不同品种烤烟腺毛及其分泌物的分析

2017-03-10刘晓云苟剑渝王星舒

广东农业科学 2017年11期

刘晓云，刘京，孟源，苟剑渝，张吟，王星舒

（1.贵州大学农学院，贵州贵阳 550025；2.贵州烟草公司遵义市分公司，贵州遵义 563000）

贵州的生态环境适宜烤烟的生长，其种植面积与产量均居全国第2位。烟草为多腺毛植物，其腺毛在数量上占总表皮毛的85%左右［1］，是烟叶表面重要的代谢产物分泌组织。腺毛能分泌精油、树脂、蜡质、糖分、醇类、酮类、烷烃等化学成分，这些物质对烟叶的香味、吃味、品质及烟草的抗虫性都具有重要的作用［2-4］。不同烤烟品种的腺毛及其分泌物受遗传物质、生态环境等因素制约，腺毛密度、腺毛分泌物含量等存在差异［5-8］，从而影响烟叶品质。有报道认为腺毛密度越大，产生的腺毛分泌物越多，烟叶致香物质越丰富［9］。除了通过GC/MS可以对腺毛分泌物进行定量定性分析外，通过传统方法用石油醚也可将烟叶中的芳香油、树脂醛、磷脂、腊脂等叶面分泌物提取出来［10-12］，石油醚浸提物含量与烟叶的整体质量及香气量呈正相关，即石油醚提取物含量越高，烟叶香气物质也就越多，烟叶品质也越好［13－16］。因此，研究烟叶腺毛及其分泌物和烟叶石油醚浸提物对优质烟草品种的选择具有重要意义。而各个地区适宜烤烟品种，因气候、土壤等差异而有所差异，适宜的烤烟品种需结合其在相应生态环境中的表现来考究。为此，我们对贵州地区4个常栽烤烟品种的腺毛及腺毛分泌物进行研究，以期为贵州地区选择油分较好的烟草品种提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试4个烤烟品种红花大金元、K326、云烟 87、云烟 97由遵义市烟草公司提供；营养土（美乐棵家庭园艺肥料，通用型），含N 0.6 g/kg、P2O50.27 g/kg、K2O 0.36 g/kg；花盆每盆可装营养土6 kg。

1.2 试验方法

试验于2013年11月11日在培养箱中采用漂浮育苗法培育，2014 年1月5日移栽至25℃温室进行盆栽试验。试验依据4个供试品种，设置4个处理，5次重复，分两个时期取样，共40 株。所有处理定期浇水，不再额外施肥。取样时，随机选取各组供试材料，只取中部叶。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 烟草腺毛密度避开叶片主侧脉区域剪下1.5 cm×0.5 cm的长方形，放入装有戊二醛的离心管中保存，尽快带回实验室放入冰箱，4℃冷藏24 h后将离心管中的戊二醛抽出，加入磷酸缓冲液洗涤后，依次用30%、50%、70%、90%、100%丁叔醇脱水，4℃冷却10 min后，在-40℃冷冻干燥30～40 min后取出，将样品贴到导电胶上镀金膜，完成制片。采用日立公司SE-3000电子显微镜扫描，对样品拍照后，人工数出照片内长柄腺毛和短柄腺毛的数量。

1.3.2 腺毛分泌物样品制备用两个50 mL的烧杯编号为A、B，在A、B中分别加入20 mL二氯甲烷，将样品依次在A、B中分别浸提4次，每次2 s。将两个烧杯中的二氯甲烷混合并用二氯甲烷清洗烧杯，用10 g无水硫酸钠过滤，保存在棕色瓶中。

用旋转蒸发仪将滤液浓缩到1～1.5 mL，每个样品加入10 μL苯乙酸甲酯为内标，采用内标法CG/MS进样定性定量。经过处理的样品由CG/MS鉴定结果和NIST02库检索定性。色谱柱：DB-5MS（30 m×0.25 mm.i.d. ×0.25μm d.f.）；载气及流速：He 0.8 mL/min；传输线温度：280℃；升温程序：50℃（2 min）12℃/min→180℃（2 min）4℃/min→210℃（5 min）3℃/min→240℃（30 min）；电离能：70 eV；进样口温度：250℃；进样量：2μL；分流比：1∶10；质量数范围：35～500 amu。使用高效气相液相色谱仪测定腺毛分泌物的成分及含量。

