詹 辉，袁秀秀，刘英杰，景延秋，鲁 平，李怀奇，林二阁，王宇辰

喷施有机酸对烤烟化学成分的影响

詹 辉1，袁秀秀2，刘英杰3，景延秋2，鲁 平4，李怀奇4，林二阁2，王宇辰2

（1. 海南红塔卷烟有限责任公司，海南 琼山 571100；2. 河南农业大学，河南 郑州 450002；3. 河南烟草公司郑州市公司，河南 郑州 450008；4. 河南中烟工业有限责任公司，河南 郑州 450016）

在烟株团棵期和旺长期喷施不同浓度的苹果酸和柠檬酸，研究有机酸对烤烟化学成分的影响。结果表明：喷施有机酸对烤后烟样的蛋白质、总氮、烟碱和钾氯比增加，还原糖、总糖和糖碱比均降低；6-甲基-5-庚烯-2-酮、香叶基丙酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮Ⅰ、巨豆三烯酮Ⅱ、藏花醛5-甲基糠醛、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮、苯甲醛和苯乙醛等致香物质含量增加；苯丙氨酸类降解产物总量增加，新植二烯含量均降低。综合烟叶化学成分分析，喷施50 mg/L柠檬酸与100 mg/L苹果酸可促进烟叶化学成分协调性，有利于中性致香物质的形成。

烤烟；有机酸；化学成分；质体色素；中性致香物质

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.07.014

有机酸类物质与烟草生长发育密切相关，既是碳水化合物代谢的中间产物，又是氨基酸合成的重要原料，参与能量转化、三羧酸循环等重要代谢过程，为烟株碳氮代谢提供重要的骨架物质［1］。胡皓月等［2］对不同种类有机酸及其配施的研究表明，施用有机酸促进了烤烟生长，烟株株高、最大叶长和叶宽、根系和茎叶干重均有效提高，以苹果酸、有机酸、苹果酸+油酸、苹果酸+油酸+腐殖酸配施处理的效果较好；施用有机酸抗氧化物质抗坏血酸和还原性谷胱甘肽的含量显著提高，超氧阴离子自由基的积累减少，有利于叶片非酶促活性氧代谢维持平衡。研究苹果酸、油酸和腐殖酸对烤烟的影响，结果表明，3种有机酸可协调烟叶化学成分，改善香吃味和烟叶品质，苹果酸的效果最佳，腐殖酸和油酸次之；苹果酸可明显提高烤烟的均价和上中等烟的比例，腐殖酸可明显提高烤烟的产量、产值及上中等烟的比例；适熟采收时，有机酸对提高烟叶中石油醚提取物含量的影响不明显，但苹果酸和油酸能显著提高烟叶中主要香气物质的含量；过熟采收时，腐殖酸和油酸能提高烟叶中石油醚提取物的含量，提高烟叶中糠醛、苯甲醛、茄酮、巨豆三烯酮和新植二烯等主要香气物质的含量，以腐殖酸效果最佳［3-4］。近年来，关于不同有机酸对烤烟的生长发育和品质构成的影响研究较为广泛，且生产指导的意义较大［5-8］。适量苹果酸和柠檬酸能够促进土壤中氮素的释放，影响烟叶中叶绿素等色素的合成与降解，对烤烟生长具有积极作用［9-10］。试验探究不同浓度的苹果酸和柠檬酸互作对烤烟常规化学成分和中性致香物质的影响，以期为烤烟生产中有机酸的合理施用提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

于2014年河南省漯河市郾城区李集正示范田进行试验，以中烟100作为供试品种。试验田土壤肥力中等，土壤pH值为6.79，有机质含量为31.98 g/kg，碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为243.13、46.34和374.13 mg/kg，大田施纯氮45.2 kg/hm2， N∶P2O5∶K2O（质量比）=1∶1∶1.5。烟苗于2014年5月3日移栽，烟株间行距与株距为120 cm×50 cm。田间地势平坦，排灌方便，大田管理严格按照优质烟叶生产技术规范进行。

