典型烤煙區(qū)域氨基酸含量差異分析

彭振興 郭東鋒 姚忠達(dá) 張福建 鄒鵬

摘要?為了考察不同烤煙種植區(qū)域間的氨基酸含量差異，以烤煙區(qū)劃4個(gè)區(qū)域的烤煙標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)進(jìn)行了氨基酸檢測(cè)，運(yùn)用多因素方差分析對(duì)區(qū)域、品種、部位3個(gè)因素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，烤煙氨基酸含量的差異主要表現(xiàn)為區(qū)域之間的差異，品種和部位對(duì)于氨基酸的影響統(tǒng)計(jì)不顯著，且3個(gè)因素之間的交互作用統(tǒng)計(jì)仍不顯著，表明氨基酸的主要影響因素應(yīng)為區(qū)域;氨基酸在多因素間的變異均超過(guò)了10%，部分氨基酸含量變異超過(guò)了60%，區(qū)域間統(tǒng)計(jì)差異顯著的氨基酸有脯氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、組氨酸和色氨酸;從區(qū)域來(lái)看，東南煙區(qū)氨基酸含量顯著低于其他煙區(qū)，而西南煙區(qū)的蘇氨酸含量顯著低于其他區(qū)域。

關(guān)鍵詞?烤煙;氨基酸;含量差異;區(qū)域;品種;部位

中圖分類(lèi)號(hào)?TS41+1?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A?文章編號(hào)?0517-6611（2021）01-0176-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.048

Abstract?In order to investigate the differences in amino acid content between different flue-cured tobacco planting regions， the standard grades of flue-cured tobacco in 4 areas of flue-cured tobacco were tested for amino acids， and the three factors of region， variety and part were analyzed using multi-factor analysis of variance.The results showed that the difference of free amino acid contents and composition were caused mostly by the region， meanwhile the influence of variety and part on amino acid was not statistically significant， and the interaction between the three factors was still not significant， indicating that the main influencing factor of amino acid should be region.The variation of amino acids among multiple factors exceeded 10%， and the variation of some amino acids content exceeded 60%. The amino acids with significant statistical differences between regions were proline， aspartic acid， threonine， glutamic acid， histidine and tryptophan.From a regional perspective， the amino acid content in the southeast tobacco area was significantly lower than other tobacco areas， while the threonine content in the southwest tobacco area was significantly lower than other areas.

Key words?Flue-cured tobacco;Amino acid;Content difference;Region;Species;Part

氨基酸是植物所必需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起至關(guān)重要的作用[1]。氨基酸是烤煙重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)烤煙生長(zhǎng)、發(fā)育、質(zhì)量、香氣物質(zhì)的形成有重要影響[2-3]。尤其是氨基酸與糖類(lèi)發(fā)生的美拉德反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物是煙草重要的香氣前體物，同時(shí)氨基酸還參與其他香味物質(zhì)的形成，如吡咯、吡嗪、苯甲醇、苯乙醇等香味物質(zhì)[2，4]。因此，科研工作者對(duì)氨基酸在煙葉中的差異進(jìn)行了多方位的研究，董洪旭等[5]研究了不同外觀質(zhì)量烤煙氨基酸含量的差異，王鵬等[6-7]研究了不同復(fù)烤工藝、醇化時(shí)間對(duì)氨基酸含量的影響，還有針對(duì)不同香型[5，8]、不同海拔[4]、不同倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境[9-10]等對(duì)煙葉氨基酸含量的影響，同時(shí)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的采收[11-12]、烘烤[13-14]、施肥[15-16]等環(huán)節(jié)對(duì)煙葉氨基酸含量的影響也有諸多研究。該研究圍繞不同烤煙典型區(qū)域氨基酸含量差異進(jìn)行分析，研究不同區(qū)域間氨基酸含量的差異，為不同區(qū)域煙葉質(zhì)量和香型風(fēng)格的形成提供理論參考。

