李亞培，曹景林，蔡長春，吳成林，程君奇，張俊杰

（湖北省煙草科學研究院，武漢 430030）

烤煙化學成分是煙葉外觀質量和物理特性的物質基礎，也是吸食品質的基礎，直接影響卷煙產品的質量。不同產區(qū)因栽培技術、生態(tài)環(huán)境、年度氣候差異，導致煙葉化學成分年度間發(fā)生一定變化［1-3］。評判煙葉的化學成分及其協(xié)調性的化學成分主要有總氮、煙堿、總糖、還原糖、淀粉、總鉀、總氯等，并以此計算出糖堿比、兩糖比、兩糖差、鉀氯比、氮堿比等［4］。致香物質分為苯丙氨酸類、棕色化產物類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類及其他等5 類，大多由香氣前體物降解轉化形成，對卷煙制品特有風格起重要作用［5］。優(yōu)質烤煙品種化學成分協(xié)調性良好，或某種致香物質或多種致香物質含量突出，因特有的香氣風格受到卷煙工業(yè)的青睞。云煙87 是主栽品種，是卷煙工業(yè)長期依賴的主要原料，但長期種植單一品種易受土壤酸化、病害加重等的影響。培育化學成分協(xié)調、香氣物質均衡的優(yōu)質烤煙品種，是煙草育種的目標。從化學成分、致香物質兩個方面分析烤煙新品種鄂烤030 的品質特點，為培育優(yōu)質烤煙新品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 煙草品種

供試煙草品種為烤煙新品種鄂烤030，以煙區(qū)主栽品種云煙87 作為對照。

1.2 煙葉種植

2013—2018 年在湖北省宣恩縣椒園鄉(xiāng)、利川市涼霧鄉(xiāng)、?？悼h馬良鎮(zhèn)、興山縣黃糧鎮(zhèn)、竹山官渡鎮(zhèn)各固定1 個試驗地塊，按照湖北省優(yōu)質煙葉生產技術規(guī)范整地、施肥、起壟、育苗、移栽、田間管理、采收和烘烤。

1.3 樣品采集

每年烘烤分級后，由專職評級人員按照GB 2635—92《烤煙分級標準》在每個固定試驗點采集C3F 等級煙葉樣品，每份樣品0.5 kg，用于檢測。

1.4 試驗方法

1.4.1 煙葉化學成分檢測 總糖、還原糖和煙堿含量的檢測按照文獻［6］；總氮含量的檢測按照文獻［7］；鉀含量的檢測按照文獻［8］。

1.4.2 香氣物質組成分析 用同時蒸餾萃取方法提取煙草中性香氣物質，用氣相色譜-質譜法定性和定量分析。精確稱取10.0 g 煙草樣品于1 000 mL 平底燒瓶內，加入350 mL 去離子水和內標硝基苯，電爐加熱。另取100 mL 燒瓶內裝40 mL 二氯甲烷，60 ℃水浴加熱。連接好同時蒸餾萃取裝置，蒸餾萃取2 h。向二氯甲烷萃取液中加入10 g 無水硫酸鈉，干燥過夜，減壓濃縮至1 mL，進行氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（GC-MS）檢測，用美國國家標準與技術研究院（NIST）譜庫對分離到的物質進行定性分析。

氣相色譜儀為安捷倫HP5890 型氣相色譜儀，檢測條件為，色譜柱ULTRA2（50 m×0.2 mm，0.33 μm），檢測器MS，載氣He，流速0.7 mL∕min，進樣口溫度290 ℃，檢測器溫度230 ℃。程序升溫，80 ℃（保持1 min），以2 ℃∕min 升至280℃（保持30 min）；分流比1∶10；進樣量2 μL。

質譜儀為VG-70SE 高分辨有機質譜儀，檢測條件為，傳輸線溫度230 ℃，離子源溫度230 ℃，電離能70 eV，質量數(shù)范圍30～350 amu，載氣He。

