洛宁烟区烤烟中性致香物质含量与土壤养分关系分析

卢金领（河南中烟工业有限责任公司洛阳卷烟厂,河南洛阳471000）

洛宁烟区烤烟中性致香物质含量与土壤养分关系分析

卢金领
（河南中烟工业有限责任公司洛阳卷烟厂,河南洛阳471000）

为明确洛宁烤烟中性致香物质状况及其土壤养分影响因素,以洛宁烤烟及对应土壤为材料,采用对比分析、灰色关联分析的方法,研究了洛宁烟区中性致香物质含量状况及其与土壤养分的关系.结果表明：（1）洛宁烤烟苯丙氨酸类降解产物、棕色化反应产物、类西柏烷类、新植二烯、总量高于津巴布韦烤烟,其中类西柏烷类较高,类胡萝卜素类降解产物相对较低；（2）土壤养分中速效钾含量对棕色化反应产物、类西柏烷类降解产物、总量影响最大；速效磷对苯丙氨酸类产物含量、类胡萝卜素降解产物影响最大；有效锌对新植二烯含量影响最大.

烤烟；中性致香物质；土壤养分；对比分析；灰色关联分析

烟叶中性致香物质是烟叶内在质量表现之一,已有研究表明,烟叶评吸结果与中性致香成分之间有密切关系[1-3].增加烟叶中性致香成分,对于提高烟叶感官质量有重要意义.烟叶中性致香成分与烟叶基因型[4]、生态条件[5-7]、栽培技术[8-10]、烘烤工艺[11-12]等关系密切,此方面已有大量的研究报道.本文分析了洛宁烟区的烤烟中性致香成分与土壤养分含量,并采用灰色关联分析法分析两者关系,以期为通过在适宜范围内调控土壤养分含量,提升烟叶中性致香成分含量,提高烟叶品质提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 样品采集

1.1.1 土壤样品采集采用GPS定位技术在烤烟移栽前选取具有代表性的采样点.利用5点取样法,采集0～20 cm耕层植烟土壤样品,四分法保留3 kg以上.土壤样品采集后,挑出碎石、植物根系等,风干,磨碎,过筛,样品密封待测.样品共计29个.

1.1.2 烟叶样品采集供试材料选自2011年洛宁所取土壤对应点的烤烟烟叶,品种为中烟100,等级包括X2F、C3F、B2F,共计87个样品.同时选取津巴布韦优质烤烟烟叶作为对比材料.

1.2 测定方法

1.2.1 土壤养分测定方法土壤样品采用常规分析方法测定[13],测定项目包括有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性镁、有效锌、有效硼组成.土壤有机质测定采用重铬酸钾滴定法,碱解氮测定采用碱解扩散法,速效磷测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法,速效钾测定采用醋酸铵浸提-火焰光度法,交换性镁测定采用醋酸铵浸提-EDTA原子吸收分光光度法,有效硼测定采用沸水提取-甲亚胺-H比色法,有效锌采用DTPA浸提-原子分光光度法.

1.2.2 样品中性致香物质测定利用GC/MC采用内标法测定.

仪器：HP5890-5972气质连用仪.

GC/MS分析条件：色谱柱：HP-5（60 m×0.25 mm i.d.×0.25μm d.f.）；载气及流速：He 0.8 mL/min；进样口温度：250℃；传输线温度：280℃；离子源温度：177℃；升温程序：50℃,2 min后,以2℃/min的速度升至120℃,5 min后再以2℃/min的速度升至240℃,30 min；分流比和进样量1：15,2μL；电离能70 eV；质量数范围50～500 amu；MS谱库NIST02.

样品处理：叶片粉末状样品→水蒸气蒸馏→二氯甲烷萃取（10 g烟叶+1 g柠檬酸+350 mL蒸馏水+ 0.5 mL内标于500 mL圆底烧瓶中,再加60 mL二氯甲烷于另一250 mL圆底烧瓶中,60℃水浴加热250 mL圆底烧瓶,用同时蒸馏萃取仪蒸馏萃取.）→无水硫酸钠干燥有机相→60℃水浴浓缩至1 mL左右即得烟叶的精油.经前处理制备得到的分析样品,由GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性.

1.3 数据分析与处理

数据采用DPS7.05软件进行分析.

2 结果与分析

2.1 洛宁烤烟中性致香成分含量分析

为了方便分析,将中性致香成分按前体物质分为苯丙氨酸类降解产物、美拉德反应产物、类胡萝卜素降解产物、类西柏烷类降解产物和新植二烯.4类中性致香成分含量分析结果见图1.

图1 4类中性致香成分含量分析Fig.1 Contentanalysis of4 kinds ofneutralaroma components

由图1可知,对于苯丙氨酸类降解产物、美拉德反应产物、类西柏烷类降解产物,洛宁烤烟含量高于津巴布韦烟叶；而类胡萝卜素类降解产物,津巴布韦烟叶高于洛宁烟叶.苯丙氨酸类降解产物洛宁上部叶比津巴布韦烟叶高73.87%；两地美拉德反应产物相差较小,最大仅为13.25%；两地类西柏烷类产物相差较大,洛宁上部叶比津巴布韦上部叶高66.74%,中部叶高出149.78%.而类胡萝卜素类降解产物,津巴布韦上部烟叶比洛宁高出117.73%,中部叶高出52.28%,下部叶高出40.12%.

新植二烯和致香成分总量分析见图2.

