不同水肥条件下采收时间对烤烟致香物质含量的影响

韩富根，王 涵，王利超，康雪莉，董祥洲

(1.河南农业大学烟草学院，河南郑州，450002;2.安徽皖南烟叶有限责任公司，安徽宣城，242000)

田间成熟烟叶，香味物质和化学成分等含量稳定，结构稳定，易于烘烤，烤后烟叶质量高，醇化效果好，香气量足，吃味好［1］.因此，烟叶成熟度关系到烟叶质量品质高低，是烤烟生产的核心，提高成熟度是改善烟叶烘烤质量的关键措施［2］.目前对烟叶成熟度的研究多集中在鲜烟叶外观成熟特征，不同成熟度烟叶组织结构、化学组分的生理生化变化及其与烤后烟叶化学成分的差异等方面［3～6］，而关于不同成熟度对烟叶致香物质含量影响的研究较少［1，7］.田间烟叶成熟度受栽培措施和生态环境等因素的影响较大［8，9］，在特定生态环境条件下，烟田水肥管理规范化程度直接影响到烟叶成熟度，进而影响烟叶的香气成分和含量，而有关不同水肥条件下采收时间对烤烟致香物质含量影响的研究尚缺乏报道.由于烟叶的成熟度与采收时间直接相关，正确把握烟叶成熟度，适时采收显得尤其重要.吉林延边地区，烤烟移栽后气温较低，生长后期热量不足，且无霜期较短，因此，对烟叶采收时间更需准确把握.本研究采用大田试验，探讨了延边烟区不同水肥条件下采收时间对烤烟致香物质含量的影响，为提高烟叶采收成熟度和致香物质含量提供参考.

1 材料与方法

1.1 试验条件

试验于2007年在吉林省延边地区和龙市进行.烤烟品种为当地主栽品种吉烟9号.土壤类型为暗棕壤，前茬作物为黄豆.土壤养分分析结果为:有机质 20.0 g·kg－1，速效氮 84.2 mg·kg－1，速效磷56.35 mg·kg－1，速效钾 165 mg·kg－1.m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)为 1∶1.5∶3，其中 40% 的氮素由芝麻饼肥提供，全部饼肥、磷肥、70%的无机氮肥和钾肥起垄时作基肥开沟施入，20%的无机氮肥和15%钾肥栽烟时作窝肥穴施，剩余肥料在团棵期追施.田间管理按规范化栽培措施进行.

1.2 试验设计

田间试验采用裂区试验设计，主区设为A1:全生育期内遇旱灌水，A2:不灌水2个处理，试验当年团棵期至打顶前天气干旱，分别在6月中旬和7月上旬对处理A1进行2次人工注水(注水量为3 kg·棵－1).设施纯氮60，75，90 kg·hm－23 个处理(B1，B2，B3)，在主区随机排列，3 次重复.小区面积36 m2，行长10 m，株行距为50 cm ×120 cm.各小区分别取叶龄为60，65(当地正常采收时间)，70 d的中部叶进行采收、烘烤，以测定不同水肥条件下烟叶成熟度对内在质量的影响.

1.3 测定项目和方法

采收的中部叶进行三段式烘烤.烘烤后取中部叶(C3F)1 kg进行烟叶致香物质的分析.

致香物质的提取及定性、定量分析采用HP 5890Ⅱ－5972气质联用仪(美国安捷伦公司)，在河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地实验室进行.在同时蒸馏萃取装置的一端接盛有10 g烟样、1 g柠檬酸、350 mL蒸馏水和0.5 mL硝基苯内标的500 mL圆底烧瓶，使用恒温电热套进行加热;装置的另一端接盛有40 mL二氯甲烷的250 mL圆底烧瓶，该端烧瓶置于水浴温度为60℃的恒温锅中加热，同时蒸馏萃取2.5 h后加入10 g无水硫酸钠干燥有机相，然后于60℃水浴中浓缩至1 mL左右即得.

由GC/MS分析和NIST库检索定性.色谱柱:HP －5MS(30 m ×0.25 mm.i.d.×0.25 μm d.f.);载气:He;流速:0.8 mL·min－1;进样口温度:250℃;传输线温度:280℃;离子源温度:177℃;升温程序:初温50℃，恒温2 min后，以2℃·min－1的速率升至120℃，5 min后以2℃·min－1的速率升至240 ℃，保持30 min;分流比1∶15，进样量2 μL;电离能70 eV;质量数范围25～500 amu;MS谱库NIST02.