2 結果與分析

2.1 總植物堿含量

煙葉總植物堿含量變化見圖1。鄂烤030 只有在2016 年的平均總植物堿含量與云煙87 相當；在2018 年，該品種的平均總植物堿含量略低于云煙87；其他年份，該品種的平均總植物堿含量均低于云煙87。鄂烤030 的平均總植物堿含量在不同年份有波動，但總體低于云煙87。由此推測，鄂烤030 的總植物堿合成積累基因對該品種總植物堿合成的貢獻率大于外界環(huán)境的影響。

圖1 煙葉總植物堿情況

2.2 總氮含量

煙葉總氮含量見圖2。鄂烤030 總氮含量2013年 與 云 煙87 相 當；2015、2018 年 略 高 于 云 煙87；2014、2016、2017 年略低于云煙87?？傮w來看，鄂烤030 和云煙87 總氮含量差異大不。植物中的總氮來源主要是外部攝入的氮肥，推測鄂烤030 的氮肥利用效率與云煙87 相當。

圖2 煙葉總氮情況

2.3 還原糖、總糖含量

煙葉還原糖含量變化見圖3。鄂烤030 和云煙87 還原糖含量變化趨勢一致，各年份鄂烤030 均高于云煙87?？偺呛孔兓闆r見圖4。2013、2014、2017 年，鄂烤030 總糖含量高于云煙87；2015、2016、2018 年，鄂烤030 與云煙87 相當，鄂烤030 略高。作物主要通過光合作用合成并積累糖類，分析還原糖、總糖含量，可見鄂烤030 的光合作用合成糖類物質的效率優(yōu)于云煙87，不同年份間有波動，但變化不大。推測鄂烤030 光合效率較高且穩(wěn)定。

圖3 煙葉還原糖情況

圖4 煙葉總糖情況

2.4 鉀含量

煙葉鉀含量變化見圖5。2013、2014、2018 年鄂烤030 鉀含量高于云煙87，2016 年與云煙87 相當，2015、2017 年略低于云煙87。鄂烤030 在不同年份的鉀含量變化較大，鉀含量整體與云煙87 相當。煙草的鉀來源于鉀肥，推斷鄂烤030 和云煙87 對鉀肥的利用率相當。

圖5 煙葉鉀情況

2.5 香氣物質含量

香氣物質是煙葉品質的重要因素。煙葉的香氣質、香氣量和香型風格由香氣物質的成分、含量、比例及其相互作用決定［9-17］。煙草香氣物質主要為苯丙氨酸類降解產物、棕色化產物類降解產物、類西柏烷類降解產物、類胡蘿卜素類降解產物、葉綠素降解產物。煙草的品種和種植環(huán)境影響香味物質的含量。測定2015 年煙葉樣品的中性香味物質，結果見表1。

表1 煙葉香氣物質含量 （單位：μg∕g）

2.5.1 苯丙氨酸類降解產物 鄂烤030 的芳樟醇、苯甲醛、甲氧基苯酚、2-甲基對苯二酚、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚含量高于云煙87；苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛含量略低于云煙87。苯丙氨酸類降解產物的總量略高于云煙87。

2.5.2 棕色化產物類降解產物 鄂烤030 的5-甲基糠醇、己醛、糠醛、2-乙?；秽柯愿哂谠茻?7，糠醇、5-甲基糠醛、2-乙?；量⑽靼厝┒己柯缘陀谠茻?7。棕色化產物類降解產物的總量略低于云煙87。

2.5.3 類西柏烷類降解產物 類西柏烷類降解產物主要是茄酮。鄂烤030 的茄酮含量略低于云煙87。

2.5.4 類胡蘿卜素降解產物 鄂烤030 的α-紫羅蘭酮、β-二氫大馬酮、3-羥基-β-二氫大馬酮、4-（2，6，6-三甲基-1，3-環(huán)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、香葉基丙酮、植酮、二氫獼猴桃內酯、異戊酸香葉酯含量略低于云煙87，β-大馬酮、3-羥基-2-丁酮、2-環(huán)戊烯-1，3-二酮、甲基庚烯酮、面包酮、氧代異氟爾酮、螺巖蘭草酮、金合歡基丙酮含量略高于云煙87，類胡蘿卜素降解產物的總量略低于云煙87。

