烟草主要化学成分及香味物质是评价烟叶原料及卷烟产品品质的重要指标,烟叶香气前体物是烟叶生长、成熟、调制、醇化和燃烧过程中通过积累、转化和降解产生的自身无香气特征,但可转化形成香气物质的一类化合物[1,2,3]。烟叶主要化学成分指标含量不协调、香气不足和香气质差等是影响我国目前烟叶原料及卷烟产品品质的重要因素之一[4,5]。烟叶主要化学成分及香气前体物质含量,除受品种遗传基因和环境条件影响外,还与栽培和采烤技术措施密切相关[6,7,8]。为了改善烟叶品质,提高烟叶香气物含量,前人[9]通过品种改良,施用有机肥及叶面肥等栽培技术,完善烘烤工艺和采烤技术等措施实现,但通过喷施植物提取物来提升烟叶原料质量的相关报道极少。
我国是世界上植物资源十分丰富的国家之一,栀子花和玉兰花遍布全国。栀子花含有乙酸苄酯、乙酸芳樟酯、乙酸苏合香酯等成分;名贵的观赏植物玉兰花含有挥发油（主要是柠檬醛、丁香油酸等,其次是木兰花碱、生物碱、望春花素、癸酸、芦丁、油酸等成分）及丰富的VA、氨基酸和多种微量元素。开展栀子花和玉兰花汁液提取物在提高烟叶原料及烟草制品品质质量上的应用,具有重要的现实意义。本研究旨在通过喷施栀子花和玉兰花汁液提取物, 探讨栀子花和玉兰花汁液提取物对提高烟叶品质的作用效果,为开展植物资源在烟草上的应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试烤烟品种为湘烟5号。于2017年12月28日播种,漂浮育苗,2018年3月28日移栽,进行盆栽试验,每盆装风干的烟-稻轮作稻田土壤15kg,每盆栽烤烟1株;将新鲜的栀子花和玉兰花按照1:1的质量比例混合后,在低温（≤8℃）条件下打浆过滤制得参试植物提取物（浓缩）。栀子花和玉兰花混合提取物主要含有酯类（乙酸苄酯、乙酸芳樟酯、乙酸苏合香酯等）、柠檬醛、丁香油酸、生物碱（木兰花碱、生物碱）、油酸、VA、氨基酸和多种微量元素。
1.2 试验设计
试验设4个不同的提取物喷施量处理,分别为2.0g/株（T1）、3.5g/株（T2）、5.0g/株（T3）和0g/株（T4,对照）。3次重复,每个处理栽45盆。各处理对水100g/株,分别在移栽后45、60、75d叶面喷施烟株3次。
烟株施烟草专用基肥27.3g/株,专用追肥27.3kg/株,追施硫酸钾13.7g/株;提苗肥2.3g/株,分别在移栽时和移栽后7d对水浇施。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 烟叶主要化学成分及致香物质含量测定 烟叶成熟后,采取挂牌单采单烤,烤后参照GB 2635-1992标准进行分级,每个重复分别取上部橘黄二级（B2F）和中部橘黄三级（C3F）烟叶250g去叶梗,研磨成待测样品。其中,参照YC/T 176-2003标准测定石油醚提取物含量;采用GC-MS/SIM测定香气物种类的定性定量,并参照周冀衡等[5]和李玲燕等[10]方法测定主要香气物总量;采用San++（荷兰SKALAR公司）连续流动分析仪,参照YC/T 159-2002（总糖与还原糖）、YC/T 160-2002（烟碱）、YC/T 161-2002（氮）、YC/T 162-2002（氯）、YC/T 217-2007（FP6410火焰光度计,上海精密科学仪器有限公司生产）（钾）方法分别测定烟叶主要化学成分总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯含量。
1.4 数据统计
采用SPSS statistics 17.0进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理对烟叶主要化学成分含量的影响
图1为不同处理烟叶主要化学成分含量。其中B2F和C3F烟叶总糖、还原糖和钾含量均表现为T2>T3>T1>T4,烟碱和氮含量均表现为T4>T1>T3>T2,氯含量各处理相同;进一步计算得知:与对照相比,T1~T3处理的上部橘黄二级（B2F）和中部橘黄三级（C3F）烟叶还原糖含量分别高15.0%~21.1%和14.3%~17.7%,钾含量分别高5.7%~13.9%和7.40%~14.0%;还原糖/烟碱表现为T2>T3>T1>T4,钾/氯表现为T2>T3>T1>T4;氮/烟碱表现为T4>T2>T1>T3。
图1
图1
不同处理B2F和C3F烟叶主要化学成分含量
同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）,下同
Fig.1
Chemical composition content of flue-cured tobacco B2F and C3F of different treatments
Values followed by different small letters mean significant difference at 0.05 level, the same below
初步表明,B2F和C3F烟叶主要化学成分含量及其协调性均以T2处理最好,其次依次为T3、T1和T4处理;移栽后45、60、75d进行叶面喷施栀子花和玉兰花混合物提取物,对提高烟叶主要化学成分含量有一定的效果。
2.2 不同处理对烟叶感官质量的影响
通过对C3F和B2F烟叶感官质量评价得知（表1）,7项感官质量评价指标权重得分均表现为T2处理最好,其次分别为T3、T1和T4处理。表明移栽后45、60、75d进行叶面喷施栀子花和玉兰花提取物,对提高烟叶感官质量有一定的效果。
表1 不同处理烟叶感官质量评价
Table 1