图2 新植二烯和致香成分总量分析Fig.2 Contentanalysis ofneiplytadiene and totalaroma components

由图2可知,上部叶中,津巴布韦烟叶新植二烯、中性致香成分总量高于洛宁烟叶,其中,新植二烯高出10.97%,中性致香成分总量高出12.96%.中下部叶中,洛宁烟叶新植二烯、中性致香成分总量高于津巴布韦烟叶,其中,中部叶相差不大,洛宁烟叶新植二烯、中性致香成分总量分别高出津巴布韦烟叶8.75%和9.52%.两地下部叶新植二烯、中性致香成分总量相差较大,洛宁烟叶分别高出43.53%和34.02%.

2.2 洛宁烤烟产区土壤因子现状分析

洛宁烟区植烟土壤部分养分含量状况见表1,植烟土壤养分含量丰缺划分标准见表2[14].

表1 洛宁烟区植烟土壤部分养分含量分析Tab.1 Analysis on soilnutrientofLuoning tabacco planting area

表2 植烟土壤养分含量丰缺划分标准Tab.2 The abundance division standard ofsoilnutrients contentin tabacco-planting soil

由表1可知,有机质含量平均值为1.07%,土壤有机质含量较低,与表2相比,处于中等偏下水平；土壤碱解氮平均含量52.66 mg/kg,处于缺乏状态；速效磷含量平均为11.01 mg/kg,处于中等水平；土壤速效钾含量丰富为163.20 mg/kg,处于丰富水平；可交换性镁含量平均值为192.08 mg/kg,处于中等水平；有效硼的含量平均为0.41 mg/kg；有效锌的含量平均为1.47 mg/kg.土壤养分变异系数较大,尤其是有效锌、有效镁含量变异系数分别达到74.38%、64.74%,表明洛宁土壤养分差异较大,应当根据土壤养分实际实际情况,确定肥料施用量.

2.3 致香物质含量与土壤养分关系分析

灰色关联度分析是根据因素间发展态势的相似或相异程度来衡量因素间关联程度的一种分析手段.它表示事物动态关联的特征与程度,由于以发展态势为立足点,对样本量的多少没有过分的要求,也不需要典型的分布规律,计算量少,精确度高[15].

将土壤养分指标作为比较数列,中性致香物质含量作为参考数列.利用灰色关联度将烟叶中性致香物质含量与其对应的土壤养分指标进行分析,关联度越大,说明比较数列对参考数列的影响就越大.为消除各指标间量纲的影响,将中部烟叶各类中性致香物质含量分别与土壤养分指标进行标准化处理后进行灰色关联度分析.

则比较数列Xi对参考数列X0的关联系数为：

把苯丙氨酸类、类胡萝卜素降解产物、棕色化产物、类西柏烷类降解产物、新植二稀、中性致香成分总量等6个中性致香成分作为参考数列,在分辨系数为0.5下,进行灰色关联度分析,结果见表3.

表3 中性致香物质含量与土壤养分之间的灰色关联度分析Tab.3 Grey correlation analysis on neutralaroma contentand soilnutrients

通过各土壤养分因子得分与中性致香物质含量的灰色关联度分析,可将各土壤养分各因子对中性致香物质含量的贡献按大小顺序进行排列,结果见表4.

表4 中性致香物质含量与土壤养分指标的灰色关联度排序Tab.4 The grey relevancy ofneutralaroma components contentand soilnutrientindex

3 结论与讨论

本研究结果表明,除类胡萝卜素类降解产物外,洛宁烤烟其他中性致香成分高于津巴布韦烤烟,其中类西柏烷类尤为较高,其原因有待进一步研究.类胡萝卜素类香气物质产生的香味阈值相对较低,但是对烟叶香气质量的贡献率较大.洛宁烟叶类胡萝卜素降解产物与津巴布韦烟叶相比含量过低,有待进一步提高.

洛宁土壤有机质含量较低,应当增加有机肥的施用.洛宁土壤养分差异较大,应当根据土壤养分实际实际情况,确定肥料施用量.

速效钾含量对棕色化反应产物、类西柏烷类降解产物及中性致香物质总量影响最大；速效磷对苯丙氨酸类产物含量、类胡萝卜素降解产物影响最大；有效锌对新植二烯含量影响最大.

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[2]肖协忠,王放,贺英,等.烤烟致香成分与香气质量的相关性分析[J].中国烟草科学,2008,29（6）：1-6,11.

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[15]唐启义,冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学出版社,2002：576-577.

（责任编辑：邓天福）

Analysis on relationship between neutral aroma components of flue-cured tobacco in Luoning and soil nutrient contents

Lu Jinling
（Luoyang Cigarette Factory ofHenan Tobacco Industry Limited Liability Company,Luoyang 471000, China）

To make clear of the neutral aroma components of flue-cured tobacco of Luoning and its soil nutrient influencing factors,tobacco leaves and those corresponding soil were used as materials to study neutral aroma components and its relationship with soil nutrients by using comparative analysis and gray correlation analysis method．The results showed that：（1）the amount of phenylalanine degradation products,Maillard reaction products, cembranoid,neophytadiene and total neutral aroma components was higher than Zimbabwe flue-cured tobacco, especially the cembranoid．But the content of carotene category in Luoning was lower than Zimbabwe．The soil organic matter content was too low in Luoning．（2）The content of available potassium had the greatest impact on the Maillard reaction products,the cembranoid,total neutral aroma components；The available phosphorus content had greatest impact on the phenylalanine products and the content of carotene category；the effective zinc had the largest influence on the content of neophytadiene．

flue-cured tobacco；neutral aroma components；soil nutrients；comparative analysis；grey correlation analysis

S572

A

1008-7516（2013）01-0028-05

10．3969/j．issn．1008-7516．2013．01．007

2012-12-30

卢金领（1977-）,男,河南洛阳人,硕士,助理工程师．主要从事烟草质量管理工作．