余 瓊，張 翔，陳啟龍，鄭永戰(zhàn)*，汪學德*

(1.河南工業(yè)大學，河南 鄭州 450001; 2.河南省農(nóng)業(yè)科學院，河南 鄭州 450002; 3.臨潁縣煙草公司，河南 臨潁 462600)

不同制油工藝所產(chǎn)芝麻餅粕對煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟效益的影響

余 瓊1，張 翔2，陳啟龍3，鄭永戰(zhàn)2*，汪學德1*

(1.河南工業(yè)大學，河南 鄭州 450001; 2.河南省農(nóng)業(yè)科學院，河南 鄭州 450002; 3.臨潁縣煙草公司，河南 臨潁 462600)

為明確不同制油工藝所產(chǎn)芝麻餅粕作為煙草有機肥的施用效果，將熱榨法、冷榨法、浸出法、水代法4種制油工藝所產(chǎn)的芝麻餅粕發(fā)酵成餅肥，采用田間試驗，研究不同芝麻餅肥對煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，與對照(不施用芝麻餅肥)相比，施用芝麻餅肥處理均可增加煙葉的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)和產(chǎn)值；其中，施用熱榨芝麻餅肥處理效果最好。施用熱榨芝麻餅發(fā)酵肥處理的煙葉產(chǎn)量較對照增加7.7%，產(chǎn)值提高12.3%；糖堿比為10.52∶1，總氮/煙堿為0.69∶1，鉀氯比為3.8，化學成分較協(xié)調(diào)；香氣質(zhì)較純凈、香氣量較足，總體的感官評分最高；煙葉致香物質(zhì)總量最高?？梢姡捎脽嵴シㄋa(chǎn)芝麻餅粕發(fā)酵腐熟后作為煙草有機肥效果較優(yōu)。

制油工藝； 芝麻餅粕； 煙葉； 產(chǎn)量； 品質(zhì)

芝麻油的生產(chǎn)工藝較常見的有熱榨法、冷榨法、浸出法、水代法等。芝麻加工后的剩余物稱為芝麻餅粕，其含有氨基酸、多肽、小肽、油、礦物質(zhì)等豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，具有較高的經(jīng)濟利用價值，在飼料工業(yè)、食品工業(yè)和種植業(yè)(作為肥料)生產(chǎn)上應用廣泛[1-2]。不同加工工藝芝麻餅粕的營養(yǎng)價值存在差異，熱榨工藝中芝麻經(jīng)炒制后，其芝麻餅粕的蛋白質(zhì)經(jīng)高溫會發(fā)生變性；水代法得到的麻渣含水量較大，儲存不當時易腐敗變質(zhì)；冷榨餅的各營養(yǎng)成分保存較好。各種工藝下所得芝麻餅粕的品質(zhì)好壞取決于其對該行業(yè)的貢獻。在我國，芝麻餅粕被用作肥料利用歷史悠久，作為一種優(yōu)質(zhì)的有機肥料，其開發(fā)利用價值越來越大，特別是在煙草等高效經(jīng)濟作物上應用廣泛。已有研究表明，適量餅肥與化肥配施有助于改善煙株根際的土壤酶活性及微生物含量，提高煙葉質(zhì)量，使煙葉化學成分更趨于協(xié)調(diào)[3-8]。目前，關(guān)于芝麻餅粕作為肥料利用的研究比較粗放，僅將其作為一般有機肥，籠統(tǒng)地研究了其在作物增產(chǎn)效果和品質(zhì)改善方面的作用，但關(guān)于不同加工工藝下的芝麻餅粕對作物品質(zhì)影響的差異分析尚未見報道。鑒于此，研究了不同制油工藝所產(chǎn)芝麻餅粕對煙葉產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，旨在明確哪種工藝所產(chǎn)芝麻餅粕作為煙草有機肥效果較優(yōu)，為煙草生產(chǎn)中的有機肥原料選擇提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況與供試材料

試驗于2014年在河南省臨潁縣固廂鄉(xiāng)煙田進行，供試土壤為砂質(zhì)潮土，基礎(chǔ)土壤(0～20 cm)理化性質(zhì)：有機質(zhì)11.4 g/kg、全氮0.67 g/kg、堿解氮70.5 mg/kg、有效磷 10.9 mg/kg、速效鉀108 mg/kg，pH值7.4。試驗地地勢平坦，排灌方便，前茬為烤煙，供試烤煙品種為中煙100。供試冷榨芝麻餅發(fā)酵肥、熱榨芝麻餅發(fā)酵肥、浸出芝麻粕發(fā)酵肥、水代麻渣發(fā)酵肥均完全腐熟，其氮、磷、鉀含量見表1。

