不同移栽期对烤烟K 326化学成分及中性香气成分的影响

张志高，李立新，饶文平，程元强，冯小虎，周国旺，邓 懿，程 谦，李琰琰，张 蕊，盛立冉，刘齐元*

(1．江西农业大学 农学院/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西 南昌 330045;2．江西抚州市烟草公司，江西 抚州 344000;3．江西省烟叶科学研究所，江西 南昌 330025)

烟叶风格的形成是生态因素、遗传因素和栽培因素共同作用的结果，其中生态条件决定了烟叶香气风格的类型和潜力，栽培因素决定了风格特色的显示度和彰显度［1］。移栽期对优质烟叶风格特色形成至关重要，因为移栽期决定着烟草生长发育过程所处的自然条件特别是气候条件，对烟叶的产量和品质具有重大影响［2］。烟叶香气是指具有挥发性的物质气流刺激鼻腔产生的明显的怡人气息。鼻腔中有嗅觉感受器，当挥发性物质吸附到嗅细胞表面，神经末梢便受到刺激产生兴奋，传到大脑的嗅区，从而使人产生愉悦之感。香气量大、香气质纯、香型突出，三大要素是衡量优质烟叶的重要特征［3］。烟叶特色是烟叶内一系列与香气有关的多种化学成分含量和组成比例共同作用的结果，其中中性挥发性香气成分对烟叶香气品质有重要贡献［4-6］。可见，探究不同栽培措施对烤烟浓香型特色的影响，针对香气质量的研究必不可少。目前，针对移栽期影响烟草品质的研究较多集中在烟叶生长、产量和化学成分等方面［7-9］，关于移栽期对烤烟香气的影响研究较少见，而其它因素对烤烟香气的影响研究较常见［10-12］。本试验以移栽期为试验处理，探究江西省抚州区域能彰显浓香型烟叶特色的适宜移栽期，以期为今后烟叶生产提供可靠理论依据，为江西优质烟叶生产做铺垫。

1 材料与方法

1．1 试验设计

试验于2011年在江西抚州广昌县甘竹镇进行，供试品种为烤烟K326，土壤质地为紫色土，耕层土壤 pH5．58，速效钾84．144mg/g，有效磷2．15mg/kg，有机质23．191 g/kg，碱解氮77mg/kg，地势平坦且为新开垦旱地。

试验采取随机区组设计，按不同移栽期设置5个处理，即处理1(3月4日移栽)、处理2(3月9日移栽)、处理3(3月14日移栽)、处理4(3月19日移栽)、处理5(3月24日移栽)，不同移栽期均设3次重复。行距 1．2 m，株距 0．55 m。各处理肥料用量均为 m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1∶3，纯氮用量为142．5 kg/hm2。基肥移栽前一周采用条沟施入，追肥分3次追入，基肥追肥比例为7∶3。

1．2 测定方法

成熟期分叶位采收烟叶，烘烤后取各处理中部叶(C3F)干样均1 kg，烘干恒质量后粉碎过80目筛待测。使用丹麦FOSS kjeltec 2300自动定氮仪测定全氮含量，蒽铜法测定糖含量［13］，火焰光度法测钾［14］，烟碱采用蒸馏法测定［15］，采用电位滴定法测氯含量［16］。

香气物质提取:采用“水蒸气蒸馏-二氯甲烷溶剂萃取”法。在500 mL圆底烧瓶中加入10．0 g烟样、1．0 g柠檬酸、500μL内标(302 g/mL硝基苯)、350 mL蒸馏水。安装同步蒸馏萃取装置，从冷凝管上方加入40 mL二氯甲烷于250 mL烧瓶中，待开始沸腾时进行同时蒸馏萃取，装置中出现分层时开始计时。2．5 h后，收集250 mL烧瓶中的有机相，加入10 g左右无水硫酸钠摇匀至溶液澄清，转移有机相到鸡心瓶，水浴浓缩有机相至1 mL左右。所得分析样品以GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性。

香气物质定性定量测定:采用美国HP5890II-5972气质连用仪对烟叶样品进行定性分析。色谱柱HP-5［60 m×0．25 mm(i．d．)×0．25 m(d．f．)］;载气及流速为 He，0．8 mL/min;进样口温度为 250 ℃，传输线温度为280℃;离子源温度为177℃;升温程序为在50℃停留5 min，以每分钟5℃的升温速度升至120℃，停留5min，再以每分钟5℃的升温速度升至180℃，停留5 min，然后以每分钟6℃的升温速度升至250℃，停留15 min;分流比为1∶15，进样量为2μL，电离能为70 eV，电离方式为EI;质量数为50～500 Da;用NIST02谱库检索定性;采用内标法定量。