1.2 试验设计

试验共设置5个处理，每个处理3次重复，共15个小区，每个小区栽烟100株，采用随机区组排列。在烟叶团棵期和旺长期喷施不同浓度的柠檬酸与苹果酸混合液，其浓度为50和100 mg/L。分别在烟叶正反面喷施，以叶面湿润不滴水为准。具体试验处理如下表1。烟叶成熟采收后采用三段式烘烤工艺烘烤，取烤后样的C3F作为测试样品。将样品45℃烘干、磨碎，过0.38 mm（孔径）筛子保存，用于化学成分的测定。

表1　试验设计 （mg/L）

1.3 测定项目与方法

1.3.1 常规化学成分测定 总糖：参照YC/T 159—2002；还原糖：参照YC/T 216—2007；烟碱：参照YC/T160—2002；总氮：参照YC/T161—2002；蛋白质：参照YC/T166—2003；钾：参照YC/T217—2007；氯：参照YC/T162—2002。烟叶中的质体色素含量的测定采用高效液相色谱法YC/T 382—2010。

1.3.2 香味物质测定方法 中性致香物质成分的测定：利用GC/MS采用内标法测定；仪器HP5890—5972气质连用仪。提取条件：首先将烟叶磨碎并过60目筛，取10.0 g烟叶和1.0 g的柠檬酸钾置于500 mL蒸馏瓶中，并向瓶中加入350 mL蒸馏水和0.5 mL内标，然后将蒸馏瓶置于恒温电热套加热，另一端接置于60℃恒温水浴锅加热的内盛40 mL二氯甲烷的250 mL圆底瓶，蒸馏萃取时长为2.5 h后，向瓶中加入适量无水硫酸钠以干燥有机相，而后转移至鸡心瓶，在旋转蒸发仪有机相浓缩至1 mL左右得到精油。

中性致香物质成分的测定条件：由GC/MS［11］鉴定结果和NST库检索定性。色谱柱：HP-5（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；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℃，恒温2 min后，以2℃/min的速度升至120℃，5 min后2℃/min的速度升至240℃，保持30 min；分流1∶15；进样量2 μL；电离能70 eV；质量数范围50～500 amu；MS谱库NIST02；采用内标法定量。

3)从国家能源战略需求和电网发展现状出发，智能电网的建设应从电源侧智能化、电网侧智能化、配用电侧智能化和调度智能化四个层面来布局。其中，电网侧智能化建设已卓有成效，配用电侧智能化是未来智能电网建设的重点。

2 结果与分析

2.1 不同处理对常规化学成分的影响

由表2可知，喷施苹果酸和柠檬酸，烟叶中蛋白质、总氮和烟碱含量增加，且蛋白质和总氮含量与对照存在显著差异，烟碱含量除T1外，其他处理均与对照差异显著；蛋白质含量都大于10%，不利于烟叶品质的提高；总氮含量均在2.5%左右，含量较为适宜；各处理烟碱含量较高，可增强烟气劲头。还原糖和总糖含量均降低，各处理均与对照差异显著；还原糖含量适宜范围为15%左右，T3的还原糖含量较适宜，其他处理含量均较高。T3和T4的钾含量增加，T1的钾含量降低；且T3与对照达到显著差异水平，其他处理与对照差异不显著。T3的氯含量增加、且与对照差异显著，其他处理含量降低、且与对照差异不显著。糖碱比均降低；氮碱比中T1比值最大，与对照存在显著差异，其他处理与对照差异不显著；钾氯比中T3与对照一致，其他处理均增大，T1、T4与对照呈显著差异。化学成分过高过低都不利于烟叶品质的形成，只有化学成分协调的烟叶才是生产上需要的。根据生产上常用的常规化学品质指标分析，T2和T4处理的化学成分协调性比较强，即50 mg/L柠檬酸与100 mg/L苹果酸一起施用，以及100 mg/L柠檬酸与100 mg/L苹果酸一起施用均能够改善烟叶品质。

