成熟期地溫對煙葉主要致香物質(zhì)含量的影響

王佩等

摘要 [目的]為進一步認識土壤溫度與煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色形成的關(guān)系提供數(shù)據(jù)支撐。[方法]在人工控制條件下，研究成熟期地溫變化對煙葉色素、多酚和西柏烷類化合物含量的影響。[結(jié)果]雙層遮陽降溫處理使上部煙葉色素含量降低28.1%，西柏烷類化合物含量升高16.6%，使中部煙葉色素、多酚含量分別降低20.3%、27.9%；雙層覆膜增溫處理使上部煙葉多酚和西柏烷類化合物含量分別降低35.9%、47.9%，使中部煙葉色素和多酚含量分別降低27.1%、35.9%，西柏烷類化合物含量升高40.1%；單層遮陽處理和單層覆膜處理對煙葉上述3種致香物質(zhì)的含量影響不顯著。[結(jié)論]成熟期地溫對煙葉致香物質(zhì)含量有明顯影響。

關(guān)鍵詞 煙葉；成熟期；地溫；致香物質(zhì)

中圖分類號 S572 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）20-06569-04

Effects of Soil Temperature on Tobacco Aroma Components at Maturity Stage

WANG Pei et al

（China Tobacco Chuanyu Industrial Co.， LTD， Chengdu， Sichuan 610017）

Abstract [Objective] The aim was to provide data support for further understanding the relationship between soil temperature and the style characteristic of tobacco leaves. [Method] The effects of soil temperature on tobacco leaf pigments， polyphenol and cembranoids compounds at maturity stage were studied under the condition of artificial control. [Result] Doublelayer shading cooling treatment made pigment content in upper parts of leaves decrease 28.1%， and cembranoids compounds increase 16.6%， and made the contents of pigments and polyphenol in middle parts of leaves decrease 20.3% and 27.9% respectively； Warming with doublelayer film mulching made the contents of polyphenol and cembranoids compounds in upper parts of leaves decrease 35.9% and 47.9% respectively， and made the contents of pigment and polyphenol in middle parts of leaves reduce 27.1% and 35.9% respectively， however， its cembranoids compounds content increased 40.1%； Singlelayer shading or singlelayer film mulching treatment had no obvious effects on these three aroma components contents mentioned above. [Conclusion] Soil temperature has significant effect on the content of aroma substance at tobacco maturity stage.

Key words Tobacco leaves； Maturity stage； Soil temperature； Aroma components

基金項目 川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司項目（120550）。

作者簡介 王佩（1984- ），女，河南溫縣人，助理農(nóng)藝師，碩士，從事煙草栽培生理工作。

收稿日期 20140613

烤煙質(zhì)量和風(fēng)格特色的形成與生態(tài)環(huán)境和栽培技術(shù)密切相關(guān)[1]，栽培技術(shù)條件一定的情況下，各種生態(tài)因子對煙葉質(zhì)量有不同程度的影響[2-5]。其中，溫度對煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色的影響尤為重要[6-7]。郭新輝等研究認為，煙草是喜溫作物，在22～28 ℃下有利于煙葉內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)化，從而提高煙葉香吃味[8]。楊恕良等研究表明，在各種生態(tài)因子對煙葉質(zhì)量的影響中，平均氣溫所占比重最大，為總數(shù)的38.7%，>20 ℃的持續(xù)日數(shù)占總數(shù)的29%，其他都不到總數(shù)的10%[9]；韋成才等研究表明，5～8月平均氣溫逐漸提升，總糖含量和還原糖含量將下降[10]。部分研究者認為，降低地溫日變化有利于調(diào)節(jié)煙葉內(nèi)部化學(xué)平衡并提高煙株根系活性[7，11]。為此，筆者在人工控制條件下，研究成熟期煙株根系集中區(qū)域土壤溫度變化對煙葉香氣物質(zhì)的影響，為進一步認識土壤溫度與煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色形成的關(guān)系提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試煙草品種為當(dāng)?shù)刂髟钥緹熎贩N中煙100；供試土壤為黃褐土，土壤pH 5.8，有機質(zhì)含量12.5 g/kg，堿解氮含量83.8 mg/kg，速效磷（P2O5）含量17.1 mg/kg，速效鉀（K2O）含量207.5 mg/kg。

