一次采收对烤烟上部叶成熟度及烟碱和去甲基烟碱含量的影响

彭玉富，郜海民，王根发，程向红，孙九喆，于建春

(1.河南中烟工业有限责任公司技术中心，河南 郑州450000；2.河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心，河南 郑州450016)

一次采收对烤烟上部叶成熟度及烟碱和去甲基烟碱含量的影响

彭玉富1，郜海民2，王根发1，程向红1，孙九喆1，于建春1

(1.河南中烟工业有限责任公司技术中心，河南 郑州450000；2.河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心，河南 郑州450016)

研究了一次采收对烤烟上部叶成熟度及烟碱、去甲基烟碱含量的影响。结果表明，一次采收可以提高上部烟叶的田间成熟度，与对照相比，上部6片烟叶一次采收有助于提高顶1～3片烟叶的烟碱含量，而使顶4～6片烟叶的烟碱含量降低。一次采收使上部烟叶去甲基烟碱含量明显降低，降幅达44.00%～67.21%，顶4～6片烟叶去甲基烟碱含量的降幅大于顶1～3片烟叶，并使上部烟叶烟碱转化率明显降低。

烤烟，上部烟叶；烟碱；去甲基烟碱；烟碱转化率

烟草生物碱中以烟碱含量最高，约占烟草生物碱总量的95%以上，其次是去甲基烟碱(又称降烟碱)。 烟碱是使烟草具有商品价值的主要因素，其作用是产生生理强度，使吸食者感觉兴奋，但含量过高损害人体健康[1-3]。 烤烟中的去甲基烟碱如果含量过高，会造成烟叶颜色不正常，呈樱红色，影响外观质量，并可使烟草的香味变坏。与烟碱相比，降烟碱具有较大的不稳定性，在烟叶调制和陈化过程中易于发生生化变化形成一系列降烟碱的衍生物，主要反应包括降烟碱的氧化形成麦斯明(Myosmine)，酰化反应生成一系列含有1～8 个碳原子酰基的酰化降烟碱，以及亚硝化反应形成N-亚硝基降烟碱(NNN)。麦斯明和酰化降烟碱的产生可直接改变烟叶和烟气化学成分的组成和含量，对烟叶的香味品质产生不利影响[1-4]。ROBERTS等[5-6]研究发现,在热解过程中降烟碱产生麦斯明及吡啶化合物，使烟气具有碱味、鼠臭味等异味。控制较低水平的去甲基烟碱不仅是因为其作为NNN的前体物质对人体具有潜在的致癌性，而且最新研究表明，去甲基烟碱本身对人体的健康也具有直接的负面影响[7]。烤烟上部烟叶包括上二棚和顶叶，约占单株产量的40%，在烟叶原料生产中占有十分重要的地位[8]。朱尊权[9]指出，为得到烤干、烤黄、烤好香味的成熟烟叶，田间长熟是基础；而分次采收，最后3片叶不能正常发育，上部烟留5～6片叶一次性采收，可以帮助顶叶正常成熟。近年来，国内对上部烟叶采收方式进行了大量研究[10-11]，改善了上部烟叶的香气品质，提高了其工业可用性。但采收方式对上部烟叶烟碱、去甲基烟碱含量及其相互转化的影响尚未见报道。本试验是在现有栽培措施的基础上，对顶部6片烟叶成熟一次采收，研究一次采收对上部烟叶成熟度、烟碱、去甲基烟碱含量和烟碱转化率等方面的影响,为烤烟烟碱去甲基化反应机制的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1试验设计

本研究共设计2个不同地域的田间试验，分别在许昌市襄城县和三门峡市灵宝市进行。试验地选择在当地现代烟草农业示范园区内。当烟株采收到上部叶仅剩6片叶(从上至下分别编号标记为顶1～6)时，进行不同方式采收试验处理。设1个试验处理(T)和1个对照处理(CK)。

试验处理(T)：当顶部1叶达到以黄为主，主脉全白发亮和侧脉的大部分(2/3以上)发白，叶面有明显的黄色成熟斑等充分成熟特征时一次性采收顶部6片叶。采收时分两组，一组为顶1～3，另一组为顶4～6。

对照处理(CK)：顶部6片烟叶按当地优质烟叶生产技术方案规定进行分2次采收。

样品制备：每个处理每次取16株，每株按顶1～3和顶4～6分为2组，4株为一个混合样，4次重复。各混合样分别挂牌标记采收方式、组别及取样日期。每类混合样编成2 竿，一起装入烤房二棚烘烤,烘烤方法严格按三段式烘烤工艺进行。从初烤烟叶中取混合样2.0 kg测定烟碱和去甲基烟碱含量。

