不同生產(chǎn)管理模式對烤煙中性和酸性香氣物質(zhì)的影響

武圣江， 曹高燚 ，蔡斌，蔡凱，趙宸楠，涂永高，潘文杰，謝已書*

(1.貴州省煙草科學研究院，貴州 貴陽 550081；2.天津農(nóng)學院農(nóng)學與資源環(huán)境學院，天津 300384；3.貴州中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心，貴州 貴陽 550009)

生產(chǎn)模式對烤后煙葉品質(zhì)，尤其是香氣品質(zhì)有重要影響[1–2]，而香氣品質(zhì)與香味成分含量密切相關(guān)[3]。一般認為，增加施氮量有利于提高煙葉香氣物質(zhì)含量，特別是提高類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、非酶棕色化反應產(chǎn)物和苯丙氨酸降解產(chǎn)物含量，但施氮量過多，則造成煙葉香氣物質(zhì)含量相應降低[4]。韓富根等[5]認為，施氮量為60 kg/hm2的烤后煙葉棕色化產(chǎn)物類、類西柏烷類和類胡蘿卜素類致香物質(zhì)含量較高。在南陽煙區(qū)低磷土壤條件下，施磷量為120 kg/hm2的烤后煙葉主要香氣物質(zhì)成分及香氣總量含量較高[6]。與常規(guī)施肥相比，施用納米增效肥在一定程度上能改善烤后煙葉的香氣品質(zhì)[7]。薛超群等[8]認為，土壤調(diào)理劑用量為11.25 kg/hm2時，煙葉總香味物質(zhì)及其組分含量和香氣質(zhì)量得分較高。高華軍等[9]指出，以噴清水作為對照，噴稀土元素肥料能明顯提高煙葉中總致香物質(zhì)和主要致香物質(zhì)含量。

增施的有機物質(zhì)種類不同，其增香效果明顯不同。增施芝麻，增香效果較好；增施小磨油效果稍差[10]。施用50%無機肥＋50%芝麻餅肥比純施用無機肥更能顯著提高各種揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量、比例的協(xié)調(diào)性[11–12]。隨著有機肥草炭施肥量(8 250 ～ 16 500 kg/hm2)的增加，煙葉香氣成分中總醇量增加，總?cè)┝繙p少，總酮量稍有增加[13]?？緹煼N植密度對煙葉香氣品質(zhì)有重要影響。行株距為 120 cm×50 cm、留葉數(shù)為18 片/株的烤煙的新植二烯、類西柏烷類和類胡蘿卜素類物質(zhì)含量及致香物質(zhì)總量較高[14]?？緹煼N植密度為15 100 株/hm2、施鉀量為328.5 kg/hm2，煙葉香氣量較高[15]。不同耕作方式對烤煙中性香氣成分有明顯影響，深耕加秸稈覆蓋對烤煙質(zhì)量效應最好，適宜在延邊煙區(qū)推廣[1]。趙名欽等[16]認為，不同起壟方式烤后煙葉中性致香物質(zhì)含量從大到小依次為低起壟二次培土成壟、平栽二次培土成壟、低起壟二次培土成壟、平栽二次培土成壟、常規(guī)栽培方式。李章海等[17]指出，在黔南煙區(qū)生態(tài)條件下，烤煙香型風格和香氣底韻并不會因栽培和烘烤技術(shù)的差異發(fā)生明顯改變。迄今為止，不同耕作和栽培模式對烤煙生長發(fā)育和烤后煙葉品質(zhì)等的影響研究較多，但不同生產(chǎn)管理模式對烤后不同部位煙葉中性和酸性香氣品質(zhì)的影響報道較少。鑒于大田生產(chǎn)管理模式對提升烤煙品質(zhì)具有重要的現(xiàn)實意義，筆者以烤煙K326 為研究對象，采用常規(guī)模式和有機模式進行生產(chǎn)管理，研究了中上部位烤后煙葉中性和酸性香氣物質(zhì)含量的差異，旨在為提高烤后煙葉香氣品質(zhì)，尤其為提高上部煙葉的香氣品質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試烤煙品種為K326，種子由貴州省煙草科學研究院良種繁育中心提供。

