配施不同形態(tài)菜籽餅肥對(duì)烤煙揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量的影響

黎 娟，周清明，劉 遜

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128)

煙葉香氣是評(píng)價(jià)煙葉質(zhì)量的重要因素之一。煙葉的香吃味是由各種致香成分的比例是否協(xié)調(diào)決定的，各種致香成分的組成、含量和比例綜合影響煙葉和煙氣的香氣質(zhì)及香氣量。目前普遍認(rèn)為，施用有機(jī)肥能顯著改善煙葉品質(zhì)。有機(jī)肥不但能增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)和日益惡化的土壤理化性質(zhì)，也有利于煙葉優(yōu)良品質(zhì)的形成，關(guān)于這方面研究較多。劉衛(wèi)群[1]、張曉海[2]分別研究了芝麻餅和菜籽餅肥對(duì)根際微生物活性的影響，表明施用餅肥能增加根際微生物數(shù)量，特別是解磷和解鉀菌的數(shù)量，能增強(qiáng)烤煙生育中后期的磷鉀供應(yīng)能力；郭群召[3]、付利波[4]、王毅[5]、楊躍[6]等針對(duì)施用油菜籽餅肥對(duì)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和質(zhì)量等進(jìn)行了研究，表明施用菜籽餅肥對(duì)促進(jìn)煙葉的生長(zhǎng)發(fā)育，產(chǎn)量、質(zhì)量提高具有明顯的作用。但是有關(guān)餅肥和無(wú)機(jī)肥配合施用對(duì)煙葉香氣物質(zhì)成分的影響研究報(bào)道較少，且前人的研究基本是研究餅肥和無(wú)機(jī)肥的配施，很少涉及究竟是菜籽餅浸提液還是菜籽餅濾渣起到主要作用。本研究對(duì)施用不同形態(tài)菜籽餅肥形態(tài)與無(wú)機(jī)肥配施對(duì)烤煙的中性香氣物質(zhì)含量的影響進(jìn)行了研究，以期為研究菜籽餅肥的關(guān)鍵功能性成分提供參考依據(jù)并為提高烤煙的香氣品質(zhì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)中南煙草農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站基地進(jìn)行大田試驗(yàn)。供試烤煙品種為K326和云煙87。供試土壤質(zhì)地均為紅壤，土壤養(yǎng)分含量為：有機(jī)質(zhì)25.29 g/kg，堿解氮99.8mg/kg，速效鉀811.5mg/kg，速效磷80.9mg/kg，pH值5.18。選取地面平整、肥力中等、無(wú)嚴(yán)重病史、無(wú)旱、澇災(zāi)害，前茬作物為水稻的地塊作為試驗(yàn)地，每公頃施純氮90kg，氮磷鉀肥的施用比例為1∶1.5∶2；所用無(wú)機(jī)肥為硝酸鉀、磷肥、硫酸銨、硫酸鉀、氯化銨、磷胺。餅肥為腐熟的菜籽餅肥，含氮 5.81%，含碳 40%。餅肥和硝酸鉀、磷肥、硫酸銨、硫酸鉀、氯化銨、磷胺都作基肥一次施用，氮肥為 60%基施，剩余肥料分別在移栽后的15 d和25 d各追施20%，追肥肥料為硝酸鉀水溶液。保持各小區(qū)N、P、K無(wú)機(jī)肥用量完全一致，其它栽培措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉栽培技術(shù)操作。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)品種，每個(gè)品種設(shè)計(jì)4個(gè)不同形態(tài)菜籽餅肥與無(wú)機(jī)肥的配施處理，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。大田共設(shè)24個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，每小區(qū)面積33 m2；行距1.1 m、株距0.55 m，設(shè)2行保護(hù)行。每處理 3次重復(fù)。于4月 8日移栽，6月4日待中心花開(kāi)放10%左右統(tǒng)一打頂，留葉數(shù)20片。于煙葉適熟期掛牌采收中部葉11～12片(從上往下數(shù))，掛于標(biāo)準(zhǔn)化烤房中臺(tái)，與其它煙葉一起進(jìn)行三段式烘烤。取烤后煙葉分析檢測(cè)中性揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 分析檢測(cè)方法

