符云鵬，李國蕓,2，宋玉川，歐亞飛，唐宇，賀曉輝，胡林

1煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，鄭州450002；

2 上海人大人科學(xué)發(fā)展研究院，上海 200001；

3 云南煙草保山香料煙有限責(zé)任公司，保山 678000；

4上海煙草集團(tuán)北京卷煙廠，通州 101121；

5 上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海 200082

土壤水分對香料煙香味物質(zhì)和感官質(zhì)量的影響

符云鵬1，李國蕓1,2，宋玉川3，歐亞飛4，唐宇5，賀曉輝3，胡林4

1煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，鄭州450002；

2 上海人大人科學(xué)發(fā)展研究院，上海 200001；

3 云南煙草保山香料煙有限責(zé)任公司，保山 678000；

4上海煙草集團(tuán)北京卷煙廠，通州 101121；

5 上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海 200082

盆栽試驗(yàn)條件下，以香料煙品種云香巴斯馬1號為材料，研究了土壤水分對香料煙常規(guī)化學(xué)成分、香味物質(zhì)及感官質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，隨土壤水分含量的降低，香料煙總糖、還原糖和揮發(fā)堿含量下降，而煙堿和總氮含量以土壤水分55 %±5 %處理最高，40 %±5 %處理次之，70 %±5 %處理最低。隨土壤水分含量下降，中部葉除新植二烯和乙酰吡咯外，各類香味物質(zhì)含量以及香味物質(zhì)總量均呈增加趨勢；上部葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、苯丙氨酸降解產(chǎn)物的含量提高，但增幅小于中部葉。上部葉賴百當(dāng)類物質(zhì)和西柏烷類物質(zhì)的含量隨土壤水分含量降低而下降；上部葉有機(jī)酸3項(xiàng)指標(biāo)和酯類物質(zhì)含量以土壤水分為50 %±5 %處理最高。評吸結(jié)果表明，隨土壤水分含量降低，中部葉香氣質(zhì)改善，香氣量和濃度增加，雜氣和刺激性減小，感官質(zhì)量變好；上部葉感官質(zhì)量以土壤水分含量為50 %～60 %處理最好。

香料煙；土壤水分；化學(xué)成分；香味物質(zhì)；感官質(zhì)量

香料煙是在地中海型氣候條件下形成的一種特殊的煙草類型，大田生長中后期需要較少的水分[1-6]。我國巴斯瑪香料煙產(chǎn)區(qū)云南保山及新疆伊犁的氣候條件與世界上巴斯瑪質(zhì)量最好的產(chǎn)區(qū)希臘具有明顯的不同，特別是香料煙生長期間降雨量少，空氣相對濕度明顯偏低（多在50 %以下），需要依賴灌溉維持香料煙正常生長[7]。目前，關(guān)于土壤水分與烤煙生長發(fā)育、生理特性、產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系已進(jìn)行了深入研究，并提出了烤煙不同生育期適宜的土壤水分指標(biāo)和干旱指標(biāo)[8]。而國內(nèi)外關(guān)于土壤水分對香料煙生長發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)形成的影響報(bào)道較少，Aleodor研究表明，隨土壤水分的增加，香料煙株高增加、葉片數(shù)增多、葉片變大變薄，產(chǎn)量提高，煙堿含量降低、碳水化合物含量提高，燃燒性變好[9]；符云鵬等研究表明砂礫質(zhì)粘壤土含水量在8 %～12 % 時(shí)，香料煙無明顯底烘現(xiàn)象，過氧化氫酶活性較高，膜質(zhì)過氧化程度較低，能保持較高的光合速率，且煙葉化學(xué)成份比例協(xié)調(diào)[10]；關(guān)于土壤水分與香料煙香味物質(zhì)含量及感官質(zhì)量的關(guān)系、香料煙不同生長階段適宜的土壤水分指標(biāo)少見報(bào)道。本文研究了土壤水分對香料煙香味物質(zhì)、化學(xué)成分含量及感官質(zhì)量的影響，旨在為香料煙合理供水提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2008年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)防雨棚內(nèi)進(jìn)行。供試香料煙品種為云香巴斯瑪1號（云南保山香料煙有限責(zé)任公司提供）。試驗(yàn)用土壤為褐土，質(zhì)地為砂礫質(zhì)輕粘土，取自河南省登封市大金店鄉(xiāng)，有機(jī)質(zhì)含量14.40 g/kg,全氮8.20 g/kg,堿解氮41.40 mg/kg,速效磷(P2O5)14.56 mg/kg，速效鉀(K2O)116.37 mg/kg，最大持水量為29.04 %。

