王林　曹明峰　鄧勇　祝利　徐宸　景延秋　周紅審　劉文龍　寧尚輝　張學(xué)偉

摘要：【目的】探究氣象因子與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的關(guān)聯(lián)程度，為合理進(jìn)行烤煙種植區(qū)劃及生產(chǎn)特色優(yōu)質(zhì)煙葉提供理論指導(dǎo)?！痉椒ā繌暮鲜√以纯h國(guó)家一般氣象站收集2014—2018年桃源縣煙區(qū)逐月平均氣溫、逐月日照時(shí)數(shù)和逐月降水量的氣象數(shù)據(jù)，采集6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的煙葉樣品進(jìn)行美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量測(cè)定，對(duì)各氣象因子與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)、簡(jiǎn)單相關(guān)和典型相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析?！窘Y(jié)果】桃源縣煙區(qū)平均氣溫和日照時(shí)數(shù)基本滿足煙葉生長(zhǎng)需要，而降水相對(duì)較多。其烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物以糠醛為主，各產(chǎn)物均具有中等強(qiáng)度變異。 簡(jiǎn)單相關(guān)分析結(jié)果表明，在煙葉美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中，月平均氣溫和月平均日照時(shí)數(shù)對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物影響明顯，其中糠醛含量與8月平均日照時(shí)數(shù)呈顯著正相關(guān)（P<0.05，下同），糠醇含量與7月平均氣溫及5月、7月平均日照時(shí)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。典型相關(guān)分析結(jié)果表明，氣象因子對(duì)烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物影響的排序?yàn)樵缕骄照諘r(shí)數(shù)>月平均氣溫>月平均降水量;4月和8月的平均氣溫及3月的平均日照時(shí)數(shù)對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中的糠醇、糠醛和3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮含量影響顯著或極顯著（P<0.01）?！窘Y(jié)論】烤煙大田期的月平均氣溫和月平均日照時(shí)數(shù)與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量密切相關(guān)。桃源縣烤煙種植中應(yīng)選擇日照時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的地區(qū)或耐高溫的烤煙品種，可在一定程度上提高烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的總量。

關(guān)鍵詞： 烤煙;氣象因子;美拉德反應(yīng)產(chǎn)物;相關(guān)性

中圖分類號(hào)： S572? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2020）08-1998-07

Correlation analysis between meteorological factors and Maillard reaction products of flue-cured tobacco

WANG Lin1， CAO Ming-feng2， DENG Yong2， ZHU Li2， XU Chen3， JING Yan-qiu4，

ZHOU Hong-shen1， LIU Wen-long4， NING Shang-hui2*， ZHANG Xue-wei5*

（1Technology Center， China Tobacco Hubei Industrial Co.， Ltd.， Wuhan? 430040， China; 2Changde Branch， Hunan Tobacco Corporation， Changde， Hunan? 415000，China; 3Chongqing Tobacco Science Research Institute， Beibei，Chongqing? 404100， China; 4College of Tobacco Science， Henan Agricultural University， Zhengzhou? 450002，China; 5China Tobacco Guangdong Industrial Co.， Ltd.， Guangzhou? 510310， China）

