基于香氣物質差異的湖北省烤煙新品系地域適應性分析

李亞培，曹景林，蔡長春，張俊杰，吳成林，程君奇

（湖北省煙草科學研究院，武漢 430030）

新品種（系）的適應性是品種選育的重要環節，重在考察新品種（系）在不同環境條件下經濟性狀的穩定性和適應性、內在化學成分的協調性、外觀質量的可用性及感官質量的均衡性。香氣物質是煙草感官質量的香氣評價研究的重要化學組分，通常分為苯丙氨酸類、棕色化產物類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類及其他五大類，它們大多由香氣前體物如內在化學成分的糖類降解轉化而成，是對煙葉香氣質、香氣量及香型風格進行評價的重要指標，也對卷煙制品形成特有風格起重要作用［1-4］。優質烤煙品種的特點往往是內在化學成分具有良好的協調性，或者是某種致香物質或多種致香物質含量突出，使其具有特有的香氣風格而受到卷煙工業的青睞。因此，培育內在化學成分協調、香氣物質均衡的優質烤煙新品種是育種的重要目標。

本試驗從香味物質方面分析了湖北省自育烤煙新品系在不同環境條件下的適應性，旨在篩選出適宜環境條件下具有突出香氣物質的新品系加以推廣。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為烤煙新品系HB030、HB078、HB107、YX01、HB202、LD33/60 及對照品種K326 和云煙87。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗在湖北省利川市、宣恩縣、巴東縣、興山縣、房縣、保康縣6 個區試點進行。各試點均采用完全隨機區組設計，重復3 次，2 行區或4行區，每小區種植80 株，行距和株距分別為120、55 cm，四周設置保護行。試驗地塊要求平整，土壤肥力適中，質地較疏松，水源方便，前茬作物為非茄科作物，周圍無病毒病傳染源。

1.2.2 測定項目及方法 參照GB 2635—92《烤煙》分級標準對烤后煙葉進行分級，取C3F 等級煙葉樣品用于香氣物質檢測。香氣物質采用GC/MS 法測定，即前處理采用同時蒸餾萃取裝置，萃取劑使用二氯甲烷，裝置的一端接盛有10.0 g 煙樣及350 mL水的l 000 mL 平底燒瓶，加熱。裝置的另一端接盛有40 mL 二氯甲烷的100 mL 燒瓶，該端在水浴鍋上加熱，水浴溫度為60 ℃，同時蒸餾萃取2 h，蒸餾萃取完成后，往二氯甲烷萃取液中加入10 g 無水硫酸鈉，冷卻干燥，最后把二氯甲烷萃取液濃縮至2 mL，并以硝基苯為內標，進行定量分析。采用美國HP5890 Ⅱ-5972 氣質聯用儀對煙葉樣品進行定性分析。GC/MS 分析條件：色譜柱為hp-5（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為He，流速為0.8 mL/min；進樣口溫度250 ℃；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度177 ℃；升溫程序為初溫50 ℃，恒溫5 min后以5 ℃/min升至120 ℃，保持5 min，再以5 ℃/min 升至180 ℃，保持5 min，再以6 ℃/min 升至250 ℃，保持15 min；分流比為1∶15；進樣量2 μL；電離能70 eV；電離方式為El；質量數范圍為50～500 amu；MS 譜庫為NIST庫。

1.2.3 栽培管理措施

1）育苗。采用漂浮育苗，加強苗期管理，保證試驗用苗數量和質量。

2）施肥。施純氮97.5 kg/hm2，氮磷鉀配比為1.0∶1.5∶3.0，肥料種類為煙草專用復合肥、磷肥、硝酸鉀。70%氮肥、全部磷肥及70%鉀肥作底肥于移栽前25 d 條施，根據小區面積折算施肥量，做到施肥均勻。剩余氮肥、鉀肥于移栽后20～25 d 追施。