表1 不同制油工藝芝麻餅肥的氮、磷、鉀含量 g/kg

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)5個處理，各處理氮、磷、鉀肥總施用量均相同，N用量為 67.5 kg/hm2，N、P2O5、K2O比例為1∶1.5∶3.5。其中，T1處理為對照，不施用芝麻餅肥；T2、T3、T4、T5處理分別為冷榨芝麻餅發(fā)酵肥、熱榨芝麻餅發(fā)酵肥、浸出芝麻粕發(fā)酵肥、水代麻渣發(fā)酵肥，施用量均為375.0 kg/hm2。試驗小區(qū)面積72 m2，3次重復，隨機排列。烤煙5月5日移栽，9月10日采烤結(jié)束，其他田間措施按照優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案進行。

施用肥料品種分別為煙草氮磷鉀復混肥(N 10%、P2O512%、K2O 18%)、過磷酸鈣(P2O513.5%)、硫酸鉀(K2O 50%)和硝酸鉀(N 13%、K2O 46%)。芝麻餅肥條施，其他肥料采取條施與穴施結(jié)合的方式。

1.3 測定項目與方法

參照YC/T 142—1998煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法，分別在烤煙團棵期、旺長期和圓頂期測定株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長及葉寬等農(nóng)藝性狀。根據(jù)GB 2635—1992要求，各小區(qū)分級后統(tǒng)計不同處理煙葉產(chǎn)量、均價、產(chǎn)值、上等煙比例等。選取各處理成熟煙葉中橘三(C3F)等級煙葉進行化學成分分析、感官質(zhì)量評吸和致香物質(zhì)含量測定等。

化學成分指標包括總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯離子含量，參考王瑞新[9]的方法測定。

香氣物質(zhì)成分測定：采用美國HP5890Ⅱ-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀對煙葉樣品進行定性分析。色譜柱HP-5[60 m×0.25 mm(i.d.)×0.25 μm(d.f.)]；載氣He，流速0.8 mL/min；進樣口溫度250 ℃，傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度177 ℃；升溫程序：初溫50 ℃，保持5 min，以5 ℃/min的升溫速度升至120 ℃，保持5 min，以5 ℃/min的升溫速度升至180 ℃，保持5 min，然后以6 ℃/min的升溫速度升至250 ℃，保持15 min；分流比為1∶15，進樣量為2 μL，電離能為70 eV，電離方式為EI；質(zhì)量數(shù)為50～500 Da；用NIST02譜庫檢索定性；采用內(nèi)標法定量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和DPS 7.05軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同制油工藝所產(chǎn)芝麻餅粕對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表2可見，團棵期，施用芝麻餅肥處理的煙株株高、莖圍、葉數(shù)、最大葉寬均低于對照；但旺長期和圓頂期，與對照相比，施用芝麻餅肥處理的煙株株高分別增加0.3～7.9 cm和1.6～6.9 cm，莖圍分別增加0.1～0.7 cm和0～2.1 cm,葉數(shù)分別增加0.3～0.9片和1.1～1.7片,最大葉長分別增加了0.1～3.2 cm和1.5～4.9 cm,最大葉寬分別增加了0.7～3.7 cm和0.5～2.7 cm。施用芝麻餅肥的4個處理相比，團棵期，T4處理的株高最高、葉數(shù)最多、莖圍最小、最大葉長和最大葉寬均最?。籘3處理的葉數(shù)、最大葉長和最大葉寬均較高；旺長期和圓頂期，T3處理的株高、葉數(shù)、莖圍、最大葉長和最大葉寬均較高?？梢姡琓3處理對煙草農(nóng)藝性狀的影響較明顯。

