噴施有機(jī)酸對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響

詹 輝，袁秀秀，劉英杰，景延秋，魯 平，李懷奇，林二閣，王宇辰

噴施有機(jī)酸對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響

詹 輝1，袁秀秀2，劉英杰3，景延秋2，魯 平4，李懷奇4，林二閣2，王宇辰2

（1. 海南紅塔卷煙有限責(zé)任公司，海南 瓊山 571100；2. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，河南 鄭州 450002；3. 河南煙草公司鄭州市公司，河南 鄭州 450008；4. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450016）

在煙株團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)期噴施不同濃度的蘋果酸和檸檬酸，研究有機(jī)酸對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響。結(jié)果表明：噴施有機(jī)酸對(duì)烤后煙樣的蛋白質(zhì)、總氮、煙堿和鉀氯比增加，還原糖、總糖和糖堿比均降低；6-甲基-5-庚烯-2-酮、香葉基丙酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮Ⅰ、巨豆三烯酮Ⅱ、藏花醛5-甲基糠醛、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮、苯甲醛和苯乙醛等致香物質(zhì)含量增加；苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量增加，新植二烯含量均降低。綜合煙葉化學(xué)成分分析，噴施50 mg/L檸檬酸與100 mg/L蘋果酸可促進(jìn)煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，有利于中性致香物質(zhì)的形成。

烤煙；有機(jī)酸；化學(xué)成分；質(zhì)體色素；中性致香物質(zhì)

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.07.014

有機(jī)酸類物質(zhì)與煙草生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)，既是碳水化合物代謝的中間產(chǎn)物，又是氨基酸合成的重要原料，參與能量轉(zhuǎn)化、三羧酸循環(huán)等重要代謝過(guò)程，為煙株碳氮代謝提供重要的骨架物質(zhì)［1］。胡皓月等［2］對(duì)不同種類有機(jī)酸及其配施的研究表明，施用有機(jī)酸促進(jìn)了烤煙生長(zhǎng)，煙株株高、最大葉長(zhǎng)和葉寬、根系和莖葉干重均有效提高，以蘋果酸、有機(jī)酸、蘋果酸+油酸、蘋果酸+油酸+腐殖酸配施處理的效果較好；施用有機(jī)酸抗氧化物質(zhì)抗壞血酸和還原性谷胱甘肽的含量顯著提高，超氧陰離子自由基的積累減少，有利于葉片非酶促活性氧代謝維持平衡。研究蘋果酸、油酸和腐殖酸對(duì)烤煙的影響，結(jié)果表明，3種有機(jī)酸可協(xié)調(diào)煙葉化學(xué)成分，改善香吃味和煙葉品質(zhì)，蘋果酸的效果最佳，腐殖酸和油酸次之；蘋果酸可明顯提高烤煙的均價(jià)和上中等煙的比例，腐殖酸可明顯提高烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值及上中等煙的比例；適熟采收時(shí)，有機(jī)酸對(duì)提高煙葉中石油醚提取物含量的影響不明顯，但蘋果酸和油酸能顯著提高煙葉中主要香氣物質(zhì)的含量；過(guò)熟采收時(shí)，腐殖酸和油酸能提高煙葉中石油醚提取物的含量，提高煙葉中糠醛、苯甲醛、茄酮、巨豆三烯酮和新植二烯等主要香氣物質(zhì)的含量，以腐殖酸效果最佳［3-4］。近年來(lái)，關(guān)于不同有機(jī)酸對(duì)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)構(gòu)成的影響研究較為廣泛，且生產(chǎn)指導(dǎo)的意義較大［5-8］。適量蘋果酸和檸檬酸能夠促進(jìn)土壤中氮素的釋放，影響煙葉中葉綠素等色素的合成與降解，對(duì)烤煙生長(zhǎng)具有積極作用［9-10］。試驗(yàn)探究不同濃度的蘋果酸和檸檬酸互作對(duì)烤煙常規(guī)化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)的影響，以期為烤煙生產(chǎn)中有機(jī)酸的合理施用提供理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