3）移栽。采用地膜覆蓋栽培。起壟后，墑情適宜時覆膜，適時移栽。

4）田間管理。在移栽后30 d 揭膜中耕除草培土，在整個生育期加強病蟲害防治。每小區50%第一中心花開放時一次性打頂，抑芽劑抑芽。

5）采烤。成熟摘葉采收，密集式烤房烘烤。

2 結果與分析

2.1 烤煙新品系苯丙氨酸類降解產物含量分析

參試新品系在不同區試點的苯丙氨酸類降解產物含量分析結果表明（圖1），在宣恩縣區試點，苯丙氨酸類降解產物含量方面，新品系HB202＞LD33/60＞云煙87，且排名前3 位，K326 的含量最低，新品系HB030、HB078、HB107、YX01 的苯丙氨酸類降解產物含量基本相當；在利川市區試點，苯丙氨酸類降解產物含量排名前4 位的是YX01、HB202、HB107、LD33/60，HB030、HB078 的苯丙氨酸類降解產物含量與K326、云煙87 基本相當；在巴東縣區試點，參試新品系HB030 與K326 的苯丙氨酸類降解產物含量相當，大于其他參試烤煙新品系，其他烤煙新品系大小排序為云煙87＞HB202＞LD33/60＞HB078＞HB107＞YX01。在興山縣區試點，苯丙氨酸類降解產物含量，參試新品系HB078＞LD33/60 ＞YX01 ＞K326 ＞HB202 ＞云煙87 ＞HB107 ＞HB030；在房縣區試點，苯丙氨酸類降解產物含量大小排序為參試新品系LD33/60＞K326＞HB030＞YX01＞云煙87＞HB202＞HB078＞HB107；在保康區試點，苯丙氨酸類降解產物含量方面，參試新品系HB202＞YX01 ＞HB030 ＞云煙87 ＞LD33/60 ＞K326 ＞HB107 ＞HB078。

圖1 烤煙新品系苯丙氨酸類降解產物含量

綜上所述，新品系HB202 在宣恩縣和巴東縣區試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物的含量；新品系HB030 在巴東縣區試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物含量；新品系HB078 在興山縣區試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物的含量；新品系LD33/60 在巴東縣區試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物的含量；新品系YX01 在興山縣區試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物的含量。

2.2 烤煙新品系棕色化產物類降解產物含量分析

參試新品系在不同區試點的棕色化產物類降解產物含量分析結果表明（圖2），在宣恩縣區試點，棕色化產物類降解產物含量大小排序為參試新品系HB202＞HB107＞HB078＞云煙87＞LD33/60＞YX01＞HB030＞K326；在利川市區試點，棕色化產物類降解產物含量大小排序為參試新品系HB107＞HB202＞LD33/60＞YX01＞云 煙87＞K326＞HB030＞HB078；在巴東縣區試點，K326＞HB030＞云 煙87＞HB107＞HB078＞HB202＞LD33/60＞YX01；在興山縣區試點，HB107＞HB078＞YX01＞LD33/60＞HB202＞K326＞云煙87＞HB030；在房縣區試點，棕色化產物類降解產物含量大小排序為參試新品系LD33/60＞K326＞HB030＞HB202＞HB078＞YX01＞云煙87＞HB107；在保康縣區試點，云煙87 ＞HB202 ＞HB030 ＞YX01 ＞HB107 ＞HB078＞K326＞LD33/60。

圖2 烤煙新品系棕色化產物類降解產物含量

綜上所述，新品系HB030 在巴東縣區試點種植比較有利于提高其棕色化產物類降解產物含量；新品系HB078、HB107、YX01 在興山縣區試點種植比較有利于提高其棕色化產物類降解產物含量；新品系HB202 在宣恩縣區試點種植比較有利于提高其棕色化產物類降解產物的含量；新品系LD33/60 在房縣區試點種植比較有利于提高其棕色化產物類降解產物的含量。

