不同制油工艺所产芝麻饼粕对烟叶产量、品质及经济效益的影响

余 琼，张 翔，陈启龙，郑永战*，汪学德*

(1.河南工业大学，河南 郑州 450001; 2.河南省农业科学院，河南 郑州 450002; 3.临颍县烟草公司，河南 临颍 462600)

不同制油工艺所产芝麻饼粕对烟叶产量、品质及经济效益的影响

余 琼1，张 翔2，陈启龙3，郑永战2*，汪学德1*

(1.河南工业大学，河南 郑州 450001; 2.河南省农业科学院，河南 郑州 450002; 3.临颍县烟草公司，河南 临颍 462600)

为明确不同制油工艺所产芝麻饼粕作为烟草有机肥的施用效果，将热榨法、冷榨法、浸出法、水代法4种制油工艺所产的芝麻饼粕发酵成饼肥，采用田间试验，研究不同芝麻饼肥对烟叶产量和质量的影响。结果表明，与对照(不施用芝麻饼肥)相比，施用芝麻饼肥处理均可增加烟叶的农艺性状、品质和产值；其中，施用热榨芝麻饼肥处理效果最好。施用热榨芝麻饼发酵肥处理的烟叶产量较对照增加7.7%，产值提高12.3%；糖碱比为10.52∶1，总氮/烟碱为0.69∶1，钾氯比为3.8，化学成分较协调；香气质较纯净、香气量较足，总体的感官评分最高；烟叶致香物质总量最高。可见，采用热榨法所产芝麻饼粕发酵腐熟后作为烟草有机肥效果较优。

制油工艺； 芝麻饼粕； 烟叶； 产量； 品质

芝麻油的生产工艺较常见的有热榨法、冷榨法、浸出法、水代法等。芝麻加工后的剩余物称为芝麻饼粕，其含有氨基酸、多肽、小肽、油、矿物质等丰富的营养物质，具有较高的经济利用价值，在饲料工业、食品工业和种植业(作为肥料)生产上应用广泛[1-2]。不同加工工艺芝麻饼粕的营养价值存在差异，热榨工艺中芝麻经炒制后，其芝麻饼粕的蛋白质经高温会发生变性；水代法得到的麻渣含水量较大，储存不当时易腐败变质；冷榨饼的各营养成分保存较好。各种工艺下所得芝麻饼粕的品质好坏取决于其对该行业的贡献。在我国，芝麻饼粕被用作肥料利用历史悠久，作为一种优质的有机肥料，其开发利用价值越来越大，特别是在烟草等高效经济作物上应用广泛。已有研究表明，适量饼肥与化肥配施有助于改善烟株根际的土壤酶活性及微生物含量，提高烟叶质量，使烟叶化学成分更趋于协调[3-8]。目前，关于芝麻饼粕作为肥料利用的研究比较粗放，仅将其作为一般有机肥，笼统地研究了其在作物增产效果和品质改善方面的作用，但关于不同加工工艺下的芝麻饼粕对作物品质影响的差异分析尚未见报道。鉴于此，研究了不同制油工艺所产芝麻饼粕对烟叶产量及品质的影响，旨在明确哪种工艺所产芝麻饼粕作为烟草有机肥效果较优，为烟草生产中的有机肥原料选择提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况与供试材料

试验于2014年在河南省临颍县固厢乡烟田进行，供试土壤为砂质潮土，基础土壤(0～20 cm)理化性质：有机质11.4 g/kg、全氮0.67 g/kg、碱解氮70.5 mg/kg、有效磷 10.9 mg/kg、速效钾108 mg/kg，pH值7.4。试验地地势平坦，排灌方便，前茬为烤烟，供试烤烟品种为中烟100。供试冷榨芝麻饼发酵肥、热榨芝麻饼发酵肥、浸出芝麻粕发酵肥、水代麻渣发酵肥均完全腐熟，其氮、磷、钾含量见表1。

表1 不同制油工艺芝麻饼肥的氮、磷、钾含量 g/kg

1.2 试验设计

试验设5个处理，各处理氮、磷、钾肥总施用量均相同，N用量为 67.5 kg/hm2，N、P2O5、K2O比例为1∶1.5∶3.5。其中，T1处理为对照，不施用芝麻饼肥；T2、T3、T4、T5处理分别为冷榨芝麻饼发酵肥、热榨芝麻饼发酵肥、浸出芝麻粕发酵肥、水代麻渣发酵肥，施用量均为375.0 kg/hm2。试验小区面积72 m2，3次重复，随机排列。烤烟5月5日移栽，9月10日采烤结束，其他田间措施按照优质烟叶生产技术方案进行。