采用盆栽防雨控水栽培，將土壤裝入內(nèi)徑為35.0 cm、高度為27.0 cm的陶瓷盆中，每盆裝風(fēng)干土25.00 kg。氮用量為1.20 g/盆（75 kg/hm2），氮、磷、鉀比例1:2:4，無機(jī)氮和有機(jī)氮各占50 %，有機(jī)氮由腐熟的芝麻餅提供（含氮5.60 %、P2O51.97 %、K2O1.65 %），無機(jī)氮由10-15-25的煙草專用肥提供，磷鉀不足部分由過磷酸鈣和硫酸鉀肥提供。所有肥料與土壤混勻全部做基肥一次性施入。于5月10日選取7葉一芯整齊健壯的煙苗移栽，每盆植煙4株。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，每個(gè)處理20盆，隨機(jī)排列。T1，土壤相對含水量為70 %±5 %；T2，土壤相對含水量為55 %±5 %；T3，土壤相對含水量為40 %±5 %。煙苗移栽后先在土壤相對含水量70 %條件下培養(yǎng)30 d，然后開始進(jìn)行水分處理。土壤水分含量采用稱重法控制，于每天18:00補(bǔ)水至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上限。

T1、T2、T3處理平均有效葉片數(shù)分別為32.2片/株、30.1片/株、24.6片/株，各處理分別于7月19日、7月16日、7月10日開始采收，9月2日、8月27日、8月20日采收結(jié)束。煙葉采收后分別用棉線自主脈基部穿過，煙串掛置在塑料棚內(nèi)曬制，中部和上部葉曬制時(shí)間分別為11 d和13 d。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 煙葉常規(guī)化學(xué)成分

取各處理曬制后中部葉、上部葉具有代表性樣品，一部分在50℃下恒溫烘干，粉碎后過60目篩保存，用于測定香料煙常規(guī)化學(xué)成分和香味物質(zhì)。

總糖、還原糖采用YC/T 159-2002 煙草及煙制品 水溶性糖的測定 連續(xù)流動(dòng)法；煙堿采用YC/T160-2002煙草及煙制品 總植物堿的測定 連續(xù)流動(dòng)法；總揮發(fā)堿采用YC/T 35-1996煙草及煙草制品 總揮發(fā)堿的測定；總氮采用YC/T 161-2002煙草及煙制品 總氮的測定 連續(xù)流動(dòng)法；鉀（K）采用YC/T 217-2007 煙草及煙草制品 鉀的測定 連續(xù)流動(dòng)法。所用儀器為德國BRAN+LUEBBE公司制造的AA3 型流動(dòng)分析儀。

1.3.2 煙葉香味物質(zhì)

香料煙香味物質(zhì)提取和測定按照文獻(xiàn)[11]的方法進(jìn)行。

1.3.3 感官質(zhì)量

由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院青州煙草研究所7位具有該所評吸資格的專家進(jìn)行感官質(zhì)量評價(jià)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用SPSS12.0對煙葉化學(xué)成分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤水分對香料煙常規(guī)化學(xué)成分含量的影響

從表1可以看出，隨土壤水分含量下降，香料煙各部位煙葉總糖、還原糖和揮發(fā)堿含量降低，其中總糖、還原糖含量處理之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）?？偟蜔焿A含量均表現(xiàn)為T2＞T3＞T1，處理之間差異顯著；鉀含量表現(xiàn)為T2＞T1＞T3，處理間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。說明土壤水分在55 %±5 %水平下可以提高香料煙中、上部葉鉀、總氮和煙堿的含量。

表1 土壤水分對香料煙常規(guī)化學(xué)成分的影響Tab.1 Effects of soil moisture on common chemical components of oriental tobacco %

