优化烟叶结构措施对烤烟产质量及中性香气物质的影响

黄 浩，冯玉龙，刘国敏，邵兰军，张学伟，陈泽鹏，王 维*

(1.广东中烟工业有限责任公司，广东 广州 510610；2.华南农业大学烟草研究室，广东 广州 510642；3.广东省烟草专卖局(公司)，广东 广州 510610)

优化烟叶结构措施对烤烟产质量及中性香气物质的影响

黄 浩1，冯玉龙2，刘国敏2，邵兰军1，张学伟1，陈泽鹏3，王 维2*

(1.广东中烟工业有限责任公司，广东 广州 510610；2.华南农业大学烟草研究室，广东 广州 510642；3.广东省烟草专卖局(公司)，广东 广州 510610)

为进一步提高龙岩烟区的烟叶质量，改善烟叶原料的等级结构和部位结构，筛选出适宜龙岩烟区的优化措施。在龙岩武平以云烟87为材料，设6个处理。A1：摘1片顶叶，除1片脚叶；A2：摘1片顶叶，除两2片脚叶(CK)；A3：摘2片顶叶，除1片脚叶；A4：摘2片顶叶，除2片脚叶；A5：摘2片顶叶，除3片脚叶；A6：摘3片顶叶，除3片脚叶；研究了田间不同优化烟叶结构措施对烤烟的化学成分、中性香气物质含量及主要经济性状的影响。结果表明：A4处理的类西柏烷类产物、棕色化反应类产物含量最高，分别比对照高了9.89 %和6.87 %；A6处理的类胡萝卜素类产物、苯丙氨酸类产物、其他类香气物质含量较高，相比对照分别提高了68.48 %、45.54 %和87.06 %；香气总量以A6处理最高，其次为A5处理；化学成分方面，A5处理一定程度上降低了淀粉、总氮、烟碱的含量，提高了钾的含量，对提高烟叶燃烧性，降低烟叶吸食中的刺激性和改善烟气的舒适度有利。经济性状方面，A5处理在总产值没有下降的前提下，上等烟比例提升了11.71 %，中上等烟比例提升了2.37 %，中部烟比例增加了12.95 %，上部烟的比例下降了11.02 %。综合来看，A5处理香气量较足，化学成分协调，同时显著改善了等级结构和部位结构，适宜在龙岩烟区生产中应用。

烤烟；烟叶结构；化学成分；中性香气物质；经济性状

国家局2011年就提出了优化烟叶结构、不适用烟叶田间处理的工作设想，并在云南、贵州、四川、湖南、山东五省开展生产环节处理不适用烟叶工作试点，取得了显著成效[1]。优化烟叶结构主要通过摘除部分脚叶和和顶叶来优化烟株生长发育的条件，以优化烟叶的空间资源配置，促进烟叶质量的提高，但优化过程中质量的提升伴随着产量的减少和劳力成本的增加。前人的研究基本集中在优化时期、打叶数对烤烟产质量的影响[2-6]，而对优化过程中中性香气物质、等级结构、部位结构影响的研究相对较少。本试验设置6个不同处理来研究田间摘除顶叶、脚叶数的组合对烤烟化学成分、中性香气物质及主要经济性状的影响，力图在稳产的基础上，从不同优化烟叶结构的处理中筛选能够显著改善烟叶结构的措施，为龙岩产区的烟叶生产提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2014年11月至2015年6月在福建武平县中山镇新城村进行，试验地前茬作物为水稻。土壤基本理化性质为pH 5.4，有机质含量0.89 %，碱解氮含量132.74 mg/kg，速效磷(P2O5) 含量117.81 mg/kg，有效钾(K2O) 含量181.63 mg/kg。试区地势平坦，排灌方便，供试品种为云烟87。