1.2 試驗設計

試驗于2013—2014年在貴州省煙草科學研究院福泉試驗基地進行。試驗田土壤質(zhì)地為黃壤土，pH 為6.56，土壤肥力中等。煙苗4月中旬移栽，種植行距120 cm，株距50 cm，壟高25 ～30 cm、寬80 ～90 cm，壟體要求飽滿，壟面平整細碎，無大土粒。選擇3.0 hm2試驗煙田，設置6個小區(qū)，隨機選擇3個小區(qū)，依據(jù)當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)系列規(guī)范(常規(guī)模式)種植；另 3個小區(qū)按照地標(DB 52/T 833—2013)烤煙有機生產(chǎn)標準，即按照產(chǎn)地環(huán)境條件、栽培技術(shù)規(guī)程、煙葉質(zhì)量、過程監(jiān)管的要求，進行有機生產(chǎn)規(guī)范管理[18](有機模式)。大田各生產(chǎn)管理模式小區(qū)煙株長勢基本一致，選擇有典型“中棵煙”特征的煙株，以中部葉(第10 ～12 位葉)和上部葉(第16 ～18 位葉)為試驗材料。

供試烤房為貴州省煙草科學研究院設計的大小相同的3 座長為3.5 m、寬為1.35 m 的裝煙2 層的電熱式溫濕自控試驗專用密集電烤房。將不同處理煙葉樣品均勻裝進同一密集烤房，煙葉變化以烤房第2 層為準，按照貴州省地方標準DB 52/T 666—2010 烤煙散葉堆積烘烤工藝規(guī)程烘烤，重復3次。烘烤結(jié)束后，按照GB 2635—92 烤煙分級標準進行外觀質(zhì)量評價，取CF3 和BF2 等級煙葉用于中性和酸性香氣物質(zhì)含量的測定。

1.3 香氣物質(zhì)含量的測定

中性致香成分含量采用周淑平等[19]的方法測定；酸性致香成分含量參考陳順輝等[20]的方法測定。

2 結(jié)果與分析

對K326 不同生產(chǎn)管理模式下烤后煙葉致香物質(zhì)的GC–MS 測定，共檢測出44 種中性揮發(fā)性致香物質(zhì)和23 種酸性香氣物質(zhì)。

2.1 不同生產(chǎn)管理模式對烤后煙葉中性香氣物質(zhì)含量的影響

中性香氣物質(zhì)按煙葉香氣前體物可分為類胡蘿卜素類、棕色化產(chǎn)物類、類西柏烷類、苯丙氨酸類和新植二烯等5 類。共檢測出類胡蘿卜素類20種，棕色化產(chǎn)物18 種，類西柏烷類2 種，苯丙氨酸類3 種，新植二烯1 種。

2.1.1 對類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量的影響

由表1 可知，不同生產(chǎn)管理模式下的烤后煙葉類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量有明顯差異，有機模式烤后中上部煙葉類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量明顯偏高，其中上部煙葉顯著高于常規(guī)模式處理。中部烤后煙葉有機模式處理，β–紫羅蘭酮和二氫獼猴桃內(nèi)酯含量顯著高于常規(guī)模式處理，但氧化異佛爾酮含量極顯著低于常規(guī)模式處理，其他類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量差異不顯著。上部烤后煙葉β–大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮A 和巨豆三烯酮C 含量顯著高于常規(guī)模式處理，巨豆三烯酮B 和巨豆三烯酮D 含量極顯著高于常規(guī)模式處理。

表1 不同生產(chǎn)管理模式烤后煙葉類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)的含量 Table 1 Content of arotenoids degradation products in flue-cured tobacco leaves under different cultivation and management modes μg/g

