基于香氣物質(zhì)差異的湖北省烤煙新品系地域適應(yīng)性分析

李亞培，曹景林，蔡長春，張俊杰，吳成林，程君奇

（湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030）

新品種（系）的適應(yīng)性是品種選育的重要環(huán)節(jié)，重在考察新品種（系）在不同環(huán)境條件下經(jīng)濟(jì)性狀的穩(wěn)定性和適應(yīng)性、內(nèi)在化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性、外觀質(zhì)量的可用性及感官質(zhì)量的均衡性。香氣物質(zhì)是煙草感官質(zhì)量的香氣評價研究的重要化學(xué)組分，通常分為苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類及其他五大類，它們大多由香氣前體物如內(nèi)在化學(xué)成分的糖類降解轉(zhuǎn)化而成，是對煙葉香氣質(zhì)、香氣量及香型風(fēng)格進(jìn)行評價的重要指標(biāo)，也對卷煙制品形成特有風(fēng)格起重要作用［1-4］。優(yōu)質(zhì)烤煙品種的特點往往是內(nèi)在化學(xué)成分具有良好的協(xié)調(diào)性，或者是某種致香物質(zhì)或多種致香物質(zhì)含量突出，使其具有特有的香氣風(fēng)格而受到卷煙工業(yè)的青睞。因此，培育內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)、香氣物質(zhì)均衡的優(yōu)質(zhì)烤煙新品種是育種的重要目標(biāo)。

本試驗從香味物質(zhì)方面分析了湖北省自育烤煙新品系在不同環(huán)境條件下的適應(yīng)性，旨在篩選出適宜環(huán)境條件下具有突出香氣物質(zhì)的新品系加以推廣。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為烤煙新品系HB030、HB078、HB107、YX01、HB202、LD33/60 及對照品種K326 和云煙87。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗在湖北省利川市、宣恩縣、巴東縣、興山縣、房縣、保康縣6 個區(qū)試點進(jìn)行。各試點均采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3 次，2 行區(qū)或4行區(qū)，每小區(qū)種植80 株，行距和株距分別為120、55 cm，四周設(shè)置保護(hù)行。試驗地塊要求平整，土壤肥力適中，質(zhì)地較疏松，水源方便，前茬作物為非茄科作物，周圍無病毒病傳染源。

1.2.2 測定項目及方法 參照GB 2635—92《烤煙》分級標(biāo)準(zhǔn)對烤后煙葉進(jìn)行分級，取C3F 等級煙葉樣品用于香氣物質(zhì)檢測。香氣物質(zhì)采用GC/MS 法測定，即前處理采用同時蒸餾萃取裝置，萃取劑使用二氯甲烷，裝置的一端接盛有10.0 g 煙樣及350 mL水的l 000 mL 平底燒瓶，加熱。裝置的另一端接盛有40 mL 二氯甲烷的100 mL 燒瓶，該端在水浴鍋上加熱，水浴溫度為60 ℃，同時蒸餾萃取2 h，蒸餾萃取完成后，往二氯甲烷萃取液中加入10 g 無水硫酸鈉，冷卻干燥，最后把二氯甲烷萃取液濃縮至2 mL，并以硝基苯為內(nèi)標(biāo)，進(jìn)行定量分析。采用美國HP5890 Ⅱ-5972 氣質(zhì)聯(lián)用儀對煙葉樣品進(jìn)行定性分析。GC/MS 分析條件：色譜柱為hp-5（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為He，流速為0.8 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度177 ℃；升溫程序為初溫50 ℃，恒溫5 min后以5 ℃/min升至120 ℃，保持5 min，再以5 ℃/min 升至180 ℃，保持5 min，再以6 ℃/min 升至250 ℃，保持15 min；分流比為1∶15；進(jìn)樣量2 μL；電離能70 eV；電離方式為El；質(zhì)量數(shù)范圍為50～500 amu；MS 譜庫為NIST庫。

1.2.3 栽培管理措施

1）育苗。采用漂浮育苗，加強苗期管理，保證試驗用苗數(shù)量和質(zhì)量。

2）施肥。施純氮97.5 kg/hm2，氮磷鉀配比為1.0∶1.5∶3.0，肥料種類為煙草專用復(fù)合肥、磷肥、硝酸鉀。70%氮肥、全部磷肥及70%鉀肥作底肥于移栽前25 d 條施，根據(jù)小區(qū)面積折算施肥量，做到施肥均勻。剩余氮肥、鉀肥于移栽后20～25 d 追施。

