不同生态区烤烟K326质量特征差异分析

尤垂淮, 江丽芳, 席飞虎, 杜礼渊, 张　涛, 古　力, 林文雄, 张重义

(1.福建农林大学烟草研究所，福建 福州 350002；2.川渝中烟工业有限责任公司，四川 成都 610017)



不同生态区烤烟K326质量特征差异分析

尤垂淮1, 江丽芳1, 席飞虎1, 杜礼渊2, 张涛2, 古力1, 林文雄1, 张重义1

(1.福建农林大学烟草研究所，福建 福州 350002；2.川渝中烟工业有限责任公司，四川 成都 610017)

对福建泰宁、云南祥云、河南宜阳生态区烤烟K326主要质量特征差异进行了研究.结果表明，泰宁生态区和祥云生态区烤烟为清香型，宜阳生态区烤烟为浓香型.泰宁生态区和祥云生态区烤烟植株相对高大，而宜阳生态区烤烟植株相对较小.泰宁生态区和祥云生态区烤烟类胡萝卜素及其降解产物(β-大马酮、β-二氢大马酮、藏花醛、β-环柠檬醛、二氢猕猴桃内酯等)、类胡萝卜素降解产物总量，叶绿素及其降解产物新植二烯，以及烤烟还原糖和总糖等指标含量高于宜阳生态区烤烟.宜阳生态区烤烟类胡萝卜素相关降解产物(茄酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4等)、苯丙氨酸降解产物(苯甲醛、苯乙醛)及其总量，以及烤烟总碱和氯等指标含量高于泰宁生态区和祥云生态区烤烟.可见，不同生态区烤烟K326外观形态、常规化学成分及香气物质含量、香型均存在差异.

烤烟; K326; 类胡萝卜素; 感官质量

烤烟香型是形成中式卷烟风格的重要因素，是评价烤烟质量和工业利用的重要依据，是目前我国特色优质烤烟研究及开发的重要课题之一.烤烟的香型是如何形成的，如何更好的彰显烤烟的香型是目前烤烟行业发展的重要科学问题.为了更好的彰显烤烟的香型，明确不同生态区烤烟不同香型质量特征差异是特色优质烟叶开发的关键.前人关于不同香型烤烟质量差异的研究有一定的报道，但主要集中于化学成分[1-3]，或者仅从香韵的角度[4]，且多限于不同品种.

品种是彰显烤烟质量特色的关键因素之一[5]，是生产的基础，同时也是实现优质适产、提高烤烟质量的基础保证.品种是烤烟香型风格形成的内在因素，可以彰显和决定香型风格特色的强度.而且只有严格拟定同一品种，探讨不同生态环境对其品质形成的影响，才能更有针对性的研究烤烟香型形成起主导作用的因素，进一步彰显烤烟香型.烤烟品种K326田间长势优良，工艺性状较好，深受工业企业好评，但对其在不同生态区表现出不同香型风格特征研究鲜有报道.本研究拟采用定位试验，从烤烟农艺性状、感官质量、化学成分等方法探讨同一品种烤烟(K326)在不同生态区的质量特征差异，以期为深入研究生态因素对烤烟不同风格的形成奠定基础.

1　材料与方法

1.1供试材料

供试烤烟品种为全国主栽品种K326，种子由福建省三明烟科所提供.

1.2试验设计

本研究选定三个典型生态区：福建泰宁音山，云南祥云普淜，河南宜阳石村.试验地要求土地平整，肥力均匀.每个生态区种植面积4亩，采用相同的栽培方式，施肥标准：施纯氮量为75 kg·hm-1，氮磷钾比例为1∶1∶3，结合土壤肥力进行适当调整，60 % 纯氮于移栽前条施，肥料种类为烟草专用复混肥和硫酸钾；40% 按当地追肥习惯于团棵期追施.其余均严格按优质烤烟进行规范化生产管理.每个生态区烤烟生育期有所不同，福建泰宁烤烟生育期(移栽-顶叶成熟)2013年3月12日-2013年6月25日；云南祥云烤烟生育期：2013年5月5日-2013年8月20日；河南宜阳烤烟生育期：2013年5月10日-2013年9月1日.在成熟期(打顶后7天)，选取具有代表性的烟株进行取样，取同一叶位—第9叶位，每3片作为1个重复，每片去除叶片基部的主脉；迅速用液氮罐冻存，-80 ℃冰箱保存备用.主要用于类胡萝卜素和叶绿素测定.根据成熟期，严格采收烘烤.