2.2 土壤水分對香料煙香味物質(zhì)含量的影響

對調(diào)制后煙葉進(jìn)行GC/MS分析，共定性定量了47種致香成分，按照文獻(xiàn)[11，12]的方法進(jìn)行分類。

2.2.1 有機(jī)酸

從表2可以看出，隨土壤水分含量下降，中部葉有機(jī)酸3項(xiàng)指標(biāo)均呈增加趨勢，其中具有香料煙特征香氣的異戊酸和β-甲基戊酸的總含量處理T3較T1增加了39.25 %，對香料煙香氣量具有重要貢獻(xiàn)的揮發(fā)性有機(jī)酸含量處理T3較T1提高了21.31 %。說明土壤水分含量在40 %±5 % 條件下有利于提高香料煙中部葉酸性香味物質(zhì)含量。

與中部葉變化不同，隨土壤水分含量下降，上部葉有機(jī)酸3項(xiàng)指標(biāo)T2較T1略有提高，土壤水分含量進(jìn)一步下降，有機(jī)酸3項(xiàng)指標(biāo)降低，說明土壤水分過低反而降低了上部葉酸性香味物質(zhì)含量。

表2 土壤水分對香料煙有機(jī)酸含量的影響Tab.2 Effects of soil moisture on the content of organic aicd of oriental tobacco μg/g

2.2.2 類賴百當(dāng)及其降解產(chǎn)物

本研究定性定量了10種該類物質(zhì)，上部葉含量高于中部葉（表3）。中部葉7種類賴百當(dāng)類物質(zhì)的含量及賴百當(dāng)類物質(zhì)總量均隨土壤水分含量的降低而提高，特別是土壤水分由70 %±5 %下降至55 %±5 %時(shí)增加幅度較大，T2和T3賴百當(dāng)類化合物總含量分別較T1增加10.03 %和11.55 %。

上部葉與中部葉變化相反，有7種賴百當(dāng)類物質(zhì)及該類物質(zhì)總量隨土壤水分含量降低而下降，特別是當(dāng)土壤水分由55 %±5 %下降到40 %±5 %時(shí)賴百當(dāng)類物質(zhì)總量降低幅度較大，T2和T3賴百當(dāng)類物質(zhì)總含量分別較T1下降8.51 %和25.45 %。

表3 土壤水分對香料煙類賴百當(dāng)及其降解產(chǎn)物含量的影響Tab.3 Effects of soil moisture on Labdanoids and its degradation products of oriental tobacco μg/g

2.2.3 西柏烷類化合物及其降解產(chǎn)物

共定性定量了9種西柏烷類化合物，其總含量表現(xiàn)為上部葉高于中部葉（表4）。隨土壤水分含量降低，中部葉有8種西柏烷類化合物以及西柏烷類物質(zhì)總含量均呈增加趨勢，土壤水分由70 %±5 %下降至55 %±5 %時(shí)增加幅度較大，土壤水分繼續(xù)下降，其增加幅度較小，T2和T3處理中部葉西柏烷類化合物總含量分別較T1增加了32.28 %和44.22 %，增加幅度高于賴百當(dāng)類物質(zhì)。

隨土壤水分含量下降，上部葉有6種西柏烷類化合物以及西柏烷類化合物總量均呈下降趨勢，尤其是當(dāng)土壤水分由55 %±5 %下降到40 %±5 %時(shí)西柏烷類化合物總含量降低幅度較大，T2和T3西柏烷類化合物總含量分別較T1下降2.65 %和15.76 %，降低幅度小于賴百當(dāng)類物質(zhì)。

2.2.4 類胡蘿卜素降解產(chǎn)物

共定性定量了7種類胡蘿卜素的降解產(chǎn)物。由表5可知，隨土壤水分含量下降，中部葉中各種類胡蘿卜素降解產(chǎn)物有增有降，但類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量則隨土壤水分含量降低而提高。隨土壤水分含量降低，上部葉大馬酮、巨豆三烯酮的2個(gè)同分異構(gòu)體和3-羥基-β-大馬酮的含量有所下降，3-氧代-а-紫羅蘭醇和二氫獼猴桃內(nèi)酯的含量大幅度增加，致使類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的總含量增加，T2和T3分別較T1提高了20.66 %、23.48 %。

