豫中不同葉位和成熟度煙葉化學成分的葉片區(qū)域分布

李亞偉,孫榅淑,許東亞,段衛(wèi)東,王維超,呂建國,李洪亮,史宏志*

(1.河南農(nóng)業(yè)大學 國家煙草栽培生理生化研究基地/煙草行業(yè)煙草栽培重點實驗室,河南 鄭州 450002;2.河南中煙工業(yè)有限責任公司,河南 鄭州 450000;3.河南省許昌市襄縣煙草公司,河南 襄縣 461700)

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豫中不同葉位和成熟度煙葉化學成分的葉片區(qū)域分布

李亞偉1,孫榅淑1,許東亞1,段衛(wèi)東2,王維超3,呂建國2,李洪亮3,史宏志1*

(1.河南農(nóng)業(yè)大學 國家煙草栽培生理生化研究基地/煙草行業(yè)煙草栽培重點實驗室,河南 鄭州 450002;2.河南中煙工業(yè)有限責任公司,河南 鄭州 450000;3.河南省許昌市襄縣煙草公司,河南 襄縣 461700)

以烤煙品種中煙100為材料,研究了煙株不同部位和不同成熟度葉片常規(guī)化學成分含量在葉片不同區(qū)域的分布規(guī)律。結果表明：總氮、煙堿、還原糖含量在葉尖、葉緣區(qū)域最高,在葉基部最低;糖堿比在葉中部、葉緣區(qū)域較高,在葉尖區(qū)域最低;鉀含量在上二棚以下各部位煙葉中由葉基向葉尖逐漸降低；常規(guī)化學物質含量在下二棚葉片中各區(qū)域間的變異性較大,總氮含量和糖堿比在頂葉中各區(qū)域間的變異系數(shù)最小,而還原糖含量在腰葉中各區(qū)域間的變異系數(shù)最??；隨著煙葉成熟度的提高，總氮、鉀含量逐漸降低，而煙堿、還原糖含量和糖堿比逐漸升高；鉀、還原糖含量在尚熟葉片中分布變異性較小,煙堿、總氮含量在完熟葉片中分布變異性較小。

烤煙；葉位；葉片區(qū)域；成熟度；化學成分；分布

烤煙中的常規(guī)化學成分包括還原糖、煙堿、總氮、淀粉等[1]。化學成分含量與煙葉品質密切相關。在不同的烤煙品種之間,煙葉內(nèi)在化學成分含量均存在顯著差異[2-3]；同一株烤煙不同部位煙葉和不同成熟度煙葉內(nèi)在化學成分和感官質量也表現(xiàn)迥異[4]。王建安等[5]將烤煙葉片劃成48個位點并取樣,分析了不同位點葉片之間煙堿、糖、鉀和氯含量的差異性和相關性。Jenkins等[6]從煙葉中裁取36個圓片,明確了葉片不同位點中常見礦質元素的分布規(guī)律。邸慧慧等[7]分析了烤煙葉片中性香氣成分含量的分布。Burton等[8]將白肋煙葉分成41個位點,測定了不同葉片位點中生物堿、亞硝酸鹽、硝酸鹽等的含量,并分析了上述物質之間的相關性。長期以來,國內(nèi)外學者對不同等級[9]、不同成熟度[10]煙葉的常規(guī)化學物質含量差異進行了研究,但有關不同部位和不同成熟度煙葉不同區(qū)域化學物質的含量、分布規(guī)律及差異性的研究鮮有報道。同一株烤煙不同部位煙葉所受光照條件不同,葉片不同區(qū)域的外觀特征、內(nèi)在化學成分含量也存在較大差異,從而對煙葉的精細加工、特色彰顯和卷煙配方的配伍性都產(chǎn)生較大影響[11-12]。筆者選擇河南中煙工業(yè)有限公司許昌襄縣原料基地優(yōu)質烤煙標準煙株,系統(tǒng)分析了不同部位和不同成熟度煙葉不同葉片區(qū)域常規(guī)化學物質的含量及分布規(guī)律,旨在為卷煙企業(yè)有效和充分利用烤煙葉片提供科學依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗地點