1.3测定项目与方法

1.3.1不同生态区烤烟主要农艺性状观察每个生态区选取30株有代表性的烟株挂牌，在成熟期(打顶后7 d)测定烟株的株高、茎围、最大叶长、最大叶宽，计算叶面积(叶面积=叶长×叶宽×0.634 5).

1.3.2不同生态区烤烟叶绿素和类胡萝卜素测定烤烟叶片叶绿素和类胡萝卜素含量参照杨虹琦、杜咏梅等[6-7]的方法，采用分光光度计测定.

1.3.3不同生态区烤烟中性致香物质测定采用蒸馏萃取法，称取已粉碎过筛烟样20 g，置于1 000 mL圆底烧瓶中，分别加入600 mL蒸馏水、2 g柠檬酸；量取40 mL二氯甲烷加入250 mL圆底烧瓶中，并加入0.379 mg·mL-1硝基苯1 mL作为内标，蒸馏萃取装置同步安装，蒸馏萃取时间为待装有烟样的烧瓶开始沸腾之时，开始计时时间从冷凝管中出现有机相和水相分层起，蒸馏2.5 h后，加入10 g无水硫酸钠到250 mL烧瓶中，用于吸收有机相中混入的水分，待溶液澄清后将有机相转移至鸡心瓶中，在60℃水浴中，进行旋转蒸发浓缩，待有机相浓缩至约1 mL，即获得烤烟精油备用.

GC/FID分析条件设置：250 ℃进样口温度，2 μL进样量，4∶1(载气∶氮气)的分流比，1.3 mL·min-1柱流速；色谱柱：DB-5MS，(规格：30 m×0.32 mmid×0.25 μmdf)，程序升温：初温30 ℃，恒温2 min后，以20 ℃·min-1的速度升至60 ℃，接着以2 ℃·min-1的速度升至180 ℃，2 min后以10 ℃·min-1的速度升至280 ℃，保持20 min；检测口温度：280 ℃，氢气∶空气∶尾吹=35 mL∶40 mL∶25 mL·min-1，采用内标法定量.

1.3.4不同生态区烤烟常规化学成分分析测量项目：总糖、还原糖、烟碱、氯、钾.各个处理正常成熟采收烘烤后取C3F烟样粉末20 g测定.总糖和还原糖含量测定采用比色法；烟碱含量测定采用紫外分光光度法；钾含量测定采用火焰光度法；氯离子含量测定采用银量法—莫尔法.上述指标测定由河南省新郑卷烟厂质检中心完成.

1.3.5不同生态区烤烟感官质量分析烤烟样本的评吸和香型划分由7位烤烟评吸专家进行评价和分类.参照红塔集团标准，烤烟评吸主要从香韵(清甜香、花香、青滋香、干草香、酸香、坚果香、焦甜香、木香、蜜甜香、辛香、果香，每个香味赋值总分为5分，根据浓度从高到低打分)、烤烟烟气特征(浓度、刺激性、劲头、杂气)、香气特征(烤烟本香、香气量、香气质)、口感特征(干净度、湿润、回味)等角度进行评价.烤烟样本的香型分为清香型、中间型和浓香型，香型指数为从1.0到5.0的不同等级，分数越高代表这个香型等级越高.

1.4数据处理

数据采用Office 2013和DPS 7.05软件进行分析处理.

2　结果与分析

2.1K326在不同生态区的主要农艺性状差异分析

根据K326在不同生态区的主要农艺性状测定结果(表1)，K326在不同生态区的农艺性状具有较大差异，具体表现：株高方面，祥云生态区和泰宁生态区株高明显高于宜阳生态区，且达到极显著差异；茎围方面，祥云生态区最大，其次是泰宁，宜阳的最小，且祥云和泰宁生态区烤烟的茎围均与宜阳的烤烟达到极显著差异；最大叶长(腰叶长)，泰宁生态区最大，祥云生态区的其次，两地没有显著性差异，而宜阳生态区的最小，且达到极显著差异；最大叶宽(腰叶宽)，祥云最大，其次是泰宁，宜阳的最小，且3地之间均达到极显著差异；叶面积，祥云生态区和泰宁生态区烤烟叶面积均大于宜阳生态区，且也达到极显著差异.综上所述，泰宁和祥云地区烤烟整个外观形态相较于宜阳生态区大，宜阳生态区烤烟植株相对矮小.