2 结果与分析

2.1 不同水肥条件下采收时间对烤烟致香物质含量的影响

通过对烤后烟叶致香物质成分的GC/MS分析，共测出27种对烟叶致香物质有较大影响的化合物(表1和表2).其中苯丙氨酸类5种，棕色化产物类6种，类西柏烷类2种，类胡萝卜素类13种和新植二烯.

表1 不同采收时间对灌水处理烤烟致香物质含量的影响Table 1 Effect of different harvest time on aroma quality of flue-tobacco with irrigation μg·g－1

续表 Continuing table

在灌水条件下(表1)，各处理致香物质总量以及不同种类致香物质含量差异明显.其中施纯氮60和90 kg·hm－2时，随采收时间推进，致香物质总量均表现为先降后增，同为60 d采收最高，且27种致香成分中分别有8和9种成分含量较高.这表明在灌水条件下，烟叶成熟速度快，推迟采收会造成内含物降解与转化，从而导致致香物质含量的减少;施纯氮75 kg·hm－2时，总体趋势为先增后降，以65 d采收烟叶致香物质总量最高，其中有9种致香成分较高.在该条件下，提前或者推迟采收都会造成致香物质含量的降低.

表2 不同采收时间对遇旱不灌水处理烤烟中性香气成分含量的影响Table 2 Effect of different harvest time on aroma quality of flue-tobacco with no irrigation μg·g－1

续表 Continuing table

遇旱不灌水条件下(表2)，施纯氮60和75 kg·hm－2时，均以70 d采收的烟叶致香物质总量最高，分别有14和11种致香成分含量较高.这说明在不灌水且施纯氮60或75 kg·hm－2条件下，推迟采收有利于提高烟叶致香物质含量;施纯氮90 kg·hm－2时，以65 d采收的烟叶致香物质总量最高，70 d最低.这可能是施氮量过高，烟叶生长相对较快，推迟采收时烟叶已经过熟，烟叶内含物过度消耗，使致香物质总量降低.

综合比较所有处理(表1和表2)可以看出，以不灌水、施纯氮90 kg·hm－2条件下，65 d采收的烟叶致香物质总量最高.有研究表明，新植二烯以外的致香物质总量对烟叶香气协调性贡献较大［10］.本试验在灌水和施纯氮60，75，90 kg·hm－2条件下，分别以60，70，60 d采收的烟叶新植二烯以外致香物质总量较高;不灌水、施纯氮60，75，90 kg·hm－2条件下，分别以 70，70，60 d 采收的烟叶新植二烯以外的致香物质总量较高.

2.2 致香物质含量的分类分析

烟叶致香物质按香气前体物进行分类，可分为苯丙氨酸类、棕色化产物类、类西柏烷类、类胡萝卜素类等4 类［11］.

苯丙氨酸类致香物质包括苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇、吲哚等成分，对烤烟的香气具有良好的影响，尤其对果香、清香贡献较大［11］.从表1、表2可以看出，在灌水和不灌水2种条件下，均以施纯氮75 kg·hm－2，60 d采收的烟叶苯丙氨酸类致香物质含量最高，说明该施氮水平和采收时间有利于提高苯氨酸类致香物质含量.

棕色化产物中有许多具有令人愉快的香气和吸味，对烟草香吃味的形成具有重要影响，尤其是其中的吡咯、呋喃类物质，虽然含量低微，但对可可香味的形成至关重要.在灌水条件下，以施纯氮75 kg·hm－2，60 d采收的烟叶棕色化产物类含量较高;不灌水条件下，以施纯氮90 kg·hm－2，70 d采收处理对提高棕色化产物类含量效果较好.

类西柏烷类致香物质主要有茄酮和氧化异佛尔酮等成分，是烟叶中重要的致香前体物，通过一定的降解途径可形成多种醛、酮等致香物质［11］.本试验灌水条件下施纯氮60 kg·hm－2，70 d采收和灌水、施纯氮75 kg·hm－2，70 d采收烟叶类西柏烷类致香物质含量较高.

类胡萝卜素类致香物质在醇化过程中，并可进一步降解成一大类挥发性芳香化合物［11］.在灌水和不灌水条件下，类胡萝卜素类含量的最大值均出现在施纯氮90 kg·hm－2处理中，不同的是前者采收时间为70 d，后者为65 d.可见，在氮肥供应充足的情况下，有利于提高类胡萝卜素类致香物质含量.