于2014年河南省漯河市郾城區(qū)李集正示范田進(jìn)行試驗(yàn)，以中煙100作為供試品種。試驗(yàn)田土壤肥力中等，土壤pH值為6.79，有機(jī)質(zhì)含量為31.98 g/kg，堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為243.13、46.34和374.13 mg/kg，大田施純氮45.2 kg/hm2， N∶P2O5∶K2O（質(zhì)量比）=1∶1∶1.5。煙苗于2014年5月3日移栽，煙株間行距與株距為120 cm×50 cm。田間地勢(shì)平坦，排灌方便，大田管理嚴(yán)格按照優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)栽煙100株，采用隨機(jī)區(qū)組排列。在煙葉團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)期噴施不同濃度的檸檬酸與蘋果酸混合液，其濃度為50和100 mg/L。分別在煙葉正反面噴施，以葉面濕潤(rùn)不滴水為準(zhǔn)。具體試驗(yàn)處理如下表1。煙葉成熟采收后采用三段式烘烤工藝烘烤，取烤后樣的C3F作為測(cè)試樣品。將樣品45℃烘干、磨碎，過(guò)0.38 mm（孔徑）篩子保存，用于化學(xué)成分的測(cè)定。

表1　試驗(yàn)設(shè)計(jì) （mg/L）

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 常規(guī)化學(xué)成分測(cè)定 總糖：參照YC/T 159—2002；還原糖：參照YC/T 216—2007；煙堿：參照YC/T160—2002；總氮：參照YC/T161—2002；蛋白質(zhì)：參照YC/T166—2003；鉀：參照YC/T217—2007；氯：參照YC/T162—2002。煙葉中的質(zhì)體色素含量的測(cè)定采用高效液相色譜法YC/T 382—2010。

1.3.2 香味物質(zhì)測(cè)定方法 中性致香物質(zhì)成分的測(cè)定：利用GC/MS采用內(nèi)標(biāo)法測(cè)定；儀器HP5890—5972氣質(zhì)連用儀。提取條件：首先將煙葉磨碎并過(guò)60目篩，取10.0 g煙葉和1.0 g的檸檬酸鉀置于500 mL蒸餾瓶中，并向瓶中加入350 mL蒸餾水和0.5 mL內(nèi)標(biāo)，然后將蒸餾瓶置于恒溫電熱套加熱，另一端接置于60℃恒溫水浴鍋加熱的內(nèi)盛40 mL二氯甲烷的250 mL圓底瓶，蒸餾萃取時(shí)長(zhǎng)為2.5 h后，向瓶中加入適量無(wú)水硫酸鈉以干燥有機(jī)相，而后轉(zhuǎn)移至雞心瓶，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀有機(jī)相濃縮至1 mL左右得到精油。

中性致香物質(zhì)成分的測(cè)定條件：由GC/MS［11］鑒定結(jié)果和NST庫(kù)檢索定性。色譜柱：HP-5（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：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℃，恒溫2 min后，以2℃/min的速度升至120℃，5 min后2℃/min的速度升至240℃，保持30 min；分流1∶15；進(jìn)樣量2 μL；電離能70 eV；質(zhì)量數(shù)范圍50～500 amu；MS譜庫(kù)NIST02；采用內(nèi)標(biāo)法定量。

3)從國(guó)家能源戰(zhàn)略需求和電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，智能電網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)從電源側(cè)智能化、電網(wǎng)側(cè)智能化、配用電側(cè)智能化和調(diào)度智能化四個(gè)層面來(lái)布局。其中，電網(wǎng)側(cè)智能化建設(shè)已卓有成效，配用電側(cè)智能化是未來(lái)智能電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)常規(guī)化學(xué)成分的影響

