魚蛋白對烤煙主要香味物質(zhì)、游離氨基酸含量及感官質(zhì)量的影響

摘要：為改善煙葉品質(zhì)，生產(chǎn)高香氣煙葉，以云煙87為試驗品種，采用大田試驗，研究灌根施用不同稀釋倍數(shù)（100、300、500、700、900倍）的魚蛋白稀釋液對烤煙主要香味物質(zhì)、游離氨基酸含量和感官質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，與CK相比，各魚蛋白處理烤后煙中性香氣物質(zhì)總量增加16.16%～43.95%，其中苯丙氨酸類降解產(chǎn)物、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、新植二烯和茄酮含量分別增加10.11%～41.84%、11.08%～34.06%、15.71%～39.33%、17.31%～45.30%、4.62%～32.40%，烤煙草酸、蘋果酸和檸檬酸等有機酸和3種多酚物質(zhì)含量在適宜濃度顯著提升，油酸和亞油酸含量在一定濃度范圍內(nèi)降低；游離氨基酸總量顯著增加，且魚蛋白稀釋倍數(shù)與16種游離氨基酸含量有極顯著負相關(guān)關(guān)系。此外，隨著魚蛋白施用濃度的升高，烤煙感官品質(zhì)表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，以300倍液處理的感官品質(zhì)最好，煙葉香氣質(zhì)好，香氣量足，刺激性和雜氣較小，煙氣濃度大。綜上，魚蛋白可提高烤煙主要香味物質(zhì)和游離氨基酸含量，進而提高煙葉吸食品質(zhì)，增強煙葉的香氣可用性，以300倍液的魚蛋白灌根效果最好。

關(guān)鍵詞：魚蛋白；烤煙；香味物質(zhì)；煙葉品質(zhì)；游離氨基酸

中圖分類號：S572.06" 文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）24-0093-07

收稿日期：2023-12-08

基金項目：廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項目（編號：2022440000340004）；江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項目（編號：贛煙工科計2023-10）。

作者簡介：舒 堯（2000—），男，河北唐山人，碩士研究生，主要從事煙草栽培研究，E-mail：2926944748@qq.com；共同第一作者：張學(xué)偉（1985—），男，河南許昌人，碩士，高級農(nóng)藝師，主要從事煙葉原料學(xué)研究，E-mail：zhangxw@gdzygy.com。

通信作者：景延秋，博士，教授，主要從事煙草化學(xué)研究，E-mail：jingyanqiu72t@163.com；邵蘭軍，碩士，高級農(nóng)藝師，主要從事烤煙品質(zhì)研究工作，E-mail：shaolj@gdzygy.com；殷鴻飛，碩士，農(nóng)藝師，從事煙葉原料學(xué)研究，E-mail：1259891202@qq.com。

煙草香味物質(zhì)是衡量煙葉感官品質(zhì)和風(fēng)格特征的重要內(nèi)容^［1］。但近年來，煙葉生產(chǎn)受到了過度施用化肥、長期重茬種植和極端天氣的影響，烤煙香氣質(zhì)量和風(fēng)格特征面臨著下降的風(fēng)險^［2］。魚蛋白是魚類經(jīng)酶解或菌解等工藝發(fā)酵而成的液體氨基酸肥料^［3］，屬于植物生物刺激素的一種，富含大量氨基酸、小肽、生物多糖、甜菜堿、不飽和脂肪酸和礦物質(zhì)等營養(yǎng)元素^［4］，具有為作物供給養(yǎng)分、增強作物抗逆性、改良土壤、提高作物風(fēng)味和食用口感等作用^［5］。

目前，魚蛋白已被應(yīng)用到各類作物中。盧運艷等在番茄上施用魚蛋白，發(fā)現(xiàn)其不僅可以促進番茄的生長發(fā)育，還可以改善番茄的品質(zhì)和口感^［6］。李婷等通過向網(wǎng)紋甜瓜葉面噴施魚蛋白發(fā)現(xiàn)，適宜濃度的魚蛋白稀釋液能顯著提升網(wǎng)紋甜瓜果實的品質(zhì)，果實風(fēng)味好^［7］。翟曉芳等的研究表明，魚蛋白可促進草莓果實膨大，提高果實糖度^［8］。楊會款等通過對煙葉噴施魚蛋白，證明其對烤煙有較好的促生快發(fā)、增強抗病性和提高產(chǎn)量的作用^［9］。孫延國等研究發(fā)現(xiàn)，施用魚蛋白可降低植煙土壤容重，提高土壤堿解氮、有效磷、速效鉀水平，從而提高烤煙根系活力^［10］。我國擁有著大量的漁類資源^［11］，因此，將低值魚或其下腳料發(fā)酵成魚蛋白供給煙草使用，進而改善烤煙香味品質(zhì)，具有一定的可行性。