試驗于2012年在許昌襄縣河南中煙工業(yè)有限責任公司特色煙基地單元進行。供試烤煙品種為中煙100,施氮量為30 kg/hm2,留葉數(shù)為20片(從底部到頂部以1、2、3、…、20依次編號),行株距為1.20 m×0.55 m,其它栽培管理措施及病蟲害防治均按照當?shù)貎?yōu)質煙生產(chǎn)技術方案。

1.2試驗設計

選擇標準優(yōu)質煙株60株,每20株為1個重復。分5個部位進行取樣,分別為:頂葉(17～20葉位)、上二棚(13～16葉位)、腰葉(9～12葉位)、下二棚(5～8葉位)，均達到工藝成熟時采收。其中上二棚(13～16葉位)又分為3個成熟度采收,分別為:工藝成熟前7 d采收、工藝成熟期采收和工藝成熟后7 d采收。編竿后采用三段式烘烤工藝進行調(diào)制,烘烤按照Q/GZYC 28—2010《烤煙密集烘烤技術規(guī)程》操作。之后取樣分析。

1.3葉片區(qū)域劃分

每個處理分別選取葉片完整、大小相似的優(yōu)質煙葉40片,每片葉先以主脈為界分為兩半,每半葉沿垂直于主脈方向平均分為5部分(從葉尖到葉基分別編號為1、2、3、4、5)；另半葉沿與主脈平行方向分為3部分(從葉緣到主脈分別編號為a、b、c)。將不同葉片相同位點的葉組織混合,在50 ℃條件下烘干粉碎,過60目篩,用于常規(guī)化學成分含量測定。

1.4煙葉常規(guī)化學成分含量測定

稱取0.259 g樣品,放入50 mL磨口三角瓶中,加入25 mL 5%醋酸溶液,蓋上蓋子,在振蕩器上震蕩萃取30 min。用定性濾紙過濾,棄去前幾毫升濾液,收集后續(xù)濾液,進AA3型連續(xù)流動分析儀(德國BRAN&LU—EBBE公司生產(chǎn))按《煙草及煙草制品》標準測定煙葉總氮、總糖、煙堿、還原糖和鉀含量。

采用Excel進行數(shù)據(jù)處理,用SPSS統(tǒng)計軟件進行差異顯著性分析。

2　結果與分析

2.1不同部位煙葉不同區(qū)域化學成分的差異

2.1.1烤煙葉片中還原糖含量縱向和橫向的變化規(guī)律由表1可以看出：還原糖含量在葉片各區(qū)域間的差異較大,尤其從葉基部到葉尖端增加趨勢十分明顯,中部葉的前半部(靠近葉尖部位)含量最高；還原糖含量的橫向分布表現(xiàn)為葉緣、主脈區(qū)域較高,中間區(qū)域最低；下二棚葉片中還原糖含量在不同區(qū)域間變異最大,腰葉中最小,說明腰葉受光更均勻,還原糖含量分布差異較小。

表1　不同部位葉片中不同區(qū)域還原糖含量的分布

2.1.2烤煙葉片中鉀含量縱向和橫向的變化規(guī)律從表2可以看出：烤煙葉片中鉀含量最高的區(qū)域隨著葉位的上升由葉基部向葉尖推進,從主脈到葉緣含量逐漸降低；下二棚葉片中鉀含量最低且不同區(qū)域間變異程度最大,鉀含量分布最不均勻。

表2　不同部位葉片中不同區(qū)域鉀含量的分布

2.1.3烤煙葉片中煙堿含量縱向和橫向的變化規(guī)律由表3可知：煙堿含量從葉基到葉尖總體上呈增加趨勢，且由主脈到葉緣逐漸增加；頂葉中煙堿含量最高,不同區(qū)域間變異性最小,煙堿分布較均勻,而其他部位葉片中煙堿含量的變異程度較大。

表3　不同部位葉片中不同區(qū)域煙堿含量的分布

2.1.4烤煙葉片中總氮含量縱向和橫向的變化規(guī)律 結果(表4)表明:烤煙葉片中的總氮含量從葉基到葉尖總體上呈增加趨勢,頂葉中以葉中區(qū)域含量最高,從主脈到葉緣呈增加趨勢；腰葉總氮含量在不同區(qū)域間變異性較大,而在其他部位葉片中不同區(qū)域間總氮含量變異性較小,分布較均勻。