1.3.3 石油醚提取物含量的测定将烘干粉碎的烟样（a）加入纸袋A中，封口放入培养皿，在105℃下烘干3 h。将烘干的A放入干燥器中冷却，冷却后称重（b）。将冷却后的A放入浸提筒，将石油醚倒入接受瓶2/3处，在75℃下水浴8 h左右，然后将A取出，在通风处使乙醚挥发。之后将A放入烘箱105℃烘干2 h，将烘干的A放入干燥器中冷却称重（c）。

2 结果与分析

2.1 不同品种烤烟腺毛密度分析

腺毛按其形态可分为长柄腺毛和短柄腺毛。烟草品质主要是根据其香气、吃味等指标作为评定标准，腺毛是烟草叶面分泌物产生的部位［16］，腺毛分泌物是烟叶香味和香气的前提物质［17］，对加工后烟叶的香气和香味具有决定性作用。

从表1可以看出，移栽后95 d，各品种烟叶的长柄腺毛密度依次为K326＞红花大金元＞云烟87＞云烟97，差异极显著；短柄腺毛密度除红花大金元与云烟87外，其余品种间差异显著，依次为K326＞红花大金元、云烟87＞云烟97；总腺毛密度依次为K326＞红花大金元＞云烟87＞云烟97，差异极显著。移栽后110 d，各品种烟叶的长柄腺毛密度除红花大金元和K326外均有显著差异，表现为云烟97＞红花大金元、K326＞云烟87；短柄腺毛密度红花大金元、K326、云烟87与云烟97均达到显著差异，依次为云烟97＞红花大金元、K326、云烟87；总腺毛密度除红花大金元与K326外其余呈显著差异，依次为云烟97＞红花大金元、K326＞云烟87。移栽后95～110 d，各品种除云烟97外其余供试品种腺毛密度均呈降低趋势，随着烟叶成熟度增加，烟叶腺毛逐渐脱落，其中云烟97腺毛密度呈升高趋势，由于其生育期较长［18-20］，烟叶成熟度不如其他3个供试品种，K326腺毛降幅最大；受品种差异影响，随着烟叶的成熟，红花大金元腺毛脱落较快，云烟87的腺毛脱落率慢于红花大金元＜K326，云烟87从成熟到过熟腺毛密度脱落率较小。

表1 不同品种烤烟腺毛密度（根/mm2）

综合移栽后95、110 d的分析，从烟叶成熟状况来看，各品种腺毛密度大小表现为K326＞红花大金元＞云烟87＞云烟97；腺毛脱落率表现为云烟87＜红花大金元＜K326，云烟87的腺毛数量随着烟叶的成熟腺毛脱落率相对稳定；除云烟97外，其他各品种随时间增加腺毛数量降低，即腺毛数量随着烟叶的成熟而脱落。

2.2 不同品种烤烟腺毛分泌物分析

烟叶腺毛分泌物是烷烃、高级脂肪酸及挥酸等组成的混合物［21］，是油分重要组成成分。烟碱是烟叶香气物质重要的前体物，对烟叶香气的形成具有重要意义。本试验测定了4个烤烟品种移栽后110 d的中部鲜烟叶腺毛的16种分泌物成分，结果见表2。腺毛分泌物的含量和组成直接表征烤烟致香物质组成及含量，通过对腺毛分泌物组成成分进行主成分分析，计算出各组成成分规格化特征向量及其累计贡献率（表3）。根据特征值大于1且累计贡献率大于85%可选取前3个因子，其累计贡献率为100%。最终得到主成分分析的因子得分，利用主成分函数得到各品种腺毛分泌物组成成分综合得分。结果（表4）显示，腺毛分泌物表现为云烟87＞云烟97＞K326＞红花大金元，其中云烟87综合排名最高。

2.3 不同品种烤烟石油醚提取物含量分析

烟草石油醚提取物常作为评价烟草香味的重要指标之一［22］，烟叶石油醚提取物含量高、化学成分含量适宜、比例协调，则烟叶色度饱满、富有光泽、香气纯正、吃味醇和，烟叶综合质量较好。从表5可以看出，移栽后95 d，石油醚提取物含量除红花大金元与云烟97外其余均达到极显著差异水平，依次为云烟97、红花大

