烤烟新品种鄂烤030 的品质分析

李亚培，曹景林，蔡长春，吴成林，程君奇，张俊杰

（湖北省烟草科学研究院，武汉 430030）

烤烟化学成分是烟叶外观质量和物理特性的物质基础，也是吸食品质的基础，直接影响卷烟产品的质量。不同产区因栽培技术、生态环境、年度气候差异，导致烟叶化学成分年度间发生一定变化［1-3］。评判烟叶的化学成分及其协调性的化学成分主要有总氮、烟碱、总糖、还原糖、淀粉、总钾、总氯等，并以此计算出糖碱比、两糖比、两糖差、钾氯比、氮碱比等［4］。致香物质分为苯丙氨酸类、棕色化产物类、类西柏烷类、类胡萝卜素类及其他等5 类，大多由香气前体物降解转化形成，对卷烟制品特有风格起重要作用［5］。优质烤烟品种化学成分协调性良好，或某种致香物质或多种致香物质含量突出，因特有的香气风格受到卷烟工业的青睐。云烟87 是主栽品种，是卷烟工业长期依赖的主要原料，但长期种植单一品种易受土壤酸化、病害加重等的影响。培育化学成分协调、香气物质均衡的优质烤烟品种，是烟草育种的目标。从化学成分、致香物质两个方面分析烤烟新品种鄂烤030 的品质特点，为培育优质烤烟新品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 烟草品种

供试烟草品种为烤烟新品种鄂烤030，以烟区主栽品种云烟87 作为对照。

1.2 烟叶种植

2013—2018 年在湖北省宣恩县椒园乡、利川市凉雾乡、保康县马良镇、兴山县黄粮镇、竹山官渡镇各固定1 个试验地块，按照湖北省优质烟叶生产技术规范整地、施肥、起垄、育苗、移栽、田间管理、采收和烘烤。

1.3 样品采集

每年烘烤分级后，由专职评级人员按照GB 2635—92《烤烟分级标准》在每个固定试验点采集C3F 等级烟叶样品，每份样品0.5 kg，用于检测。

1.4 试验方法

1.4.1 烟叶化学成分检测 总糖、还原糖和烟碱含量的检测按照文献［6］；总氮含量的检测按照文献［7］；钾含量的检测按照文献［8］。

1.4.2 香气物质组成分析 用同时蒸馏萃取方法提取烟草中性香气物质，用气相色谱-质谱法定性和定量分析。精确称取10.0 g 烟草样品于1 000 mL 平底烧瓶内，加入350 mL 去离子水和内标硝基苯，电炉加热。另取100 mL 烧瓶内装40 mL 二氯甲烷，60 ℃水浴加热。连接好同时蒸馏萃取装置，蒸馏萃取2 h。向二氯甲烷萃取液中加入10 g 无水硫酸钠，干燥过夜，减压浓缩至1 mL，进行气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）检测，用美国国家标准与技术研究院（NIST）谱库对分离到的物质进行定性分析。

气相色谱仪为安捷伦HP5890 型气相色谱仪，检测条件为，色谱柱ULTRA2（50 m×0.2 mm，0.33 μm），检测器MS，载气He，流速0.7 mL∕min，进样口温度290 ℃，检测器温度230 ℃。程序升温，80 ℃（保持1 min），以2 ℃∕min 升至280℃（保持30 min）；分流比1∶10；进样量2 μL。

质谱仪为VG-70SE 高分辨有机质谱仪，检测条件为，传输线温度230 ℃，离子源温度230 ℃，电离能70 eV，质量数范围30～350 amu，载气He。

2 结果与分析

2.1 总植物碱含量

烟叶总植物碱含量变化见图1。鄂烤030 只有在2016 年的平均总植物碱含量与云烟87 相当；在2018 年，该品种的平均总植物碱含量略低于云烟87；其他年份，该品种的平均总植物碱含量均低于云烟87。鄂烤030 的平均总植物碱含量在不同年份有波动，但总体低于云烟87。由此推测，鄂烤030 的总植物碱合成积累基因对该品种总植物碱合成的贡献率大于外界环境的影响。

