基于伏旱条件下的烤烟成熟度与致香物质及评吸质量关系

何文伟，王莲，张鸿飞，艾永峰，陈勇华，艾复清,3※

（1.贵州大学，贵州 贵阳 550025；2.贵州省烟草公司铜仁市公司，贵州 铜仁 554300；3.贵州省烟草品质研究重点实验室，贵州 贵阳 550025）

成熟采收是烟叶生产的重要环节[1]，适时采收对提高烤后烟叶香气质、香气量有重要作用。香气是评价烟叶质量的重要指标，而烟叶香气的量、质和型是由多种致香物质的组成和含量及其相互作用所决定的[2]。苏德成[3]、邵惠芳等[4]和卢贤仁等[5]研究表明，烟叶的大分子物质降解转化程度直接影响到烤后烟叶的香气成分的形成和积累。因此，烟叶成熟度不同，致香物质含量也不同；赵铭钦等[6]研究表明，随着成熟度提高，致香物质中西柏烷类、类胡罗卜素类、苯丙氨酸衍生物和棕色化反应产物均表现为先增后降的趋势；彭玉富等[7]研究表明，随着上部烟叶成熟度提高，烟叶香气质、香气量和余味增加，杂气减少，感官质量明显提升；胡建军等[8]研究结果表明致香物质中醛类、酮类和酯类分别与评吸质量部分指标显著正相关，而醇类与各感官质量指标的相关性不显著。上述研究主要集中在成熟度对烤后烟叶致香物质影响和成熟度对评吸质量的影响或评吸质量与致香物质的关系，虽然关于烟叶成熟与香气关系的相关研究已有一些报道[9-12]，但针对伏旱条件的研究未见报道。因此本研究在铜仁烟区研究伏旱条件下烤烟不同采收成熟度对感官质量和致香物质的影响，旨在为探索伏旱条件下烟叶成熟度与香气关系提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料及地点

供试材料：供试品种为云烟87，供试部位为中部叶；烤房为气流下降式密集烤房（装烟室为8.0m 2.7m），装烟3 层。

试验地点：贵州省铜仁市印江县合水镇高寨村，地理位置为东经108°55′，北纬28°03′，海拔700 m，土壤类型为黄壤，土壤肥力为有机质（22.6 g/kg~31.1 g/kg）、pH（6.17~7.22），碱解氮值（111.1 mg/kg~165.6 mg/kg）、速效磷（9.4 mg/kg~27.3 mg/kg）、速效钾（120 mg/kg~200 mg/kg），前作空闲。

1.2 试验设置

根据烟叶综合变黄程度、叶脉变化及其他特征设置4 个成熟度处理（采用4 间烤房同时烘烤），重复3 次（每层烤房代表一个重复共3层，每层10竿，每处理共30竿）。

表1 试验设计Table 1 Experimental design

1.3 试验要求

供试中部叶的取样叶位为打顶后有效留叶的第10~11 叶位。采用中温高湿烘烤工艺挂牌烘烤。烘烤结束后各处理烟叶分别按国标42 级（GB 2635-92）进行分级，取C3F 样1 kg，采用半叶法，一半用于评吸质量鉴定，另一半用于致香物质分析。

1.4 主要栽培措施

2019 年4 月25 日漂浮苗移栽，种植密度16 500株/hm2，亩施纯氮7 kg，N:P2O5:K2O =1:1:2.3，有效留叶数18 片，其他栽培措施按当地优质烟生产技术管理进行。

1.5 分析测定项目及方法

1.5.1 致香物质分析 将烤后烟叶C3F 样品（3 次重复样品混匀检测1 次）送至贵州科学城天然产物化学重点实验室采用顶空固相微萃取 气质联用技术检测；联用仪为HP6890/5975C GC/MS。

致香物质含量指各物质占总峰面积的百分数；致香物质含量变化幅度=（含量最高值-含量最小值）/含量最小值 100%。

1.5.2 感官质量评吸 送样至贵州省中烟公司技术中心进行质量评吸鉴定，包括香气质、香气量、浓度、杂气、刺激性、余味、燃烧性和灰色等。

1.6 数据统计分析

采用Excel 2010 进行初步整理后，利用SPSS22统计软件对烤后烟叶评吸质量进行单因素方差分析。

2 结果分析

2.1 不同成熟度对烤后烟叶致香物质含量的影响

从表2 可知，烤后烟叶共检测出致香物质51 种，按功能团分为8 类，随成熟度的提高这些致香物质表现了不同的变化趋势，其中：表现为先降后升趋势的有酸类的乙酸、呋喃类的2,3-二氢-5-甲基呋喃、2-戊基呋喃、醇类的苯甲醇、醛类的苯甲醛、苯甲醛二甲基缩醛、酮类的3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮、烃类的-摩勒烯、十二烷、对二甲苯、十一烷及其他类的二烯烟碱等12 种物质；表现为逐渐升高趋势的有醇类的乙醇、苯乙醇、酮类的茄酮、酯类及内酯类的丁酸乙酯和醛类的壬醛等5 种物质；表现为先升后降趋势的有醛类的-环柠檬醛、糠醛、酮类的香叶基丙酮、-大马士革酮、1-（1-环己烯-1-基）-乙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、烃类的-月桂烯、柠檬烯、乙苯、正十六烷、新植二烯、对异丙基甲苯及十四烷等13 种物质；表现为逐渐降低趋势的有酮类的2,3-二氢-3,5 二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、酯类及内酯类的二氢猕猴桃内酯、烃类的苯乙烯和甲苯等4种物质；另外，一些致香物质为痕量或表现不规律。