表2 不同處理烤煙的農(nóng)藝性狀

2.2 不同制油工藝所產(chǎn)芝麻餅粕對煙葉產(chǎn)量和經(jīng)濟性狀的影響

由表3可見，施用芝麻餅肥的4個處理產(chǎn)量差異不顯著，但T3處理的煙葉產(chǎn)量最高，其次為T4處理，二者分別較對照增加7.7%和6.8%。T3處理的煙葉產(chǎn)值最高，分別較T1、T2和T5處理顯著增加12.3%、7.1%和6.1%，與T4處理差異不顯著。T4處理的上等煙比例最高，分別較T2、T1處理顯著增加5.5%、8.6%；T3處理的上等煙比例次之，但與T4、T2、T5處理間差異均不顯著。

表3 不同處理煙葉的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同制油工藝所產(chǎn)芝麻餅粕對煙葉化學成分的影響

煙葉中的糖堿比常被作為煙葉香氣強度和柔和性評價的基礎(chǔ)。一般認為，優(yōu)質(zhì)煙葉糖堿比為10～15∶1，總氮/煙堿在0.5～1∶1，鉀氯比大于4。氯是烤煙既需要而又限量的營養(yǎng)元素，一般要求煙葉氯含量小于1，煙葉化學成分較協(xié)調(diào)[10-12]。由表4可知，與對照相比，施用芝麻餅肥各處理均可提高總糖(T2處理除外)、K2O含量，降低煙堿和氯含量。T3處理的總糖、還原糖、K2O含量均高于其他處理，總氮、煙堿、氯含量均低于其他處理，其糖堿比為10.52∶1，總氮/煙堿為0.69∶1，鉀氯比為3.8，均在適宜范圍內(nèi)。

表4 不同處理煙葉(C3F)的化學成分含量及協(xié)調(diào)性

2.4 不同制油工藝所產(chǎn)芝麻餅粕對煙葉感官質(zhì)量的影響

煙葉是一種特殊商品，其感官特征可以客觀地反映煙葉品質(zhì)的優(yōu)劣。由表5可知，在氮、磷、鉀施用量相等的條件下，5個處理按感官評吸結(jié)果的優(yōu)劣排序為：T3>T4>T5>T2>T1。其中，T3處理的煙葉香氣質(zhì)較純凈，香氣量較足，濃度較高，且雜氣量少，燃燒性較好，刺激性小，總體感官評分最高，評吸質(zhì)量優(yōu)于其他處理?？傮w上，T2、T3、T4、T5處理煙葉評吸結(jié)果均優(yōu)于對照。

2.5 不同制油工藝所產(chǎn)芝麻餅粕對煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響

經(jīng)氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)對煙葉進行定性定量分析，共檢測出25種對煙葉香味影響較大的化合物(表6)。其中，酮類13種，醛類4種，醇類3種，雜環(huán)化合物3種，烴類1種，酯類1種。含量較高的致香物質(zhì)主要有新植二烯、苯甲醇、苯乙醛、茄酮、糠醛、香葉基丙酮、法尼基丙酮、β-大馬酮、巨豆三烯酮-2、巨豆三烯酮-4等。

表5 不同處理煙葉的評吸結(jié)果

注：括號中的數(shù)值為該項的滿分值。

表6 不同處理烤煙的中性致香物質(zhì)含量及總量

在測定的25種致香物質(zhì)中，T1處理的β-紫羅蘭酮含量高于T2、T5處理；T2處理的法尼基丙酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮4、2-乙酰吡咯、苯甲醛、茄酮、苯甲醇等7種致香物質(zhì)含量較高；T3處理的氧化異佛爾酮、β-紫羅蘭酮、糠醛、苯乙醛和新植二烯5種致香物質(zhì)含量較高；T4處理的二氫獼猴桃內(nèi)酯、3-羥基-β-二氫大馬酮、5-甲基糠醛3種致香物質(zhì)的含量較高；T5處理的6-甲基-5-庚稀-2-酮、氧化異佛爾酮、β-二氫大馬酮、β-大馬酮、香葉基丙酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、糠醇、2-乙酰呋喃、3,4-二甲基-2,5-二呋喃、苯乙醇等11種致香物質(zhì)含量較高。

新植二烯是煙葉中重要的致香物質(zhì)，具有攜帶煙葉中揮發(fā)性香氣物質(zhì)和致香成分進入煙氣的能力，又被稱為煙葉的重要增香劑[13-14]。施用芝麻餅肥的4個處理煙葉的新植二烯含量、新植二烯以外致香物質(zhì)含量和致香物質(zhì)總量均高于對照，且T3處理煙葉的新植二烯含量、致香物質(zhì)總量均最高。