盡管前人對魚蛋白的功效做了大量研究，但有關(guān)魚蛋白對烤煙香味物質(zhì)、游離氨基酸含量和感官品質(zhì)的報道甚少。因此，本研究通過大田試驗，研究灌根施用稀釋不同倍數(shù)的魚蛋白稀釋液，對烤煙主要香味物質(zhì)、游離氨基酸含量和感官質(zhì)量的影響，探討其作用機理，并篩選出煙草適宜施用的濃度，從而為生產(chǎn)高香氣煙葉，提高烤煙感官品質(zhì)，提供理論和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

本試驗于2022年在湖南省常德市桃源縣盤塘鎮(zhèn)進行，供試品種為云煙87，由湖南省常德市煙草公司提供。土壤養(yǎng)分含量及pH值：全氮含量為 1.01 g/kg、全磷含量為0.66 g/kg、全鉀含量為12.74 g/kg、堿解氮含量為112.60 mg/kg、有效磷含量為39.75 mg/kg、速效鉀含量為220.5 mg/kg、有機質(zhì)含量為27.81 g/kg，pH值為5.80。輪作方式為煙稻輪作。

魚蛋白肥料（液體）購于山東木石魚生物科技有限公司，采用低溫酶解工藝，蛋白質(zhì)含量≥150 g/L，氨基酸含量≥100 g/L，有機質(zhì)含量≥390 g/L，氮、磷、鉀含量分別為25、1.7、10 g/L，鎂鈣含量分別為1.3、9.8 g/L。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)6個處理，3次重復(fù)，T1、T2、T3、T4、T5分別代表魚蛋白稀釋100、300、500、700、900倍后的灌根處理，CK為施用等量清水對照。魚蛋白在烤煙移栽時和移栽后15、25、35、45 d對煙株灌根沖施，共5次，每次每株施用魚蛋白稀釋液150 mL。每個小區(qū)50株煙，共18個小區(qū)，煙株行距為1.20 m，株距為0.50 m，并設(shè)有保護行。煙苗于3月5日移栽，每667 m2施用基肥為煙草專用肥75 kg（N、P2O5、K2O含量分別為7%、14%、8%）、發(fā)酵菜籽肥40 kg（N、P2O5、K2O含量分別為4%、2%、1%），追肥為硝酸鉀和硫酸鉀各35 kg。其他大田管理均按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉管理方案進行。

1.3 取樣方法

參考GB 2635—1992《烤煙》對各處理烤后煙葉進行分級，選取C3F等級烤后煙葉2 kg，用于烤煙主要香味成分、游離氨基酸含量和感官質(zhì)量的測定。

1.4 檢測指標(biāo)與方法

1.4.1 中性香味成分測定

烤后煙中性香味物質(zhì)的提取采用同時蒸餾萃取法^［12］，將提取液用二氯甲烷進行萃取濃縮后，使用HP 5890-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀進行定性定量分析。

1.4.2 多酚類物質(zhì)測定

按照YC/T 202—2006《煙草及煙草制品 多酚類化合物 綠原酸、茛菪亭和蕓香苷》的方法測定綠原酸、莨菪亭和蕓香苷含量^［13］。

1.4.3 非揮發(fā)性有機酸測定

非揮發(fā)性有機酸酸的測定采用硫酸甲酯化-氣相色譜法，參考穆童等的方法^［14］。稱取1 g煙粉，加入0.5 mL己二酸 （內(nèi)標(biāo)） 和25 mL硫酸-甲醇溶液，振蕩后靜置過夜，然后過濾到分液漏斗中（內(nèi)含50 mL蒸餾水），用 15 mL 二氯甲烷萃取3次，之后進行樣品分析，分析儀器為Agilent 8890 GC system。

1.4.4 游離氨基酸測定

烤后煙游離氨基酸含量參考YC/T 282—2009《煙葉 游離氨基酸的測定 氨基酸分析儀法》的方法測定^［15］。使用儀器為 S-433D型氨基酸測定儀（德國SYKAM公司）。

1.4.5 感官質(zhì)量評價

將各處理樣品制成單料煙，由專業(yè)評吸專家根據(jù)YC/T 138—1998《煙草及煙草制品 感官評價方法》的標(biāo)準(zhǔn)打分，打分采用9分制。評定指標(biāo)為香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味、雜氣、濃度。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010進行數(shù)據(jù)處理和圖表制作、SPSS 27.0進行統(tǒng)計分析和方差分析，利用Duncans新復(fù)極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用魚蛋白對烤煙中性香味物質(zhì)含量的影響