中性揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量的測(cè)定依據(jù)郭紫明[7]的方法。煙樣于45℃的烘箱中烘干，粉碎過(guò)40目篩。準(zhǔn)確稱(chēng)取10.00 g干烤煙樣粉末，置于500 mL圓底燒瓶中，加入500 μL的內(nèi)標(biāo)，350 mL蒸餾水和100 g無(wú)水硫酸鈉。加熱蒸餾，當(dāng)餾分到170 mL時(shí)停止加熱，加入20 mL10%酒石酸溶液混勻，然后用60 mL二氯甲烷萃取 3次，萃取液經(jīng)無(wú)水硫酸鈉干燥后，50℃濃縮至1 mL，取1μL進(jìn)樣分析。氣相色譜為T(mén)race ultra(意大利Finnigan)，F(xiàn)ID檢測(cè)器，N2作載氣；DB-5石英毛細(xì)管柱(60 m×0.32 mm i.d.×0.25 μm d.f.)；氣相色譜條件：進(jìn)樣口溫度250℃，檢測(cè)器基座溫度300℃，分流比為10：1，程序升溫：60℃保溫2 min后以3 ℃/min升到150℃，再以2℃/min升到250℃，保溫10 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 菜籽餅肥與無(wú)機(jī)肥配施對(duì)煙葉新植二烯、類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量的影響

由表2可見(jiàn)，新植二烯是烤煙中揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量最高的化合物。從新植二烯含量來(lái)看，K326新植二烯含量要高于云煙87，且處理間影響略有不同。K326不同形態(tài)菜籽餅肥處理間新植二烯含量從高到低依次為：施菜籽餅肥濾渣＞施未浸提菜籽餅肥＞施菜籽餅肥浸提液，各處理值均高于施無(wú)機(jī)肥處理，差值在50～60 μg/g之間，但處理間影響差異不明顯；云煙 87不同形態(tài)菜籽餅肥處理間，含量變化與K326相同，但其差值低于K326，在30～40μg/g之間。

類(lèi)胡蘿卜素的降解物是烤煙中除新植二烯以外含量較高的揮發(fā)性香氣物質(zhì)組分，是形成烤煙細(xì)膩、高雅和清新香氣的主要成分。類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物的香氣域值較低，對(duì)烤煙的香氣貢獻(xiàn)率大。由表2可知，K326和云煙87類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量均較高，且K326的類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量高于云煙87。兩個(gè)烤煙品種不同形態(tài)菜籽餅肥處理中均以施菜籽餅肥濾渣處理類(lèi)胡蘿卜素降解物含量最高，其次是施菜籽餅肥和菜籽餅肥浸提液處理，含量最低的是對(duì)照(純施無(wú)機(jī)肥)。定性定量分析結(jié)果顯示，在檢測(cè)的8種類(lèi)胡蘿卜素降解物中，以巨豆三烯酮含量最高，其次為3-羥基大馬酮和β-大馬酮，各種類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物在處理間均有一定的差異。

表2 K326和云煙87各處理間新植二烯和主要類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量(μg/g)Tab.2 The contain of degrading products of major carotene in K326 and Yunyan87 (μg/g)

2.2 菜籽餅肥與無(wú)機(jī)肥配施對(duì)西柏烷類(lèi)化合物含量的影響

西柏烷類(lèi)萜類(lèi)物質(zhì)主要存在于煙葉的角質(zhì)層上，是煙葉腺毛分泌物的主要成分，由腺毛的腺頭細(xì)胞合成，可以作為衡量煙葉表面分泌物形成致香物質(zhì)量多少的重要指標(biāo)。茄酮是煙草中含量豐富的中性香味物質(zhì)之一，它不但本身具有很好的香氣，而且由茄酮轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，如茄醇、茄尼呋喃、降茄二酮等也是很重要的煙草香味物質(zhì)。由表 3可見(jiàn)，K326與云煙87主要西柏烷降解物含量較接近，但各處理間則各有不同。在K326煙葉中，施菜籽餅肥濾渣處理的西柏烷類(lèi)化合物含量最高，對(duì)照的西柏烷類(lèi)化合物含量最低；不同形態(tài)餅菜籽肥處理與施無(wú)機(jī)肥處理相比較，增幅最大的是施菜籽餅肥濾渣處理，增加了 6.3 μg/g，其次是施菜籽餅肥處理和施菜籽餅肥浸提液，分別增加了1.9 μg/g和0.4 μ g/g。在云煙87煙葉中，仍是施菜籽餅肥濾渣處理的西柏烷類(lèi)化合物含量最高，對(duì)照的西柏烷類(lèi)化合物含量最低；不同形態(tài)菜籽餅肥處理與施未浸提菜籽餅肥處理相比較，增幅最大的仍是施菜籽餅肥濾渣處理，但增幅要小于 K326，為 3.27 μg/g，其次是施菜籽餅肥和施菜籽餅肥浸提液處理，增幅分別為3.03 μg/g和1.57 μg/g。雖然K326與云煙87主要西柏烷類(lèi)化合物含量較接近，但其含量均較低。