1．3 数据处理

采用 Excel统计数据，SPSS 17．0，DPSV7．05 进行数据分析。

2 结果与分析

2．1 不同移栽期对烤烟化学成分影响

不同移栽期对烤烟化学成分有十分显著的影响。由表1可以看出，总糖与还原糖含量有随移栽期推迟逐渐增加的趋势，以处理5的总糖、还原糖含量最高，极显著地高于其它处理，分别达到28．95%、25．18%，处理1的含量则较低;一般优质烤烟的总糖含量在18% ～22%，还原糖含量16% ～18%，因此，移栽期比较晚的两个处理尤其是处理5的总糖及还原糖含量偏高。各处理总氮含量总体偏低，但都接近优质烤烟的要求，以处理1和处理5的较高，都显著地高于处理4，也高于其它处理。烟碱含量则是处理1的显著高于其它处理，处理2的排第2位。因此，除处理5外，总氮和烟碱含量都有随移期前移逐渐增大的趋势。烟叶含钾量随移栽期变化无明显规律，氯含量则出现先增后降，以中间处理(处理3)的最大，处理5和处理1较小。

一般认为，浓香型烟叶的最适宜糖碱比偏低，而清香型的糖碱比相对偏高。总氮与烟碱比值增大，烟叶颜色变淡，烟气香味逐渐减少，接近2∶1时，则香味严重不足，低于1∶1时，烟味转浓［3］。优质烟叶化学成分品质指标以水溶性总糖与烟碱比值接近10，总氮与烟碱比值接近1为佳［17］。从烟叶总糖与烟碱比值和总氮与烟碱来看，处理1两比值均最低且显著低于其它各处理，分别为7．46、0．85;处理5最高且显著高于其它处理;处理2、处理3与优质烟较为接近，其糖碱比和氮碱比分别为10．13、10．66和0．94、1．08。钾氯比值各处理均比较适中，以处理5的最高。

表1 不同移栽期对烤烟K326化学成分的影响Tab．1 The effects of different transplanting periods on chem ical com ponents in K326

2．2 不同处理对烟叶中性香气成分的影响

2．2．1 不同移栽期对烤烟致香物含量影响 致香物质是烟叶燃吸过程中产生香气的基础，烟叶中致香物质含量高则香味充足，吃味醇和［3］。通过对调制后不同处理的烟叶(C3F)致香物质成分的GC/SM分析，共测出29种对烟叶致香物质有较大影响的化合物(表2)，其中醛类4种，醇类5种，酮类16种，杂环类1种，脂类1种，酚类1种，烃类1种。含量较高的致香物质有新植二烯、β-大马酮、糠醛、法尼基丙酮、茄酮、巨豆三烯酮4、巨豆三烯酮2、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇、香叶基丙酮等。各处理中，新植二烯和其它致香物质总和均以处理1最高，处理5最低，处理2处于中等水平，总量由高到低依次为处理1、处理4、处理2、处理3、处理5。然而处理5中糠醛、糠醇、2-乙酰呋喃、2-乙酰基吡咯含量最高，苯甲醛、苯乙醛及螺岩兰草酮含量也非常丰富，其它致香物质含量较低。可见，移栽期提前能够显著增加香气总量，但并不能使所有致香物质均增加。

表2 不同处理对烤烟致香物质含量影响Tab．2 Effects of different treatments on contents of aroma compounds of flue-cured tobacco μg/g

2．2．2 不同移栽期对不同种类致香物质含量影响 烟叶和烟气的香味是多种微量致香物质成分共同作用的结果，不同致香物质具有不同的化学结构和性质，因而对人的嗅觉可产生不同的刺激作用，形成不同的嗅觉反应，对总体香气的量、质、型有不同的贡献。为了更清楚研究不同处理对致香物质影响，按香气前体物分为苯丙氨酸类、棕色化产物类、类西柏烷类、胡萝卜素类4类［3］。

苯丙氨酸类致香物质包括苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇等成分，都是重要的可使烟气增加花香、果香的致香物质［3］。由图1可知，苯丙氨酸类致香物质随着移栽期推迟整体呈现降低趋势，处理1含量最高，处理5含量最低。说明移栽期前移有利于苯丙氨酸类致香物质形成，而过度推迟移栽期则使此类致香物质含量较低。