| 处理 Treatment | 等级 Grade | 香气质 Aroma quality | 香气量 Aroma quantity | 杂气 Offensive odor | 浓度 Concentration | 刺激性 Stimulus | 劲头 Strength | 余味 Aftertaste | 权重总分 Total weight score |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 上部橘黄 | 7.5 | 7.0 | 7.5 | 7.0 | 7.0 | 7.5 | 7.0 | 7.25 |
| T2 | 二级 | 8.5 | 8.0 | 8.0 | 7.5 | 8.0 | 8.0 | 7.5 | 8.00 |
| T3 | （B2F） | 8.0 | 7.5 | 8.0 | 7.5 | 8.5 | 8.5 | 7.5 | 7.89 |
| T4 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.00 | |
| T1 | 中部橘黄 | 8.0 | 7.5 | 8.0 | 7.5 | 7.5 | 8.0 | 7.5 | 7.75 |
| T2 | 三级 | 8.5 | 7.5 | 8.5 | 8.0 | 8.0 | 8.5 | 8.0 | 8.14 |
| T3 | （C3F） | 8.0 | 7.5 | 8.5 | 8.0 | 7.5 | 8.5 | 8.0 | 8.00 |
| T4 | 7.5 | 7.0 | 7.5 | 7.5 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.21 |
2.3 不同处理对烟叶主要致香物质含量的影响
烟叶的香气前体可以形成多种香味物质成分,这些香味物质是烟叶化学成分的重要组分,其含量及比例是烟叶香气质量和卷烟产品风格主要影响因子;烟叶中的石油醚提取物含量越高,其整体品质越好;烟叶中的类胡萝卜素降解产物含量对烤烟香气风格、香气质和香气量均有一定影响[13]。
从图2得知,B2F和C3F烟叶中的石油醚提取物总量均表现为T3>T2>T1>T4;B2F和C3F烟叶中的类胡萝卜素降解物含量均表现为T2>T3>T1>T4;降解产物、茄酮、非酶棕色化反应产物含量:B2F和C3F烟叶均表现为T2>T3>T1>T4;芳香族氨基酸裂解产物含量:B2F烟叶表现为T3>T2>T1>T4,C3F烟叶表现为T2>T3>T1>T4;新植二烯及中性致香物质含量:B2F烟叶均表现为T3>T2>T1>T4;C3F烟叶分别表现为T2>T3>T1>T4和T3>T2>T1>T4。
图2
图2
不同处理B2F和C3F烟叶相关测定物质总含量
Fig.2
Total content of related determination substances of flue-cured tobacco B2F and C3F of different treatments
通过进一步分析T1、T2和T3处理的上述指标数据后得知:T1~T3处理的B2F烟叶石油醚提取物、类胡萝卜素降解物、降解产物、茄酮、非酶棕色化反应产物、芳香族氨基酸裂解产物、新植二烯和中性致香物质含量依次分别比未施用的T4处理高10.0%~20.9%、11.2%~20.9%、9.6%~20.2%、9.8%~21.1%、10.8%~22.5%、11.2%~23.0%、14.9%~24.7%和11.9%~22.1%,C3F烟叶依次分别比未施用的T4处理高13.5%~24.1%、11.3%~21.0%、11.4%~20.0%、10.8%~18.7%、13.1%~21.2%、10.1%~19.1%、17.5%~27.0%和18.1%~27.6%。
初步表明,移栽后45、60、75d进行叶面喷施栀子花和玉兰花提取物对提高烟叶致香物质有较好的效果,其中以T2和T3处理最好,其次为T1处理。
3 讨论
3.1 植物提取物对烤烟主要化学成分含量的影响
烟叶的总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾和氯等主要化学成分是评价烟叶品质优劣的重要指标[14]。烤烟主要化学成分受环境、遗传因素和栽培技术等因素综合作用[15,16]。已有研究[14,17]表明,烤后烟叶颜色与烟碱、总氮等含量均呈极显著负相关,与总糖含量等呈极显著正相关;饱和度与总糖含量呈显著正相关,与烟碱含量呈极显著负相关,与总氮含量呈负相关。糖类是形成香气物质的重要前体物质成分,与氨基酸经梅拉德反应形成多种香气物质;水溶性总糖含量高,烟叶较柔软且富有弹性、色泽鲜亮、耐压不易破碎[14-16,18];叶片厚度与水溶性总糖含量呈负相关,与还原糖含量呈显著负相关;叶片厚度及单叶重与总氮和烟碱含量均呈极显著正相关,与石油醚提取物含量呈极显著正相关;烟叶填充力与水溶性总糖和还原糖及石油醚提取物含量均呈极显著负相关。总糖和总氮含量对香气质的作用较大,表现为总糖含量>总氮含量;总糖含量对香气量的作用较大;对总体评吸质量的作用大小为总糖含量>总氮含量>总灰分含量>蛋白质含量>还原糖含量>钾含量[14]。烤烟烟叶常规化学成分的总挥发酸含量与其香气质、香气量呈极显著正相关,烟碱、总氮、还原糖、钾、氯含量与香气质、香气量的相关性不显著[18,19,20]。本研究表明,移栽后45~75d进行叶面喷施栀子花和玉兰花汁液提取物对提高烟叶主要化学成分含量有一定的效果,可以降低烟碱和总氮含量,提高总糖和还原糖含量,且以3.5~5.0g/株的施用量效果最佳。
3.2 植物提取物对烟叶感官质量的影响
3.3 植物提取物对烟叶致香物质含量的影响
4 结论
在烤烟生长期间,喷施栀子花和玉兰花汁液提取物对提高烘烤后烟叶的主要化学成分指标的协调性、促进烟叶感官质量和致香物质含量的提高均有一定的效果,在3.5~5.0g/株的施用量范围内,栀子花和玉兰花汁液提取物的施用量越大,对烟叶质量的提高效果越好。