2.3 烤煙新品系類西柏烷類降解產物含量分析

參試新品系在不同區試點的類西柏烷類降解產物含量分析結果表明（圖3），在宣恩縣區試點，類西柏烷類降解產物含量排名前3 位的是HB202、云煙87、HB030，HB107 和LD33/60 的類西柏烷類降解產物含量基本相當，HB078、YX01 和K326 的類西柏烷類降解產物含量基本相當；在利川市區試點，類西柏烷類降解產物含量排名前4 位的是HB030、HB202、LD33/60、HB107，HB078 和K326 的類西柏烷類降解產物含量基本相當，YX01 和云煙87 的類西柏烷類降解產物含量基本相當；在巴東縣區試點，類西柏烷類降解產物含量大小排序為云煙87＞LD33/60 ＞K326 ＞HB107 ＞HB030 ＞HB202 ＞HB078＞YX01；在興山縣區試點，類西柏烷類降解產物含量大小排序為K326＞LD33/60＞HB202＞HB078=YX01＞云煙87＞HB030＞HB107，YX01 和HB078 的類西柏烷類降解產物含量相等；在房縣區試點，類西柏烷類降解產物含量大小順序為K326＞YX01＞LD33/60＞HB078=HB202＞云 煙87＞HB030＞HB107，HB078 和HB202 的類西柏烷類降解產物含量相等；在保康縣區試點，類西柏烷類降解產物含量大小排序為參試新品系HB202＞K326 ＞云煙87 ＞YX01 ＞HB030 ＞LD33/60 ＞HB078＞HB107。

圖3 烤煙新品系類西柏烷類降解產物含量

綜上所述，新品系HB030、HB107、LD33/60 在巴東縣區試點種植比較有利于提高其類西柏烷類降解產物含量；新品系HB078、YX01 在房縣區試點種植比較有利于提高其類西柏烷類降解產物含量；新品系HB202 在保康縣區試點種植比較有利于提高其類西柏烷類降解產物含量。

2.4 烤煙新品系類胡蘿卜素類降解產物含量分析

參試新品系在不同區試點的類胡蘿卜素類降解產物含量分析結果表明（圖4），在宣恩縣區試點，類胡蘿卜素類降解產物含量大小順序為參試新品系HB202＞云煙87＞LD33/60＞HB078＞HB030＞HB107＞YX01＞K326；在利川市區試點，類胡蘿卜素類降解產物含量大小順序為參試新品系YX01＞HB202＞HB107＞K326＞LD33/60＞云煙87＞HB030＞HB078；在巴東縣區試點，類胡蘿卜素類降解產物含量大小順序為K326＞HB202＞ 云煙87＞HB078＞HB030＞LD33/60＞YX01＞HB107；在興山縣區試點，類胡蘿卜素類降解產物含量大小排序為參試新品系LD33/60＞HB078 ＞YX01 ＞K326 ＞HB202 ＞云煙87 ＞HB107 ＞HB030；在房縣區試點，類胡蘿卜素類降解產物含量排名前2 位的是LD33/60、K326，HB030、YX01 和云煙87 的類胡蘿卜素類降解產物含量基本相當，HB078 和HB202 的胡蘿卜素類降解產物含量基本相當，HB107 的含量最低；在保康縣區試點，類胡蘿卜素類降解產物含量大小排序為參試新品系HB030＞YX01＞HB202 ＞云煙87 ＞LD33/60 ＞HB078 ＞HB107 ＞K326。

圖4 烤煙新品系類胡蘿卜素類降解產物含量

綜上所述，新品系HB030 在保康縣區試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量；新品系HB078 在興山縣區試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量；新品系HB107、HB202 在宣恩縣區試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量；新品系YX01 在保康縣區試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量；新品系LD33/60 在房縣區試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量。