2.2 各处理对烟叶中性致香物质的影响

香气物质含量是评定原烟及其制品品质的重要指标，而烟叶中的质体色素的降解产物是所测定的挥发性香气物质中含量最高的成分，占中性挥发香气物质总量的85%～95%［12-16］，其中不少化合物是烟草中关键的致香成分，它们产生香味的阈值相对较低、刺激性较小、香气质较好、对烟气的香气贡献率大。烟草香气物质成分众多，含量较低，有些含量极微。经GC/ MS联用仪对烤后烟叶样品进行分析，共检出31种对烟叶致香成分有较大影响的化合物。致香物质常用的分析有3种，分别为按化学官能团分类、香气前体物分类和二者综合分类法。为便于分析，多采用按照致香前提物的方法将香气物质分为4大类：棕色化产物、类胡萝卜素类降解产物、苯丙氨酸类、类西柏烷类降解产物。

表2　不同处理对烤后烟叶常规成分的影响

2.2.1 不同处理对烤后烟叶类胡萝卜素类降解产物的影响 类胡萝卜素类降解产物在烟叶中性挥发性香气成分中占有很大一部分，其中有许多都是烟草中重要的香味成分，对卷烟吸食品质有重要影响，如β-大马酮、β-二氢大马酮、巨豆三烯酮等对卷烟香气质和香气量具有较大的正面影响。由表3和表7可以看出，类胡萝卜素类降解产物共定量出15种，其中β-大马酮和法尼基丙酮的含量较高；与对照相比，各处理的6-甲基-5-庚烯-2-酮、二氢猕猴桃内酯、香叶基丙酮、巨豆三烯酮Ⅰ、巨豆三烯酮Ⅱ和藏花醛含量均增加。T2和T3处理使烟叶中类胡萝卜素类致香成分总量增加，T1和T4总量减少，T1、T3和T4与对照差异显著，T2与对照差异不显著。

2.2.2 不同处理对烤后烟叶棕色化反应产物含量的影响 棕色化产物类对烟草香气和吸味的形成具有十分重要的影响，它们具有令人愉快的香吃味。由表4和表7可知，糠醛在棕色化反应产物中含量最高，占其总量的75.75%～82.16%；与对照相比，只有T4含量减少，其他处理含量均增加，T1和T4与对照差异不显著，其他处理与对照差异显著。

表3　不同处理类胡萝卜素类降解物含量 （μg/g）

表4　不同处理棕色化产物类香气物质含量 （μg/g）

2.2.3 不同处理对烤后烟叶苯丙氨酸类降解产物含量的影响 苯丙氨酸类降解产物对烤烟的果香和清香贡献较大，包括苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛和苯乙醛。由表5和表7可知，与对照相比，各处理的苯甲醛、苯乙醛和苯丙氨酸类降解产物总量均增加；T1的苯丙氨酸类降解产物总量与对照差异不显著，其他处理与对照均达到显著差异水平。

表5　不同处理苯丙氨酸类降解产物含量

表6　不同处理烤后烟叶类西柏烷类产物和新植二烯含量

2.2.5 不同处理对中性致香物质总量的影响 由表7可知，除新植二烯外致香物质总量的大小为：T3＞T2＞T4＞CK＞T1，除T1的含量降低外，其他处理均大于对照；致香物质总量的大小为：CK＞T2＞T1＞T3＞T4，各处理的致香物质总量均低于对照，是由于各处理的新植二烯含量降低造成的。（1）：53-58，63.

表7　不同处理对中性致香物质总量的影响 （μg/g）

［3］ 刘世亮，杜 君，化党领，等. 不同有机酸对烤烟不同成熟度烟叶香气质量的影响［J］. 华北农学报，2010，25（1）：131-135.

［4］ 刘世亮，杜 君，化党领，等. 不同有机酸对烤烟品质和产值的影响［J］. 作物学报，2008，34（5）：851-858.

［5］ 罗 毅，夏国军，姜玉梅，等. 施用有机酸对烤烟生长发育的影响［J］.安徽农业科学，2006，34（24）：6524-6526.