由表2可知，噴施蘋果酸和檸檬酸，煙葉中蛋白質(zhì)、總氮和煙堿含量增加，且蛋白質(zhì)和總氮含量與對(duì)照存在顯著差異，煙堿含量除T1外，其他處理均與對(duì)照差異顯著；蛋白質(zhì)含量都大于10%，不利于煙葉品質(zhì)的提高；總氮含量均在2.5%左右，含量較為適宜；各處理煙堿含量較高，可增強(qiáng)煙氣勁頭。還原糖和總糖含量均降低，各處理均與對(duì)照差異顯著；還原糖含量適宜范圍為15%左右，T3的還原糖含量較適宜，其他處理含量均較高。T3和T4的鉀含量增加，T1的鉀含量降低；且T3與對(duì)照達(dá)到顯著差異水平，其他處理與對(duì)照差異不顯著。T3的氯含量增加、且與對(duì)照差異顯著，其他處理含量降低、且與對(duì)照差異不顯著。糖堿比均降低；氮堿比中T1比值最大，與對(duì)照存在顯著差異，其他處理與對(duì)照差異不顯著；鉀氯比中T3與對(duì)照一致，其他處理均增大，T1、T4與對(duì)照呈顯著差異?；瘜W(xué)成分過(guò)高過(guò)低都不利于煙葉品質(zhì)的形成，只有化學(xué)成分協(xié)調(diào)的煙葉才是生產(chǎn)上需要的。根據(jù)生產(chǎn)上常用的常規(guī)化學(xué)品質(zhì)指標(biāo)分析，T2和T4處理的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性比較強(qiáng)，即50 mg/L檸檬酸與100 mg/L蘋果酸一起施用，以及100 mg/L檸檬酸與100 mg/L蘋果酸一起施用均能夠改善煙葉品質(zhì)。

2.2 各處理對(duì)煙葉中性致香物質(zhì)的影響

香氣物質(zhì)含量是評(píng)定原煙及其制品品質(zhì)的重要指標(biāo)，而煙葉中的質(zhì)體色素的降解產(chǎn)物是所測(cè)定的揮發(fā)性香氣物質(zhì)中含量最高的成分，占中性揮發(fā)香氣物質(zhì)總量的85%～95%［12-16］，其中不少化合物是煙草中關(guān)鍵的致香成分，它們產(chǎn)生香味的閾值相對(duì)較低、刺激性較小、香氣質(zhì)較好、對(duì)煙氣的香氣貢獻(xiàn)率大。煙草香氣物質(zhì)成分眾多，含量較低，有些含量極微。經(jīng)GC/ MS聯(lián)用儀對(duì)烤后煙葉樣品進(jìn)行分析，共檢出31種對(duì)煙葉致香成分有較大影響的化合物。致香物質(zhì)常用的分析有3種，分別為按化學(xué)官能團(tuán)分類、香氣前體物分類和二者綜合分類法。為便于分析，多采用按照致香前提物的方法將香氣物質(zhì)分為4大類：棕色化產(chǎn)物、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物、苯丙氨酸類、類西柏烷類降解產(chǎn)物。

表2　不同處理對(duì)烤后煙葉常規(guī)成分的影響

2.2.1 不同處理對(duì)烤后煙葉類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物的影響 類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物在煙葉中性揮發(fā)性香氣成分中占有很大一部分，其中有許多都是煙草中重要的香味成分，對(duì)卷煙吸食品質(zhì)有重要影響，如β-大馬酮、β-二氫大馬酮、巨豆三烯酮等對(duì)卷煙香氣質(zhì)和香氣量具有較大的正面影響。由表3和表7可以看出，類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物共定量出15種，其中β-大馬酮和法尼基丙酮的含量較高；與對(duì)照相比，各處理的6-甲基-5-庚烯-2-酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、香葉基丙酮、巨豆三烯酮Ⅰ、巨豆三烯酮Ⅱ和藏花醛含量均增加。T2和T3處理使煙葉中類胡蘿卜素類致香成分總量增加，T1和T4總量減少，T1、T3和T4與對(duì)照差異顯著，T2與對(duì)照差異不顯著。

2.2.2 不同處理對(duì)烤后煙葉棕色化反應(yīng)產(chǎn)物含量的影響 棕色化產(chǎn)物類對(duì)煙草香氣和吸味的形成具有十分重要的影響，它們具有令人愉快的香吃味。由表4和表7可知，糠醛在棕色化反應(yīng)產(chǎn)物中含量最高，占其總量的75.75%～82.16%；與對(duì)照相比，只有T4含量減少，其他處理含量均增加，T1和T4與對(duì)照差異不顯著，其他處理與對(duì)照差異顯著。