2.1.1 各處理對烤后煙苯丙氨酸降解產(chǎn)物的影響

苯丙氨酸類降解產(chǎn)物主要是一些易揮發(fā)的小分子化合物，這些物質(zhì)可賦予煙葉果香和清香^［16］。由表1可知，與對照相比，各魚蛋白處理的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量顯著增加10.11%～41.84%，具體排序為 T2gt;T1gt;T3gt;T5gt;T4gt;CK。T2處理總含量最高，為26.51 μg/g，其中占比最大的苯甲醇含量顯著高于其他處理。T1處理苯乙醛含量最高，T2處理苯乙醇含量最高，T5處理苯甲醛含量最高。

2.1.2 各處理對烤后煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的影響

美拉德反應(yīng)是氨基酸和還原糖之間的非酶棕色化反應(yīng)，其形成的香氣物質(zhì)可賦予煙草堅果香、甜香、奶油香和可可香等香味^［17］。由表2可知，與CK相比，各魚蛋白處理的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物總量增加11.08%～34.06%，各處理排序為 T2gt;T3gt;T1gt;T5gt;T4gt;CK，除T4處理外，其余處理均顯著高于CK。T2處理總含量最高，為27.83 μg/g，其中糠醛含量占比最高。5-甲基糠醛含量表現(xiàn)為各魚蛋白處理顯著高于CK，但各處理間差異不明顯。CK處理糠醇含量最高。T5處理2-乙酰基呋喃含量最高。

2.1.3 各處理對烤后煙類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的影響

類胡蘿卜素降解產(chǎn)物中所包含的香氣物質(zhì)種類最多，這些物質(zhì)使煙葉具有花香和煙草香底蘊^［18］，對煙葉的香氣質(zhì)量有重要影響。由表3可知，與CK相比，各魚蛋白處理的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量顯著增加15.71%～39.33%，各處理排序為 T2gt;T1gt;T3gt;T4gt;T5gt;CK，且處理間差異基本達顯著水平。T2處理巨豆三烯酮3、香葉基丙酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、β-大馬酮（占比最大）、3-羥基-β-二氫大馬酮、螺巖蘭草酮和法尼基丙酮含量最高，T1處理芳樟醇、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、6-甲基-5-庚烯-2-醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮含量最高，T3處理β-環(huán)檸檬醛和β-二氫大馬酮含量最高。

2.1.4 各處理對烤后煙葉綠素和類西柏烷類降解產(chǎn)物的影響

新植二烯是葉綠素的主要降解產(chǎn)物，

其在中性香味成分中含量最大，有一種弱的、令人愉快的氣味，可增加煙葉的吃味和香氣^［19］。茄酮是類西柏烷類的主要降解產(chǎn)物，帶有清新的胡蘿卜氣味，能使卷煙香吃味變得豐滿醇和^［20］。由表4可知，與對照相比，各魚蛋白處理的新植二烯、茄酮含量分別增加17.31%～45.30%和4.62%～32.40%，各處理排序均為T2gt;T1gt;T3gt;T4gt;T5gt;CK，都以T2處理最高，新植二烯和茄酮含量分別為 1 165.89、57.01 μg/g，顯著高于其他處理。

2.1.5 各處理對烤后煙中性香氣物質(zhì)總量的影響

由圖1可知，各魚蛋白處理的烤煙中性香氣物質(zhì)總量顯著高于CK處理16.16%～43.95%，排序為 T2gt;T1gt;T3gt;T4gt;T5gt;CK，且各處理間差異多達顯著水平；隨著魚蛋白施用量的升高，烤煙香氣物質(zhì)總量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在T2處理時達到最高值（1 379.53 μg/g），顯著高于其他處理。除去新植二烯外中性香味物質(zhì)總量表現(xiàn)出類似規(guī)律。說明魚蛋白可以提升烤煙各類中性香味物質(zhì)的含量，促進煙葉香氣品質(zhì)的形成，以T2處理香氣品質(zhì)最好。