3）移栽。采用地膜覆蓋栽培。起壟后，墑情適宜時覆膜，適時移栽。

4）田間管理。在移栽后30 d 揭膜中耕除草培土，在整個生育期加強病蟲害防治。每小區(qū)50%第一中心花開放時一次性打頂，抑芽劑抑芽。

5）采烤。成熟摘葉采收，密集式烤房烘烤。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙新品系苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量分析

參試新品系在不同區(qū)試點的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量分析結(jié)果表明（圖1），在宣恩縣區(qū)試點，苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量方面，新品系HB202＞LD33/60＞云煙87，且排名前3 位，K326 的含量最低，新品系HB030、HB078、HB107、YX01 的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量基本相當(dāng)；在利川市區(qū)試點，苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量排名前4 位的是YX01、HB202、HB107、LD33/60，HB030、HB078 的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量與K326、云煙87 基本相當(dāng)；在巴東縣區(qū)試點，參試新品系HB030 與K326 的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量相當(dāng)，大于其他參試烤煙新品系，其他烤煙新品系大小排序為云煙87＞HB202＞LD33/60＞HB078＞HB107＞YX01。在興山縣區(qū)試點，苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量，參試新品系HB078＞LD33/60 ＞YX01 ＞K326 ＞HB202 ＞云煙87 ＞HB107 ＞HB030；在房縣區(qū)試點，苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量大小排序為參試新品系LD33/60＞K326＞HB030＞YX01＞云煙87＞HB202＞HB078＞HB107；在?？祬^(qū)試點，苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量方面，參試新品系HB202＞YX01 ＞HB030 ＞云煙87 ＞LD33/60 ＞K326 ＞HB107 ＞HB078。

圖1 烤煙新品系苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量

綜上所述，新品系HB202 在宣恩縣和巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的含量；新品系HB030 在巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量；新品系HB078 在興山縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的含量；新品系LD33/60 在巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的含量；新品系YX01 在興山縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的含量。

2.2 烤煙新品系棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物含量分析

參試新品系在不同區(qū)試點的棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物含量分析結(jié)果表明（圖2），在宣恩縣區(qū)試點，棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物含量大小排序為參試新品系HB202＞HB107＞HB078＞云煙87＞LD33/60＞YX01＞HB030＞K326；在利川市區(qū)試點，棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物含量大小排序為參試新品系HB107＞HB202＞LD33/60＞YX01＞云 煙87＞K326＞HB030＞HB078；在巴東縣區(qū)試點，K326＞HB030＞云 煙87＞HB107＞HB078＞HB202＞LD33/60＞YX01；在興山縣區(qū)試點，HB107＞HB078＞YX01＞LD33/60＞HB202＞K326＞云煙87＞HB030；在房縣區(qū)試點，棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物含量大小排序為參試新品系LD33/60＞K326＞HB030＞HB202＞HB078＞YX01＞云煙87＞HB107；在?？悼h區(qū)試點，云煙87 ＞HB202 ＞HB030 ＞YX01 ＞HB107 ＞HB078＞K326＞LD33/60。

圖2 烤煙新品系棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物含量

綜上所述，新品系HB030 在巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物含量；新品系HB078、HB107、YX01 在興山縣區(qū)試點種植比較有利于提高其棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物含量；新品系HB202 在宣恩縣區(qū)試點種植比較有利于提高其棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物的含量；新品系LD33/60 在房縣區(qū)試點種植比較有利于提高其棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物的含量。

2.3 烤煙新品系類西柏烷類降解產(chǎn)物含量分析

參試新品系在不同區(qū)試點的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量分析結(jié)果表明（圖3），在宣恩縣區(qū)試點，類西柏烷類降解產(chǎn)物含量排名前3 位的是HB202、云煙87、HB030，HB107 和LD33/60 的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量基本相當(dāng)，HB078、YX01 和K326 的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量基本相當(dāng)；在利川市區(qū)試點，類西柏烷類降解產(chǎn)物含量排名前4 位的是HB030、HB202、LD33/60、HB107，HB078 和K326 的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量基本相當(dāng)，YX01 和云煙87 的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量基本相當(dāng)；在巴東縣區(qū)試點，類西柏烷類降解產(chǎn)物含量大小排序為云煙87＞LD33/60 ＞K326 ＞HB107 ＞HB030 ＞HB202 ＞HB078＞YX01；在興山縣區(qū)試點，類西柏烷類降解產(chǎn)物含量大小排序為K326＞LD33/60＞HB202＞HB078=YX01＞云煙87＞HB030＞HB107，YX01 和HB078 的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量相等；在房縣區(qū)試點，類西柏烷類降解產(chǎn)物含量大小順序為K326＞YX01＞LD33/60＞HB078=HB202＞云 煙87＞HB030＞HB107，HB078 和HB202 的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量相等；在保康縣區(qū)試點，類西柏烷類降解產(chǎn)物含量大小排序為參試新品系HB202＞K326 ＞云煙87 ＞YX01 ＞HB030 ＞LD33/60 ＞HB078＞HB107。