1.2 試驗方法

試驗于2012年在河南省舞陽縣大棚溫室內(nèi)進行，5月10日移栽，株距0.5 m，行距1.2 m，施肥和田間管理措施同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。在煙株打頂后，去除底腳葉露出壟體土，作如下溫度處理：在煙株下部搭雙層遮陽網(wǎng)，保證陽光不漏照到壟體土上，降低地溫（T1）；在煙株下部搭單層遮陽網(wǎng)，降低地溫（T2）；不作處理，陽光自然照射（T3，CK）；壟體土覆蓋單層黑色地膜增溫（T4）；壟體土覆蓋雙層黑色地膜增溫（T5）。土壤成熟期各處理日均溫分別為24.5、25.2、25.4、26.4、27.4 ℃。在中部葉和上部葉成熟時，取樣分析各處理煙葉質(zhì)體色素、多酚和西柏三烯二醇含量。每個處理3次重復(fù)，每重復(fù)20株。

土壤含水量對土壤溫度影響較大，因此試驗嚴格控制壟體水分含量，盡量保持各處理土壤含水量相同。煙株生長期間所需水分均采用人工澆水供給，在溫室內(nèi)設(shè)置一水池，蓄水備用，嚴禁用剛抽出的井水澆煙，而使壟體溫度陡降。白天無雨時打開溫室頂棚通風(fēng)，使煙株盡可能生長在自然光照條件下。雨天和夜晚關(guān)閉溫室頂棚，僅兩頭通風(fēng)。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 煙葉樣品取樣。在煙葉成熟采收當(dāng)天，每個重復(fù)選6株煙，每株煙取4片葉，殺青后分析樣品質(zhì)體色素、多酚和西柏三烯二醇含量。

1.3.2 煙葉樣品制備[12]。將新鮮煙葉樣品置于105 ℃烘箱內(nèi)，高溫殺青15 min，80 ℃下干燥1 h，然后60 ℃下烘干至恒重。烘干的煙葉樣品去主脈，粉碎過60目篩，密封于玻璃瓶內(nèi)，4 ℃保存。

1.3.3 煙葉質(zhì)體色素含量的測定。準(zhǔn)確稱取殺青樣樣品0.2 g（準(zhǔn)確至0.000 1 g），轉(zhuǎn)入25 ml試管中，用萃取劑（90%丙酮，用容量瓶取，體積準(zhǔn)確）作為溶劑，室溫下超聲波萃取20 min，取適量萃取液用一次性無菌注射器經(jīng)過0.45 μm微膜過濾器過濾，濾液裝入1.5 ml棕色色譜瓶中，用液相色譜儀進行分析。

液相色譜儀系統(tǒng)包括Waters515泵、Waters2487紫外可見光分光光度檢測器、Empower色譜工作站、Rheodyne7725i型手動進樣閥。

試劑：甲醇為Sigma公司生產(chǎn)的色譜純試劑，異丙醇為J.T.Baker公司生產(chǎn)的色譜純試劑；葉綠素a、葉綠素b植物色素標(biāo)準(zhǔn)物由日本W(wǎng)AKO公司生產(chǎn)；β胡蘿卜素、β阿樸8醛、BHT等購于Sigma公司。

色譜柱Waters NovaPakC18（3.9 mm×150 mm，4 μm）；柱溫30 ℃；檢測波長450 nm。流動相：A，異丙醇；B，乙腈+水（體積比80∶20）。梯度洗脫：100%B（0 min）→100%A（40 min）。柱流速0.5 ml/min；平衡時間6 min；進樣量10 μl。采用比較標(biāo)樣保留時間法定性，外標(biāo)法定量[13]。