1.2 试验设计

试验共设计了6个处理，分别为摘1片顶叶，除1片脚叶；摘1片顶叶，除2片脚叶；摘2片顶叶，除1片脚叶；摘2片顶叶，除2片脚叶；摘2片顶叶，除3片脚叶；摘3片顶叶，除3片脚叶。为便于分析，分别记为“A1”、“A2”、“A3”、“A4”、“A5”、“A6”，其中“A2”为生产上实际优化烟叶方式(CK)，详见表1。每个处理3次重复，随机排列，共18个小区，每个处理种烟300株，试验共用地0.13 hm2左右。小区四周设保护行，以消除边际效应的影响。打顶方式统一为现蕾打顶，在打顶完成后10 d左右进行各优化处理。田间管理按当地的生产技术标准进行，烟叶采烤按烟叶成熟标准、密集烘烤工艺操作，分级则按国家42级分级标准。处理烟叶烘烤后选用中桔三(C3F)烟叶样品进行香气成分分析。每个样品取1.5 kg，烟样烘干、粉碎、过0.30 mm筛，备用。

1.3 常规化学成分的测定

烟叶化学成分测定指标包括：可溶性总糖、还原糖、淀粉、总氮、烟碱、钾和氯，并计算氮碱比、钾氯比，其中，总糖、淀粉含量采用蒽酮比色法测定[7]，还原糖含量采用3,5-二硝基水杨酸法测定[7]，总氮含量用凯氏定氮仪测定[7]，烟碱含量采用紫外分光光度法测定[8]，钾含量采用火焰光度计法测定[8]，氯含量采用莫尔法测定[8]。

表1 处理措施

1.4 中性香气物质的提取和测定

中性香味物质提取主要采用赵铭钦等[9]的方法，选用同步萃取蒸馏装置萃取，萃取完成后，加入10 g无水硫酸钠干燥有机相，用旋转蒸发仪浓缩1 mL左右即得烟叶精油。提取的样品由GC/MS 鉴定结果和NIST 库检索定性，气质联用仪型号为GCMS-QP2010SE (日本岛津公司)，采用内标法定量[10]。

1.5 数据分析

采用Excel 2013和DPS 7.05进行数据处理和统计分析，多重比较采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 不同处理对烤后烟叶化学成分的影响

烟叶化学成分是烟叶内在质量的基础，只有各种化学成分含量适宜且比例协调，烟叶才具有良好的内在质量，香气充足，吃味醇和[8]。由表2可以看出，不同优化烟叶结构方式对各化学成分有一定的影响。各处理中A6处理的总糖、还原糖含量较高，分别为25.28 %和19.10 %，比对照高了12.01 %和9.14 %，而该处理对应的淀粉、总氮含量则明显偏高，钾含量相对偏低，导致氮碱比、钾氯比的数值不在适宜范围内，可能与摘除叶片过多导致的烟株体内的代谢不协调有关；钾元素是烤烟的品质元素，A4处理和A5处理钾含量均>2 %，相比对照分别提高了15和25个百分点，达到了优质烤烟的标准，淀粉含量、氮碱比、钾氯比也相对适宜，A1和A3处理则钾含量偏低。

2.2 不同处理对烤后烟叶中性香气物质含量的影响

烟叶香气成分是构成烟叶香吃味质量的重要因素，但烟叶香气成分的组成十分复杂。为了分析上的便利，本研究采用按香气前体物分类的方法。中性致香物质按香气前体物可分为五大类：类胡萝卜素类降解产物、苯丙氨酸类降解产物、类西柏烷类降解产物、棕色化反应产物、其他香气物质类[11]。从表3来看，各处理与对照差异显著，其中A6处理中性香气物质总量最高，为745.13 μg/g，A5处理其次，为651.86 μg/g，相比对照分别提升了74个和53个百分点；A6处理类胡萝卜素类降解产物最多，达到了56.76 μg/g，相比对照提升了68.47 %，A4处理与A5处理其次，A1处理的含量最低，相比于对照下降了近11个百分点。几种优化烟叶结构处理中，以A4处理和CK的类西柏烷类降解产物的含量较高，分别为19.78和18.00 μg/g，其他处理的茄酮含量都要低于对照。棕色化反应产物方面，A4处理含量最多，为26.74 μg/g，而A1处理方式下仅为12.98 μg/g，相比于对照低了48个百分点。A6处理的苯丙氨酸类降解产物、其他类香气物质含量较高，相比对照分别提高了45.54 %和87.06 %。

表2 不同处理对烤后烟叶化学成分的影响

注：同行小写字母不同表示处理间差异达到5 %显著水平，下同。

Note：In the same line, different small letters indicate significant difference at 0.05 level. The same as below.