1?材料與方法

1.1?材料

試驗(yàn)材料為全國(guó)典型生態(tài)區(qū)域下部葉（X2F）、中部葉（C3F）、上部葉（B2F）3個(gè)部位的煙葉樣品，煙葉樣本容量共計(jì)78份，其中東南煙區(qū)8套（湖南2套、皖南2套、福建3套、江西1套）、西南煙區(qū)15套（云南10套、四川2套、貴州3套）、長(zhǎng)江中上游煙區(qū)2套（重慶、張家界各1套）、黃淮煙區(qū)1套（三門(mén)峽1套），70 ℃烘干，粉碎過(guò)80目篩備檢。

1.2?檢測(cè)方法

樣品前處理方法按照標(biāo)準(zhǔn) YC/T 31—1996的方法執(zhí)行，氨基酸檢測(cè)方法采用氨基酸分析儀法YC/T 282—2009。

1.3?數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)整理在Excel 2010中操作，統(tǒng)計(jì)分析及作圖在R3.6開(kāi)源平臺(tái)進(jìn)行。采用拉達(dá)準(zhǔn)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗整理，對(duì)異常值刪除整理后出現(xiàn)的缺失值采用KNN（最近鄰法）進(jìn)行填補(bǔ)。

2?結(jié)果與分析

2.1?烤煙煙葉氨基酸含量統(tǒng)計(jì)描述

針對(duì)不同區(qū)域采樣烤煙樣品進(jìn)行了氨基酸檢測(cè)分析，統(tǒng)計(jì)描述性分析見(jiàn)表1。由表1可知，氨基酸含量最高的為脯氨酸，單物質(zhì)含量超過(guò)氨基酸總量占比的60%，除脯氨酸外其他氨基酸總量不超過(guò)40%;從變異系數(shù)來(lái)看，酪氨酸樣品間變異超過(guò)了85%，同時(shí)天冬氨酸、谷氨酸變異超過(guò)了60%，絲氨酸、丙氨酸、纈氨酸、組氨酸、色氨酸含量樣品間變異均超過(guò)了40%。對(duì)各獨(dú)立樣本進(jìn)行了正態(tài)性檢驗(yàn)，其中天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、纈氨酸、酪氨酸、組氨酸、色氨酸樣本數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布;方差齊性檢驗(yàn)（levene檢驗(yàn)）僅絲氨酸未通過(guò)。

2.2?烤煙煙葉氨基酸含量多因素方差分析

基于表1中對(duì)氨基酸含量指標(biāo)的正態(tài)性檢驗(yàn)以及方差齊性檢驗(yàn)，對(duì)于不服從正態(tài)分布的氨基酸進(jìn)行Box-Cox變換，所有數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布后進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)于不同種植區(qū)域、品種和部位3個(gè)因素的氨基酸含量多元方差分析，結(jié)果表明，3個(gè)因素中區(qū)域是影響氨基酸含量的主要因素，品種間、部位間及其交互作用條件下，氨基酸含量差異未達(dá)到顯著水平。

不同因素條件下的氨基酸含量方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，就區(qū)域而言，脯氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、組氨酸和色氨酸區(qū)域間差異達(dá)到了極顯著水平（P<0.001）;就部位而言，僅纈氨酸在不同部位間差異達(dá)到顯著水平，品種間氨基酸含量差異均未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平。因素間的交互作用，區(qū)域和品種的交互作用下，纈氨酸和組氨酸含量達(dá)到了顯著水平;其他因素間交互作用均未達(dá)到顯著水平。