表4 土壤水分對香料煙西柏烷類及其降解產(chǎn)物含量的影響Tab.4 Effects of soil moisture on Cembrane and its degradation products of oriental tobacco μg/g

表5 土壤水分對香料煙類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量的影響Tab.5 Effects of soil moisture on carotenoids degradation products of oriental tobacco μg/g

2.2.5 其它香味物質(zhì)

由表6可知，隨土壤水分含量下降，中部葉非酶棕化反應(yīng)產(chǎn)物含量呈增加趨勢，上部葉與之變化相反。2個(gè)部位苯丙氨酸降解產(chǎn)物苯甲醇和苯乙醇含量則隨土壤水分含量下降而提高。中部葉4種酯類物質(zhì)總量隨土壤水分降低而增加，而上部葉呈先升后降趨勢。隨土壤水分含量降低，新植二烯含量呈下降趨勢。

表6 土壤水分對香料煙其它香味物質(zhì)含量的影響Tab.6 Effects of soil moisture on other flavoring substances of oriental tobacco μg/g

2.3 土壤水分對香料煙感官質(zhì)量的影響

從表7可以看出，不同處理煙葉香型風(fēng)格均為芳香型，且各處理上部葉感官質(zhì)量優(yōu)于中部葉。中部葉風(fēng)格程度以T2、T3處理較顯著，土壤水分含量過高則使香料煙特征香氣減弱；上部葉風(fēng)格程度以T2處理較顯著，土壤水分含量過高或過低均使香料煙風(fēng)格程度減弱。隨土壤水分含量下降，中部葉的香氣質(zhì)、余味改善，香氣量和濃度提高，雜氣和刺激性降低，評吸總分提高。上部葉各項(xiàng)指標(biāo)得分均以T2最高，T3次之，T1最低。

表7 土壤水分對香料煙感官質(zhì)量的影響Tab.7 Effects of soil moisture on sensory quality of oriental tobacco

3 討論

煙葉的香味是評價(jià)煙葉及其制品品質(zhì)的重要指標(biāo)，與其香味成分的含量關(guān)系密切。類賴百當(dāng)化合物和類西柏烷類物質(zhì)是腺毛分泌物，其含量受腺毛密度和分泌能力的影響，而類賴百當(dāng)化合物又是香料煙的特征香味成分之一，其含量高低與香料煙的香氣質(zhì)、香氣量密切相關(guān)[16-17]。許多研究表明，水分脅迫下煙草葉片變小變厚，腺毛密度增加，單位葉片面積上腺毛分泌物提高；但嚴(yán)重干旱（土壤水分40 %±5 %）烤煙葉片腺毛的腺頭細(xì)胞中質(zhì)外體空間中高電子致密物質(zhì)較多，有些腺頭細(xì)胞已基本降解，內(nèi)部區(qū)域成電子透明區(qū)，不含任何物質(zhì)[18]；嚴(yán)重干旱脅迫破壞了葉綠體結(jié)構(gòu)，因而誘導(dǎo)與葉綠體發(fā)育相關(guān)的部分基因高表達(dá)，而與萜類代謝途徑相關(guān)的基因低表達(dá)，說明腺毛萜類代謝受阻，這不利于腺毛分泌物的積累及分泌[15]；嚴(yán)重干旱條件下西柏烷類化合物減少或痕量存在[19]。本研究表明，香料煙中部葉隨土壤水分含量下降，賴百當(dāng)及其降解產(chǎn)物和類西柏烷類及其降解產(chǎn)物含量增加，主要與葉片變小、腺毛密度增大有關(guān)。上部葉賴百當(dāng)類和西柏烷類物質(zhì)含量總體高于中部葉，與上部葉葉片小于中部葉密不可分；但上部葉賴百當(dāng)類和西柏烷類物質(zhì)含量隨土壤水分含量下降卻表現(xiàn)出相反的變化趨勢，可能與中部葉發(fā)育及成熟階段外界氣溫相對較低、煙株生理生態(tài)耗水少、葉片水分虧缺較輕、腺毛的發(fā)育及分泌功能相對較好有關(guān)，而上部葉生長期間溫度較高，葉片蒸騰作用強(qiáng)烈，隨著水分脅迫加重會(huì)導(dǎo)致煙葉水分虧缺嚴(yán)重，進(jìn)而影響了香料煙腺毛的結(jié)構(gòu)及功能，導(dǎo)致分泌能力下降。

