配施餅肥對(duì)烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響

邢 雁，趙聲辰，沈雪婷，蘇東贏，于建軍*(.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國家煙草栽培生理生化研究基地，河南鄭州45000;.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司安陽卷煙廠，河南安陽455000;.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，河南鄭州450000)

各種煙草色素的含量和性質(zhì)不僅直接影響煙葉的外觀質(zhì)量，而且直接和間接地影響煙葉的內(nèi)在品質(zhì)［1］。質(zhì)體色素包括葉綠素和類胡蘿卜素，在烤煙生育期內(nèi)含量的高低影響著烤煙葉片生理功能的強(qiáng)弱及煙葉的成熟落黃，且其降解產(chǎn)物的含量還與調(diào)制后烤煙的香氣質(zhì)量關(guān)系密切［2］。目前，關(guān)于不同產(chǎn)區(qū)、生態(tài)環(huán)境、調(diào)控措施、不同氮磷鉀肥組合等對(duì)烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響均已見報(bào)道［3－6］，有關(guān)烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的研究已成為研究熱點(diǎn)。筆者通過分析施用不同配比腐熟餅肥后烤煙生育期葉綠素及類胡蘿卜素含量，研究其調(diào)制后降解產(chǎn)物對(duì)香氣質(zhì)、香氣量的影響，旨在為優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤、品種及肥料 試驗(yàn)于2014年在河南平頂山郟縣候店村進(jìn)行。供試土壤為沙壤土，土壤基礎(chǔ)肥力為有效氮 84.12 mg/kg，速效鉀94.61 mg/kg，速效磷 9.36 mg/kg，有機(jī)質(zhì)14.28 g/kg，pH 6.69。試驗(yàn)所用無機(jī)肥為煙草專用復(fù)合肥(含N 10%，P2O510%，K2O 20%);供試餅肥為當(dāng)?shù)夭俗扬灧?全氮含量為59.5 mg/kg)，與水按1∶1混勻，腐熟15 d后使用。各處理保持總氮量為 82.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶2∶3，基肥和追肥比例為7∶3，腐熟餅肥全部做基肥。試驗(yàn)供試品種為中煙100，于5月1日移栽。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 共設(shè)5個(gè)處理:T1 100%無機(jī)肥(百分比表示所施肥料含氮量占處理所施總氮量的百分比，下同);T2 25%腐熟餅肥+75%無機(jī)肥;T3 50%腐熟餅肥+50%無機(jī)肥;T4 75%腐熟餅肥+25%無機(jī)肥;T5 100%腐熟餅肥。每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積60 m2，采取隨機(jī)區(qū)組排列，行距1.2 m，株距0.6 m。試驗(yàn)田四周設(shè)保護(hù)行，田間管理按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行。

1.3 樣品的采集 移栽后30 d開始取樣，每15 d取樣1次，共取樣5次。每次各處理隨機(jī)選取5株煙，自下而上選取第10葉位煙葉的中間部分，去除主側(cè)脈，混合均勻后供色素含量測定?？竞髽影凑湛緹?2級(jí)國標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，然后各處理取中部葉C3F 2 kg進(jìn)行中性致香物質(zhì)含量的測定。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 質(zhì)體色素含量的測定。采取分光光度法進(jìn)行測定［7］。

1.4.2 烤后煙中性致香物質(zhì)的定性、定量分析。采用同時(shí)蒸餾萃取方法進(jìn)行中性致香物質(zhì)的提取，采用GS-MS進(jìn)行定性定量分析。取10.000 g C3F等級(jí)粉碎樣(過60目篩)、1.0 g檸檬酸、350 ml蒸餾水于500 ml圓底燒瓶中，同時(shí)加入500 μl內(nèi)標(biāo)硝基苯，另于一250 ml圓底燒瓶中加40 ml二氯甲烷，用蒸餾萃取儀蒸餾萃取。2.5 h后，用無水硫酸鈉干燥有機(jī)相后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在60℃水浴條件下濃縮至1 ml左右，即得煙葉精油。