2.3?烤煙煙葉氨基酸含量多重比較分析

基于表3多因素方差分析結(jié)果，對(duì)統(tǒng)計(jì)差異顯著的氨基酸指標(biāo)在主因素間進(jìn)行了多重比較，由于品種、部位因素條件下氨基酸含量差異不顯著，不做進(jìn)一步分析，僅對(duì)主因素?zé)焻^(qū)條件下氨基酸的差異進(jìn)行多重比較分析，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1中主要煙區(qū)間的多重比較可知，存在顯著差異的氨基酸包括氨基酸總量、脯氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、組氨酸、色氨酸。從氨基酸總量的區(qū)域差異分析來(lái)，東南煙區(qū)氨基酸含量最低，其與其他煙區(qū)氨基酸總量差異達(dá)到了極顯著水平（P<0.01），但是西南煙區(qū)、長(zhǎng)江中上游煙區(qū)、黃淮煙區(qū)相互之間統(tǒng)計(jì)差異不顯著;脯氨酸含量東南煙區(qū)最低，顯著低于西南煙區(qū)脯氨酸含量，但是其與長(zhǎng)江中上游煙區(qū)、黃淮煙區(qū)相互之間統(tǒng)計(jì)差異不顯著;天冬氨酸含量東南煙區(qū)最低，顯著低于其他煙區(qū)，西南煙區(qū)天冬氨酸含量顯著低于黃淮煙區(qū)，其他區(qū)域間差異統(tǒng)計(jì)不顯著;蘇氨酸含量以西南煙區(qū)最低，顯著低于長(zhǎng)江中上游和黃淮煙區(qū)，東南煙區(qū)蘇氨酸含量顯著低于黃淮煙區(qū);谷氨酸含量從低到高表現(xiàn)為東南<西南<長(zhǎng)江中上游<黃淮煙區(qū)，以東南煙區(qū)蘇氨酸含量最低，顯著低于長(zhǎng)江中上游和黃淮煙區(qū)谷氨酸含量，但是東南煙區(qū)與西南煙區(qū)谷氨酸含量差異不顯著;組氨酸含量以東南煙區(qū)最低，顯著低于長(zhǎng)江中上游和西南煙區(qū)組氨酸含量，其他區(qū)域間組氨酸含量差異不顯著;纈氨酸含量同樣以東南煙區(qū)最低，顯著低于西南煙區(qū)，但是與其他區(qū)域纈氨酸含量差異統(tǒng)計(jì)不顯著，且其他區(qū)域間統(tǒng)計(jì)差異不顯著。

從煙區(qū)與部位、煙區(qū)與品種的交互作用圖可以看出，此兩者交互作用統(tǒng)計(jì)差異不顯著，尤其是部位、部位與煙區(qū)交互作用條件下，氨基酸含量差異均不顯著，而統(tǒng)計(jì)顯著的組氨酸和纈氨酸可能是基于煙區(qū)因素下的差異;而煙區(qū)與品種交互作用、品種因素條件下，氨基酸含量統(tǒng)計(jì)分析差異不顯著。

3?小結(jié)與討論

通過(guò)對(duì)區(qū)域、品種、部位3因素的方差分析，可以看出區(qū)域分布的不同是影響氨基酸含量差異的重要因素，烤煙品種因素、部位因素以及因素間的交互作用對(duì)氨基酸含量影響不明顯，未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)的顯著水平;分析結(jié)果與董洪旭等[17]的研究結(jié)果區(qū)域差異一致。

從區(qū)域差異的多重比較來(lái)看，東南煙區(qū)脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、組氨酸、色氨酸和纈氨酸含量顯著低于其他煙區(qū)，西南煙區(qū)的蘇氨酸含量最低，顯著低于黃淮煙區(qū)和長(zhǎng)江中上游煙區(qū)，其他氨基酸含量在區(qū)域間差異不顯著;區(qū)域間氨基酸差異明顯，區(qū)域分布特點(diǎn)明顯，東南煙區(qū)氨基酸含量明顯低于其他區(qū)域，此結(jié)果與董洪旭等[5]的研究結(jié)果較為一致。

由于煙葉中氨基酸含量受地域、施肥、烘烤、倉(cāng)儲(chǔ)條件等諸多因素的影響，其含量變化較大，同時(shí)氨基酸是烤煙香氣物質(zhì)形成的前體物，尤其是美拉德反應(yīng)的底物，對(duì)煙草風(fēng)格、質(zhì)量的形成有重要的支撐作用，而氨基酸與煙葉感官質(zhì)量、外觀質(zhì)量乃至整體煙葉質(zhì)量的關(guān)系有待繼續(xù)深入研究。

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