烤煙高香氣特色品系化學成分和中性致香物質(zhì)含量的比較分析

張景華，武云杰，侯冰清，王 林，戚 瑩，張小全，楊鐵釗

(河南農(nóng)業(yè)大學 煙草學院，河南 鄭州 450002)

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烤煙高香氣特色品系化學成分和中性致香物質(zhì)含量的比較分析

張景華，武云杰，侯冰清，王 林，戚 瑩，張小全，楊鐵釗*

(河南農(nóng)業(yè)大學 煙草學院，河南 鄭州 450002)

摘要：對烤煙高香氣品種8306的11個雜交品系進行初步篩選并對化學成分和中性致香物質(zhì)含量進行比較分析。結果表明：不同雜交品系間烤煙中的化學成分含量和中性致香物質(zhì)含量均有顯著差異；粵煙97×8306的鉀氯比和中性致香物質(zhì)總量最高；MS8306×K326的總糖和鉀含量最高；MS8306×中煙98的煙堿含量和棕色化反應產(chǎn)物總量最高；MS云煙87×8306 的總氮和類胡蘿卜素總量最高。綜合分析認為，粵煙97×8306、MS云煙87×8306、NC628×8306和MS8306×中煙98化學成分和中性致香物質(zhì)含量較協(xié)調(diào)，可進一步研究其香氣風格和吸食品質(zhì)。

關鍵詞：烤煙；基因型；化學成分；致香物質(zhì)

煙葉中的化學成分和香氣物質(zhì)含量與煙葉內(nèi)在質(zhì)量緊密相關[1-2]，進而決定著煙葉的經(jīng)濟和使用價值，其含量受許多因素影響，如基因型、栽培措施、生態(tài)條件、采收成熟度及烘烤條件等，其中基因型是遺傳基礎，決定了化學成分含量的差異，以及不同品種的香氣特征和致香物質(zhì)的含量[3]。在同一地點和同一栽培管理措施下，不同基因型的化學成分、香氣質(zhì)、香氣量和香氣型有可能存在較大的差異[4]。不同基因型烤煙間化學成分和中性致香物質(zhì)含量存在較明顯差異[5-7]。因此，烤煙基因型對化學成分和香氣成分的含量起到關鍵的作用。品種8306是河南農(nóng)業(yè)大學以煙草葉片腺毛分泌物入手培育出的高香氣品種[8]，其特點是煙葉腺毛分泌物含量高，香型突出、香氣量大[9]。目前關于8306的香味基礎物質(zhì)研究較多[8-12]，而關于以8306為父本或母本進行雜交的基因型烤煙研究較少。本研究對高香氣材料8306雜交品系的化學成分和中性致香物質(zhì)進行了比較分析，初步篩選出化學成分較協(xié)調(diào)、中性致香物質(zhì)含量較高的品種，以便進一步研究它們的其他品種特性，為高香氣烤煙新品種選育提供幫助。

1材料與方法

1.1試驗設計

試驗于2014年在河南省三門峽市盧氏縣杜關鎮(zhèn)郭家村進行，供試土壤類型為棕壤土，土壤肥力中等。前茬作物烤煙，5月19日移栽，種植行距120 cm，株距50 cm。施純氮52.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶2∶4，各材料處理之間施肥和田間管理同常規(guī)措施。土壤有機質(zhì)含量2.13%，堿解氮含量120.5 mg/kg，速效磷18.6 mg/kg，速效鉀189.45 mg/kg，土壤pH 7.56。采用完全隨機區(qū)組設計，重復3次，每小區(qū)面積66.67 m2，區(qū)組間設通道，四周設保護行。

1.2供試材料

試驗所用材料及編號為V1：8306；V2：MSG28×8306；V3：韭菜坪2號×8306；V4：MS8306×畢納1號；V5：MS云煙87×8306；V6：MS8306×宜中90；V7：MS8306×中煙98；V8：NC628×8306；V9：粵煙97×8306；V10：MSK149×8306；V11：豫煙11號(K326×8306)；V12：MS8306×K326。所選與8306雜交的品種皆具有高產(chǎn)量和高抗病性特征，其中對照品種V11已經(jīng)定名為豫煙11號，各材料在同一烘烤條件下完成烘烤并取烤后煙葉C3F各3 kg，烘干粉碎過60目篩，用于化學成分和中性致香物質(zhì)含量的測定。