3 结论与讨论

1)不同水肥条件下采收时间对烟叶致香物质有较大影响.本试验在灌水时，水肥供应充足，有利于烟叶较快生长进而成熟较早，生长后期叶片逐渐衰老，致香物质转化、分解严重，推迟采收使烟叶中致香物质总量降低，这与韩富根等［12］研究结果基本一致.而不灌水条件下，除施纯氮90 kg·hm－2时，致香物质总量和新植二烯以外致香物质总量最高值均出现于65 d外，其它施氮水平下均为70 d致香物质总量和新植二烯以外致香物质总量的最高.这表明水分亏缺时，烟叶生长相对缓慢，适当推迟采收有利于致香物质总量和新植二烯以外致香物质总量的提高.单考虑施肥因素，均以施纯氮90 kg·hm－2处理致香物质平均含量最高.表明适当提高施氮量可增加烟叶中致香物质总量.这与刘霞等［13］研究结果一致.

2)施氮量适中，提高采收对提高苯丙氨酸类含量有显著作用，而对灌水条件的要求不明显;灌水、施纯氮75 kg·hm－2提高采收的处理(A1B2，60 d)，以及不灌水条件下施纯氮90 kg·hm－2推迟采收的处理(A2B3，70 d)，均能不同程度地提高棕色化反应类物质总量;施氮量在60，75 kg·hm－2时，推迟采收能提高类西柏烷类物质总量;施氮量90 kg·hm－2情况下，烟叶生长旺盛，对提高类胡萝卜素物质含量有明显作用.3)成熟度反映着烟叶内各种化学成分含量、比例等变化程度，极大地影响烟叶的色、香、味以及化学性质、物理性状、吸食质量、使用价值等［14］.综上所述，在延边地区特殊生态环境条件下，协调好水、肥及采收时间三者之间的关系，有利于调节好烟叶的成熟时间，更好掌握烟叶的成熟度并适时采收，从而为提升烟叶品质提供帮助.成熟度是生产优质烟叶的关键技术指标，充分挖掘三者对烟叶质量形成的作用机理，将作为下一步研究重点.

［1］ 赵铭钦，于建春，程玉渊，等.烤烟烟叶成熟度与致香物质含量的关系［J］.中国农业大学学报，2005，10(3):10－14.

［2］ 朱尊权.当前制约两烟质量提高的关键因素［J］.烟草科技，1998(4):3－4.

［3］ 聂荣邦，李海峰，胡子述.烤烟不同成熟度鲜烟叶组织结构研究［J］.烟草科技，1991(3):37－39.

［4］ 艾复清，江锡瑜，肖吉中，等.烤烟外观成熟特征与品质关系的研究［J］.中国烟草科学，1999(3):27－30.

［5］ 朱 忠，冼可法，杨 军.烟叶成熟度与其化学成分的相关性研究进展［J］.烟草科技，2002(8):33－35.

［6］ 刘国顺，高致明.香料烟不同部位不同成熟度的叶片植物学性质研究［J］.河南农业大学学报，1996，30(3):217－221.

［7］ 宣晓泉，薄云川，徐如彦，等.不同成熟度烟叶中香味成分分析［J］.中国农学通报，2007，23(2):98-102.

［8］ 陈 伟，王三根，唐远驹，等.不同烟区烤烟化学成分的主导气候影响因子分析［J］.植物营养与肥料学报，2008，14(1):144 －150.

［9］韦成才，马英明，艾绥龙，等.陕南烤烟质量与气候关系研究［J］.中国烟草科学，2004(3):38-41.

［10］史宏志，韩锦峰，官春云.烟叶香气前体物在成熟和调制过程中的变化［J］.作物研究，1999，10(2):22－25.

［11］史宏志，刘国顺.烟叶香味学［M］.北京:中国农业出版社，1998.

［12］韩富根，王校辉，张凤侠，等.不同成熟度对延边烤烟主要化学成分和致香物质含量的影响［J］.河南农业大学学报，2009，42(1):30 －34.

［13］刘 霞，张 毅，刘国顺，等.施氮量对烤烟中性致香物质含量的影响［J］.中国农学通报，2008，24(3):200－204.

［14］金亚波，韦建玉，屈 冉，等.不同施肥量、烤烟成熟度生化指标及农艺性状、产量的变化［J］.安徽农业科学，2008，36(10):3954 －3957.