GC/MS分析條件:色譜柱 HP-5MS(30 m ×0.25 mm.i.d.×0.25 μm d.f.);載氣為 He，流速 0.8 ml/min;進(jìn)樣口溫度250℃;傳輸線溫度280℃;離子源溫度177℃。升溫程序:初溫50℃，2 min后以2℃/min的速度升至120℃，5 min后以2℃/min的速度升至240℃，保持30 min;分流比為1∶15;進(jìn)樣量2 μl;電離能70 eV;質(zhì)量數(shù)范圍35～500 amu;采用內(nèi)標(biāo)法定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 配施餅肥對(duì)烤煙質(zhì)體色素含量的影響

2.1.1 配施餅肥對(duì)烤煙葉綠素含量的影響。葉綠素是煙草主要綠色素。它參與光合作用，使太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能而貯藏在形成的有機(jī)化合物中，是煙草生長發(fā)育必不可少的成分。從圖1可以看出，葉綠素含量隨著生育期的推進(jìn)逐漸減少。餅肥的施用有利于提高煙葉中葉綠素含量，隨餅肥施用量的增加葉綠素含量呈遞增趨勢。移栽后30 d，75%餅肥處理葉綠素含量最高，除25%餅肥處理外其余施用餅肥的處理葉片中葉綠素含量均在0.05水平顯著高于純無機(jī)肥處理;移栽后第45天純餅肥處理煙葉中葉綠素含量在0.05水平顯著高于其他處理，純無機(jī)肥處理葉綠素含量最低，餅肥、無機(jī)肥配施的3個(gè)處理中葉綠素含量差異不顯著;移栽后第60天50%餅肥、75%餅肥和純餅肥3個(gè)處理中葉綠素含量差異很小，均在0.05水平顯著高于25%餅肥處理，純無機(jī)肥處理中葉綠素含量在0.05水平顯著低于其他處理;移栽后60 d葉綠素含量明顯降低，但純餅肥處理葉綠素含量仍在0.05水平顯著高于其他處理，移栽后90 d純無機(jī)肥處理葉綠素含量在0.05水平顯著低于施用餅肥處理，25%餅肥、50%餅肥處理葉綠素含量差異較小，純餅肥處理仍含有較高的葉綠素含量，不利于煙葉正常落黃。

2.1.2 配施餅肥對(duì)烤煙生育期類胡蘿卜素含量的影響。煙葉中類胡蘿卜素含量與煙葉品質(zhì)存在正相關(guān)關(guān)系。一方面，其含量直接影響煙葉外觀品質(zhì);另一方面，該類物質(zhì)是煙草致香成分的一種重要前體物，類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物中紫羅蘭酮、異佛爾酮、大馬酮等是烤煙中關(guān)鍵的致香成分。從圖2可以看出，隨著生育期的推進(jìn)，類胡蘿卜素含量逐漸減少，在整個(gè)生育期過程中25%餅肥處理類胡蘿卜素含量均為最高，50%餅肥處理次之。移栽后第30天，純無機(jī)肥處理類胡蘿卜素含量在0.05水平顯著低于施用餅肥處理，施用不同比例餅肥處理間差異不顯著，移栽后45 d 25%餅肥處理中類胡蘿卜素含量均在0.05水平顯著高于純無機(jī)肥處理、75%餅肥處理和純餅肥處理，純無機(jī)肥處理和純餅肥處理間差異不顯著，說明25%餅肥處理有利于提高煙葉中類胡蘿卜素含量。

2.2 配施餅肥對(duì)烤煙質(zhì)體色素降解產(chǎn)物含量的影響

2.2.1 配施餅肥對(duì)葉綠素降解產(chǎn)物含量的影響。葉綠素降解產(chǎn)物為新植二烯，是烤煙中性致香成分中含量最高的成分。新植二烯自身具有清香氣且刺激性較強(qiáng)，在煙草燃燒時(shí)可直接進(jìn)入煙氣，具有減少刺激性、醇和煙氣的作用，也是煙葉的重要增香劑。從表1可以看出，施用餅肥的處理烤煙中新植二烯含量均高于純無機(jī)肥處理，分別為純無機(jī)肥處理的 150.49%、138.70%、132.03%、125.24% ，新植二烯含量在揮發(fā)性致香物質(zhì)總量中所占比例在82.08% ～86.11%之間，其中25%餅肥處理比例最高，純餅肥處理最低。隨著餅肥施用量的增加，烤煙中新植二烯含量和揮發(fā)性致香物質(zhì)總量逐漸降低，說明T2處理有利于烤煙葉片中葉綠素充分降解成新植二烯，且有利于香氣物質(zhì)總量的生成。