1.3測定項目與方法

1.3.1煙葉化學成分測定[13]還原糖含量測定采用DNS法；總糖含量測定采用蒽酮比色法；總氮含量測定采用過氧化氫-硫酸消化法；煙堿含量測定采用紫外分光光度法；鉀含量的測定采用火焰光度法；氯含量的測定采用銀量法。

1.3.2中性致香物質(zhì)的提取及定性定量測定采用趙銘欽等[5]的方法對烤后樣品進行中性致香物質(zhì)的提取及定性定量分析。

1.3.3數(shù)據(jù)處理分析采用Microsoft Excel 2007 和SPSS 19軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2結果與分析

2.1不同雜交品系烤煙中部葉化學成分含量分析

由表1可知，各化學成分指標在8306及不同雜交品系烤煙之間的差異較顯著，但均在適宜范圍內(nèi)[7]。其中V5和V9的還原糖和總糖含量低于V1；V2、V3、V11和V12的總氮含量比V1低；V2、V5、V8、V10和V11的煙堿含量較V1偏高；V12的鉀含量比V1高，V9的鉀含量接近V1，其余均低于V1；V3、V5和V9的氯含量低于V1；V3、V6、V7、V9和V12的糖堿比高于V1；V3、V5和V9的鉀氯比高于V1。V3的還原糖含量最高，糖堿比最大，而總氮和煙堿含量相對最低，說明V3相對于其他基因型而言碳代謝較旺盛，而氮代謝能力較弱[14]；V4和V5的總氮含量最高，為2.02%，而還原糖含量相對較低，說明其氮代謝較旺盛，而碳代謝能力較弱；V6和V8的氯含量較高，鉀氯比較低，說明這兩個基因型煙草可能對土壤中的氯吸收較好；V9的鉀含量較高，而氯含量最低，說明該基因型煙草對鉀的吸收能力較強，而吸氯能力較弱。

注：同列中不同小寫字母表示差異達P<0.05顯著水平。

2.2不同雜交品系烤煙中性致香物質(zhì)總量分析

不同中性致香物質(zhì)具有不同的化學結構和性質(zhì)，對煙葉香氣的質(zhì)、量、型有不同的貢獻[15]。 按煙葉香氣前體物分類后，由表2可知，中性致香物質(zhì)總量以V9最高，為1320.68 μg/g，其中V5和V8也較高，含量分別為1208.67、1178.54 μg/g，而V4的含量相對較低。類胡蘿卜素類含量以V5最高，V7和V9相對也較高，且除V4低于V1外，其余均高于V1。類西柏烷類含量以V1最高，V4次之，V3最低。苯丙氨酸類含量V4最高，V12次之，V9最低。棕色化反應產(chǎn)物類含量以V7最高，V9最低，V2、V6、V7、V10和V11高于V1。新植二烯含量以V9最高，V4最低，其中V5、V8和V9高于V1。與對照品種V11相比，V5、V8和V9的中性致香物質(zhì)總量，V4的類西柏烷類含量，V2、V7和V10的棕色化反應產(chǎn)物含量，V4和V12的苯丙氨酸類含量以及V3、V5、V8和V9的新植二烯含量有所增加，而V1、V2、V4、V6和V10的類胡蘿卜素類含量降低。

2.3不同雜交品系烤煙苯丙氨酸類致香物質(zhì)含量分析

苯丙氨酸的代謝轉化是影響煙草香味的重要過程之一[3]。由表2可知，不同雜交品系烤煙烤后苯丙氨酸類致香物質(zhì)的含量間有明顯差異。在測定的4種苯丙氨酸類致香物質(zhì)中，苯甲醇和苯乙醛的含量較高，苯甲醛含量最低，其中V4的苯丙氨酸類總量、苯甲醇和苯乙醇含量最高；V6的苯甲醛和苯乙醛含量最高。相對于V11而言，V4和V12的苯丙氨酸類物質(zhì)總量有所增加。

