烤煙高香氣特色品系化學成分和中性致香物質含量的比較分析

張景華，武云杰，侯冰清，王 林，戚 瑩，張小全，楊鐵釗

(河南農業大學 煙草學院，河南 鄭州 450002)

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烤煙高香氣特色品系化學成分和中性致香物質含量的比較分析

張景華，武云杰，侯冰清，王 林，戚 瑩，張小全，楊鐵釗*

(河南農業大學 煙草學院，河南 鄭州 450002)

摘要：對烤煙高香氣品種8306的11個雜交品系進行初步篩選并對化學成分和中性致香物質含量進行比較分析。結果表明：不同雜交品系間烤煙中的化學成分含量和中性致香物質含量均有顯著差異；粵煙97×8306的鉀氯比和中性致香物質總量最高；MS8306×K326的總糖和鉀含量最高；MS8306×中煙98的煙堿含量和棕色化反應產物總量最高；MS云煙87×8306 的總氮和類胡蘿卜素總量最高。綜合分析認為，粵煙97×8306、MS云煙87×8306、NC628×8306和MS8306×中煙98化學成分和中性致香物質含量較協調，可進一步研究其香氣風格和吸食品質。

關鍵詞：烤煙；基因型；化學成分；致香物質

煙葉中的化學成分和香氣物質含量與煙葉內在質量緊密相關[1-2]，進而決定著煙葉的經濟和使用價值，其含量受許多因素影響，如基因型、栽培措施、生態條件、采收成熟度及烘烤條件等，其中基因型是遺傳基礎，決定了化學成分含量的差異，以及不同品種的香氣特征和致香物質的含量[3]。在同一地點和同一栽培管理措施下，不同基因型的化學成分、香氣質、香氣量和香氣型有可能存在較大的差異[4]。不同基因型烤煙間化學成分和中性致香物質含量存在較明顯差異[5-7]。因此，烤煙基因型對化學成分和香氣成分的含量起到關鍵的作用。品種8306是河南農業大學以煙草葉片腺毛分泌物入手培育出的高香氣品種[8]，其特點是煙葉腺毛分泌物含量高，香型突出、香氣量大[9]。目前關于8306的香味基礎物質研究較多[8-12]，而關于以8306為父本或母本進行雜交的基因型烤煙研究較少。本研究對高香氣材料8306雜交品系的化學成分和中性致香物質進行了比較分析，初步篩選出化學成分較協調、中性致香物質含量較高的品種，以便進一步研究它們的其他品種特性，為高香氣烤煙新品種選育提供幫助。

1材料與方法

1.1試驗設計

試驗于2014年在河南省三門峽市盧氏縣杜關鎮郭家村進行，供試土壤類型為棕壤土，土壤肥力中等。前茬作物烤煙，5月19日移栽，種植行距120 cm，株距50 cm。施純氮52.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶2∶4，各材料處理之間施肥和田間管理同常規措施。土壤有機質含量2.13%，堿解氮含量120.5 mg/kg，速效磷18.6 mg/kg，速效鉀189.45 mg/kg，土壤pH 7.56。采用完全隨機區組設計，重復3次，每小區面積66.67 m2，區組間設通道，四周設保護行。

1.2供試材料

試驗所用材料及編號為V1：8306；V2：MSG28×8306；V3：韭菜坪2號×8306；V4：MS8306×畢納1號；V5：MS云煙87×8306；V6：MS8306×宜中90；V7：MS8306×中煙98；V8：NC628×8306；V9：粵煙97×8306；V10：MSK149×8306；V11：豫煙11號(K326×8306)；V12：MS8306×K326。所選與8306雜交的品種皆具有高產量和高抗病性特征，其中對照品種V11已經定名為豫煙11號，各材料在同一烘烤條件下完成烘烤并取烤后煙葉C3F各3 kg，烘干粉碎過60目篩，用于化學成分和中性致香物質含量的測定。

1.3測定項目與方法

1.3.1煙葉化學成分測定[13]還原糖含量測定采用DNS法；總糖含量測定采用蒽酮比色法；總氮含量測定采用過氧化氫-硫酸消化法；煙堿含量測定采用紫外分光光度法；鉀含量的測定采用火焰光度法；氯含量的測定采用銀量法。