棕色化产物类致香物质包括糠醛、糠醇、2-乙酰呋喃、3，4-二甲基-2，5-呋喃、2-乙酰基吡咯、5-甲基糠醛等成分，其中许多具有令人愉快的香气和吸味，对烟草吃味形成有影响重大，其中尤以吡咯、呋喃类物质，含量微少但对可可香味形成极其重要［3］。由图1可知，棕色化产物类致香物质以处理5的含量最高，明显高于其它处理，以处理2的含量最低，从总体上看，各处理棕色化产物类致香物质的含量按移栽期时间顺序呈现两头大中间小，而且推迟移栽其含量上升更加显著。

类西柏烷类致香物质包括氧化异佛尔酮、茄酮等成分，西柏烷类通过一定的降解途径可形成多种醛、酮等致香成分，尤以茄酮在烟叶中存在数量大，赋予一种醇和的酮的烟味。图1可知处理1的类西柏烷类含量最高，处理4、5较低，各处理类西柏烷类物质含量总体上随移栽期时间先后顺序呈下降趋势，且后期下降明显。

类胡萝卜素类致香物质包括法尼基丙酮、β-大马酮、巨豆三烯酮的3种同分异构体、芳樟醇、香叶基丙酮、3-羟基-β-二氢大马酮等成分。烟叶中，类胡萝卜素类作为许多重要致香成分的前体物对烟叶品质的形成有重要作用［3］。图1可见，处理1含量最高达到120．39μg/g，，而处理5最低仅为78．84μg/g。各处理含量由大到小依次为处理1、处理4、处理2、处理3、处理5。各处理间类胡萝卜素类致香物质含量也表现出随移栽期推迟呈下降的趋势。

图1 不同处理对不同种类致香物质的影响Fig．1 Effects of different treatments on contents of aroma compounds in different groups of flue-cured tobacco

3 结论与讨论

烟叶香吃味的好坏不是取决于某种成分的绝对含量，而是依赖于各种成分的比例是否协调，各项成分相互作用的结果［18］。烟叶中水溶性糖与烟碱比值被视为烟气强度和柔和型评价的基础，二者的平衡是衡量烟气的重要因素之一。一般认为，以比值为10较好，浓香型最适宜的糖碱比偏低，清香型烟叶的糖碱比相对偏高。氮碱比也是评价烤烟内在质量的重要指标。一般烤烟比值在0．8～1．1，比值较大往往烟叶成熟不佳，颜色较淡，香味量不足;比值较小则烟味转浓，但刺激性增加［19］。本研究表明，不同移栽期对总氮、烟碱影响较大，与齐飞［9］研究结果有相似之处。糖碱比值以处理5最高，氮碱比值以处理4最高，处理5其次;处理1糖碱、氮碱比值均最低，分别为7．46、0．85。总体表现为随着移栽期先后顺序氮碱比值呈增加趋势，氮碱比值也呈增加趋势但后期增加不显著。可见，从烟叶化学成分来看，移栽期适当提前可降低糖碱比值和氮碱比值，提高烟味浓香度。

不同移栽期对烟叶香气质量影响的报道很少，但生态条件、烘烤条件等对烟叶香气质量的影响则较大［3，10，20-22］。本研究表明，移栽期对烟叶香气质量有很大影响，处理1香气总量，新植二烯，类胡萝卜素类、苯丙氨酸类、类西柏烷类致香物质含量均为最高。处理5香气总量，苯丙氨酸类、类胡萝卜类致香物质含量最低。香气总量表现为，提早移栽香气量很足，过晚移栽香气量缺乏，处理3前后香气量较足，处理3不足。可见，提前移栽期能够增加香气总量和新植二烯，类胡萝卜素类、苯丙氨酸类、类西柏烷类致香物质含量，过晚移栽影响上述致香物质的含量。

综合烟叶化学成分和致香物质含量两方面来看，本研究中，处理1糖碱比、氮碱比均较小，香气总量最大，符合浓香型烟叶要求;处理3化学成分最协调，但是香气量不足;处理5化学成分和香气量与浓香型烟叶要求都有较大差距;处理2、4香气总量差异不显著，但处理2化学成分更加协调。可见，移栽期提前能够有利于浓香型烟叶品质的形成，过晚移栽品质较差。

综上所述，根据抚州地区光照和热量充足、降水充沛等气候条件，抚州市烤烟最佳移栽期在3月4—9日。

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