施用肥料品种分别为烟草氮磷钾复混肥(N 10%、P2O512%、K2O 18%)、过磷酸钙(P2O513.5%)、硫酸钾(K2O 50%)和硝酸钾(N 13%、K2O 46%)。芝麻饼肥条施，其他肥料采取条施与穴施结合的方式。

1.3 测定项目与方法

参照YC/T 142—1998烟草农艺性状调查方法，分别在烤烟团棵期、旺长期和圆顶期测定株高、茎围、叶片数、最大叶长及叶宽等农艺性状。根据GB 2635—1992要求，各小区分级后统计不同处理烟叶产量、均价、产值、上等烟比例等。选取各处理成熟烟叶中橘三(C3F)等级烟叶进行化学成分分析、感官质量评吸和致香物质含量测定等。

化学成分指标包括总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯离子含量，参考王瑞新[9]的方法测定。

香气物质成分测定：采用美国HP5890Ⅱ-5972气质联用仪对烟叶样品进行定性分析。色谱柱HP-5[60 m×0.25 mm(i.d.)×0.25 μm(d.f.)]；载气He，流速0.8 mL/min；进样口温度250 ℃，传输线温度280 ℃；离子源温度177 ℃；升温程序：初温50 ℃，保持5 min，以5 ℃/min的升温速度升至120 ℃，保持5 min，以5 ℃/min的升温速度升至180 ℃，保持5 min，然后以6 ℃/min的升温速度升至250 ℃，保持15 min；分流比为1∶15，进样量为2 μL，电离能为70 eV，电离方式为EI；质量数为50～500 Da；用NIST02谱库检索定性；采用内标法定量。

1.4 数据处理

采用Excel 2003和DPS 7.05软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同制油工艺所产芝麻饼粕对烤烟农艺性状的影响

由表2可见，团棵期，施用芝麻饼肥处理的烟株株高、茎围、叶数、最大叶宽均低于对照；但旺长期和圆顶期，与对照相比，施用芝麻饼肥处理的烟株株高分别增加0.3～7.9 cm和1.6～6.9 cm，茎围分别增加0.1～0.7 cm和0～2.1 cm,叶数分别增加0.3～0.9片和1.1～1.7片,最大叶长分别增加了0.1～3.2 cm和1.5～4.9 cm,最大叶宽分别增加了0.7～3.7 cm和0.5～2.7 cm。施用芝麻饼肥的4个处理相比，团棵期，T4处理的株高最高、叶数最多、茎围最小、最大叶长和最大叶宽均最小；T3处理的叶数、最大叶长和最大叶宽均较高；旺长期和圆顶期，T3处理的株高、叶数、茎围、最大叶长和最大叶宽均较高。可见，T3处理对烟草农艺性状的影响较明显。

表2 不同处理烤烟的农艺性状

2.2 不同制油工艺所产芝麻饼粕对烟叶产量和经济性状的影响

由表3可见，施用芝麻饼肥的4个处理产量差异不显著，但T3处理的烟叶产量最高，其次为T4处理，二者分别较对照增加7.7%和6.8%。T3处理的烟叶产值最高，分别较T1、T2和T5处理显著增加12.3%、7.1%和6.1%，与T4处理差异不显著。T4处理的上等烟比例最高，分别较T2、T1处理显著增加5.5%、8.6%；T3处理的上等烟比例次之，但与T4、T2、T5处理间差异均不显著。

表3 不同处理烟叶的产量和经济效益

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.3 不同制油工艺所产芝麻饼粕对烟叶化学成分的影响

烟叶中的糖碱比常被作为烟叶香气强度和柔和性评价的基础。一般认为，优质烟叶糖碱比为10～15∶1，总氮/烟碱在0.5～1∶1，钾氯比大于4。氯是烤烟既需要而又限量的营养元素，一般要求烟叶氯含量小于1，烟叶化学成分较协调[10-12]。由表4可知，与对照相比，施用芝麻饼肥各处理均可提高总糖(T2处理除外)、K2O含量，降低烟碱和氯含量。T3处理的总糖、还原糖、K2O含量均高于其他处理，总氮、烟碱、氯含量均低于其他处理，其糖碱比为10.52∶1，总氮/烟碱为0.69∶1，钾氯比为3.8，均在适宜范围内。

表4 不同处理烟叶(C3F)的化学成分含量及协调性

2.4 不同制油工艺所产芝麻饼粕对烟叶感官质量的影响

烟叶是一种特殊商品，其感官特征可以客观地反映烟叶品质的优劣。由表5可知，在氮、磷、钾施用量相等的条件下，5个处理按感官评吸结果的优劣排序为：T3>T4>T5>T2>T1。其中，T3处理的烟叶香气质较纯净，香气量较足，浓度较高，且杂气量少，燃烧性较好，刺激性小，总体感官评分最高，评吸质量优于其他处理。总体上，T2、T3、T4、T5处理烟叶评吸结果均优于对照。