1.3.2中性致香物質的提取及定性定量測定采用趙銘欽等[5]的方法對烤后樣品進行中性致香物質的提取及定性定量分析。

1.3.3數據處理分析采用Microsoft Excel 2007 和SPSS 19軟件進行數據處理和統計分析。

2結果與分析

2.1不同雜交品系烤煙中部葉化學成分含量分析

由表1可知，各化學成分指標在8306及不同雜交品系烤煙之間的差異較顯著，但均在適宜范圍內[7]。其中V5和V9的還原糖和總糖含量低于V1；V2、V3、V11和V12的總氮含量比V1低；V2、V5、V8、V10和V11的煙堿含量較V1偏高；V12的鉀含量比V1高，V9的鉀含量接近V1，其余均低于V1；V3、V5和V9的氯含量低于V1；V3、V6、V7、V9和V12的糖堿比高于V1；V3、V5和V9的鉀氯比高于V1。V3的還原糖含量最高，糖堿比最大，而總氮和煙堿含量相對最低，說明V3相對于其他基因型而言碳代謝較旺盛，而氮代謝能力較弱[14]；V4和V5的總氮含量最高，為2.02%，而還原糖含量相對較低，說明其氮代謝較旺盛，而碳代謝能力較弱；V6和V8的氯含量較高，鉀氯比較低，說明這兩個基因型煙草可能對土壤中的氯吸收較好；V9的鉀含量較高，而氯含量最低，說明該基因型煙草對鉀的吸收能力較強，而吸氯能力較弱。

注：同列中不同小寫字母表示差異達P<0.05顯著水平。

2.2不同雜交品系烤煙中性致香物質總量分析

不同中性致香物質具有不同的化學結構和性質，對煙葉香氣的質、量、型有不同的貢獻[15]。 按煙葉香氣前體物分類后，由表2可知，中性致香物質總量以V9最高，為1320.68 μg/g，其中V5和V8也較高，含量分別為1208.67、1178.54 μg/g，而V4的含量相對較低。類胡蘿卜素類含量以V5最高，V7和V9相對也較高，且除V4低于V1外，其余均高于V1。類西柏烷類含量以V1最高，V4次之，V3最低。苯丙氨酸類含量V4最高，V12次之，V9最低。棕色化反應產物類含量以V7最高，V9最低，V2、V6、V7、V10和V11高于V1。新植二烯含量以V9最高，V4最低，其中V5、V8和V9高于V1。與對照品種V11相比，V5、V8和V9的中性致香物質總量，V4的類西柏烷類含量，V2、V7和V10的棕色化反應產物含量，V4和V12的苯丙氨酸類含量以及V3、V5、V8和V9的新植二烯含量有所增加，而V1、V2、V4、V6和V10的類胡蘿卜素類含量降低。

2.3不同雜交品系烤煙苯丙氨酸類致香物質含量分析

苯丙氨酸的代謝轉化是影響煙草香味的重要過程之一[3]。由表2可知，不同雜交品系烤煙烤后苯丙氨酸類致香物質的含量間有明顯差異。在測定的4種苯丙氨酸類致香物質中，苯甲醇和苯乙醛的含量較高，苯甲醛含量最低，其中V4的苯丙氨酸類總量、苯甲醇和苯乙醇含量最高；V6的苯甲醛和苯乙醛含量最高。相對于V11而言，V4和V12的苯丙氨酸類物質總量有所增加。

2.4不同雜交品系烤煙棕色化反應產物類致香物質含量分析

棕色化反應是降解產生烤煙致香物質的重要過程，包括氨基化合物與羰基化合物之間發生的一系列復雜的反應，形成煙草特殊香味[16]。由表2可知，在測定的8種棕色化產物類致香物質中，糠醛含量最高，其他均較低。其中V7中糠醛、糠醇、2-乙酰基呋喃和棕色化產物總量最高；V11中面包酮、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮的含量較高；2-乙酰基吡咯只在V7和V8中檢測到，其中V8的含量最高；愈創木酚在V10中含量較高；5-甲基糠醛在V6中含量較高。V2、V7和V10的棕色化產物總量高于對照V11。

2.5不同雜交品系烤煙類胡蘿卜素類致香物質和新植二烯含量分析

由表2可知，測定出18種類胡蘿卜素類致香物質，其中β-大馬酮、β-二氫大馬酮、法尼基丙酮、巨豆三烯酮2和巨豆三烯酮4含量較高。其中V3中β-大馬酮含量、V5中β-二氫大馬酮含量、V7中巨豆三烯酮4和法尼基丙酮含量、V9中巨豆三烯酮2含量較其他品系高。就類胡蘿卜素類致香物質總量來說，V5較高，V4較低。除V1、V2、V4、V6和V10的類胡蘿卜素總量低于V11外，其余品系均高于對照。新植二烯具有清香氣且有較強的刺激性，是煙葉中葉綠素降解成葉醇并脫水形成的中性香氣物質[17]，其含量的高低與煙葉的香吃味有密切聯系，且對其它致香物質的形成有很大影響。由表2可知，V9的新植二烯含量最高，V5次之，而V4含量最低，V3、V5、V8和V9的新植二烯總量高于V11。

2.6不同雜交品系烤煙類西柏烷類致香物質含量分析

類西柏烷類致香物質主要指茄酮及其衍生物，具有類似胡蘿卜、甘草和茶樣芳香等香氣，是煙草中很重要的致香物質[3]。本試驗只檢測到一種類西柏烷類致香物質，即茄酮。由表2可知，V1的茄酮含量最高，V4次之；V11和V12的茄酮含量也較高，而V3和V5的茄酮含量較低。