2.3 不同处理对烤后烟叶主要经济性状及等级部位结构的影响

由表4可得，不同优化烟叶结构措施对烤后烟叶的主要经济性状及等级部位结构有显著影响。随着优化顶叶、脚叶数片数总数的增多，产量逐渐下降，而均价则不断上升，在总产值方面，A5处理和A4处理分别比对照CK高了3.07 %和1.95 %，其他处理均比对照要低。摘除顶脚叶对提升等级结构方面影响明显，以摘除3片顶叶、3片脚叶的A6处理最佳，上等烟比例比对照高了16.47 %，中上等烟比例则提高了2.57 %。在部位结构方面，过多优化并不能达到提高中部烟比例，降低上部烟的目的，优化程度最高的A6处理中部烟比例与对照相比并没有显著差异，而上部烟比例反而增加了3.35 %。在各处理中，摘除2片顶叶、3片脚叶的A5处理表现较好，中部烟比例增加了12.95 %，上部烟的比例下降了11.02 %。

3 讨论与结论

3.1 不同优化烟叶结构方式对烤后烟叶经济性状及等级部位结构的影响

烟叶经济性状是反映烟叶经济效益的指标，关乎烟农收入和种烟的积极性[4]，而其中等级结构和部位结构则是烟叶原料结构层次的反映。本试验通过不同的优化烟叶结构措施，力求在保证产值不下降的前提下，尽量优化烤烟的等级部位结构。试验表明，摘除顶脚叶的优化措施对提高烟叶等级部位结构有利，在产值和结构平衡上找到共赢点是关键。摘除1片顶叶、1片脚叶的A1处理产量最高，但均价较低，导致总产值下降；A6处理因为优化过多的顶脚叶，均价最高，但受产量拖累，总产值反而最低，试验发现由于摘除了3片顶叶，上部烟的比例反而有上升的趋势，可能是烟株上原本属于中部叶位的烟叶在生长过程中受到自身代谢的影响，部分烟叶形成了上部叶的特征，而实际生产上则通常以烤后外观特征作为烟叶部位评定标准[12]，导致了上部烟不降反升的现象。试验中表现较优的为A5处理，总产值相比对照并没有下降，与此同时，上等烟比例提升了11.71 %，中上等烟比例提升了2.37 %，中部烟比例增加了12.95 %，上部烟的比例下降了11.02 %，能够满足优化烟叶结构的目的。

表3 不同处理对烤烟中性致香物质含量的影响

3.2 不同处理对烤后烟叶化学成分的影响

烟叶化学成分是影响烟叶内在质量的物质基础[13]，烟叶中总糖、还原糖、总氮、烟碱、氯、钾等化学成分因对烟叶质量有重要影响。各处理中A6处理中性香气物质总量最高，但淀粉、总氮和烟碱的含量偏高，钾含量偏低，这可能与摘除顶脚叶过多引起的烟片碳氮代谢不平衡有关。随着烟叶结构的优化，顶叶与脚业的摘除，原本繁密的叶片得以获得更多的阳光，进行充分的光合作用，同等条件下的香气总量也就越多；但过多摘除顶脚叶可能导致营烟株内部碳氮代谢不协调，不利于叶片的成熟落黄，也不利于在烟叶烘烤过程中色素的降解，影响烤烟品质[14]。相比之下，A5处理的烟碱含量和总氮含量相较均有不同程度下降，而钾含量相比对照有所上升，这对提高烟叶的燃烧性，降低烟叶吸食的刺激性和改善烟气的舒适度大有裨益[15]。这说明摘除2片顶叶、3片脚叶能够合理的调控烤烟的代谢强度，使烤后烟叶化学成分趋于协调。