圖3 烤煙新品系類西柏烷類降解產(chǎn)物含量

綜上所述，新品系HB030、HB107、LD33/60 在巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類西柏烷類降解產(chǎn)物含量；新品系HB078、YX01 在房縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類西柏烷類降解產(chǎn)物含量；新品系HB202 在?？悼h區(qū)試點種植比較有利于提高其類西柏烷類降解產(chǎn)物含量。

2.4 烤煙新品系類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量分析

參試新品系在不同區(qū)試點的類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量分析結(jié)果表明（圖4），在宣恩縣區(qū)試點，類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量大小順序為參試新品系HB202＞云煙87＞LD33/60＞HB078＞HB030＞HB107＞YX01＞K326；在利川市區(qū)試點，類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量大小順序為參試新品系YX01＞HB202＞HB107＞K326＞LD33/60＞云煙87＞HB030＞HB078；在巴東縣區(qū)試點，類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量大小順序為K326＞HB202＞ 云煙87＞HB078＞HB030＞LD33/60＞YX01＞HB107；在興山縣區(qū)試點，類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量大小排序為參試新品系LD33/60＞HB078 ＞YX01 ＞K326 ＞HB202 ＞云煙87 ＞HB107 ＞HB030；在房縣區(qū)試點，類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量排名前2 位的是LD33/60、K326，HB030、YX01 和云煙87 的類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量基本相當(dāng)，HB078 和HB202 的胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量基本相當(dāng)，HB107 的含量最低；在?？悼h區(qū)試點，類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量大小排序為參試新品系HB030＞YX01＞HB202 ＞云煙87 ＞LD33/60 ＞HB078 ＞HB107 ＞K326。

圖4 烤煙新品系類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量

綜上所述，新品系HB030 在?？悼h區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量；新品系HB078 在興山縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量；新品系HB107、HB202 在宣恩縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量；新品系YX01 在?？悼h區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量；新品系LD33/60 在房縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量。

2.5 烤煙新品系葉綠素降解產(chǎn)物含量分析

參試新品系在不同區(qū)試點的葉綠素降解產(chǎn)物含量分析結(jié)果表明（圖5），在宣恩縣區(qū)試點，葉綠素降解產(chǎn)物含量大小順序為參試新品系HB202＞HB030 ＞LD33/60 ＞云煙87 ＞YX01 ＞HB107 ＞K326 ＞HB078；在利川市區(qū)試點，葉綠素降解產(chǎn)物含量大小順序為參試新品系YX01＞HB202＞HB107＞HB030＞HB078＞LD33/60＞K326＞云煙87；在巴東縣區(qū)試點，葉綠素降解產(chǎn)物含量大小排序為K326＞云煙87＞HB078=HB202 ＞LD33/60 ＞HB030 ＞YX01 ＞HB107，HB078 和HB202 的葉綠素降解產(chǎn)物含量相等；在興山縣區(qū)試點，葉綠素降解產(chǎn)物含量大小順序為參試新品系LD33/60 ＞YX01 ＞K326 ＞HB078 ＞HB202 ＞云煙87＞HB030＞HB107，YX01 和K326 的葉綠素降解產(chǎn)物含量相當(dāng)；在房縣區(qū)試點，葉綠素降解產(chǎn)物含量大小排序為參試新品系LD33/60＞YX01＞K326＞HB078＞云煙87＞HB202＞HB030＞HB107；在?？悼h區(qū)試點，葉綠素降解產(chǎn)物含量大小排序為HB030＞HB202 ＞YX01 ＞HB078 ＞LD33/60 ＞云煙87 ＞K326 ＞HB107。

圖5 烤煙新品系葉綠素降解產(chǎn)物含量

綜上所述，烤煙新品系HB030、HB202、LD33/60在宣恩縣區(qū)試點種植比較有利于提高其葉綠素降解產(chǎn)物含量；新品系HB078 在保康縣區(qū)試點種植比較有利于提高其葉綠素降解產(chǎn)物含量；新品系HB107、YX01 在利川市區(qū)試點種植比較有利于提高其葉綠素降解產(chǎn)物含量。