Abstract：【Objective】Exploring the correlation between meteorological factors and Maillard reaction products of flue-cured tobacco in order to provide theoretical guidance for rationally dividing flue-cured tobacco planting and produ-cing characteristic and high-quality tobacco leaves. 【Method】Meteorological data of monthly average temperature， monthly sunshine hours and monthly rainfall in Taoyuan tobacco area from 2014 to 2018 were collected from the National General Meteorological Station of Taoyuan County， Hunan Province. Tobacco leaves from six townships were collected for the determination of Maillard reaction. Descriptive statistics， simple correlation and canonical correlation statistical analysis were carried out for each meteorological factor and the Maillard reaction products of flue-cured tobacco. 【Result】The average temperature and sunshine hours in the tobacco area of Taoyuan County basically met the needs of tobacco leaf growth， but the precipitation was relatively high. The Maillard reaction product was mainly furfural， and each product had a moderate intensity variation. Simple correlation analysis results showed： among the Maillard reaction products of tobacco leaves， the monthly average temperature and monthly average sunshine hours had obvious effects on the Maillard reaction products. Among them， the furfural content had a significant positive correlation with the average sunshine hours in August（P<0.05， the same below）. Furfuryl alcohol content was significantly negatively correlated with the average temperature in July and the average sunshine hours in May and July. The canonical correlation analysis results showed，the effects of meteorological factors of light， temperature and water on the Maillard reaction products of tobacco leaves were：monthly average sunshine hours>monthly average temperature>monthly average rainfall; the average temperature in April and August and the average sunshine hours in March had an effect on the Maillard reaction products. The content of furfuryl alcohol， furfural and 2，5-furandione，dihydro-3，4-dimethyl had significant or extremely significant effect（P<0.01）.【Conclusion】The monthly average temperature and monthly average sunshine hours of flue-cured tobacco in the Taoyuan tobacco area of Hunan are closely related to the Maillard reaction product content of tobacco leaves. Long sunshine time or high temperature resistant flue-cured tobacco varieties can be selected so that it can increase the total product of flue-cured tobacco Maillard reaction in a certain extent.

2. 3 主要?dú)庀笠蜃优c烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的簡(jiǎn)單相關(guān)分析

將桃源縣盤塘鎮(zhèn)、牛車河鎮(zhèn)、三陽(yáng)港鎮(zhèn)、青林鄉(xiāng)、九溪鄉(xiāng)和泥窩潭鄉(xiāng)6個(gè)植煙鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）煙葉樣品的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物與氣象因子進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析，結(jié)果（表2）表明，烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中，糠醛與8月平均日照時(shí)數(shù)呈顯著正相關(guān)（P<0.05，下同），糠醇與7月平均氣溫及5月、7月平均日照時(shí)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，其他美拉德反應(yīng)產(chǎn)物與氣象因子的相關(guān)性未達(dá)顯著水平（P>0.05，下同）。

2. 4 主要?dú)庀笠蜃优c烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的典型相關(guān)分析

為進(jìn)一步研究氣象因子與烤煙美拉德反應(yīng)的的相關(guān)性，將氣象因子與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行典型相關(guān)分析。為提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，將氣象因子分為月平均氣溫、月平均降水量和月平均日照時(shí)數(shù)3個(gè)變量組，分別進(jìn)行典型相關(guān)分析。由表3可知，月平均氣溫、月平均降水量和月平均日照時(shí)數(shù)與美拉德反應(yīng)產(chǎn)物第1對(duì)典型變量的相關(guān)系數(shù)分別為0.9933、0.9899和0.9968，表明各指標(biāo)對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物影響的排序依次為月平均日照時(shí)數(shù)>月平均氣溫>月平均降水量。月平均氣溫和月平均日照時(shí)數(shù)與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物第1對(duì)典型變量的相關(guān)性均達(dá)顯著水平，與第2～6對(duì)典型變量的相關(guān)性不顯著;月平均降水量與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物6對(duì)典型變量的相關(guān)性均不顯著。據(jù)此結(jié)果，繼續(xù)對(duì)3—8月的月平均氣溫和平均日照時(shí)數(shù)與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分析。由于各原始變量間的單位和數(shù)量級(jí)不同，先將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再進(jìn)行典型相關(guān)分析（王育軍等，2014）。

由表4可知，月平均氣溫與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的第1對(duì)典型變量的構(gòu)成為：