2.1.2 對棕色化反應產(chǎn)物含量的影響

由表2 可知，有機模式處理烤后中上部煙葉棕色化反應產(chǎn)物含量明顯高于常規(guī)模式處理，但差異不顯著。不同模式處理中部葉棕色化反應產(chǎn)物各成分含量差異均不顯著。上部葉有機模式處理烤后煙葉面包酮和3–甲基–4–乙基–1H –吡咯二酮含量顯著高于常規(guī)模式處理，香豆酮和6–甲基–2–庚酮含量極顯著高于常規(guī)模式處理，其他成分含量差異不顯著。

表2 不同生產(chǎn)管理模式烤后煙葉棕色化反應產(chǎn)物的含量 Table 2 Content of browning reaction products in flue-cured tobacco leaves under different cultivation and management modes μg/g

2.1.3 對西柏烷類產(chǎn)物含量的影響

由圖1 可知，有機模式處理烤后煙葉西柏烷類產(chǎn)物含量明顯偏高。不同處理中部葉西柏烷類產(chǎn)物含量差異不顯著；有機模式上部葉西柏烷類產(chǎn)物含量極顯著高于常規(guī)模式，茄酮和降茄二酮含量極顯著高于常規(guī)模式。

圖1 不同生產(chǎn)管理模式烤后煙葉西柏烷類產(chǎn)物含量 Fig.1 Content of cembratriendiol atabolites products in flue-cured tobacco leaves under different cultivation and management modes

2.1.4 對苯丙氨酸裂解產(chǎn)物含量的影響

由圖2 可知，有機模式處理烤后煙葉苯丙氨酸裂解產(chǎn)物含量明顯偏高。不同處理中部葉苯丙氨酸裂解產(chǎn)物各組分含量差異均不顯著，有機模式處理上部葉苯乙醛和苯乙醇含量顯著高于常規(guī)模式處理。

圖2 不同生產(chǎn)管理模式烤后煙葉苯丙氨酸裂解產(chǎn)物含量 Fig.2 Content of phenylalanine lysates products in flue-cured tobacco leaves under different cultivation and management modes

2.1.5 對新植二烯含量的影響

由圖3 可知，不同生產(chǎn)管理模式烤后煙葉新植二烯含量差異較大，有機模式處理明顯偏高，上部葉新植二烯含量顯著高于常規(guī)模式處理，但中部葉差異不顯著。

圖3 不同生產(chǎn)管理模式烤后煙葉新植二烯含量 Fig.3 Neophytadiene content of flue-cured tobacco leaves under different cultivation and management modes

2.2 不同生產(chǎn)管理模式對烤后煙葉酸性香氣物質(zhì)

含量的影響

由表3 可知，有機模式處理不同部位烤后煙葉酸性香氣物質(zhì)含量高于常規(guī)模式處理，但差異均不顯著。有機模式處理中部葉丙酸含量極顯著高于常規(guī)模式處理，癸酸含量顯著高于常規(guī)模式處理，其他酸性香氣成分含量差異不顯著。有機模式處理上部葉烤后煙葉3–甲基戊酸、4–甲基戊酸和苯乙酸含量顯著高于常規(guī)模式處理，其他酸性香氣成分含量差異不顯著。有機模式處理更加有利于提高烤后煙葉的酸性香氣成分含量，改善煙葉的香吃味。

表3 不同生產(chǎn)管理模式烤后煙葉酸性香氣物質(zhì)含量 Table 3 Acidic aroma content of flue-cured tobacco leaves under different cultivation and management modes μg/g