1.2试验面积及烟叶生产技术措施

襄城县试验面积3 333.3 m2，品种选用中烟100，于2014-05-05移栽，行距120 cm，株距50 cm，单株留叶22片。土壤为潮土，土壤肥力中等，pH值为7.45，土壤有机质含量为18.3 g·kg-1，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为48.89，8.51，141.23 mg·kg-1。试验用氮量为52.5 kg·hm-2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1.5∶3，m(基):m(追)=7∶3。田间管理措施按当地优质烟叶标准化操作规程进行。

灵宝市试验面积3 333.3 m2，品种选用云烟87，于2014-05-20移栽，行距120 cm，株距50 cm，单株留叶22片。试验地土壤为立黄土，土壤肥力中等，pH值为7.51，土壤有机质含量16.8 g·kg-1，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为63.01,12.63,181.36 mg·kg-1．试验用氮量为55.5 kg·hm-2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶2∶3，m(基):m(追)=7∶3。田间管理措施按当地优质烟叶标准化操作规程进行。

1.3生物碱测定方法

备用样品放入烘箱内，在不高于40 ℃的条件下干燥5 h，然后粉碎过60目筛，称取0.1 g烟叶样品，用无水乙醚萃取，加0.5 mL 2 mol·L-1NaOH湿润，再加5 mL乙醚震荡1 h提取生物碱；气相色谱仪为Agilent-6890，监测器为FID，具体操作和参数设定按BURTON等[7]的方法进行。转移上清液1 mL于色谱瓶中，用气相色谱仪进行烟碱和去甲基烟碱含量测定。

1.4烟碱转化率

烟碱转化率/(g·kg-1)=去甲基烟碱含量/(烟碱含量+ 去甲基烟碱含量)[12]。

2 结果与分析

2.1不同采收方式对烤烟上部叶田间成熟度的影响

一次采收对上部烟叶田间成熟度的影响结果列于表1。结果表明，达到一次采收处理(T)要求的田间成熟特征，要延长上部烟叶田间生长发育时间，一般需要延长15 d左右，襄城县延长17 d，灵宝市延长13 d。一次采收处理(T)上部烟叶的成熟特征明显，主要体现为叶面颜色黄色明显，多呈淡黄～浅黄，黄白色成熟斑块多；主脉发白发亮的程度增加，支脉变白比例增加，叶尖下勾程度增加。

表1 不同采收方式对烤烟上部叶田间成熟特征的影响Table 1 Effects of different harvesting methods on the upper leaf maturity

综合来看，通过一次采收上部6片烟叶，可以提高上部烟叶的田间成熟度，特别是提高顶部1～3片烟叶的田间成熟度。

2.2不同采收方式对上部烟叶烟碱含量的影响

一次采收对上部烟叶烟碱含量影响的结果列于表2。

表2 不同采收方式对上部烟叶烟碱含量的影响Table 2 Effect of different harvesting methods on nicotine content of upper leaves g·kg-1

由表2可以看出，一次采收方式(T)的顶1～3片烟叶烟碱含量高于分次采收(CK)(增加9.83%～11.49%)，主要是由于一次采收比分次采收要晚采收15 d左右，这段时间烟株根系合成烟碱持续积累，这与赵明钦等[11]的随成熟度提高烟碱有升高的结论一致。顶4～6片烟叶烟碱含量稍低于分次采收，降低幅度为1.12%～7.63%。究其原因可能在烟叶成熟后期存在烟碱再分配或转化过程。

2.3不同采收方式对上部烟叶去甲基烟碱含量的影响

一次采收方式对上部烟叶去甲基烟碱含量的影响结果列于表3。

表3 不同采收方式对上部烟叶去甲基烟碱含量的影响Table 3 Effect of different harvesting methods on nornicotine content of upper leaves g·kg-1

由表3可以看出，一次采收(T)使得上部烟叶去甲基烟碱含量明显降低，降幅为44.0%～67.21%。不同部位烟叶去甲基烟碱含量降幅不同，顶4～6片烟叶去甲基烟碱含量的降幅大于顶1～3片烟叶。不同产区烟叶去甲基烟碱含量的变化趋势一致，但襄城县下降幅度大于灵宝市。