表3 K326和云煙87各處理間主要西柏烷降解物含量 (μg/g)Tab.3 The content of major cembraneiods in K326 and Yunyan87 (μg/g)

2.3 菜籽餅肥與無(wú)機(jī)肥配施對(duì)美拉德反應(yīng)物含量的影響

不同形態(tài)菜籽餅肥與無(wú)機(jī)肥配施對(duì)美拉德反應(yīng)物含量的影響見(jiàn)表4。由表可見(jiàn)，K326的美拉德反應(yīng)物含量略高于云煙87，兩烤煙品種的各處理間均有不同。K326施用不同形態(tài)菜籽餅肥后，對(duì)施菜籽餅肥濾渣處理影響最明顯，其主要美拉德反應(yīng)物高于施無(wú)機(jī)肥處理，達(dá) 23.8 μg/g，其次為施菜籽餅肥和施菜籽餅肥浸提液處理，但增加幅度不大，在6～7 μg/g之間；云煙87不同形態(tài)菜籽餅肥各處理間增幅最大仍是施菜籽餅肥濾渣處理，為7.73 μ g/g，其次是施未浸提菜籽餅肥處理，增幅為7.31 μ g/g，增幅最小的施菜籽餅肥浸提液只增加了 1.21 μg/g。檢測(cè)到7種美拉德反應(yīng)物，以糠醇、苯并呋喃酮、2-乙?；量┖枯^高，兩品種各處理間的含量有不同程度的差異。

表4 K326和云煙87主要美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量(μg/g)Tab.4 The content of major Maillard in K326 and Yunyan87 (μg/g)

2.4 菜籽餅肥與無(wú)機(jī)肥配施對(duì)芳香族化合物含量的影響

煙草中芳香族氨基酸降解產(chǎn)物中的苯甲醇(醇香)、苯甲醛(杏仁香、櫻桃香、天香)、苯乙醛(玫瑰花香)、苯乙醇(醇香)等也是煙草中含量較豐富的香味成分。由表5可見(jiàn)，K326芳香族氨基酸降解物含量高于云煙87，兩個(gè)烤煙品種處理與對(duì)照的差異顯著，但施用菜籽餅肥浸提液與施用菜籽餅肥差異不明顯。在5種芳香族氨基酸降解物中，以苯甲醇含量最高。施用不同量的菜籽餅肥后，K326以施菜籽餅肥濾渣處理效果最明顯，芳香族氨基酸降解物含量最高，其次是施菜籽餅肥和菜籽餅肥浸提液處理，施無(wú)機(jī)肥處理仍然處于較低水平。云煙 87各處理的變化與K326相同。

表5 K326和云煙87主要芳香族氨基酸降解物含量(μg/g)Tab.5 The content of major degrading product aromatic amino acid in K326 and Yunyan87 (μg/g)

2.5 菜籽餅肥與無(wú)機(jī)肥配施對(duì)中性揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量的影響

K326與云煙87中各類(lèi)揮發(fā)性香氣物質(zhì)的總量見(jiàn)表6。K326揮發(fā)性香氣物質(zhì)的總量高于云煙87，兩個(gè)烤煙品種的各處理?yè)]發(fā)性香氣物質(zhì)總量從高到底依次為：施菜籽餅肥濾渣>施菜籽餅>肥菜籽餅浸提液>純施無(wú)機(jī)肥。新植二烯除外，烤煙其他中性揮發(fā)性香氣物含量大小依次為類(lèi)胡蘿卜素降解物，美拉德反應(yīng)物，非新植二烯中性香氣物和芳香族氨基酸降解物，最低的是西柏烷類(lèi)降解物；在兩個(gè)品種各處理間，施菜籽餅肥浸提濾渣處理除總中性揮發(fā)香氣物最高以外，其他各類(lèi)揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量也是最高。

表6 K326和云煙87各處理間主要各類(lèi)揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量(μg/g)Tab.6 The content of major volatile aromatic materials in K326 and Yunyan87 (μg/g)