2.5 烤煙新品系葉綠素降解產物含量分析

參試新品系在不同區試點的葉綠素降解產物含量分析結果表明（圖5），在宣恩縣區試點，葉綠素降解產物含量大小順序為參試新品系HB202＞HB030 ＞LD33/60 ＞云煙87 ＞YX01 ＞HB107 ＞K326 ＞HB078；在利川市區試點，葉綠素降解產物含量大小順序為參試新品系YX01＞HB202＞HB107＞HB030＞HB078＞LD33/60＞K326＞云煙87；在巴東縣區試點，葉綠素降解產物含量大小排序為K326＞云煙87＞HB078=HB202 ＞LD33/60 ＞HB030 ＞YX01 ＞HB107，HB078 和HB202 的葉綠素降解產物含量相等；在興山縣區試點，葉綠素降解產物含量大小順序為參試新品系LD33/60 ＞YX01 ＞K326 ＞HB078 ＞HB202 ＞云煙87＞HB030＞HB107，YX01 和K326 的葉綠素降解產物含量相當；在房縣區試點，葉綠素降解產物含量大小排序為參試新品系LD33/60＞YX01＞K326＞HB078＞云煙87＞HB202＞HB030＞HB107；在保康縣區試點，葉綠素降解產物含量大小排序為HB030＞HB202 ＞YX01 ＞HB078 ＞LD33/60 ＞云煙87 ＞K326 ＞HB107。

圖5 烤煙新品系葉綠素降解產物含量

綜上所述，烤煙新品系HB030、HB202、LD33/60在宣恩縣區試點種植比較有利于提高其葉綠素降解產物含量；新品系HB078 在保康縣區試點種植比較有利于提高其葉綠素降解產物含量；新品系HB107、YX01 在利川市區試點種植比較有利于提高其葉綠素降解產物含量。

3 小結與討論

從經濟性狀方面及內在化學成分方面分析烤煙新品種（系）在不同生態條件下的適應性是育種工作者經常用到的分析方法。李亞培等［5，6］、李青誠等［7，8］從經濟性狀方面研究了湖北省不同產區生態條件下新品系的適應性，篩選出了適應湖北省不同生態條件下種植的新品系。曹景林等［9］研究了湖北省不同生態條件下當地主栽烤煙品種多年常規內在化學成分的變化，發現在固定生態條件下，影響煙葉常規化學成分的因素主要為品種自身特性。曹景林等［10］從海拔高度方面研究了云煙87 的煙葉化學成分與海拔高度的關系，發現鹽堿和總氮隨海拔高度升高而升高，還原糖、總糖隨海拔高度升高而降低，得出煙葉化學成分的協調性與海拔高度呈負相關。無論從經濟性狀方面還是內在化學成分方面篩選不同環境條件下的最適烤煙新品種都具有一定的局限性。煙草中的香味物質其化學成分主要是醛、酮、醇、酯等碳水化合物［11］，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［2］，對煙草的內在品質至關重要，還是影響卷煙制品風格類型的重要因素。冉霞等［12］認為，煙葉中揮發性香味成分的種類、含量及組成比例是卷煙產品風格的主要影響因子，其中的棕色化產物類大多具有特殊的香味；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。還有研究認為多酚類物質可賦予煙氣清甜香和烤香［13］；新植二烯是煙草中性揮發物中含量最高的成分［14］，其含量高低與其香型風格有緊密聯系［15］。因此，從香味物質的含量入手，分析烤煙品種在不同環境條件下的香味物質含量的差異，篩選出在適宜環境條件下具有較高香味物質含量的新品種，或許可以彌補單純從經濟性狀或者內在化學成分方面篩選優質烤煙新品種的不足。

研究從香味物質之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、葉綠素降解產物含量方面研究了湖北省自育烤煙新品系在不同產區環境條件下的適應性。結果表明，宣恩縣區試點的環境條件有利于提高新品系HB202 的苯丙氨酸類降解產物、棕色化產物類降解產物、類胡蘿卜素類降解產物及葉綠素降解產物含量，還有利于提高新品系HB030 葉綠素降解產物含量；巴東縣區試點的環境條件有利于提高新品系HB030 的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含量；保康縣區試點的環境條件有利于提高新品系HB202 的類西柏烷類降解產物含量和新品系HB030 的類胡蘿卜素類降解產物含量；其他參試新品系在不同區試點的香味物質含量表現不一致。綜上結果，結合前期對參試新品系在不同區試點的經濟性狀及化學成分的適應性分析，得出適宜在宣恩縣、保康縣種植的優質烤煙新品系為HB202，適宜在宣恩縣、巴東縣、保康縣種植的優質烤煙新品系為HB030，這為后期進行生產示范提供了數據支撐。