表1　不同生态区烤烟主要农艺性状1)

1)表中数据为平均值±标准偏差(SD).大写字母和小写字母分别表示在P<0.01，P<0.05显著性差异.

2.2K326在不同生态区的质体色素含量分析

烤烟质体色素是影响烤烟品质的重要物质，不仅决定了调制后烤烟的色泽，而且是烤烟中重要的香气前体物，其降解后产生的致香物质与烤烟的香气质和香气量密切相关，尤其是类胡萝卜素.表2显示，K326在泰宁生态区成熟期烤烟叶绿素a最高，其次是宜阳生态区，祥云生态区相对较少，泰宁生态区与祥云生态区、宜阳生态区均达到显著性差异，后两者差异不显著.叶绿素b，泰宁生态区和祥云生态区比较接近，宜阳生态区较少，且达到显著性差异.叶绿素总量，祥云生态区和宜阳生态区比较接近，而泰宁生态区含量最高.类胡萝卜素也是泰宁与祥云生态区较高，宜阳生态区较小.综上表明泰宁生态区烤烟质体色素含量最高，其次是祥云生态区，宜阳生态区最小.

表2　不同生态区烤烟质体色素含量1)

1)表中数据为平均值±标准偏差(SD).大写字母和小写字母分别表示在P<0.01，P<0.05显著性差异.

2.3K326在不同生态区烤烟中性致香物质差异性分析

从表3可以看出，K326烟叶中的二氢猕猴桃内酯、香叶基丙酮、β-二氢大马酮等9种类胡萝卜素降解产物在泰宁生态区烤烟中含量较高，β-大马酮、芳樟醇、螺岩兰草酮等3种个物质在祥云烤烟中含量较高，巨豆三烯酮、茄酮、法尼基丙酮等7种物质在宜阳烤烟中含量较高.此外，泰宁生态区类胡萝卜素降解产物总量较高，其次是祥云生态区，而宜阳生态区较低.

烤烟中叶绿素降解产物新植二烯是一种重要香气物质，在烤烟中性致香物质中含量最高.其自身带有一定的香气，同时在成熟、调制、醇化过程中可转化分解成低分子的香气物质[8].祥云烤烟新植二烯相对较高，其次是泰宁烤烟，未达到显著性差异，宜阳烤烟含量最低，且与前两个生态区达到显著性差异.

烤烟中苯丙氨酸代谢途径的代谢产物及其转化是形成烤烟香味物质的一个重要途径之一，烤烟中重要香气物质苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛等都是苯丙氨酸的降解产物[9].宜阳烤烟苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇等物质含量相对较高，而祥云和泰宁烤烟这3个芳香物质含量较低；苯乙醇含量：泰宁>宜阳>祥云；烤烟愈创木酚含量：祥云>泰宁>宜阳.苯丙氨酸降解产物总量宜阳烤烟含量较高，其次是泰宁烤烟，祥云烤烟较低.

表3　不同生态区烤烟中性致香物质含量1)

1)表中数据为平均值±标准偏差(SD).大写字母和小写字母分别表示在P<0.01，P<0.05显著性差异.

2.4K326在不同生态区的常规化学成分差异分析

烤烟常规化学成分常作为重要的指标来评价烤烟的品质.从表4可以看出，K326在泰宁和祥云的烟碱含量均低于宜阳烟区，差异达到显著性水平，且均在适宜范围之内；总糖和还原糖3个生态区烤烟表现出相对一致的趋势：祥云>泰宁>宜阳，前两个生态区均与宜阳生态区达到显著性差异；烤烟含钾量3个生态区没有显著差异；烤烟氯含量：宜阳烤烟相对较高，其次是祥云，泰宁相对较低.综上所述，3个生态区烤烟内在化学成分有一定差异.

表4　不同生态区烤烟C3F化学成分比较1)

1)表中数据为平均值±标准偏差(SD).大写字母和小写字母分别表示在P<0.01，P<0.05显著性差异.