表4　不同部位葉片中不同區(qū)域總氮含量的分布

2.1.5烤煙葉片中糖堿比縱向和橫向的變化規(guī)律結果(表5)表明:糖堿比總體表現(xiàn)為葉中區(qū)域較高并且從主脈到葉緣逐漸降低。糖堿比在頂葉中最低,區(qū)域間變異性最??；下二棚葉片中糖堿比最高,是頂葉的4.2倍。

2.2不同成熟度上二棚煙葉不同葉片區(qū)域化學成分的差異

2.2.1還原糖含量縱向和橫向的變化規(guī)律如表6所示：還原糖含量隨成熟度的提高而逐漸增加；還原糖含量在縱向上從葉基到葉尖逐漸增加,且以成熟葉差異較大,隨著成熟度的增加,葉尖部還原糖含量增加幅度增大；還原糖含量在橫向上從主脈到葉緣逐漸增加,高成熟度煙葉間差異較小。

表5　不同部位葉片中不同區(qū)域糖堿比的分布

表6　不同成熟度上二棚煙葉不同區(qū)域還原糖含量的分布

2.2.2鉀含量縱向和橫向的變化規(guī)律鉀含量隨成熟進程的推進而逐漸降低?？緹熑~片中鉀含量最高的區(qū)域隨著成熟度的增加由葉基部向葉尖推進,且以完熟葉中的差異較大；隨著成熟度的增加,葉基部鉀含量減小幅度增大,使縱向分布差異增加。鉀含量橫向分布表現(xiàn)為自葉緣到主脈逐漸增加(表7)。

2.2.3煙堿含量縱向和橫向的變化規(guī)律煙堿含量隨成熟進程的推進而逐漸增加,尚熟期葉片中煙堿含量顯著低于成熟和完熟期的。煙堿含量從葉基到葉尖逐漸增加,且以尚熟葉中的差異較大；隨著成熟度的增加,葉基部煙堿含量增加幅度增大,使縱向分布差異減小。煙堿含量橫向分布表現(xiàn)為自葉緣到主脈逐漸降低,高成熟度煙葉間差異有減小趨勢(表8)。

2.2.4總氮含量縱向和橫向的變化規(guī)律如表9所示,總氮含量隨成熟進程的推進而逐漸降低?？偟吭诳v向上從葉基到葉尖逐漸增加,且以尚熟葉中的差異較大；隨著成熟度的增加,葉尖部總氮含量減小幅度增大,使縱向分布差異減小。總氮含量在橫向上自葉緣到主脈逐漸降低,高成熟度煙葉間差異較小。

表7　不同成熟度上二棚煙葉不同區(qū)域鉀含量的分布

表8　不同成熟度上二棚煙葉不同區(qū)域煙堿含量的分布

表9　不同成熟度上二棚煙葉不同區(qū)域總氮含量的分布

2.2.5糖堿比縱向和橫向的變化規(guī)律如表10所示,糖堿比隨成熟進程的推進而逐漸增加。葉片中間區(qū)域糖堿比較大并且從主脈到葉緣逐漸減小。成熟葉中各區(qū)域間糖堿比差異較大；隨著成熟度的增加,葉片中間區(qū)域糖堿比增加幅度增大,使縱向分布差異增大。