1.3.4 多酚化合物含量的測定。參照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T202-2006，采用液相色譜法對烤煙樣品中綠原酸、莨菪亭和蕓香苷含量進行測定。樣品前處理：稱取100 mg樣品，準(zhǔn)確至0.1 mg，置于50 ml錐形瓶內(nèi)，再準(zhǔn)確加入20 ml 50%（甲醇+水）溶液，40 kHz頻率超聲提取20 min，取約2 ml萃取液經(jīng)0.45 μm水相濾膜過濾。

液相色譜儀系統(tǒng)包括Waters515泵、Waters2487紫外可見光分光光度檢測器、Empower色譜工作站、Rheodyne7725i型手動進樣閥。

試劑：甲醇為Sigma公司生產(chǎn)；冰乙酸為天津北方公司生產(chǎn)；綠原酸為美國Acros公司生產(chǎn)；莨菪亭為美國Acros公司生產(chǎn)；蕓香苷為德國Augsburg公司生產(chǎn)。

色譜柱Waters NovaPakC18（4.6× 250 mm，4 μm）；柱溫30 ℃；檢測波長340 nm。流動相：A，水+甲醇+乙酸（體積比88∶10∶2）；B，水+甲醇+乙酸（體積比10∶88∶2）。梯度洗脫：100%A（0 min）→20%A，80%B（30 min）。柱流速1 ml/min；平衡時間6 min；進樣量10 μl。采用比較標(biāo)樣保留時間法定性，外標(biāo)法定量[14-16]。

1.3.5 西柏三烯二醇含量的測定。準(zhǔn)確稱取100 mg煙草樣品，用100 ml二氯甲烷萃取劑浸提煙樣3次，每次2 s。3次提取完成后，將含有提取物的溶劑過濾（濾紙內(nèi)放無水硫酸鈉50 g）到平底燒瓶內(nèi)，過濾漏斗、燒杯和濾紙均用二氯甲烷沖3 次以上。然后將浸提液和洗液一起轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在40 ℃下濃縮，最后移入10 ml琥珀色瓶中定容，置于0 ℃暗處保存?zhèn)錅y。檢測時，移取提取濃縮物2 ml，加入1 ml內(nèi)標(biāo)（含正十七烷醇和蔗糖八乙酸酯），再旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，濃縮至1 ml，采用氣質(zhì)聯(lián)用分析儀并通過檢索譜庫（NIST08）確定成分。

GC條件：色譜柱為DB5MSUI石英毛細管柱（30 m×0.25 mm i.d.×0.25 μm d.f.）；進樣口溫度為250 ℃；程序升溫：40 ℃保持2 min，然后以6 ℃/min升溫至180 ℃保持2 min，以2 ℃/min升溫至280 ℃保持20 min；載氣為高純氦氣，載氣流速為恒流0.8 ml/min；進樣量為1.0 μl，分流比為15∶1。

MS條件：傳輸線溫度為250 ℃；EI離子源溫度為280 ℃；電離能量為70 eV；質(zhì)量數(shù)范圍在50～650 amu。通過保留時間定性物質(zhì)，后積分各物質(zhì)對應(yīng)峰曲線與基線的面積，得出具體數(shù)值[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 成熟期地溫對煙葉質(zhì)體色素含量的影響

2.1.1 對上部葉質(zhì)體色素含量的影響。

由圖1可知，成熟期地溫對葉片中葉綠素和β胡蘿卜素含量影響較大，降低地溫可以減少這兩種質(zhì)體色素含量。雙層遮陽處理（T1）顯著降低了上部煙葉片中葉綠素和β胡蘿卜素含量，與T3（CK）相比，T1處理葉綠素和β胡蘿卜素含量分別降低了19.9%和 36.3%，而增加地溫（T4和T5）對其影響不大。葉黃素含量受成熟期地溫影響較小，各處理間差異不顯著，曲線變化較為平緩。