2.5K326在不同生态区的感官质量差异分析

烤烟评吸专家对不同生态区烤烟进行评吸，根据香韵(清甜香、花香、青滋香、干草香、酸香、坚果香、焦甜香、木香、蜜甜香、辛香、果香)进行评分，由表5可以看出，泰宁生态区和祥云生态区烤烟清甜香较高分别为4.5、3.5，而宜阳的没有此香味；宜阳烤烟焦甜香高达4.5，而其他两个生态区此香味较小.烤烟香型评价结果表明，泰宁生态区和祥云生态区烤烟均属于清香型，宜阳生态区烤烟属于浓香型.

表5　不同生态区烤烟香韵香型比较

3　讨论

本研究通过以K326为材料对典型生态区福建泰宁、云南祥云、河南宜阳开展试验，不同生态区烤烟K326感官质量对比分析，发现泰宁和祥云生态区烤烟的香韵以清甜香为主，表现为清香型；宜阳生态区烤烟以焦甜香为主，表现为浓香型.邓小华等研究表明浓香型烤烟其香韵以焦甜香与焦香为主[10]，本研究与前人研究结果类似.本研究从“外到内”对不同香型烤烟进行深入研究.农艺性状是从外观形态评价烤烟长势的重要指标，本研究首次对不同香型烤烟外观形态进行观察，结果表明泰宁生态区和祥云生态区烤烟株高、茎围、最大叶长、叶宽及最大叶面积均大于宜阳生态区，即清香型烤烟整体植株可能较浓香型烤烟高大，浓香型烤烟植株相对较小.

化学成分是影响烤烟质量的内在因素，烤烟内在化学成分的组成及含量决定烤烟及其制品的品质[11].杜咏梅[12]、宾柯[13]、席元肖[14]等研究显示，不同香型烤烟总糖和还原糖的含量，整体变化趋势为浓香型<中间香型<清香型；而烤烟总碱、烟碱的含量大体趋势表现为清香型<中间香型<浓香型.本研究结果表明泰宁生态区和祥云生态区烤烟的总糖和还原糖含量高于宜阳生态区烤烟，而烤烟总碱、氯含量低于宜阳生态区烤烟，与前人研究结果相符.

烤烟质体色素——叶绿素和类胡萝卜素，是烤烟非常重要的一类香气前体物，这类物质自身没有香味特征，但在生长、成熟、调制及醇化过程中通过转化分解产生香气物质，对烤烟香气品质的形成具有重要的贡献作用.烤烟中总量85%～96%的中性挥发性物质是由烤烟质体色素降解转化而来的，是烤烟中性挥发性香气物质中含量最高的成分[8,15]，而关于烤烟质体色素的研究一直是烟草行业研究的热点.本研究结果表明，泰宁生态区和祥云生态区烤烟类胡萝卜素含量高于宜阳生态区烤烟，结果与席元肖等[14]的结果一致，即清香型烤烟类胡萝卜素含量显著较高.进一步对烤烟质体色素的降解物质进行研究，徐增汉等[16]研究指出二氢猕猴桃内酯、大马酮是烤烟清香成分的代表，而茄酮作为烤烟浓香成分的代表.常爱霞[1]、薛超群[17]等研究发现巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4与浓香型烤烟香型呈正相关.本研究发现，泰宁生态区烤烟藏花醛、β-环柠檬醛、β-二氢大马酮、二氢猕猴桃内酯等含量较高，祥云生态区这些物质与泰宁生态区的接近，祥云烤烟β-大马酮含量较高，泰宁烤烟略小一点，表明同一香型不同生态区烤烟内在物质含量也有差异，且以上这些物质在宜阳生态区烤烟含量较低.宜阳生态区茄酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4等含量较高，与前人研究结果类似.类胡萝卜素相关降解产物总量分析显示，其在泰宁生态区和祥云生态区烤烟含量较高，而宜阳生态区烤烟较低.詹军[18]、高远[3]等研究表明，清香型烤烟类胡萝卜素降解产物总量显著高于其他香型，这与本研究结果类似.泰宁生态区和祥云生态区烤烟的叶绿素含量显著高于宜阳生态区.