2.2 施用魚蛋白對烤煙多酚化合物含量的影響

多酚化合物不但本身具有令人愉快的香氣，而且在燃吸時由于干餾、氧化、裂解，可產(chǎn)生各種芳香氣味成分^［21］?？緹熤泻孔疃嗟?種酚類化合物依次是綠原酸、蕓香苷和莨菪亭。由圖2至圖4可知，隨著魚蛋白施用量的升高，3種酚類化合物的含量表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，T2處理綠原酸、蕓香苷和莨菪亭含量均為最高值，并且顯著高于其他處理，分別達到13.04、11.39、0.26 mg/g。說明魚蛋白可促進烤煙多酚物質(zhì)的積累，以T2處理提升效果最大，最有利于煙葉香氣品質(zhì)的提高。

2.3 施用魚蛋白對烤煙非揮發(fā)性有機酸含量的影響

烤煙非揮發(fā)性有機酸（草酸、蘋果酸和檸檬酸等）可以調(diào)節(jié)煙氣pH值，中和植物堿，減輕刺激性，改善余味，間接影響煙葉的吸食品質(zhì)^［22］。十四酸、十六酸和十八酸等飽和高級脂肪酸可以給煙氣增加蠟味、脂肪味，使吸味平和，但油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸過多會增加煙氣刺激性，產(chǎn)生澀味^［23］。由表5可知，隨著魚蛋白施用濃度的升高，非揮發(fā)性有機酸總量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，具體表現(xiàn)為T2gt;T3gt;T4gt;T1gt;T5gt;CK，且處理間差異顯著。其中，草酸、蘋果酸和十六酸含量以T2處理最高，顯著高于其他處理； T2和T3處理檸檬酸含量顯著高于其他處理；T4處理十四酸含量顯著高于其他處理；各魚蛋白處理亞油酸含量顯著低于CK，以T2處理最低；T4處理油酸含量低于其他處理。以上說明，魚蛋白可以提升烤煙草酸、蘋果酸和檸檬酸等有機酸含量，并對油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸含量有降低效果，有利于中和煙氣，減輕澀味。

2.4 施用魚蛋白對烤煙游離氨基酸含量的影響

2.4.1 各處理對烤煙游離氨基酸含量的影響

表6為不同處理烤后煙游離氨基酸含量，共檢測了21種氨基酸，其中，脯氨酸含量最高。各處理游離氨基酸總量排序依次為T1＞T2＞T3＞T5＞T4＞CK，且試驗組均顯著高于對照，說明施用魚蛋白可在一定程度上提高烤煙游離氨基酸總量。各處理間甘氨酸、丙氨酸和纈氨酸含量各處理間差異不顯著。T1處理的天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、半胱氨酸、異亮氨酸、酪氨酸、賴氨酸、組氨酸、色氨酸、 精氨酸和脯氨酸含量顯著高于其他處理。T2處理的蛋氨酸、苯丙氨酸和4-氨基丁酸含量顯著高于其他處理。T1和T2處理的亮氨酸含量顯著高于其他處理。

2.4.2 魚蛋白稀釋倍數(shù)與烤后煙游離氨基酸含量的相關(guān)性分析

由表7可知，魚蛋白稀釋倍數(shù)與天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、半胱氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、賴氨酸、組氨酸、色氨酸、精氨酸和脯氨酸含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，而與其余氨基酸含量無相關(guān)性，說明施用魚蛋白可顯著影響這些氨基酸的合成與吸收，從而影響煙株內(nèi)的氮代謝。

2.5 施用魚蛋白對烤煙感官質(zhì)量的影響

由表8可知，與CK相比，施用魚蛋白對烤后煙葉感官質(zhì)量有一定的提升作用，隨著魚蛋白施用量的增加，烤后煙葉香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味、雜氣、濃度得分均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢。香氣質(zhì)、余味和濃度得分以T2處理最高。香氣量和雜氣得分以T2和T3處理并列最高。刺激性得分以T3處理最高。T1處理煙葉刺激性較大，得分遠低于其他處理。