3 小結(jié)與討論

從經(jīng)濟(jì)性狀方面及內(nèi)在化學(xué)成分方面分析烤煙新品種（系）在不同生態(tài)條件下的適應(yīng)性是育種工作者經(jīng)常用到的分析方法。李亞培等［5，6］、李青誠等［7，8］從經(jīng)濟(jì)性狀方面研究了湖北省不同產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件下新品系的適應(yīng)性，篩選出了適應(yīng)湖北省不同生態(tài)條件下種植的新品系。曹景林等［9］研究了湖北省不同生態(tài)條件下當(dāng)?shù)刂髟钥緹熎贩N多年常規(guī)內(nèi)在化學(xué)成分的變化，發(fā)現(xiàn)在固定生態(tài)條件下，影響煙葉常規(guī)化學(xué)成分的因素主要為品種自身特性。曹景林等［10］從海拔高度方面研究了云煙87 的煙葉化學(xué)成分與海拔高度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)鹽堿和總氮隨海拔高度升高而升高，還原糖、總糖隨海拔高度升高而降低，得出煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性與海拔高度呈負(fù)相關(guān)。無論從經(jīng)濟(jì)性狀方面還是內(nèi)在化學(xué)成分方面篩選不同環(huán)境條件下的最適烤煙新品種都具有一定的局限性。煙草中的香味物質(zhì)其化學(xué)成分主要是醛、酮、醇、酯等碳水化合物［11］，按類別分為苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類及其他5 類［2］，對煙草的內(nèi)在品質(zhì)至關(guān)重要，還是影響卷煙制品風(fēng)格類型的重要因素。冉霞等［12］認(rèn)為，煙葉中揮發(fā)性香味成分的種類、含量及組成比例是卷煙產(chǎn)品風(fēng)格的主要影響因子，其中的棕色化產(chǎn)物類大多具有特殊的香味；類胡蘿卜素類香味物質(zhì)閾值相對較低、刺激性較小、香氣質(zhì)較好、對煙葉香氣貢獻(xiàn)率大，是影響煙葉香氣質(zhì)和香氣量的重要組分。還有研究認(rèn)為多酚類物質(zhì)可賦予煙氣清甜香和烤香［13］；新植二烯是煙草中性揮發(fā)物中含量最高的成分［14］，其含量高低與其香型風(fēng)格有緊密聯(lián)系［15］。因此，從香味物質(zhì)的含量入手，分析烤煙品種在不同環(huán)境條件下的香味物質(zhì)含量的差異，篩選出在適宜環(huán)境條件下具有較高香味物質(zhì)含量的新品種，或許可以彌補單純從經(jīng)濟(jì)性狀或者內(nèi)在化學(xué)成分方面篩選優(yōu)質(zhì)烤煙新品種的不足。

研究從香味物質(zhì)之苯丙氨酸類降解產(chǎn)物、棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物、類西柏烷類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物、葉綠素降解產(chǎn)物含量方面研究了湖北省自育烤煙新品系在不同產(chǎn)區(qū)環(huán)境條件下的適應(yīng)性。結(jié)果表明，宣恩縣區(qū)試點的環(huán)境條件有利于提高新品系HB202 的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物、棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物及葉綠素降解產(chǎn)物含量，還有利于提高新品系HB030 葉綠素降解產(chǎn)物含量；巴東縣區(qū)試點的環(huán)境條件有利于提高新品系HB030 的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物、棕色化產(chǎn)物類降解產(chǎn)物、類西柏烷類降解產(chǎn)物含量；保康縣區(qū)試點的環(huán)境條件有利于提高新品系HB202 的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量和新品系HB030 的類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量；其他參試新品系在不同區(qū)試點的香味物質(zhì)含量表現(xiàn)不一致。綜上結(jié)果，結(jié)合前期對參試新品系在不同區(qū)試點的經(jīng)濟(jì)性狀及化學(xué)成分的適應(yīng)性分析，得出適宜在宣恩縣、保康縣種植的優(yōu)質(zhì)烤煙新品系為HB202，適宜在宣恩縣、巴東縣、?？悼h種植的優(yōu)質(zhì)烤煙新品系為HB030，這為后期進(jìn)行生產(chǎn)示范提供了數(shù)據(jù)支撐。