2.2.2 配施餅肥對(duì)類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量的影響。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物是烤煙中性致香物質(zhì)的重要組成成分。類胡蘿卜素降解產(chǎn)生的香味物質(zhì)閾值相對(duì)較低，刺激性小，香氣質(zhì)較好，對(duì)煙葉香氣供獻(xiàn)率大，是影響煙葉香氣質(zhì)和香氣量的重要組分。從表2可以看出，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量在中性致香物質(zhì)中所占比例為6.80% ～8.45%，5個(gè)處理中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總含量大小排序?yàn)門2處理＞T3處理＞T4處理＞T5處理＞T1處理，25%餅肥、50%餅肥、75%餅肥處理中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量分別比純無機(jī)肥高出 49.93%、12.24%、11.14%，純餅肥和純無機(jī)肥處理中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總含量差異不大。各處理11種降解產(chǎn)物中含量最高的均為β－大馬酮和β－二氫大馬酮。除6－甲基－5－庚烯－酮、香葉基丙酮和二氫獼猴桃內(nèi)酯外，其余8中降解產(chǎn)物均為25%餅肥處理中最高。

表1 配施餅肥對(duì)葉綠素降解產(chǎn)物含量的影響

3 小結(jié)

葉綠素是煙葉成熟和調(diào)制過程中變化最為劇烈的一個(gè)標(biāo)志性色素。在調(diào)制過程中，絕大部分葉綠素逐漸降解消失，其分子中卟吩環(huán)可分解生成新植二烯，青雜氣逐漸清除，產(chǎn)生清香氣［2］。研究表明，餅肥的施用可以提高煙葉內(nèi)葉綠素含量，且在煙葉成熟過程中葉綠素含量隨餅肥施用比例的增加而增加，而只有配施適當(dāng)比例餅肥不僅能促進(jìn)前期葉綠素的合成，而且能促進(jìn)在后期和調(diào)制過程中葉綠素的充分降解和香氣物質(zhì)的形成，使得煙葉正常落黃，有利于烤煙品質(zhì)的形成。若餅肥用量過高，則會(huì)導(dǎo)致烤煙在調(diào)制過程中葉綠素降解不充分，烤后煙葉中新植二烯含量較低，而葉綠素的降解不充分易烤出“青黃煙”，不僅外觀品質(zhì)不良，而且烤后煙中葉綠素含量較多，煙氣青雜氣較重，嚴(yán)重影響煙葉的內(nèi)在品質(zhì)［8］。在5種配施方案中，配施25%餅肥處理在促進(jìn)生育后期葉綠素的充分降解、煙葉的正常落黃及烤后煙葉中新植二烯含量的提高方面的作用較顯著，配施50%餅肥處理次之。

表2 配施餅肥對(duì)類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量的影響

類胡蘿卜素在植物體內(nèi)具有重要的生物功能，且其對(duì)烤煙香氣的貢獻(xiàn)率較大［2］。該研究表明，配施25%餅肥處理對(duì)提高烤煙生育過程中類胡蘿卜素含量、抑制類胡蘿卜素在烤煙成熟期過度降解的作用較明顯，配施50%餅肥處理次之，餅肥施用量過高時(shí)烤煙類胡蘿卜素含量與純無機(jī)肥處理差異不大。經(jīng)過調(diào)制，配施25%餅肥處理的烤煙煙葉中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量較高，對(duì)煙葉品質(zhì)的形成有較好的促進(jìn)作用。

［1］王瑞新.煙草化學(xué)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

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