图1 烟叶总植物碱情况

2.2 总氮含量

烟叶总氮含量见图2。鄂烤030 总氮含量2013年 与 云 烟87 相 当；2015、2018 年 略 高 于 云 烟87；2014、2016、2017 年略低于云烟87。总体来看，鄂烤030 和云烟87 总氮含量差异大不。植物中的总氮来源主要是外部摄入的氮肥，推测鄂烤030 的氮肥利用效率与云烟87 相当。

图2 烟叶总氮情况

2.3 还原糖、总糖含量

烟叶还原糖含量变化见图3。鄂烤030 和云烟87 还原糖含量变化趋势一致，各年份鄂烤030 均高于云烟87。总糖含量变化情况见图4。2013、2014、2017 年，鄂烤030 总糖含量高于云烟87；2015、2016、2018 年，鄂烤030 与云烟87 相当，鄂烤030 略高。作物主要通过光合作用合成并积累糖类，分析还原糖、总糖含量，可见鄂烤030 的光合作用合成糖类物质的效率优于云烟87，不同年份间有波动，但变化不大。推测鄂烤030 光合效率较高且稳定。

图3 烟叶还原糖情况

图4 烟叶总糖情况

2.4 钾含量

烟叶钾含量变化见图5。2013、2014、2018 年鄂烤030 钾含量高于云烟87，2016 年与云烟87 相当，2015、2017 年略低于云烟87。鄂烤030 在不同年份的钾含量变化较大，钾含量整体与云烟87 相当。烟草的钾来源于钾肥，推断鄂烤030 和云烟87 对钾肥的利用率相当。

图5 烟叶钾情况

2.5 香气物质含量

香气物质是烟叶品质的重要因素。烟叶的香气质、香气量和香型风格由香气物质的成分、含量、比例及其相互作用决定［9-17］。烟草香气物质主要为苯丙氨酸类降解产物、棕色化产物类降解产物、类西柏烷类降解产物、类胡萝卜素类降解产物、叶绿素降解产物。烟草的品种和种植环境影响香味物质的含量。测定2015 年烟叶样品的中性香味物质，结果见表1。

表1 烟叶香气物质含量 （单位：μg∕g）

2.5.1 苯丙氨酸类降解产物 鄂烤030 的芳樟醇、苯甲醛、甲氧基苯酚、2-甲基对苯二酚、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚含量高于云烟87；苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛含量略低于云烟87。苯丙氨酸类降解产物的总量略高于云烟87。

2.5.2 棕色化产物类降解产物 鄂烤030 的5-甲基糠醇、己醛、糠醛、2-乙酰基呋喃含量略高于云烟87，糠醇、5-甲基糠醛、2-乙酰基吡咯、西柏三烯二醇含量略低于云烟87。棕色化产物类降解产物的总量略低于云烟87。

2.5.3 类西柏烷类降解产物 类西柏烷类降解产物主要是茄酮。鄂烤030 的茄酮含量略低于云烟87。

2.5.4 类胡萝卜素降解产物 鄂烤030 的α-紫罗兰酮、β-二氢大马酮、3-羟基-β-二氢大马酮、4-（2，6，6-三甲基-1，3-环己二烯-1-基）-2-丁酮、2，3-戊二酮、巨豆三烯酮A、巨豆三烯酮B、巨豆三烯酮C、巨豆三烯酮D、香叶基丙酮、植酮、二氢猕猴桃内酯、异戊酸香叶酯含量略低于云烟87，β-大马酮、3-羟基-2-丁酮、2-环戊烯-1，3-二酮、甲基庚烯酮、面包酮、氧代异氟尔酮、螺岩兰草酮、金合欢基丙酮含量略高于云烟87，类胡萝卜素降解产物的总量略低于云烟87。