3 討論與結(jié)論

煙葉的品質(zhì)和風(fēng)格特征與烤煙本身的香味物質(zhì)密不可分^［24］。眾多研究表明，施用氨基酸肥或單施一種氨基酸均有利于烤煙香味物質(zhì)含量和感官品質(zhì)的提高。李洪臣等對不同烤煙品種噴施不同種類的外源氨基酸后，美拉德反應(yīng)程度提高^［25］。宮長榮等在烤煙打頂后噴施氨基酸肥，發(fā)現(xiàn)其對5大類香味物質(zhì)含量有不同程度的提高作用^［26］。段俊雅等噴施聚天冬氨酸后，煙葉氮代謝平衡，烤后煙葉的中性香味成分含量和吸食品質(zhì)提高^［27］。本試驗結(jié)果顯示，與CK相比，各魚蛋白處理顯著增加了烤后煙中性香味物質(zhì)總量，各香氣類別中，苯丙氨酸類降解產(chǎn)物、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、茄酮和新植二烯含量均有不同程度提高，這與上述學(xué)者的研究結(jié)果相似?？赡茉蛉缦拢海?）魚蛋白中的各種氨基酸被煙株吸收后，可為美拉德反應(yīng)提供大量的氨基酸原料，有利于美拉德反應(yīng)的發(fā)生。（2）某些氨基酸（苯丙氨酸）被吸收后，經(jīng)落黃成熟和調(diào)制后，本身可分解為苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛和苯甲醛等小分子香氣物質(zhì)。（3）魚蛋白中除了含有大量氨基酸外，還有鎂、鐵等中微量元素，這些物質(zhì)可作為質(zhì)體色素合成的直接原料或催化劑，促進葉綠素和類胡蘿卜素等香氣前體物質(zhì)的合成與積累。（4）研究表明，氨基酸等有機肥可增大煙葉腺毛密度和葉面分泌物含量，而茄酮是僅有腺毛頭才分泌的西柏三烯二醇的主要降解產(chǎn)物^［28］，因此，本試驗中茄酮含量增加。

多酚化合物對烤煙的顏色、香氣和吃味有著重要影響^［29］。多酚化合物含量與煙葉等級相一致，高等級煙葉多酚含量高，低等級煙葉多酚含量低^［30］。本試驗中，各魚蛋白處理的綠原酸、蕓香苷和莨菪亭含量均高于CK，這與劉曉迪等的研究結(jié)果^［31］一致?？赡苁且驗轸~蛋白中的某些氨基酸提高了苯丙氨酸解氨酶（催化多酚化合物合成的關(guān)鍵酶）的活性，從而導(dǎo)致綠原酸、蕓香苷、莨菪亭等多酚化合物含量升高^［26］。煙草中有機酸的含量可衡量烤煙的煙氣的醇和性，對烤煙的吸食品質(zhì)有重要作用^［32］。在本試驗中，適宜的魚蛋白濃度可以顯著提升烤煙草酸、蘋果酸和檸檬酸等有機酸含量，并在一定程度對油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸有降低效果，這與韓錦峰等有機氮肥試驗的研究結(jié)果^［33-34］一致。草酸、蘋果酸和檸檬酸含量增加，可能和魚蛋白中氨基酸通過三羧酸循環(huán)、糖酵解和其他代謝途徑的轉(zhuǎn)化有關(guān)。而油酸和亞油酸含量降低，可能和魚蛋白增強植物抗性，從而減少不飽和脂肪酸的合成有關(guān)，但其機理還需進一步研究。

大量研究結(jié)果表明，高等植物可以直接從土壤中吸收氨基酸等小分子物質(zhì)來供給自身生長發(fā)育^［35］。氨基酸本身雖不是香氣物質(zhì)，但會間接影響煙葉的吸食品質(zhì)，適宜的氨基酸含量可以提高煙葉的香氣量和豐滿度^［36］。在本試驗中，各處理游離氨基酸總量為T1＞T2＞T3＞T5＞T4＞CK，且試驗組均顯著高于對照。相關(guān)性分析表明，魚蛋白稀釋倍數(shù)與多種氨基酸含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，說明施用魚蛋白可顯著影響這些氨基酸的合成、轉(zhuǎn)化與吸收，從而影響煙葉的品質(zhì)。

最后，由感官評吸可知，隨著魚蛋白施用量的增加，烤后煙各感官指標(biāo)基本呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，以T2處理表現(xiàn)最優(yōu)，但也發(fā)現(xiàn)高濃度的魚蛋白稀釋液（100倍液）煙葉感官品質(zhì)較差，表現(xiàn)為刺激性較大，可能是因為煙葉氮含量高導(dǎo)致的^［37］。因此，在施用魚蛋白時要控制其用量，避免因烤煙氮素水平過高，導(dǎo)致煙葉吸食品質(zhì)下降。

綜上所述，對烤煙灌根施用不同濃度的魚蛋白稀釋液后，煙葉5大類香味物質(zhì)和3種多酚化合物含量均有不同程度提高，烤煙非揮發(fā)性有機酸中，草酸、蘋果酸和檸檬酸等有機酸含量增加，油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸含量在一定范圍內(nèi)降低，烤后煙游離氨基酸含量升高，且魚蛋白稀釋倍數(shù)與16種氨基酸含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，烤后煙葉感官質(zhì)量改善。在這些處理中，以300倍液魚蛋白處理烤煙效果最佳。

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