U₁=0.8546X₁-1.2500X₂+0.3207X₃-0.3631X₄+1.0509X₅-0.3822X₆（1）

V₁=-0.9523Y₁-0.7381Y₂+0.4482Y₃+0.7500Y₄+0.4106Y₅-0.0545Y₆（2）

式（1）和（2）中，U1和V1表示月平均氣溫和烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的1對(duì)典型變量，其中U1表示為月平均氣溫組成的典型變量，V1為烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物組成的典型變量，X1、X2、X3、X4、X5和X6分別表示3—8月平均氣溫的標(biāo)準(zhǔn)化典型系數(shù)，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6分別表示6種烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)化典型系數(shù)。在第1對(duì)典型變量（U1，V1）中， U1與8月平均氣溫呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01，下同），與4月平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.6494和-0.5565，表明4月和8月平均氣溫對(duì)烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量有重要影響。V1與糠醇和糠醛呈極顯著負(fù)相關(guān)，與3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.4721、-0.5067和0.3825。說(shuō)明桃源縣煙區(qū)4月和8月的平均氣溫與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中的糠醇、糠醛和3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮含量關(guān)系密切，隨著4月和8月平均氣溫的升高，糠醇和糠醛含量增加，3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮含量降低。

由表4可知，月平均日照時(shí)數(shù)與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的第2對(duì)典型變量構(gòu)成為：

U₂=-3.4954X₁-1.0637X₂-4.1580X₃+1.2086X₄+2.0803X₅-0.4562X₆（3）

V₂=-0.8371Y₁-1.0139Y₂+0.7802Y₃+0.4722Y₄+0.4949Y₅+0.2434Y₆（4）

式（3）和（4）中，U2和V2表示月平均日照時(shí)數(shù)和烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物組成的1對(duì)典型變量，其中U2表示月平均日照時(shí)數(shù)組成的典型變量，V1為烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物組成的典型變量，X1、X2、X3、X4、X5和X6分別表示3—8月平均日照時(shí)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化典型系數(shù)，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6分別表示6種烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)化典型系數(shù)。在第2對(duì)典型變量（U2，V2）中，U2與3月平均日照時(shí)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 -0.5195，表明3月平均日照時(shí)數(shù)對(duì)烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量有重要影響。V2與糠醇和糠醛呈極顯著負(fù)相關(guān)，與3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.4201、-0.5285和0.3392。說(shuō)明桃源縣煙區(qū)3月平均日照時(shí)數(shù)與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中的糠醇、糠醛和3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮含量密切相關(guān)，隨著3月平均日照時(shí)數(shù)的增加，糠醇和糠醛含量增加，3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮含量降低。

3 討論

生態(tài)條件尤其是氣象因子對(duì)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育有重要影響，烤煙大田生長(zhǎng)的最適宜溫度是22～28 ℃，最低不低于10～13 ℃，最高不可超過(guò)35 ℃;日照時(shí)數(shù)需在500～700 h（劉國(guó)順，2003）。同時(shí)，優(yōu)質(zhì)煙葉大田期對(duì)降水的要求是：還苗期及伸根期降水量需80～100 mm、旺長(zhǎng)期降水量在100～200 mm、成熟期降水量在80～120 mm（田斌，2012）。本研究通過(guò)對(duì)湖南省桃源縣煙區(qū)2014—2018年的氣象因子進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該煙區(qū)烤煙大田生長(zhǎng)期月平均溫度為22.6 ℃，月平均日照時(shí)數(shù)為128.9 h，3—8月總?cè)照諘r(shí)數(shù)在773.4 h，基本可滿足煙葉生長(zhǎng)需求;而月平均降水量為171.5 mm，除旺長(zhǎng)期滿足煙株需水外，還苗期、伸根期和成熟期降水量均過(guò)大，不利于煙株生長(zhǎng)。