2.5.5 叶绿素降解产物 叶绿素降解产物主要是新植二烯。鄂烤030 的新植二烯含量略低于云烟87。

2.6 总体评价

总植物碱、总氮、还原糖、总糖、钾等是烟草化学成分的重要指标［9］。烤烟总植物碱含量偏高不利于卷烟工业的配方利用，总氮含量偏高会影响卷烟制品燃烧后的烟灰颜色和成团性，还原糖、总糖含量低会影响卷烟制品的吃味，钾是卷烟制品的助燃剂。优质烤烟品种存在相同的特征，在正常范围内，总植物碱、总氮含量略低，糖、钾含量略高，不仅提高卷烟工业的可用性，还能满足卷烟制品对吃味、燃烧性等指标的要求。鄂烤030 在化学成分指标的协调性方面，具备优质烤烟的特征。

从烟叶香气成分总含量来看，鄂烤030 的总香气成分含量略低于云烟87。这说明作为烟叶生产主栽品种的云烟87 不仅具有优良的适应性，还具有香气物质方面的优势，这是长期以来卷烟工业把云烟87 作为主要配方原料的原因。因此，培育出香气物质等品质相当于或优于云烟87 的新品种，改善优质烟叶生产品种结构，避免品种单一的局限性是育种工作的重点。

3 小结与讨论

优良的烤烟品种能兼顾品质和品质稳定性，取得稳定的经济经济效益。曹景林等［3］研究了烤烟品种K326 烟叶常规化学成分的变化，发现烟叶化学成分受环境影响较小。烟叶化学成分对烟草品种品质的影响体现在卷烟制品的吃味方面，吃味和中性香气物质是评价烟草品质的重要指标。王瑞新［6］认为，烟草水溶性糖和还原糖含量高，则吃味醇和，香气优雅；总氮和烟含量高，则刺激性增强，苦辣味加重。杜咏梅等［10］认为，还原糖、烟碱为制约烤烟吃味品质的主要化学成分，适当降低烟碱含量和提高还原糖相对于总糖的含量，能有效提高烤烟吃味品质。周正红［12］研究表明，总糖和还原糖差值大对烤烟评吸品质不利，还原糖、钾含量适当高，总氮、烟碱、氯含量适当低对评吸有利［11］。烟草中香气物质化学成分主要是醛、酮、醇、酯等碳化合物，按类别分为苯丙氨酸类、棕色化产物类、类西柏烷类、类胡萝卜素类及其他5 类［5］，可能影响卷烟制品的风格、香型。冉霞等［13］认为，烟叶中挥发性香味成分的种类、含量及组成比例是卷烟产品风格的主要影响因子，其中的棕色化产物大多具有特殊香味；类胡萝卜素类香味物质阈值相对较低、刺激性较小、香气质较好、对烟叶香气贡献率大，是影响烟叶香气质和香气量的重要组分。还有相关研究认为，多酚类物质可赋予烟气清甜香和烤香［14］；新植二烯是烟草中性挥发物中含量较高的成分［15］，其含量与烟草香型、风格有直接的联系［16］。化学成分影响吃味，香味物质影响烟草制品的风格。

从化学成分和中性香气物质分析了鄂烤030 的品质。鄂烤030 的化学成分整体上比较稳定，和云烟87 相比，呈现出两糖略高，总植物碱、总氮含量略低，钾含量与云烟87 基本相当。在中性香气物质方面，鄂烤030 的苯丙氨酸类降解产物含量略高于云烟87，棕色化产物类降解产物、类西柏烷类降解产物、类胡萝卜素类降解产物及叶绿素类降解产物含量与云烟87 接近。鄂烤030 的内在品质较好，与生产上主栽品种云烟87 相比，在中性香气物质方面稍显欠佳。培育出化学成分协调好、中性香气物质含量高的新品种，成为育种工作者长期追求的目标。