香料煙中揮發(fā)性有機(jī)酸含量高特別是異戊酸和β-甲基戊酸含量高，香料煙特征香氣突出，品質(zhì)好[16,20]。水分脅迫下，煙草對氮素的吸收降低，經(jīng)過三羧酸循環(huán)形成較多的有機(jī)酸[16]。本研究表明，香料煙中部葉隨土壤水分含量下降，有機(jī)酸3項(xiàng)指標(biāo)均呈增加趨勢，上部葉有機(jī)酸3項(xiàng)指標(biāo)在土壤水分含量為50 %～60 %時(shí)最高，土壤水分含量在35 %～45 %時(shí)下降，主要與葉片膜質(zhì)過氧化程度加重，細(xì)胞生理代謝受到嚴(yán)重影響有關(guān)[21]。香料煙中部葉感官質(zhì)量隨土壤水分的變化與香料煙有機(jī)酸3項(xiàng)指標(biāo)、類賴百當(dāng)及其降解產(chǎn)物、類西柏烷類及其降解產(chǎn)物含量變化相一致，上部葉感官質(zhì)量隨土壤水分的變化與有機(jī)酸3項(xiàng)指標(biāo)的變化相一致。

4 結(jié)論

香料煙生長中后期土壤水分含量在65 %～75 %時(shí)，香料煙吸食質(zhì)量較差；土壤相對含水量在50 %～60 %時(shí)，中、上部煙葉的感官質(zhì)量明顯改善；土壤相對含水量在35 %～45 %時(shí)，中部葉感官質(zhì)量變化不大，且感官質(zhì)量也明顯下降。因此在本試驗(yàn)條件下，香料煙生長中后期土壤相對含水量保持在50 %～60 %有利于獲得優(yōu)良品質(zhì)。

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Effects of soil moisture on flavor component and sensory quality of oriental tobacco

FU Ynnpeng1,LI Guoyun1,2,SONG Yuchuan3，OU Yafei4,TANG Yu5,HE Xiaohui3，HU Lin4

1 Key Laboratory for Tobacco Cultivation,College of Tobacco Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002，China;
2 Shanghai RDR Scientific Research ＆ Development Institute，Shanghai 200001,China;
3 Yunnan Baoshan Oriental Tobacco Co.,Ltd.,Baoshan 678000,China；
4 Beijing Cigarette Factory of Shanghai Tobacco Group，Tongzhou 101121，China；
5 Shanghai Tobacco Group Co.,Ltd.,Shanghai 200082，China

Pot experiments were conducted with oriental tobacco to investigate effects of soil moisture on chemical composition,flavor components and sensory quality.Results showed that content of total soluble sugar,reducing sugar and volatile alkali in leaves decreased with declined levels of soil moisture.Content of total nitrogen and nicotine in leaves was the highest when the level of soil moisture was at 55%±5%,followed by t40%±5% and 70%±5%.With the level of soil moisture declining,the content of all flavor components in cutters,except neophytadiene and acetyl pyrrole,increased,so was the content of organic acids,phenylalanine degradation products and carotenoid degradation products in upper leaves.However,the content of labdannums and cembranoids in upper leaves decreased with the level of soil moisture declining.Three indicators of organic acids and the content of esters in upper leaves were in the highest degree when soil moisture was at 50% ± 5%.With the level of soil moisture declining,the quality of aroma improved with the volume and richness of aroma increasing and biting and undesirable taste decreasing,thus resulting in significant improvement of sensory quality.Sensory quality of upper leaf is best ensured at 50 %～60 % soil moisture level.

oriental tobacco; soil moisture; chemical composition; flavor components; sensory quality

10.3969/j.issn.1004-5708.2014.05.012

S572.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1004-5708（2014）05-0073-07

中國煙草總公司面上項(xiàng)目和云南省煙草公司科技項(xiàng)目“提高香料煙香氣量的關(guān)鍵技術(shù)研究”（08A15）

符云鵬（1964—），博士，教授，主要從事煙草栽培生理、晾曬煙栽培與調(diào)制研究，Email：ypfu01@163.com

2013-10-13