣成分和含量，而有關(guān)不同水肥條件下采收時間對烤煙致香物質(zhì)含量影響的研究尚缺乏報道.由于煙葉的成熟度與采收時間直接相關(guān)，正確把握煙葉成熟度，適時采收顯得尤其重要.吉林延邊地區(qū)，烤煙移栽后氣溫較低，生長后期熱量不足，且無霜期較短，因此，對煙葉采收時間更需準確把握.本研究采用大田試驗，探討了延邊煙區(qū)不同水肥條件下采收時間對烤煙致香物質(zhì)含量的影響，為提高煙葉采收成熟度和致香物質(zhì)含量提供參考.

1 材料與方法

1.1 試驗條件

試驗于2007年在吉林省延邊地區(qū)和龍市進行.烤煙品種為當?shù)刂髟云贩N吉煙9號.土壤類型為暗棕壤，前茬作物為黃豆.土壤養(yǎng)分分析結(jié)果為:有機質(zhì) 20.0 g·kg－1，速效氮 84.2 mg·kg－1，速效磷56.35 mg·kg－1，速效鉀 165 mg·kg－1.m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)為 1∶1.5∶3，其中 40% 的氮素由芝麻餅肥提供，全部餅肥、磷肥、70%的無機氮肥和鉀肥起壟時作基肥開溝施入，20%的無機氮肥和15%鉀肥栽煙時作窩肥穴施，剩余肥料在團棵期追施.田間管理按規(guī)范化栽培措施進行.

1.2 試驗設(shè)計

田間試驗采用裂區(qū)試驗設(shè)計，主區(qū)設(shè)為A1:全生育期內(nèi)遇旱灌水，A2:不灌水2個處理，試驗當年團棵期至打頂前天氣干旱，分別在6月中旬和7月上旬對處理A1進行2次人工注水(注水量為3 kg·棵－1).設(shè)施純氮60，75，90 kg·hm－23 個處理(B1，B2，B3)，在主區(qū)隨機排列，3 次重復.小區(qū)面積36 m2，行長10 m，株行距為50 cm ×120 cm.各小區(qū)分別取葉齡為60，65(當?shù)卣２墒諘r間)，70 d的中部葉進行采收、烘烤，以測定不同水肥條件下煙葉成熟度對內(nèi)在質(zhì)量的影響.

1.3 測定項目和方法

采收的中部葉進行三段式烘烤.烘烤后取中部葉(C3F)1 kg進行煙葉致香物質(zhì)的分析.

致香物質(zhì)的提取及定性、定量分析采用HP 5890Ⅱ－5972氣質(zhì)聯(lián)用儀(美國安捷倫公司)，在河南農(nóng)業(yè)大學國家煙草栽培生理生化研究基地實驗室進行.在同時蒸餾萃取裝置的一端接盛有10 g煙樣、1 g檸檬酸、350 mL蒸餾水和0.5 mL硝基苯內(nèi)標的500 mL圓底燒瓶，使用恒溫電熱套進行加熱;裝置的另一端接盛有40 mL二氯甲烷的250 mL圓底燒瓶，該端燒瓶置于水浴溫度為60℃的恒溫鍋中加熱，同時蒸餾萃取2.5 h后加入10 g無水硫酸鈉干燥有機相，然后于60℃水浴中濃縮至1 mL左右即得.

由GC/MS分析和NIST庫檢索定性.色譜柱:HP －5MS(30 m ×0.25 mm.i.d.×0.25 μm d.f.);載氣:He;流速:0.8 mL·min－1;進樣口溫度:250℃;傳輸線溫度:280℃;離子源溫度:177℃;升溫程序:初溫50℃，恒溫2 min后，以2℃·min－1的速率升至120℃，5 min后以2℃·min－1的速率升至240 ℃，保持30 min;分流比1∶15，進樣量2 μL;電離能70 eV;質(zhì)量數(shù)范圍25～500 amu;MS譜庫NIST02.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水肥條件下采收時間對烤煙致香物質(zhì)含量的影響

通過對烤后煙葉致香物質(zhì)成分的GC/MS分析，共測出27種對煙葉致香物質(zhì)有較大影響的化合物(表1和表2).其中苯丙氨酸類5種，棕色化產(chǎn)物類6種，類西柏烷類2種，類胡蘿卜素類13種和新植二烯.

表1 不同采收時間對灌水處理烤煙致香物質(zhì)含量的影響Table 1 Effect of different harvest time on aroma quality of flue-tobacco with irrigation μg·g－1

續(xù)表 Continuing table

在灌水條件下(表1)，各處理致香物質(zhì)總量以及不同種類致香物質(zhì)含量差異明顯.其中施純氮60和90 kg·hm－2時，隨采收時間推進，致香物質(zhì)總量均表現(xiàn)為先降后增，同為60 d采收最高，且27種致香成分中分別有8和9種成分含量較高.這表明在灌水條件下，煙葉成熟速度快，推遲采收會造成內(nèi)含物降解與轉(zhuǎn)化，從而導致致香物質(zhì)含量的減少;施純氮75 kg·hm－2時，總體趨勢為先增后降，以65 d采收煙葉致香物質(zhì)總量最高，其中有9種致香成分較高.在該條件下，提前或者推遲采收都會造成致香物質(zhì)含量的降低.