2.5.5 葉綠素降解產物 葉綠素降解產物主要是新植二烯。鄂烤030 的新植二烯含量略低于云煙87。

2.6 總體評價

總植物堿、總氮、還原糖、總糖、鉀等是煙草化學成分的重要指標［9］。烤煙總植物堿含量偏高不利于卷煙工業(yè)的配方利用，總氮含量偏高會影響卷煙制品燃燒后的煙灰顏色和成團性，還原糖、總糖含量低會影響卷煙制品的吃味，鉀是卷煙制品的助燃劑。優(yōu)質烤煙品種存在相同的特征，在正常范圍內，總植物堿、總氮含量略低，糖、鉀含量略高，不僅提高卷煙工業(yè)的可用性，還能滿足卷煙制品對吃味、燃燒性等指標的要求。鄂烤030 在化學成分指標的協(xié)調性方面，具備優(yōu)質烤煙的特征。

從煙葉香氣成分總含量來看，鄂烤030 的總香氣成分含量略低于云煙87。這說明作為煙葉生產主栽品種的云煙87 不僅具有優(yōu)良的適應性，還具有香氣物質方面的優(yōu)勢，這是長期以來卷煙工業(yè)把云煙87 作為主要配方原料的原因。因此，培育出香氣物質等品質相當于或優(yōu)于云煙87 的新品種，改善優(yōu)質煙葉生產品種結構，避免品種單一的局限性是育種工作的重點。

3 小結與討論

優(yōu)良的烤煙品種能兼顧品質和品質穩(wěn)定性，取得穩(wěn)定的經濟經濟效益。曹景林等［3］研究了烤煙品種K326 煙葉常規(guī)化學成分的變化，發(fā)現(xiàn)煙葉化學成分受環(huán)境影響較小。煙葉化學成分對煙草品種品質的影響體現(xiàn)在卷煙制品的吃味方面，吃味和中性香氣物質是評價煙草品質的重要指標。王瑞新［6］認為，煙草水溶性糖和還原糖含量高，則吃味醇和，香氣優(yōu)雅；總氮和煙含量高，則刺激性增強，苦辣味加重。杜詠梅等［10］認為，還原糖、煙堿為制約烤煙吃味品質的主要化學成分，適當降低煙堿含量和提高還原糖相對于總糖的含量，能有效提高烤煙吃味品質。周正紅［12］研究表明，總糖和還原糖差值大對烤煙評吸品質不利，還原糖、鉀含量適當高，總氮、煙堿、氯含量適當?shù)蛯υu吸有利［11］。煙草中香氣物質化學成分主要是醛、酮、醇、酯等碳化合物，按類別分為苯丙氨酸類、棕色化產物類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類及其他5 類［5］，可能影響卷煙制品的風格、香型。冉霞等［13］認為，煙葉中揮發(fā)性香味成分的種類、含量及組成比例是卷煙產品風格的主要影響因子，其中的棕色化產物大多具有特殊香味；類胡蘿卜素類香味物質閾值相對較低、刺激性較小、香氣質較好、對煙葉香氣貢獻率大，是影響煙葉香氣質和香氣量的重要組分。還有相關研究認為，多酚類物質可賦予煙氣清甜香和烤香［14］；新植二烯是煙草中性揮發(fā)物中含量較高的成分［15］，其含量與煙草香型、風格有直接的聯(lián)系［16］?；瘜W成分影響吃味，香味物質影響煙草制品的風格。

從化學成分和中性香氣物質分析了鄂烤030 的品質。鄂烤030 的化學成分整體上比較穩(wěn)定，和云煙87 相比，呈現(xiàn)出兩糖略高，總植物堿、總氮含量略低，鉀含量與云煙87 基本相當。在中性香氣物質方面，鄂烤030 的苯丙氨酸類降解產物含量略高于云煙87，棕色化產物類降解產物、類西柏烷類降解產物、類胡蘿卜素類降解產物及葉綠素類降解產物含量與云煙87 接近。鄂烤030 的內在品質較好，與生產上主栽品種云煙87 相比，在中性香氣物質方面稍顯欠佳。培育出化學成分協(xié)調好、中性香氣物質含量高的新品種，成為育種工作者長期追求的目標。