氣候條件是影響煙葉香氣的主要原因之一（劉彩云等，2010），而美拉德反應(yīng)是煙葉香氣產(chǎn)生的重要方式之一。美拉德反應(yīng)是氨基酸和還原糖之間的非酶棕色化反應(yīng)，與煙葉風(fēng)格特征有重要關(guān)系，是形成高香氣量的主要原因之一（景延秋等，2005;周冀衡等，2005）。美拉德反應(yīng)主要發(fā)生在調(diào)制、陳化、加工過(guò)程中（王榮浩等，2019），但氣候條件也對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物有重要影響。李玲燕等（2015）研究表明，烤煙大田生長(zhǎng)期內(nèi)的平均氣溫是與美拉德反應(yīng)相關(guān)性較大的氣象因子，降水量與日照時(shí)數(shù)則無(wú)明顯相關(guān)性。張小全等（2016）研究表明，大田期平均溫度對(duì)烤煙云煙87美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量有較大影響。本研究結(jié)果表明，烤煙大田生長(zhǎng)期平均氣溫與美拉德反應(yīng)產(chǎn)物均呈正相關(guān)，與上述研究結(jié)果基本一致，究其原因，可能是溫度和光照能影響煙株的正常生長(zhǎng)代謝和某些次生代謝的合成（楊紅旗，2006），影響美拉德反應(yīng)前體物的產(chǎn)生，從而影響美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的含量。李天福等（2006）研究表明，成熟期的氣溫與旺長(zhǎng)期的降水量對(duì)煙葉香吃味有重要影響，其香吃味與7月氣溫呈負(fù)相關(guān)，而與6月降水量和8月氣溫呈正相關(guān)。李鵬飛（2009）研究表明，在煙葉定長(zhǎng)階段和欠熟階段干旱可促進(jìn)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量的升高，進(jìn)入適熟階段干旱則不利于美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的積累，而氣溫和降水是影響干旱的重要因素。潘玲（2016）通過(guò)偏相關(guān)分析研究了湖北烤煙中性香氣成分與生態(tài)因素的相關(guān)性，結(jié)果表明，6月日照時(shí)數(shù)與糠醛和糠醇含量呈負(fù)相關(guān)，6月降水量與糠醛、糠醇和2-乙?；量┖砍收嚓P(guān)。本研究通過(guò)典型相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)隨著4月和8月平均氣溫升高，糠醇和糠醛含量增加，3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮含量降低;隨著3月平均日照時(shí)數(shù)的增加，糠醇和糠醛含量增加，3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮含量降低，與潘玲（2016）的研究結(jié)果有所差異，可能與試驗(yàn)地點(diǎn)、煙草品種、栽培方式及分析方法等因素不同有關(guān)。

烤煙在大田生長(zhǎng)期內(nèi)，氣象因素對(duì)各時(shí)期煙葉美拉德反應(yīng)影響的程度不同，本研究?jī)H對(duì)氣溫、降水量和日照時(shí)數(shù)3個(gè)氣象因子與美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的相關(guān)性進(jìn)行了初步分析，光照強(qiáng)度等其他氣象因子及經(jīng)緯度、海拔、土壤和地形等因素對(duì)煙葉品質(zhì)和香味物質(zhì)含量變化的影響還有待深入研究。

4 結(jié)論

烤煙大田期的月平均氣溫、月平均日照時(shí)數(shù)與烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量關(guān)系密切。桃源縣煙區(qū)烤煙種植中應(yīng)選日照時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的地區(qū)或耐高溫的烤煙品種，可在一定程度上提高烤煙美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的總量。

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（責(zé)任編輯 王 暉）

收稿日期：2020-03-23

基金項(xiàng)目：河南省科技廳產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目（172107000001）;湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目（2018420000340277）;湖南省煙草公司常德市公司技術(shù)開發(fā)研究項(xiàng)目（2018430700240157）;重慶煙草科學(xué)研究所科技項(xiàng)目（201850000024316）

作者簡(jiǎn)介：*為通訊作者：寧尚輝（1963-），高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事煙葉生產(chǎn)管理研究工作，E-mail：hui17826342@163.com;張學(xué)偉（1985-），高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事煙葉原料學(xué)研究工作，E-mail：50570794@qq.com。王林（1979-），高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事煙葉原料評(píng)價(jià)與應(yīng)用研究工作，E-mail：wanglin-2007@sohu.com