金元＞云烟87＞K326；移栽后110 d，各品种石油醚提取物含量均有显著差异，依次为云烟97＞红花大金元＞云烟87＞K326；移栽后95～110 d，石油醚提取物含量除红花大金元降低外其余品种均增加，石油醚提取物增加率表现为云烟97＞K326＞云烟87＞红花大金元。

表2 不同品种烤烟腺毛分泌物含量（mg/cm2）

表3 不同品种烤烟腺毛分泌物主成分分析规格化特征向量

表4 不同品种烤烟中部叶腺毛分泌物主成分分析因子得分

表5 不同品种烤烟移栽后95 d石油醚提取物含量（%）

综合移栽95、110 d的结果，从烟叶成熟状况来看，各品种石油醚提取物含量依次为云烟97＞红花大金元＞云烟87＞K326，石油醚提取物增加率依次为云烟97＞K326＞云烟87＞红花大金元。其中，云烟97上、中部叶石油醚提取物含量均处于上升状态，说明云烟97较其他品种晚熟，除红花大金元石油醚提取物含量降低外其他3个品种均增加，说明石油醚提取物含量存在一个阈值，虽然烟叶石油醚提取物含量随着烟叶成熟度的增加而增加，但超过一定成熟度后不再增加反而降低。

2.4 不同品种烤烟的腺毛密度、石油醚提取物含量相关性分析

移栽后95 d，K326腺毛密度最大，但其石油醚提取物含量不是最高；云烟97腺毛密度最低，但其石油醚提取物含量最高。由相关性分析结果可知，移栽后95 d，石油醚浸提物和烟叶腺毛密度呈负相关关系，并达到显著相关水平（表6），说明在这一时期，烟叶腺毛密度大的品种其石油醚浸提物含量反而小；移栽后110 d，K326腺毛密度较大，但是其石油醚提取物含量不是最高。移栽后95～110 d，K326与云烟87腺毛密度降低，但是其石油醚提取物含量增加。对各品种短柄腺毛、长柄腺毛、总腺毛密度和石油醚浸提物含量做简单相关分析，均没有达到显著相关水平。说明在这几个品种中，移栽后110 d，腺毛密度和石油醚提取物含量并没有显著相关性。

表6 腺毛密度和石油醚浸提物的相关性

3 结论与讨论

本试验结果显示，供试4个烤烟品种中，腺毛密度依次为K326＞红花大金元＞云烟87＞云烟97，腺毛脱落率依次为云烟87＜红花大金元＜K326。这表明云烟97较晚熟，其他各品种腺毛数量随着时间增加数量降低，即腺毛数量随着烟叶的成熟而脱落，这与李鹏飞等“随着烟叶的成熟腺毛数量逐渐减少”［23］的结论相似。

主成分分析结果表明，腺毛分泌物成分依次为云烟87＞云烟97＞K326＞红花大金元。4个供试品种腺毛分泌物成分不尽相同，但均含有大量烷烃，这主要是由于烷烃是腺毛表面蜡质层的主要形成成分，也是香气物质西柏烷类、酸类、醇类、醛类、酮类等的形成前体和分解产物。本试验仅测定了少数腺毛分泌物，仍有待深入研究。

供试4个烤烟品种中，石油醚提取物含量依次为云烟97＞红花大金元＞云烟87＞K326，石油醚提取物增加量依次为云烟97＞K326＞云烟87＞红花大金元。移栽后95～110 d，石油醚提取物含量除红花大金元降低外，其他3个品种均增加。这表明石油醚提取物含量随烟叶成熟度变化存在一个阈值，虽然烟叶石油醚提取物含量随着烟叶成熟度的增加而增加，但超过一定成熟度后不再增加反而降低，这与王勇等“石油醚提取物含量在适度成熟范围内随着成熟度的提高而升高，但在过熟烟叶中的含量却大幅度降低，甚至出现低于未熟烟叶的现象”［24］的结论吻合。

本试验结果表明，云烟87的腺毛脱落率、腺毛分泌物含量、石油醚浸提物含量相对稳定，是贵州地区较为适宜的烤烟种植品种。

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