表2 不同采收時間對遇旱不灌水處理烤煙中性香氣成分含量的影響Table 2 Effect of different harvest time on aroma quality of flue-tobacco with no irrigation μg·g－1

續(xù)表 Continuing table

遇旱不灌水條件下(表2)，施純氮60和75 kg·hm－2時，均以70 d采收的煙葉致香物質(zhì)總量最高，分別有14和11種致香成分含量較高.這說明在不灌水且施純氮60或75 kg·hm－2條件下，推遲采收有利于提高煙葉致香物質(zhì)含量;施純氮90 kg·hm－2時，以65 d采收的煙葉致香物質(zhì)總量最高，70 d最低.這可能是施氮量過高，煙葉生長相對較快，推遲采收時煙葉已經(jīng)過熟，煙葉內(nèi)含物過度消耗，使致香物質(zhì)總量降低.

綜合比較所有處理(表1和表2)可以看出，以不灌水、施純氮90 kg·hm－2條件下，65 d采收的煙葉致香物質(zhì)總量最高.有研究表明，新植二烯以外的致香物質(zhì)總量對煙葉香氣協(xié)調(diào)性貢獻較大［10］.本試驗在灌水和施純氮60，75，90 kg·hm－2條件下，分別以60，70，60 d采收的煙葉新植二烯以外致香物質(zhì)總量較高;不灌水、施純氮60，75，90 kg·hm－2條件下，分別以 70，70，60 d 采收的煙葉新植二烯以外的致香物質(zhì)總量較高.

2.2 致香物質(zhì)含量的分類分析

煙葉致香物質(zhì)按香氣前體物進行分類，可分為苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類等4 類［11］.

苯丙氨酸類致香物質(zhì)包括苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇、吲哚等成分，對烤煙的香氣具有良好的影響，尤其對果香、清香貢獻較大［11］.從表1、表2可以看出，在灌水和不灌水2種條件下，均以施純氮75 kg·hm－2，60 d采收的煙葉苯丙氨酸類致香物質(zhì)含量最高，說明該施氮水平和采收時間有利于提高苯氨酸類致香物質(zhì)含量.

棕色化產(chǎn)物中有許多具有令人愉快的香氣和吸味，對煙草香吃味的形成具有重要影響，尤其是其中的吡咯、呋喃類物質(zhì)，雖然含量低微，但對可可香味的形成至關(guān)重要.在灌水條件下，以施純氮75 kg·hm－2，60 d采收的煙葉棕色化產(chǎn)物類含量較高;不灌水條件下，以施純氮90 kg·hm－2，70 d采收處理對提高棕色化產(chǎn)物類含量效果較好.

類西柏烷類致香物質(zhì)主要有茄酮和氧化異佛爾酮等成分，是煙葉中重要的致香前體物，通過一定的降解途徑可形成多種醛、酮等致香物質(zhì)［11］.本試驗灌水條件下施純氮60 kg·hm－2，70 d采收和灌水、施純氮75 kg·hm－2，70 d采收煙葉類西柏烷類致香物質(zhì)含量較高.

類胡蘿卜素類致香物質(zhì)在醇化過程中，并可進一步降解成一大類揮發(fā)性芳香化合物［11］.在灌水和不灌水條件下，類胡蘿卜素類含量的最大值均出現(xiàn)在施純氮90 kg·hm－2處理中，不同的是前者采收時間為70 d，后者為65 d.可見，在氮肥供應(yīng)充足的情況下，有利于提高類胡蘿卜素類致香物質(zhì)含量.

3 結(jié)論與討論

1)不同水肥條件下采收時間對煙葉致香物質(zhì)有較大影響.本試驗在灌水時，水肥供應(yīng)充足，有利于煙葉較快生長進而成熟較早，生長后期葉片逐漸衰老，致香物質(zhì)轉(zhuǎn)化、分解嚴重，推遲采收使煙葉中致香物質(zhì)總量降低，這與韓富根等［12］研究結(jié)果基本一致.而不灌水條件下，除施純氮90 kg·hm－2時，致香物質(zhì)總量和新植二烯以外致香物質(zhì)總量最高值均出現(xiàn)于65 d外，其它施氮水平下均為70 d致香物質(zhì)總量和新植二烯以外致香物質(zhì)總量的最高.這表明水分虧缺時，煙葉生長相對緩慢，適當推遲采收有利于致香物質(zhì)總量和新植二烯以外致香物質(zhì)總量的提高.單考慮施肥因素，均以施純氮90 kg·hm－2處理致香物質(zhì)平均含量最高.表明適當提高施氮量可增加煙葉中致香物質(zhì)總量.這與劉霞等［13］研究結(jié)果一致.

2)施氮量適中，提高采收對提高苯丙氨酸類含量有顯著作用，而對灌水條件的要求不明顯;灌水、施純氮75 kg·hm－2提高采收的處理(A1B2，60 d)，以及不灌水條件下施純氮90 kg·hm－2推遲采收的處理(A2B3，70 d)，均能不同程度地提高棕色化反應(yīng)類物質(zhì)總量;施氮量在60，75 kg·hm－2時，推遲采收能提高類西柏烷類物質(zhì)總量;施氮量90 kg·hm－2情況下，煙葉生長旺盛，對提高類胡蘿卜素物質(zhì)含量有明顯作用.3)成熟度反映著煙葉內(nèi)各種化學成分含量、比例等變化程度，極大地影響煙葉的色、香、味以及化學性質(zhì)、物理性狀、吸食質(zhì)量、使用價值等［14］.綜上所述，在延邊地區(qū)特殊生態(tài)環(huán)境條件下，協(xié)調(diào)好水、肥及采收時間三者之間的關(guān)系，有利于調(diào)節(jié)好煙葉的成熟時間，更好掌握煙葉的成熟度并適時采收，從而為提升煙葉品質(zhì)提供幫助.成熟度是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的關(guān)鍵技術(shù)指標，充分挖掘三者對煙葉質(zhì)量形成的作用機理，將作為下一步研究重點.

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