表2不同雜交品系烤煙中性致香物質含量

3討論

煙葉的香氣質量是煙葉質量的核心內容，我國煙葉的香氣質量與國外的差距主要表現在香氣量不足，濃度不夠等方面，使得提高品種的香氣品質成為國內育種的一個主攻方向，因此培育適于我國特定農業生態條件的優質高香氣煙草新品種，是提升我國卷煙品牌市場競爭力的基礎，也是我國卷煙擁有獨立知識產權核心技術的關鍵。研究表明，化學成分各指標在優質范圍內的煙葉，其外觀質量、內在質量以及吸食品質較好[18-19,22]。也有研究認為，總糖和還原糖含量分別影響著煙氣的甜度、醇和度以及煙草吃味，總氮和煙堿影響著煙葉的生理強度和煙氣濃度[23-25]。糖堿比是反映煙氣酸堿平衡的重要指標，也影響著煙氣柔和性和細膩度[23]。本試驗結果表明，還原糖、總糖、煙堿、鉀、氯、鉀氯比和糖堿比在各雜交品系烤煙間的差異較大，其中MSG28×8306的鉀含量較低，韭菜坪2號×8306的煙堿含量和總氮含量較低，MS8306×宜中90的鉀氯比較低，8306×K326、8306和粵煙97×8306的鉀含量較高，表明煙葉化學成分的協調性與基因型表現和品種地域適應性有關。綜合來看，MS云煙87×8306、粵煙97×8306、NC628×8306和MS8306×中煙98的化學成分較協調，可進一步研究其外觀質量、經濟性狀和吸食品質，以期選育出化學成分協調，內外質量及吸食品質皆優良的品種。

煙葉香氣質量優劣可以通過分析煙葉香氣物質的含量進行客觀地評價，香氣物質類群的不同導致了香型風味的不同[26]。本試驗結果顯示，香氣總量和新植二烯含量最高的是粵煙97×8306，其可能會表現出烤煙香氣并具有強烈的清香氣[27]；8306×畢納1號的苯丙氨酸類物質總量最高，果香和清香表現可能會突出[3]；MS8306×中煙98的棕色化反應產物含量最高，其香氣濃郁，抽吸口感較好，刺激性較低[18-19]；MS云煙87×8306的類胡蘿卜素類物質含量最高，這可能跟成熟度有關，因為有研究[28]認為，不同成熟度的煙葉，類胡蘿卜素降解產物存在較大差異；類西柏烷類物質中的茄酮具有一定的甜香，能調和卷煙的吃味[3]，其含量較高的是8306和8306×畢納1號。其余雜交品系烤煙的不同種類香氣物質的含量各有差異，這導致不同雜交品系間的烤煙香吃味和香型風味也不相同[29]。

綜合化學成分和中性致香物質的結果來看，粵煙97×8306、MS云煙87×8306、NC628×8306和MS8306×中煙98相對于親本8306和豫煙11號表現接近或有所提高，化學成分協調，中性致香物質總量較高，特征類香氣物質含量較豐富，可進一步研究其香型和香吃味質量，并結合田間長勢、烤后外觀性狀、經濟性狀、感官評價等指標，選育出香氣量充足、香型突出、香吃味質量較好、產量較高的烤煙新品種。

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(責任編輯：許晶晶)

Comparative Analysis of Chemical Components and Neutral Aroma Substance Contents in High-aroma Flue-cured Tobacco Lines

ZHANG Jing-hua, WU Yun-jie, HOU Bing-qing, WANG Lin,QI Ying, ZHANG Xiao-quan, YANG Tie-zhao*

(College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

Abstract：The chemical components and neutral aroma substances of high aroma cultivar 8306 and 11 different hybridization cultivars of flue-cured tobacco were comparison analyzed. The results showed that chemical components and neutral aroma substances in different hybridization cultivars of flue-cured tobacco were significant difference, Yueyan 97×8306 caused by higher ratio of Kalium-chlorine and total neutral aroma substances. MS8306×K326 caused by higher content of total sugar and kalium. MS8306×Zhongyan 98 caused by higher content of nicotine and brown products of incense substance. MS Yunyan 87×8306 caused by higher content of total nitrogen and carotenoid catabolites. In summary, the chemical components and neutral aroma substances of Yueyan 97×8306, MS Yunyan 87×8306, NC628×8306 and MS8306×Zhongyan 98 exhibited better coordination and better leave qualities, so the aroma style and smoking quality of these genotypes flue-cured tobacco could be further studied.

Key words：Flue-cured tobacco; Genotypes; Chemical components; Aroma substances

收稿日期：2015-11-24

基金項目：河南省煙草公司科技項目(HYKJZD201401)；上海煙草集團有限責任公司科技項目(SZBCW201401065)。

作者簡介：張景華，碩士研究生，主要從事煙草遺傳育種研究。*通訊作者：楊鐵釗。

中圖分類號：S572

文獻標志碼：A

文章編號：1001-8581(2016)05-0055-05