2.4不同采收方式对上部烟叶烟碱转化率的影响

一次采收对上部烟叶烟碱转化率的影响结果列于表4。

表4数据表明，一次采收(T)使上部烟叶的烟碱转化率明显降低，降幅达48.83%～61.90%。不同产区的下降幅度不一样，襄城县大于灵宝。顶4～6片烟叶去甲基烟碱含量的降幅大于顶1～3片烟叶。烟碱转化率反映烟叶中烟碱向去甲基烟碱转化的能力，烟碱转化率高表明烟叶中有较多的烟碱转化为去甲基烟碱。表4中数据表明，一次采收能够有效地降低上部烟叶中烟碱向去甲基烟碱的转化。较低的烟碱转化率有利于提高上部烟叶的安全性。

表4 不同采收方式对上部烟叶烟碱转化率的影响Table 4 Effect of different harvesting methods on nicotine conversion rate of upper leaves %

3 结论与讨论

本试验表明，通过一次采收上部6片烟叶，可以提高上部烟叶的田间成熟度，特别是提高顶部1～3片烟叶的田间成熟度。一次采收(T)使顶1～3片烟叶烟碱含量增加，而使顶4～6片烟叶烟碱含量降低。一次采收使上部烟叶去甲基烟碱含量明显降低，顶4～6片烟叶去甲基烟碱含量的降幅大于顶1～3片烟叶。一次采收使得上部烟叶烟碱转化率明显降低。顶4～6片烟叶去甲基烟碱含量的降幅大于顶1～3片烟叶。

烟碱去甲基过程是烟草体内重要的次生代谢反应之一，人们对烟碱去甲基反应机制的研究由来已久。去甲基烟碱是消耗了烟碱而产生的，烟碱向去甲基烟碱的转化主场所是叶片[4，7]。本次试验发现，当顶部叶达到以黄为主，主脉全白发亮和侧脉的大部分(2/3以上)发白，叶面有明显的黄色成熟斑等充分成熟特征时一次性采收顶部6片叶，可以提高上部烟叶成熟度。随着上部烟叶成熟度的提高，烟叶烟碱保持较高水平(顶1～3片叶烟碱增加，顶4～6片叶烟碱含量略有降低)，而去甲基烟碱含量显著降低(降幅在46.15%～66.67%)，烟碱转化率也显著降低。这一现象说明，烟叶成熟过程中可能存在去甲基烟碱向烟碱的转化过程，即烟碱至去甲基烟碱“转化”的逆过程。TSO等[13]的研究结果也得出类似的结论，他们将番茄幼苗嫁接于烟草根部，用15N 标记，结果根和苗中都发现含有大量剩留15N 的生物碱，而去甲基烟碱中剩留15N的原子百分比远多于烟碱中所含的，尤以根部为甚。这些数据表明，去甲基烟碱能在根部生成，而不都是从烟碱途径形成的。也同样说明，去甲基烟碱可能是烟碱的前体。

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(责任编辑：常思敏)

Effectsofpickingsixupperleavesatthesametimeonmaturity,nicotineandnornicotinecontentofflue-curedtobacco

PENG Yufu1，GAO Haimin2,WANG Genfa1，CHENG Xianghong1，SUN Jiuzhe1,YU Jianchun1

(1.Technology Center of China Tobacco,Henan Industrial Co.Ltd.Zhengzhou 450000,China;2.Golden Leaf Production and Manufacturing Center of China Tobacco,Henan Industrial Co.Ltd.Zhengzhou 450016,China)

Effects of picking six upper leaves at the same time on maturity,nicotine and nornicotine of flue-cured tobacco were studied．The results showed as follows:Compared with CK,the treatment (picking six upper leaves at the same time) can improve the maturity degree of upper leaves.The treatment had increased the content of nicotine in top 1～3(position 20 to 22),but decreased the content of nicotine in top 4～6(position 17 to 19).The treatment significantly decreased the contents of nornicotine of upper leaves by 44.0%～67.21%.The degree of decrease for nornicotine in top 4～6 was higher than that of top 1～3.The treatment significantly decreased the nicotine conversion rate of upper leaves too.

flue-cured tobacco; upper leaves；nicotine ;nornicotine; nicotine conversion rate

S 572

：A

2015-11-01

河南中烟工业有限责任公司项目(HNZY102013002)

彭玉富(1974-)，男，河南信阳人，高级工程师，硕士，主要从事烟草原料研究。

于建春(1967-)，男，河南驻马店人，高级工程师。

1000-2340(2016)03-0295-04