表3　不同處理類胡蘿卜素類降解物含量 （μg/g）

表4　不同處理棕色化產(chǎn)物類香氣物質(zhì)含量 （μg/g）

2.2.3 不同處理對(duì)烤后煙葉苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量的影響 苯丙氨酸類降解產(chǎn)物對(duì)烤煙的果香和清香貢獻(xiàn)較大，包括苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛和苯乙醛。由表5和表7可知，與對(duì)照相比，各處理的苯甲醛、苯乙醛和苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量均增加；T1的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量與對(duì)照差異不顯著，其他處理與對(duì)照均達(dá)到顯著差異水平。

表5　不同處理苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量

表6　不同處理烤后煙葉類西柏烷類產(chǎn)物和新植二烯含量

2.2.5 不同處理對(duì)中性致香物質(zhì)總量的影響 由表7可知，除新植二烯外致香物質(zhì)總量的大小為：T3＞T2＞T4＞CK＞T1，除T1的含量降低外，其他處理均大于對(duì)照；致香物質(zhì)總量的大小為：CK＞T2＞T1＞T3＞T4，各處理的致香物質(zhì)總量均低于對(duì)照，是由于各處理的新植二烯含量降低造成的。（1）：53-58，63.

表7　不同處理對(duì)中性致香物質(zhì)總量的影響 （μg/g）

［3］ 劉世亮，杜 君，化黨領(lǐng)，等. 不同有機(jī)酸對(duì)烤煙不同成熟度煙葉香氣質(zhì)量的影響［J］. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，25（1）：131-135.

［4］ 劉世亮，杜 君，化黨領(lǐng)，等. 不同有機(jī)酸對(duì)烤煙品質(zhì)和產(chǎn)值的影響［J］. 作物學(xué)報(bào)，2008，34（5）：851-858.

［5］ 羅 毅，夏國(guó)軍，姜玉梅，等. 施用有機(jī)酸對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（24）：6524-6526.

［6］ 劉國(guó)順，劉韶松，賈新成，等. 煙田施用有機(jī)肥對(duì)土壤理化性狀和煙葉香氣成分含量的影響［J］. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2005，11（3）：29-33.

［7］ 步國(guó)勛，王 飛，井玉剛. 有機(jī)酸對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及化學(xué)成分的影響［J］. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，（2）：41-44.

［8］ 化黨領(lǐng)，杜 君，劉世亮，等. 不同有機(jī)酸對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及煙葉品質(zhì)的影響［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，23（8）：166-170.

［9］ 王 磊，王 飛，耿紅梅，等. 施用不同有機(jī)酸對(duì)烤煙生化指標(biāo)的影響［J］. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，24（8）：31-34.

［10］ 羅 毅，夏國(guó)軍，姜玉梅，等. 施用有機(jī)酸對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（24）：6524-6526.

［11］ 趙銘欽，楊 磊，李元實(shí)，等. 不同施氮水平對(duì)烤煙中性致香成分及評(píng)吸質(zhì)量的影響［J］. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（1）：16-21.

［12］ 楊虹琦，周冀衡，羅澤民，等. 不同產(chǎn)區(qū)烤煙中質(zhì)體色素及降解產(chǎn)物的研究［J］. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，26（5）：640-644.

［13］ 楊虹琦，周冀衡，楊述元，等. 不同產(chǎn)區(qū)烤煙中主要潛香型物質(zhì)對(duì)評(píng)吸質(zhì)量的影響研究［J］. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，31（1）：11-14.

［14］ 周冀衡，朱曉平，王彥亭，等. 煙草生理與生物化學(xué)［M］. 合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996.

［15］ 周淑平，肖 強(qiáng)，陳葉君，等. 不同生態(tài)地區(qū)初烤煙葉中重要致香物質(zhì)的分析［J］. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2004，10（1）：9-16.

［16］ 周冀衡，楊虹琦，林桂華，等. 我國(guó)不同烤煙產(chǎn)區(qū)煙葉中主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)的研究［J］. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，30（1）：20-23.