2.3 烤煙部位和生產(chǎn)管理模式雙因素主效應分析

由表4 可知，烤煙部位和生產(chǎn)管理模式及其互作效應對中性香氣成分含量的影響均達到顯著水平，其中烤煙部位是主因子，生產(chǎn)管理模式是次因子。部位和和生產(chǎn)管理模式及其互作效應對酸性香氣成分含量的影響均未達到顯著水平，其中烤煙部位是主因子，生產(chǎn)管理模式是次因子。

表4 生產(chǎn)管理模式與部位雙因素主效應分析 Table 4 Main effects analysis for cultivation and management mode and tobacco leave position

3 討 論

試驗統(tǒng)計結(jié)果表明，有機生產(chǎn)管理模式烤后中部煙葉中性香氣成分含量為381.169μg/g，比常規(guī)生產(chǎn)管理模式高81.112μg/g；有機生產(chǎn)管理模式烤后上部煙葉中性香氣成分為362.771μg/g，是常規(guī)生產(chǎn)管理模式的1.649 倍，但這與敖金成等[21]研究的結(jié)果不大一致。

有機模式處理烤后中上部煙葉類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量明顯偏高，其中上部顯著高于常規(guī)模式處理。有機模式處理中部烤后煙葉β–紫羅蘭酮和二氫獼猴桃內(nèi)酯含量顯著高于常規(guī)模式處理，但氧化異佛爾酮含量極顯著低于常規(guī)模式處理，其他類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量差異不顯著。上部烤后煙葉β–大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮A 和巨豆三烯酮C 含量顯著高于常規(guī)模式處理，巨豆三烯酮B和巨豆三烯酮D含量極顯著高于常規(guī)模式處理。有機模式處理烤后中上部煙葉棕色化反應產(chǎn)物含量明顯高于常規(guī)模式處理，但差異不顯著，其中上部葉有機模式處理烤后煙葉面包酮和3–甲基–4–乙基–1H–吡咯二酮含量顯著高于常規(guī)模式處理，香豆酮和6–甲基–2–庚酮含量極顯著高于常規(guī)模式處理。有機模式處理上部葉西柏烷類產(chǎn)物含量極顯著高于常規(guī)模式，其組分茄酮和降茄二酮含量極顯著高于常規(guī)模式處理。有機模式處理烤后煙葉苯丙氨酸裂解產(chǎn)物含量明顯偏高，但差異不顯著；有機模式處理上部葉苯乙醛和苯乙醇含量顯著高于常規(guī)模式處理。上部葉有機模式處理新植二烯含量顯著高于常規(guī)模式處理，但中部葉差異不顯著。這與王芳等[11]、劉洪華等[12]餅肥處理的效果較為相似。生產(chǎn)管理模式對作物生長的土壤環(huán)境會產(chǎn)生一定的影響[23]，而有機種植模式能在一定程度上改良土壤的理化性狀，進而調(diào)控煙葉生長，提高煙葉的中性香氣物質(zhì)含量。

有機模式處理不同部位烤后煙葉酸性香氣物質(zhì)含量高于常規(guī)模式處理，但差異均不顯著。有機模式處理中部葉丙酸含量極顯著高于常規(guī)模式處理，癸酸含量顯著高于常規(guī)模式處理。有機模式處理上部烤后煙葉3–甲基戊酸、4–甲基戊酸和苯乙酸含量顯著高于常規(guī)模式處理。

烤煙部位和生產(chǎn)管理模式及其互作效應表明，烤煙部位是主因子，生產(chǎn)管理模式是次因子，其中對中性香氣成分含量的影響均達到顯著水平。從生產(chǎn)管理模式層面上來講，上部葉香氣成分含量明顯高于中部葉，甚至達到極顯著水平，因此，有機生產(chǎn)管理模式更有利于提高上部煙葉的香氣成分含量，這與劉典三等[24]研究不同類型有機肥對香氣物質(zhì)含量的影響的結(jié)果較為一致。目前，烤煙上部葉可用性較低的現(xiàn)象較為突出[25–26]，有機模式可作為提高上部葉可用性的一種重要舉措。

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