煙葉中的致香物質(zhì)按煙葉香氣前體物可分為苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類、類西柏烷類和類胡蘿卜素類等4類[15-16]。類胡蘿卜素類致香物質(zhì)對煙葉吸食品質(zhì)有重要影響，5個處理中T5處理的類胡蘿卜素類致香物質(zhì)含量最高，其次為T2處理，T3、T4處理接近。棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)可賦予煙葉良好的香味[17-18]，施用芝麻餅肥的4種處理煙葉的棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)含量相近，其中T2處理較高，其次為T3、T5處理。苯丙氨酸類致香物質(zhì)對煙葉的果香、清香貢獻較大，T3處理煙葉的此類致香物質(zhì)含量較高，其次為T2處理。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，施用熱榨芝麻餅發(fā)酵肥處理的煙株農(nóng)藝性狀、煙葉化學成分及其致香物質(zhì)、產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例等均優(yōu)于施用冷榨芝麻餅發(fā)酵肥、浸出芝麻粕發(fā)酵肥、水代麻渣發(fā)酵肥，煙葉各種化學成分較協(xié)調(diào)，更有利于提高煙葉的香氣質(zhì)量，而且具有較高的經(jīng)濟價值。

土壤中的有機碳、氮組分的變化是調(diào)節(jié)土壤肥力及微生態(tài)平衡的重要因素[19-20]。4種不同制油工藝所產(chǎn)芝麻餅粕發(fā)酵肥中，熱榨芝麻餅發(fā)酵肥的氮、磷含量均為最高，但施用熱榨芝麻餅發(fā)酵肥處理的煙葉氮含量最低，這可能是其養(yǎng)分被微生物作為氮源利用了，微生物可以活化氮、磷等營養(yǎng)元素，使其更易被植株吸收利用，進而改善煙葉品質(zhì)。

實際生產(chǎn)中，芝麻油的生產(chǎn)工藝多為熱榨工藝，這為以芝麻餅粕為原料開發(fā)煙草生產(chǎn)用有機肥的提供了便利條件。

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Effects of Applying Sesame Cake by Different Process as Fermented Fertilizer on Production,Economic Performance and Quality of Tobacco

YU Qiong1,ZHANG Xiang2,CHEN Qilong3,ZHENG Yongzhan2*,WANG Xuede1*

(1.Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China; 2.Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China; 3.Linying Tobacco Company,Linying 462600,China)

To find the application effect of sesame cake by different process as organic fertilizer on tobacco,the field experiments were carried out to study the effect of cake fertilizers fermented with sesame cake produced by four different processes(hot pressing method,cold pressing method,leaching method,water substitution method) on tobacco yield and quality.The results showed that application of sesame cake could increase agronomic traits,output value and quality of tobacco when compared with the control (without application of sesame cake).The effect of hot pressed sesame cake was the best.In comparison with the control,the yield of tobacco increased by 7.7%,the output value increased by 12.3%,sugar to nicotine ratio was 10.52∶1,total N to nicotine ratio was 0.69∶1,the K to Cl ratio was 3.8,and the chemical components were more harmonious.The aroma quality of tobacco leaf was more pure than the control group,the overall sensory score was the highest,and the aroma components content of tobacco was also the highest.Therefore,the hot pressed sesame cake prepared as tobacco organic fertilizer by fermentation is the best.

oil preparation process; sesame cake; tobacco leaf; yield; quality

2015-09-28

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(CARS-15)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201303072-2)；河南省煙草專賣局重點科技項目(HYKJ201002，HYKJ201308，HYKJ201403)

余 瓊(1990-)，女，河南駐馬店人，在讀碩士研究生，研究方向：油脂與植物蛋白工程。 E-mail:1378467423@qq.com

*通訊作者：汪學德(1962-)，男，河南鄭州人，教授，在讀博士研究生，主要從事糧食、油脂與植物蛋白工程研究。 E-mail:wangxuede1962@126.com 鄭永戰(zhàn)(1963-)，男，河南寶豐人，研究員，博士，主要從事芝麻種質(zhì)創(chuàng)新及雜種優(yōu)勢利用研究。 E-mail:sesame168@163.com

S436.412.1

A

1004-3268(2016)03-0048-05