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)表明，噴施蘋果酸與檸檬酸對(duì)煙葉化學(xué)成分有不同程度的影響?？竞鬅煒拥牡鞍踪|(zhì)、總氮、煙堿和鉀氯比增加，還原糖、總糖和糖堿比均降低；T3的鉀和氯含量均增加，T4的鉀含量增加，其他處理均降低；T1的氮堿比顯著高于對(duì)照，其他處理與對(duì)照差異不顯著；噴施50 mg/L檸檬酸與100 mg/L蘋果酸，以及100 mg/L檸檬酸與100 mg/L蘋果酸的化學(xué)成分及其比例協(xié)調(diào)性較好。噴施有機(jī)酸后各處理的6-甲基-5-庚烯-2-酮、香葉基丙酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮Ⅰ、巨豆三烯酮Ⅱ、藏花醛5-甲基糠醛、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮、苯甲醛和苯乙醛等致香物質(zhì)含量增加；與對(duì)照相比，T2和T3的類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物總量增加，T1和T4總量減少，除T2外，其他處理與對(duì)照差異顯著；棕色化產(chǎn)物類產(chǎn)物總量，T4含量減少，但與對(duì)照差異不顯著，其他處理含量均增加；各處理苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量均增加，除T1外，其他處理與對(duì)照均達(dá)到顯著差異水平；類西柏烷類致香物質(zhì)（茄酮）的T4含量減少而差異不顯著，其他處理均增加；新植二烯含量均降低，新植二烯具有清香的植物呋喃，其含量減少有利于增強(qiáng)濃香型的香氣量。綜上所述，噴施50 mg/L檸檬酸與100 mg/L蘋果酸可促進(jìn)煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，有利于中性致香物質(zhì)的形成。

［1］ 潘寶貴，王述彬，劉金兵. 茄果類蔬菜電熱溫床育苗技術(shù)［J］. 上海蔬菜，2007，（1）：25-26.

［2］ 胡皓月，許自成，李志剛，等. 不同種類有機(jī)酸及其配施對(duì)烤煙生長(zhǎng)和葉片非酶促活性氧代謝的影響［J］. 中國(guó)土壤與肥料，2011，

（責(zé)任編輯：夏亞男）

Effects of Applying Organic Acids on Chemical Components of Flue Cured Tobacco

ZHAN Hui1，YUAN Xiu-xiu2，LIU Ying-jie3，JING Yan-qiu2，LU Ping4，LI Huai-qi4，LIN Er-ge2，WANG Yu-chen2
（1. Hainan Hongta Cigarette Co.， Ltd.， Qiongshan 571100， PRC； 2. Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， PRC； 3. Henan Tobacco Company Zhengzhou Branch， Zhengzhou 450008， PRC； 4. Henan China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Zhengzhou 450016， PRC）

By spraying different concentrations of malic acid and citric acid during the rosette stage and fast-growing stage， to research effects of organic acids on chemical components of flue cured tobacco. The results showed that spraying organic acid increased the ratio of protein， total nitrogen， nicotine， potassium and chlorine ratio in flue-cured tobacco， the ration of reducing sugar， total sugar and sugar nicotine was decreased； the contents of aroma substances of 6-methyl-5-heptylene-2-ketone， geranyl acetone， dihydroactinidiolide，megastigmatrienone I and II， 5-methylfurfural， 3，4-dimethyl-2，5-furandione， benzaldehyde andphenylacetaldehyde were increased； the total amount of phenylalanine degradation products increased， the content of neophytadiene was decreased. The analysis of tobacco leaves chemical composition showed that， spraying 50 mg/L citric acid and 100 mg/L malic acid can promote the coordination of the chemical components of tobacco leaf， which was beneficial to the formation of neutral aroma substances.

flue cured tobacco； organic acid； chemical composition； plastid pigment； neutral aroma compounds

S572

A

1006-060X（2016）07-0049-04

2016-04-05

詹 輝（1978-），男，海南海口市人，技術(shù)員，主要從事煙草化學(xué)研究。

魯 平