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［10］ 罗 毅，夏国军，姜玉梅，等. 施用有机酸对烤烟生长发育的影响［J］.安徽农业科学，2006，34（24）：6524-6526.

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3 结论与讨论

试验表明，喷施苹果酸与柠檬酸对烟叶化学成分有不同程度的影响。烤后烟样的蛋白质、总氮、烟碱和钾氯比增加，还原糖、总糖和糖碱比均降低；T3的钾和氯含量均增加，T4的钾含量增加，其他处理均降低；T1的氮碱比显著高于对照，其他处理与对照差异不显著；喷施50 mg/L柠檬酸与100 mg/L苹果酸，以及100 mg/L柠檬酸与100 mg/L苹果酸的化学成分及其比例协调性较好。喷施有机酸后各处理的6-甲基-5-庚烯-2-酮、香叶基丙酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮Ⅰ、巨豆三烯酮Ⅱ、藏花醛5-甲基糠醛、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮、苯甲醛和苯乙醛等致香物质含量增加；与对照相比，T2和T3的类胡萝卜素类降解产物总量增加，T1和T4总量减少，除T2外，其他处理与对照差异显著；棕色化产物类产物总量，T4含量减少，但与对照差异不显著，其他处理含量均增加；各处理苯丙氨酸类降解产物总量均增加，除T1外，其他处理与对照均达到显著差异水平；类西柏烷类致香物质（茄酮）的T4含量减少而差异不显著，其他处理均增加；新植二烯含量均降低，新植二烯具有清香的植物呋喃，其含量减少有利于增强浓香型的香气量。综上所述，喷施50 mg/L柠檬酸与100 mg/L苹果酸可促进烟叶化学成分协调性，有利于中性致香物质的形成。

［1］ 潘宝贵，王述彬，刘金兵. 茄果类蔬菜电热温床育苗技术［J］. 上海蔬菜，2007，（1）：25-26.

［2］ 胡皓月，许自成，李志刚，等. 不同种类有机酸及其配施对烤烟生长和叶片非酶促活性氧代谢的影响［J］. 中国土壤与肥料，2011，

（责任编辑：夏亚男）

Effects of Applying Organic Acids on Chemical Components of Flue Cured Tobacco

ZHAN Hui1，YUAN Xiu-xiu2，LIU Ying-jie3，JING Yan-qiu2，LU Ping4，LI Huai-qi4，LIN Er-ge2，WANG Yu-chen2
（1. Hainan Hongta Cigarette Co.， Ltd.， Qiongshan 571100， PRC； 2. Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， PRC； 3. Henan Tobacco Company Zhengzhou Branch， Zhengzhou 450008， PRC； 4. Henan China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Zhengzhou 450016， PRC）

By spraying different concentrations of malic acid and citric acid during the rosette stage and fast-growing stage， to research effects of organic acids on chemical components of flue cured tobacco. The results showed that spraying organic acid increased the ratio of protein， total nitrogen， nicotine， potassium and chlorine ratio in flue-cured tobacco， the ration of reducing sugar， total sugar and sugar nicotine was decreased； the contents of aroma substances of 6-methyl-5-heptylene-2-ketone， geranyl acetone， dihydroactinidiolide，megastigmatrienone I and II， 5-methylfurfural， 3，4-dimethyl-2，5-furandione， benzaldehyde andphenylacetaldehyde were increased； the total amount of phenylalanine degradation products increased， the content of neophytadiene was decreased. The analysis of tobacco leaves chemical composition showed that， spraying 50 mg/L citric acid and 100 mg/L malic acid can promote the coordination of the chemical components of tobacco leaf， which was beneficial to the formation of neutral aroma substances.

flue cured tobacco； organic acid； chemical composition； plastid pigment； neutral aroma compounds

S572

A

1006-060X（2016）07-0049-04

2016-04-05

詹 辉（1978-），男，海南海口市人，技术员，主要从事烟草化学研究。

鲁 平