表10　不同成熟度上二棚煙葉不同區(qū)域糖堿比的分布

3　結論與討論

煙葉不同葉片區(qū)域化學成分含量有顯著差異,這對卷煙企業(yè)根據(jù)不同烤煙葉片組織特征特性進行原料精細加工和配方應用有重要意義。本研究分析表明：烤煙葉片中還原糖、總氮、煙堿含量在葉尖、葉緣區(qū)域含量最高,在主脈區(qū)域次之,在葉基部最低;糖堿比以葉中部最高，葉基部次之,葉尖區(qū)域最低,其中主脈兩側區(qū)域高于葉緣部分;鉀含量較高的區(qū)域一般在葉基部,而在葉尖部較低,以下部葉和過熟葉更為明顯。這些結果與以往相關研究的結果[13]較為一致。此外，化學物質在不同部位烤煙葉片間的變異性有一定差異,如還原糖、鉀、煙堿、總氮含量和糖堿比在下二棚葉中各區(qū)域間的變異系數(shù)較大,鉀、煙堿、總氮含量和糖堿比在頂葉中各區(qū)域間的變異系數(shù)最小,還原糖含量在腰葉中各區(qū)域間的變異系數(shù)最小。烤煙葉片在田間生長發(fā)育過程中光照時數(shù)和光照強弱影響其物質積累,使同一葉片不同區(qū)域間化學物質含量存在差異[14]。單個烤煙葉片中還原糖、鉀、煙堿、總氮含量在不同區(qū)域間的分布差異還需要在烘烤過程中進行試驗驗證。

煙葉質量的形成與煙葉的成熟度密切相關[15]。研究表明,中上部煙葉總氮含量隨成熟度的提高而下降,總糖和還原糖含量隨成熟度的提高而上升[16]。本研究發(fā)現(xiàn)：煙葉中總氮、鉀含量隨成熟進程的推進而逐漸降低;煙堿、還原糖含量和糖堿比隨成熟進程的推進而逐漸增加；鉀、還原糖含量的分布差異隨成熟度的增加而增大；煙堿、總氮含量的分布差異隨成熟度的增加而減小。這與前人的研究結果相符。郝春玲等[17]研究得出煙葉隨著成熟進程的推進鉀含量經(jīng)根、莖稈、主脈向煙株末端轉移。這一結果在本文得到了佐證。有關其它化學物質含量和質量特征在不同葉片區(qū)域的分布規(guī)律有待進一步研究。

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(責任編輯:黃榮華)

Regional Distribution of Chemical Components within Different Stem-positions and Maturities of Leaves of Flue-cured Tobacco in Central Henan

LI Ya-wei1, SUN Wen-shu1, XU Dong-ya1, DUAN Wei-dong2, WANG Wei-chao3,LV Jian-guo2, LI Hong-liang3, SHI Hong-zhi1*

(1. National Tobacco Cultivation & Physiology & Biochemistry Research Center, Henan Agricultural University / Key Laboratory of Tobacco Cultivation of China Tobacco, Zhengzhou 450002, China; 2. China Tobacco Henan Industrial Limited Company, Zhengzhou 450000, China; 3. Xiangxian Tobacco Company of Xuchang City in Henan Province, Xiangxian 461700, China)

Field experiment was carried out to study the regional distribution rule of conventional chemical components within different stem-positions and maturities of leaves of flue-cured tobacco variety Zhongyan 100 in central Henan. The results indicated that the contents of total nitrogen, nicotine and reducing sugar were higher in leaf apex and leaf margin, and were the lowest in leaf base. The reducing sugar-nicotine ratio was higher in the middle and edge of leaf, and was the lowest in leaf apex. The potassium content within the leaves in middle or lower stem-positions decreased gradually from leaf base to leaf apex. The contents of conventional chemical components within the leaves in middle or lower stem-positions had large variability among different leaf regions. The total nitrogen content and reducing sugar-nicotine ratio within top leaf had the least variability among different leaf regions. The reducing sugar content within the leaves in middle stem-position had the least variability among different leaf regions. Along with the advance of maturity of tobacco leaf, the contents of total nitrogen and potassium decreased gradually, while the contents of nicotine, reducing sugar and reducing sugar-nicotine ratio increased gradually. The distribution of potassium and reducing sugar in moderately-mature leaf had relatively small variability, while the variation in the distribution of nicotine and total nitrogen content in fully-mature leaf was relatively small.

Flue-cured tobacco; Stem-position; Leaf region; Maturity; Chemical component; Distribution

2016-02-26

河南中煙有限責任公司特色煙葉基地單元開發(fā)項目(2012-03)。

李亞偉,女,碩士研究生,主要從事煙草栽培和生理研究。*通訊作者:史宏志。

S572.01

A

1001-8581(2016)10-0041-05