表2 烤后烟叶致香物质含量Table 2 Content of aroma substances in flue-cured tobacco leaves

各致香物质含量和变幅差别很大，含量大于4%的有新植二烯、二烯烟碱、苯甲醛等10 种，占总成分的79.2%~86.1%，其中新植二烯含量最高占总成分的28%~40%；含量小于1%的有37 种成分，占比不到总成分的15%；变幅较大（>160%）的有2,3-二氢-3,5 二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、糠醛、苯甲醛二甲基缩醛等14 种成分，尤其是2,3-二氢-3,5 二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮变幅最大约为376%，但他们大部分含量较低。

2.2 不同成熟度对烤后烟叶评吸质量的影响

从表3 可知，随着成熟度提高，香气质和杂气得分不断升高，香气量、刺激性和劲头得分先升后降，吃味得分为先降后升，香型、燃烧性和灰分无差异。从评吸总分来看，评吸质量呈现出逐渐变好又变差的变化趋势，各处理间差异显著。

表3 不同成熟度烟叶烤后评吸质量Table 3 Smoking quality of flue cured tobacco leaves with different maturity

将致香物质与评吸质量结合分析的结果显示：随成熟度提高，香气质、杂气和香气量、刺激性和劲头以及与吃味分别与上述5 种、13 种和12 种致香物质成分变化规律相似，但也有4 种成分与香气质、香气量的变化相反。因此致香物质的种类、组合、含量比例及其变化趋势影响着不同采收成熟度烤后烟叶的香气。

3 讨论

3.1 致香物质含量高低及变化影响烟叶香气

研究发现，所测51 种致香物质中，含量在4%以上的物质有10 种，其总和占致香物质总量的79%以上，尤其是新植二烯的含量在28%以上，说明这些物质可能是烟叶香气来源的主要成分；但从致香物质的变幅来看，有16 种成分随烟叶采收成熟度的增加变幅在110%以上，其中2,3-二氢-3,5 二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、糠醛、苯甲醛二甲基缩醛变幅较大达310%以上，说明这些成分可能对香气影响更大；王春凯等[13]研究表明，致香物质含量不是评价烟叶香气的唯一标准，本研究支持这一观点，即致香物质对香气的贡献不仅应考虑其含量高低，更要考虑其含量变化。烟叶香气的形成非常复杂，可能是致香物质种类、组合和比例的综合结果，对此迄今为止也没有明确的研究结果[14]，但用致香物质含量及其变化与感官评吸结果的吻合度来评价烟叶香气质量可能会客观些[13]。

3.2 不同的致香物影响不同的香气质量指标

研究发现，随成熟度的提高，评吸质量中的不同指标呈现出不同的变化规律，同样，不同的致香物质其含量也呈现不同的变化规律，如香气质、杂气与乙醇、苯乙醇和茄酮等5 种致香成分的变化规律就基本相似；也有些致香物质含量与评吸指标变化规律相反。这可能是由于不同的致香物质分别主导着不同的香气质量指标，有些是正向影响，而有些是负向影响。

3.3 伏旱气候影响烟叶香气

与前人研究结果相比，本研究结果有些致香物质含量较低如新植二烯和-大马士革酮等，有些较高如苯甲醇、苯甲醛和3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮等；有些接近如香叶基丙酮和糠醛等，其中新植二烯被公认为含量最高的致香物质[15]，前人研究结果显示，其含量占总致香物质含量的70%~90%[16,17]，但本研究其含量仅占28%~40%，前人研究结果表明，苯甲醇为0.2%~1.5%，而本研究结果为4.8%~7.9%。影响烟叶香气的因素较多，但本研究可能主要与伏旱气候有关，本试验点7 月下旬到8 中旬（中部叶成熟期间）总降雨量<40 mm，平均气温高于28℃，高温干旱影响致香物质代谢转换，从而导致烟叶香气物质含量受到影响，这与韩锦峰等[15]研究的干旱胁迫对烟叶的香气质量有影响的观点相吻合。

4 结论

随着成熟度提高，所测51 种致香物质相对含量中有5 种成分逐渐升高，13 种成分先升后降，4 种成分逐渐降低，12 种成分先降后升；香气质、杂气得分逐渐升高，香气量、刺激性得分先升后降，吃味得分先降后升；评吸质量指标随成熟度的变化趋势分别与部分致香物质含量的变化趋势有一定的相似性；致香物质含量较高（> 4%）的有10 种成分，占总含量的79%以上；不同成熟度烟叶致香物质有16 种成分变幅较大，在110%以上。伏旱气候及采收成熟度影响着烤后烟叶致香物质含量及变幅，从而影响烟叶香气质量。