3 結(jié)論與討論

菜籽餅肥是油菜籽實(shí)榨油后剩余的殘?jiān)?，含有N、P、K等多種營(yíng)養(yǎng)元素，是較好的N、P有機(jī)肥。餅肥C/N比小，施入土壤中能迅速分解，易于被作物吸收。本試驗(yàn)表明，不同菜籽餅肥形態(tài)和無(wú)機(jī)肥的配施和施純無(wú)機(jī)肥的K326和云煙87的煙葉揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量從高到底依次為：施菜籽餅肥濾渣>施菜籽餅>肥菜籽餅浸提液>純施無(wú)機(jī)肥；在施用不同菜籽餅肥形態(tài)和無(wú)機(jī)肥的配施處理中，以施菜籽餅肥濾渣的處理在增加烤煙主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)方面效果明顯，其新植二烯、類(lèi)胡蘿卜素降解物、西柏烷類(lèi)化合物、美拉德反應(yīng)物、芳香族氨基酸降解物以及非新植二烯中性香氣物的含量都最高；K326和云煙87的相同處理具有相似的變化趨勢(shì)，菜籽餅對(duì)烤煙揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量的影響與品種無(wú)直接相關(guān)性，與餅肥的施用形態(tài)密切相關(guān)。

腐熟的菜籽餅肥、餅肥濾渣、餅肥浸提液都能夠提高烤煙的揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量，雖本試驗(yàn)未進(jìn)行評(píng)吸，但各類(lèi)揮發(fā)性香氣物質(zhì)與評(píng)吸質(zhì)量直接相關(guān)，這與郭群召[3]的研究結(jié)果施用餅肥的比未施用餅肥的烤煙評(píng)吸質(zhì)量要高相符，與付利波[4]的施用25%熟餅肥+75%的復(fù)合肥比單施復(fù)合肥評(píng)吸得分高也一致。餅肥中一般富含有機(jī)質(zhì)、氮和相當(dāng)數(shù)量的磷鉀與中、微量元素，其中鉀素可被作物直接利用，而氮、磷分別存在于蛋白質(zhì)和卵磷脂中，不能直接被農(nóng)作物吸收和利用，但餅肥中C/N比小，氮、磷易分解。因此，本文施菜籽餅肥浸提液處理其養(yǎng)分可能為可溶性鉀、中微量元素等，在煙葉生長(zhǎng)前期被吸收消耗，故其主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)均低于施菜籽餅肥濾渣和未浸提菜籽餅肥處理；施未浸提菜籽餅肥處理，其主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)均低于施菜籽餅肥濾渣處理，但略高于施菜籽餅肥浸提液處理，這可能與菜籽餅肥通過(guò)發(fā)酵浸提后促進(jìn)了某些利于煙株吸收的香氣組分合成代謝水溶性化合物的生成有關(guān)，由于菜籽餅肥中富含大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，故施用未浸提菜籽餅肥要比單施無(wú)機(jī)肥效果要明顯。

另外，在對(duì)兩個(gè)烤煙品種不同形態(tài)菜籽餅肥施用的研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，將腐熟好的菜籽餅肥浸泡48h后分別取濾渣和浸提液施用，濾渣對(duì)初烤煙葉中性揮發(fā)性香氣物質(zhì)的影響要大于未浸提的菜籽餅肥。菜籽餅肥中除了含有N、P、K等大量元素外，還含有大量的微生物、核苷酸、小肽及氨基酸等物質(zhì)，故菜籽餅肥中何種功能成分對(duì)煙葉香氣量和香氣質(zhì)的貢獻(xiàn)最大還有待于進(jìn)一步深入研究。

[1]劉衛(wèi)群，姜占省，郭紅祥，等．芝麻餅肥用量對(duì)烤煙根際土壤生物活性的影響[J]．煙草科技，2003，(6)：31-34．

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[3]郭群召，吳學(xué)巧，黃平俊．餅肥對(duì)土壤性狀、烤煙生長(zhǎng)及煙葉品質(zhì)的影響[J]．中國(guó)土壤與肥料，2007，(6)：68-70．

[4]付利波，蘇 帆，陳 華，等．菜籽餅肥不同用量對(duì)烤煙產(chǎn)量及質(zhì)量的影響[J]．中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，15(6)：77-80．

[5]王 毅，瞿 興，楊 躍，等．菜籽餅肥與化肥配合施用對(duì)烤煙生長(zhǎng)及土壤養(yǎng)分的影響[J]．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，25(1)：50-54．

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