新植二烯是烤烟中重要的萜类化合物，其由叶绿素经叶绿醇水解而来的产物，是烤烟中含量最高的中性挥发性香气物质(占75%～87%)[19].左天觉等[11]指出新植二烯对形成烤烟的清香风格有积极的影响，周冀衡等[20]提出新植二烯与烤烟清香型香气风格的形成密切相关.本研究结果表明，泰宁生态区和祥云生态区烤烟新植二烯含量高于宜阳生态区烤烟，且达到显著性差异.烤烟苯丙氨酸的代谢转化也是形成独特香气的重要途径之一.其代谢产物苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛等都是烤烟中含量较丰富的香气物质[21].有研究表明，浓香型烤烟苯丙氨酸降解产物含量最高[13]，清香型烤烟苯甲醛、苯乙醛含量较低[12].本研究中，宜阳生态区烤烟苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇等物质含量均高于泰宁生态区和祥云生态区烤烟；苯丙氨酸降解产物总量宜阳烤烟含量较高，其次是泰宁烤烟，祥云烤烟较低.

综上，泰宁和祥云生态区清香型烤烟植株相对高大，而宜阳生态区浓香型烤烟植株相对较小.泰宁生态区和祥云生态区烤烟叶绿素及其降解产物新植二烯、类胡萝卜素及其降解产物(藏花醛、β-环柠檬醛、β-二氢大马酮、β-大马酮、二氢猕猴桃内酯等)、类胡萝卜素降解产物总量，以及烤烟总糖和还原糖等指标含量高于宜阳生态区烤烟.宜阳生态区烤烟类胡萝卜素相关降解产物(茄酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4等)、苯丙氨酸降解产物(苯甲醛、苯乙醛)及其总量，以及烤烟总碱和氯等指标的含量高于泰宁生态区和祥云生态区烤烟.泰宁生态区烤烟叶绿素、藏花醛、β-环柠檬醛、二氢猕猴桃内酯等物质含量高于祥云生态区，而总碱、β-大马酮含量小于祥云生态区.本研究首次相对系统研究相同烤烟品种K326在特定生态区下质量特征差异，为深入探讨烤烟K326在不同生态区表现出不同香型奠定坚实基础.

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(责任编辑:吴显达)

Differences in quality characteristics of flue-cured tobacco K326 in distinct ecological regions

YOU Chuihuai1, JIANG Lifang1, XI Feihu1, DU Liyuan2, ZHANG Tao2,GU Li1, LIN Wenxiong1, ZHANG Zhongyi1

(1.College of Crop Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;2.China Tobacco Chuanyu Industrial Corporation, Chengdu, Sichuan 610031, China)

Main quality characteristics of flue-cured tobacco (FCT) K326 from three ecoregions, namely Taining county of Fujian province, Xiangyun country of Yunan province and Yiyang country of Henan province were compared. Sensory evaluation showed that flue-cured tobacco from Taining and Xiangyun was delicate-flavor while it was strong-flavor in Yiyang. Leaves of flue-cured tobacco K326 plants in Taining and Xiangyun were larger than those in Yiyang. Carotenoids contents and its degradation products (β-damascenone, β-dihydrogen damascenone, crocein aldehyde, β-rings citral, dihydroactinidiolide, etc.), total carotenoid degradation products, chlorophyll and its degradation product of neophytadiene, reducing sugar and total sugar in flue-cured tobacco from Taining and Xiangyun were higher than those in Yiyang. Total carotenoid degradation products (solanone, megastigmatrienone1, megastigmatrienone 2 and megastigmatrienone 4), phenylalanine degradation products (benzaldehyde and phenylacetaldehyde), total phenylalanine degradation products, total alkali and chlorine in flue-cured tobacco from Yiyang were higher than those in Taining and Xiangyun. To summarize, there were differences in flavor type, appearance, content of routine chemical components and aroma substances in flue-cured tobacco K326 in different ecological regions.

flue-cured; K326; carotenoids; sensory quality

2015-06-07

2015-12-23

川渝中烟工业有限责任公司资助项目 (CYZY-SMTN2012; CYZY-DLXY2011; CYZY-LYYY2013).

尤垂淮(1985-)，男，博士研究生.研究方向：烟草生理生态与优质栽培技术.Email:you123chui@163.com.通讯作者张重义(1963-)，男，博士，教授，博士生导师.研究方向：作物生理生态与栽培理论.Email:zyzhang@fafu.edu.cn.

S572.01

A

1671-5470(2016)03-0241-06

10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2016.03.001