圖1 成熟期地溫處理上部葉質(zhì)體色素含量

2.1.2 對中部葉質(zhì)體色素含量的影響。

從圖2可以看出，成熟期地溫的變化對中部葉質(zhì)體色素含量的影響與上部葉不同，遮陽降溫處理和地膜覆蓋增溫處理均降低了中部煙葉片質(zhì)體色素含量。與T3（CK）相比，雙層遮陽處理（T1）煙葉葉綠素、葉黃素和β胡蘿卜素含量分別降低了17.6%、23.0%和20.0%，單層遮陽處理（T2）煙葉葉綠素、葉黃素含量顯著降低，其降低幅度分別為13.1%、22.0%；雙層覆膜處理（T5）煙葉葉綠素和β胡蘿卜素含量顯著降低，葉黃素含量極顯著降低，其降幅分別是20.5%、19.3%、41.5%；單層覆膜處理（T4）對中部葉質(zhì)體色素含量降低幅度較小，未達到顯著水平。

圖2 成熟期地溫對中部葉質(zhì)體色素含量的影響

2.2 成熟期地溫對煙葉多酚化合物含量的影響

2.2.1 對上部葉多酚化合物含量的影響。

從圖3可以看出，綠原酸、蕓香苷和總酚含量各處理間存在顯著差異。其中，單層遮陽處理（T2）和雙層覆膜處理（T5）對上部葉多酚化合物影響最大。與T3（CK）相比，T2處理上部葉中綠原酸、多酚總量顯著升高，其增加幅度分別為 28.7%、27.9%；而T5處理上部葉中綠原酸、蕓香苷、多酚總量顯著降低，其降低幅度分別為33.2%、42.2%、35.9%。雙層遮陽處理（T1）和單層覆膜處理（T4）對上部葉多酚化合物含量影響較小，未達到顯著水平。

圖3 成熟期地溫對上部葉多多酚物質(zhì)含量的影響

2.2.2 對中部葉多酚化合物含量的影響。

從圖4可以看出，成熟期地溫的變化對中部葉多酚物質(zhì)含量的影響明顯。與T3（CK）相比，降低溫度或升高溫度均會降低葉片多酚化合物含量。其中，雙層遮陽處理（T1）和雙層覆膜處理（T5）對上部葉中多酚化合物影響最大其中，T1處理上部葉中綠原酸、多酚總量顯著降低，其降低幅度分別為 28.7%、27.9%；T5處理上部葉中綠原酸、蕓香苷、多酚總量也顯著降低，其降低幅度分別為33.2%、42.2%、35.9%。單層遮陽處理（T2）和單層覆膜處理（T4）對上部葉多酚化合物含量影響較小，未達到顯著水平。

2.3 成熟期地溫對煙葉西柏三烯二醇含量的影響

2.3.1 對上部葉西柏三烯二醇含量的影響。

從圖5可以看出，成熟期地溫的變化對上部葉西柏三烯二醇含量影響明顯，隨著地溫的升高，西柏三烯二醇含量呈下降趨勢。與T3（CK）相比，雙層遮陽處理（T1）、單層遮陽處理（T2）和雙層覆膜處理（T5）對上部葉中西柏三烯二醇含量影響較大。其中，T1處理上部葉中α西柏三烯二醇含量、西柏烷類總量顯著升高，其升高幅度分別為17.9%、16.6%；T2處理上部葉中α西柏三烯二醇含量顯著升高，升幅為16.3%；而T5處理上部葉中α西柏三烯二醇含量、β西柏三烯二醇均極顯著降低，其降低幅度分別為43.4%和52.5%。單層覆膜處理（T4）對上部葉西柏三烯二醇含量影響較小，未達到顯著水平。