2.4不同雜交品系烤煙棕色化反應產(chǎn)物類致香物質(zhì)含量分析

棕色化反應是降解產(chǎn)生烤煙致香物質(zhì)的重要過程，包括氨基化合物與羰基化合物之間發(fā)生的一系列復雜的反應，形成煙草特殊香味[16]。由表2可知，在測定的8種棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)中，糠醛含量最高，其他均較低。其中V7中糠醛、糠醇、2-乙酰基呋喃和棕色化產(chǎn)物總量最高；V11中面包酮、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮的含量較高；2-乙?；量┲辉赩7和V8中檢測到，其中V8的含量最高；愈創(chuàng)木酚在V10中含量較高；5-甲基糠醛在V6中含量較高。V2、V7和V10的棕色化產(chǎn)物總量高于對照V11。

2.5不同雜交品系烤煙類胡蘿卜素類致香物質(zhì)和新植二烯含量分析

由表2可知，測定出18種類胡蘿卜素類致香物質(zhì)，其中β-大馬酮、β-二氫大馬酮、法尼基丙酮、巨豆三烯酮2和巨豆三烯酮4含量較高。其中V3中β-大馬酮含量、V5中β-二氫大馬酮含量、V7中巨豆三烯酮4和法尼基丙酮含量、V9中巨豆三烯酮2含量較其他品系高。就類胡蘿卜素類致香物質(zhì)總量來說，V5較高，V4較低。除V1、V2、V4、V6和V10的類胡蘿卜素總量低于V11外，其余品系均高于對照。新植二烯具有清香氣且有較強的刺激性，是煙葉中葉綠素降解成葉醇并脫水形成的中性香氣物質(zhì)[17]，其含量的高低與煙葉的香吃味有密切聯(lián)系，且對其它致香物質(zhì)的形成有很大影響。由表2可知，V9的新植二烯含量最高，V5次之，而V4含量最低，V3、V5、V8和V9的新植二烯總量高于V11。

2.6不同雜交品系烤煙類西柏烷類致香物質(zhì)含量分析

類西柏烷類致香物質(zhì)主要指茄酮及其衍生物，具有類似胡蘿卜、甘草和茶樣芳香等香氣，是煙草中很重要的致香物質(zhì)[3]。本試驗只檢測到一種類西柏烷類致香物質(zhì)，即茄酮。由表2可知，V1的茄酮含量最高，V4次之；V11和V12的茄酮含量也較高，而V3和V5的茄酮含量較低。

表2不同雜交品系烤煙中性致香物質(zhì)含量

3討論

煙葉的香氣質(zhì)量是煙葉質(zhì)量的核心內(nèi)容，我國煙葉的香氣質(zhì)量與國外的差距主要表現(xiàn)在香氣量不足，濃度不夠等方面，使得提高品種的香氣品質(zhì)成為國內(nèi)育種的一個主攻方向，因此培育適于我國特定農(nóng)業(yè)生態(tài)條件的優(yōu)質(zhì)高香氣煙草新品種，是提升我國卷煙品牌市場競爭力的基礎，也是我國卷煙擁有獨立知識產(chǎn)權核心技術的關鍵。研究表明，化學成分各指標在優(yōu)質(zhì)范圍內(nèi)的煙葉，其外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量以及吸食品質(zhì)較好[18-19,22]。也有研究認為，總糖和還原糖含量分別影響著煙氣的甜度、醇和度以及煙草吃味，總氮和煙堿影響著煙葉的生理強度和煙氣濃度[23-25]。糖堿比是反映煙氣酸堿平衡的重要指標，也影響著煙氣柔和性和細膩度[23]。本試驗結果表明，還原糖、總糖、煙堿、鉀、氯、鉀氯比和糖堿比在各雜交品系烤煙間的差異較大，其中MSG28×8306的鉀含量較低，韭菜坪2號×8306的煙堿含量和總氮含量較低，MS8306×宜中90的鉀氯比較低，8306×K326、8306和粵煙97×8306的鉀含量較高，表明煙葉化學成分的協(xié)調(diào)性與基因型表現(xiàn)和品種地域適應性有關。綜合來看，MS云煙87×8306、粵煙97×8306、NC628×8306和MS8306×中煙98的化學成分較協(xié)調(diào)，可進一步研究其外觀質(zhì)量、經(jīng)濟性狀和吸食品質(zhì)，以期選育出化學成分協(xié)調(diào)，內(nèi)外質(zhì)量及吸食品質(zhì)皆優(yōu)良的品種。