2.5 不同制油工艺所产芝麻饼粕对烟叶中性致香物质含量的影响

经气相色谱/质谱(GC/MS)对烟叶进行定性定量分析，共检测出25种对烟叶香味影响较大的化合物(表6)。其中，酮类13种，醛类4种，醇类3种，杂环化合物3种，烃类1种，酯类1种。含量较高的致香物质主要有新植二烯、苯甲醇、苯乙醛、茄酮、糠醛、香叶基丙酮、法尼基丙酮、β-大马酮、巨豆三烯酮-2、巨豆三烯酮-4等。

表5 不同处理烟叶的评吸结果

注：括号中的数值为该项的满分值。

表6 不同处理烤烟的中性致香物质含量及总量

在测定的25种致香物质中，T1处理的β-紫罗兰酮含量高于T2、T5处理；T2处理的法尼基丙酮、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种致香物质含量较高；T3处理的氧化异佛尔酮、β-紫罗兰酮、糠醛、苯乙醛和新植二烯5种致香物质含量较高；T4处理的二氢猕猴桃内酯、3-羟基-β-二氢大马酮、5-甲基糠醛3种致香物质的含量较高；T5处理的6-甲基-5-庚稀-2-酮、氧化异佛尔酮、β-二氢大马酮、β-大马酮、香叶基丙酮、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种致香物质含量较高。

新植二烯是烟叶中重要的致香物质，具有携带烟叶中挥发性香气物质和致香成分进入烟气的能力，又被称为烟叶的重要增香剂[13-14]。施用芝麻饼肥的4个处理烟叶的新植二烯含量、新植二烯以外致香物质含量和致香物质总量均高于对照，且T3处理烟叶的新植二烯含量、致香物质总量均最高。

烟叶中的致香物质按烟叶香气前体物可分为苯丙氨酸类、棕色化产物类、类西柏烷类和类胡萝卜素类等4类[15-16]。类胡萝卜素类致香物质对烟叶吸食品质有重要影响，5个处理中T5处理的类胡萝卜素类致香物质含量最高，其次为T2处理，T3、T4处理接近。棕色化产物类致香物质可赋予烟叶良好的香味[17-18]，施用芝麻饼肥的4种处理烟叶的棕色化产物类致香物质含量相近，其中T2处理较高，其次为T3、T5处理。苯丙氨酸类致香物质对烟叶的果香、清香贡献较大，T3处理烟叶的此类致香物质含量较高，其次为T2处理。

3 结论

本研究结果表明，施用热榨芝麻饼发酵肥处理的烟株农艺性状、烟叶化学成分及其致香物质、产量、产值、上等烟比例等均优于施用冷榨芝麻饼发酵肥、浸出芝麻粕发酵肥、水代麻渣发酵肥，烟叶各种化学成分较协调，更有利于提高烟叶的香气质量，而且具有较高的经济价值。

土壤中的有机碳、氮组分的变化是调节土壤肥力及微生态平衡的重要因素[19-20]。4种不同制油工艺所产芝麻饼粕发酵肥中，热榨芝麻饼发酵肥的氮、磷含量均为最高，但施用热榨芝麻饼发酵肥处理的烟叶氮含量最低，这可能是其养分被微生物作为氮源利用了，微生物可以活化氮、磷等营养元素，使其更易被植株吸收利用，进而改善烟叶品质。

实际生产中，芝麻油的生产工艺多为热榨工艺，这为以芝麻饼粕为原料开发烟草生产用有机肥的提供了便利条件。

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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

现代农业产业技术体系建设专项(CARS-15)；公益性行业(农业)科研专项(201303072-2)；河南省烟草专卖局重点科技项目(HYKJ201002，HYKJ201308，HYKJ201403)

余 琼(1990-)，女，河南驻马店人，在读硕士研究生，研究方向：油脂与植物蛋白工程。 E-mail:1378467423@qq.com

*通讯作者：汪学德(1962-)，男，河南郑州人，教授，在读博士研究生，主要从事粮食、油脂与植物蛋白工程研究。 E-mail:wangxuede1962@126.com 郑永战(1963-)，男，河南宝丰人，研究员，博士，主要从事芝麻种质创新及杂种优势利用研究。 E-mail:sesame168@163.com

S436.412.1

A

1004-3268(2016)03-0048-05