圖5 成熟期地溫對上部葉西柏烷類含量的影響

2.3.2 對中部葉西柏三烯二醇含量的影響。

從圖6可以看出，成熟期地溫的變化對中部葉西柏三烯二醇含量影響明顯，隨著地溫的升高，西柏三烯二醇含量呈上升趨勢。與T3（CK）相比，單層覆膜處理（T4）和雙層覆膜處理（T5）對中部葉中西柏三烯二醇含量影響較大。其中，T4處理中部葉中α西柏三烯二醇含量顯著升高，升幅為 17.0%；T5處理上部葉中α西柏三烯二醇含量、β西柏三烯二醇均極顯著升高，其升高幅度分別為38.7%和41.5%。雙層遮陽處理（T1）、單層遮陽處理（T2）對中部葉西柏三烯二醇含量影響較小，未達到顯著水平。

圖6 成熟期地溫對中部葉西柏三烯二醇含量的影響

2.4 煙葉中性致香物質(zhì)含量與地溫間的關(guān)系分析 從表1可以看出，上部葉中色素類化合物與溫度皆呈正相關(guān)，其中葉綠素含量與溫度的相關(guān)性較高，中部葉中色素類化合物與溫度皆呈負相關(guān)，但胡蘿卜素與溫度的相關(guān)性較弱。西柏三烯二醇含量與溫度的相關(guān)性較強，其中上部葉中西柏三烯二醇含量與溫度呈負相關(guān)，且兩個指標(biāo)與溫度的相關(guān)性達到了顯著水平，中部葉中西柏三烯二醇含量與溫度呈正相關(guān)，且兩個指標(biāo)與溫度的相關(guān)性達到了極顯著水平。多酚化合物含量與溫度的關(guān)系除中部葉中綠原酸含量與溫度的變化呈較弱的正相關(guān)外，皆與溫度的變化呈負相關(guān)，且上部葉中綠原酸含量和中部葉中莨菪亭含量與溫度變化的相關(guān)性達到了顯著水平。

3 討論與結(jié)論

彭新輝等研究表明，溫度的變化對烤煙質(zhì)體色素的含量有顯著影響[8]。而溫度的提升會使煙葉成熟期提前[17]。該研究發(fā)現(xiàn)，通過雙層遮陽降低地溫的處理降低了上部和中部葉中質(zhì)體色素含量，通過降低地溫導(dǎo)致煙株成熟度與對照組不同可能是導(dǎo)致質(zhì)體色素的積累降低的原因，這與孟祥東等[18]的研究結(jié)果一致。而通過覆蓋地膜處理使地溫增加對上部葉中質(zhì)體色素含量影響不大，但顯著降低中部葉中色素含量。地溫的增加可能導(dǎo)致了中部葉過分成熟，使得色素類化合物的合成能力降低。而由于地溫增加的幅度對上部葉成熟度影響不大，導(dǎo)致上部葉中色素含量并沒有下降的趨勢。

雙層遮陽降低地溫和覆蓋地膜增溫處理均會降低煙葉中綠原酸、蕓香苷等酚類化合物含量，這與易嬌[19]等的研究結(jié)果相反。成熟期單層遮陽，適度降低耕層土溫度，有利于提高上部煙葉中酚類物質(zhì)含量，這與Koeppe等[20]的研究結(jié)果一致。中部葉中酚類物質(zhì)含量以對照為最高，其原因可能是改變了煙株溫度對煙葉成熟度造成了影響[12]，繼而影響到了多酚類物質(zhì)的積累。

成熟度對煙葉致香物質(zhì)的積累有明顯的影響[21]。唐遠駒等試驗表明，不同部位煙葉在不同成熟度香氣物質(zhì)的積累量不同[22]。該試驗結(jié)果表明，通過增加地溫，提高成熟期煙葉成熟度可以提高中部葉西柏三烯二醇含量，這與趙銘欽[23]等的研究結(jié)果一致。而上部葉西柏三烯二醇含量因為地溫的升高而下降的原因還需要進一步進行研究。

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