煙葉香氣質(zhì)量優(yōu)劣可以通過分析煙葉香氣物質(zhì)的含量進行客觀地評價，香氣物質(zhì)類群的不同導致了香型風味的不同[26]。本試驗結果顯示，香氣總量和新植二烯含量最高的是粵煙97×8306，其可能會表現(xiàn)出烤煙香氣并具有強烈的清香氣[27]；8306×畢納1號的苯丙氨酸類物質(zhì)總量最高，果香和清香表現(xiàn)可能會突出[3]；MS8306×中煙98的棕色化反應產(chǎn)物含量最高，其香氣濃郁，抽吸口感較好，刺激性較低[18-19]；MS云煙87×8306的類胡蘿卜素類物質(zhì)含量最高，這可能跟成熟度有關，因為有研究[28]認為，不同成熟度的煙葉，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物存在較大差異；類西柏烷類物質(zhì)中的茄酮具有一定的甜香，能調(diào)和卷煙的吃味[3]，其含量較高的是8306和8306×畢納1號。其余雜交品系烤煙的不同種類香氣物質(zhì)的含量各有差異，這導致不同雜交品系間的烤煙香吃味和香型風味也不相同[29]。

綜合化學成分和中性致香物質(zhì)的結果來看，粵煙97×8306、MS云煙87×8306、NC628×8306和MS8306×中煙98相對于親本8306和豫煙11號表現(xiàn)接近或有所提高，化學成分協(xié)調(diào)，中性致香物質(zhì)總量較高，特征類香氣物質(zhì)含量較豐富，可進一步研究其香型和香吃味質(zhì)量，并結合田間長勢、烤后外觀性狀、經(jīng)濟性狀、感官評價等指標，選育出香氣量充足、香型突出、香吃味質(zhì)量較好、產(chǎn)量較高的烤煙新品種。

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(責任編輯：許晶晶)

Comparative Analysis of Chemical Components and Neutral Aroma Substance Contents in High-aroma Flue-cured Tobacco Lines

ZHANG Jing-hua, WU Yun-jie, HOU Bing-qing, WANG Lin,QI Ying, ZHANG Xiao-quan, YANG Tie-zhao*

(College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

Abstract：The chemical components and neutral aroma substances of high aroma cultivar 8306 and 11 different hybridization cultivars of flue-cured tobacco were comparison analyzed. The results showed that chemical components and neutral aroma substances in different hybridization cultivars of flue-cured tobacco were significant difference, Yueyan 97×8306 caused by higher ratio of Kalium-chlorine and total neutral aroma substances. MS8306×K326 caused by higher content of total sugar and kalium. MS8306×Zhongyan 98 caused by higher content of nicotine and brown products of incense substance. MS Yunyan 87×8306 caused by higher content of total nitrogen and carotenoid catabolites. In summary, the chemical components and neutral aroma substances of Yueyan 97×8306, MS Yunyan 87×8306, NC628×8306 and MS8306×Zhongyan 98 exhibited better coordination and better leave qualities, so the aroma style and smoking quality of these genotypes flue-cured tobacco could be further studied.

Key words：Flue-cured tobacco; Genotypes; Chemical components; Aroma substances

收稿日期：2015-11-24

基金項目：河南省煙草公司科技項目(HYKJZD201401)；上海煙草集團有限責任公司科技項目(SZBCW201401065)。

作者簡介：張景華，碩士研究生，主要從事煙草遺傳育種研究。*通訊作者：楊鐵釗。

中圖分類號：S572

文獻標志碼：A

文章編號：1001-8581(2016)05-0055-05