表4 不同处理对烤后烟叶主要经济性状及等级部位结构的影响

3.3 不同处理对烤后烟叶中性香气物质的影响

在所测定的30种主要中性致香物质中，不同优化烟叶结构措施下的各处理烤后烟叶中新植二烯含量均占绝对优势，这与有关报道相同[16]。烟叶结构优化过程中，烟株的空间资源配置得以优化，高家合等的研究表明[17]，摘除适量顶、脚叶对烤烟根系的生长发育有利，对烟株吸收和利用氮肥有明显的促进作用，随着烟株利用氮肥效率的提高，烤烟叶片内的叶绿素含量会随之增加[18]，还有研究表明，作为叶绿素降解产物的新植二烯含量与叶绿素含量的多少有直接关系[19]，而胡皓月等[20]则指出光照是影响烟草新植二烯含量的重要因素。可见，优化部分脚叶和顶叶，烟株可能是通过调控水肥运筹和光合作用效率来促进香气积累的。本试验中随着优化烟叶的片数增多，中性香气物质的含量呈上升趋势，去除的脚叶、顶叶之和越多，中性香气物质含量也就越高，A4、A5、A6处理的香气总量分别比对照增加了50.28 %、52.51 %和74.32 %。

4 结 论

烟叶结构优化是一个系统工程，讲究平衡和共赢。优化过程不能为了提高等级部位结构而忽视了广大烟农的根本利益，也不能简单强调产量而降低质量要求，在保证原有产值的前提下，提高等级及部位结构才是根本解决方法。就本试验而言：A5处理的优化烟叶结构措施可以在烟叶化学成分协调的基础上，提高香气总量，并且在保证烟农原有收入的前提下实现了烟叶结构的优化，达到了烟农与烟草企业的双赢。但本文讨论的范围仅局限于优化过程对产质量的宏观数理统计上，对造成产质量差异的具体机理还有待进一步的研究。

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(责任编辑 李 洁)

Effects of Methods of Optimizing Leaf Structure on Yield,Quality and Neutral Aroma Substances of Flue-cured Tobacco

HUANG Hao1，FENG Yu-long2，LIU Guo-min2，SHAO Lan-jun1，ZHANG Xue-wei1，CHEN Ze-peng3，WANG Wei2*

(1.China Tobacco Guangdong Industrial Co，Ltd.，Guangdong Guangzhou 510610， China ； 2.Tobacco Laboratory，South China Agricultural University，Guangdong Guangzhou 510642 ，China；3.Guangdong Tobacco Monopoly Administration，Guangdong Guangzhou 510610，China)

This study aimed to further improve the quality, grade structure and site structure in Longyan area to filtrate a suitable optimization method for local tobacco production.The study with 6 treatments used flue-cured tobacco variety Yunyan 87 as material in Wuping. Six treatments respectively were A1：Remove one top leaf and one foot leaf; A2：Remove one top leaf and two foot leaves;A3：Remove two top leaves and one foot leaf;A4：Remove two top leaves and two foot leaves;A5：Remove two top leaves and three foot leaves;A6：Remove two top leaves and three foot leaves.Then, the effects on chemical composition,neutral aroma substances and main economic characters were analyzed.The result showed that the content of products degraded by cembranes and products of browing reaction in treatment A4 was the highest and respectively 9.89 % and 6.87 % higher than the CK. However, the content of products degraded by carotene, phenylalanine and other categories of neutral aroma components in treatment A6 were respectively 68.48 %,45.54 % and 87.06 % higher compared with CK.The total amount of aroma was highest in treatment A6 and treatment A5 on the second place.In terms of chemical composition,to a certain extent,treatment A5 reduced the content of starch, total nitrogen, nicotine and increased the content of potassium,which were good for combustibility,reducing the stimulus during smoking and improving the comfort of flue gas.In the aspect of economic characters, the ratio of high class leaf increased by 11.71 %, the ratio of the high and middle class leaf increased by 2.37 %,the ratio of the middle leaf increased by 12.95 % and the ratio of the upper leaf decreased by 11.02 %.Treatment A5 had sufficient aroma quantity and coordinate chemical composition and significantly improved the grade and site structure and will be more suitable for application in the production of flue-cured tobacco in Longyan.

Flue-cured tobacco；Leaf structure；Chemical composition；Neutral aroma substances; Economic characters

1001-4829(2016)12-2835-05

10.16213/j.cnki.scjas.2016.12.013

2016-06-16

广东中烟工业有限责任公司基金项目(15XM-QK201 4002)；广东省烟草专卖局基金项目(201204)

黄 浩(1988-)，男，安徽蒙城人，硕士，主要从事烟草优化调控理论与工艺研究，E-mail：2467228535@qq.com，Tel：18820090055，*为通讯作者：王 维，E-mail：wangwei@scau.edu.cn。

S572

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