南陽煙區生態條件對不同基因型烤煙香氣成分含量的影響

樊武廣 牛書金 程玉淵 邢雪霞

（河南省煙草公司南陽市公司，河南 南陽 473000）

煙草香氣是評價煙葉內在質量的核心內容和重要指標之一[1]，其組成和含量由許多因素共同決定，其中基因型是烤煙香氣的遺傳基礎，決定了不同品種的香氣特征及致香物質的含量[2]。煙草基因型對香氣成分有極大的影響，在同一地點和同一栽培管理措施下，不同品系的香氣質、香氣量、香氣型有可能存在較大的差異[3]，因此，烤煙品種對香氣成分的含量起到關鍵的作用。有研究表明，品種對香氣物質及其質量的影響很大，對香吃味的貢獻率最高達到50%左右[4]。 常壽榮等[5]研究表明，烤煙品種對煙葉中醛、酮和酚致香物質的影響最大，不同品種煙葉致香物質含量大小為：紅花大金元>云煙87>云煙85>k326。 肖協忠等[6]采用數據挖掘方法中的Wrappe 特征提取法進行分析，得到不同品種中顯著影響烤煙香氣質量的關鍵指標。 雖然前人對不同基因型烤煙香氣成分含量的研究比較多， 但是對南陽煙區煙葉生產中基因型香氣物質含量的研究較少。 本研究采用雷達圖和聚類分析的方法對香氣物質進行分類， 探索南陽煙區香氣物質控制的關鍵點， 以期為南陽煙區田間品種搭配和選擇提供理論依據， 為濃香型特色優質煙葉開發中的高香氣品種選育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

2011年至2013年連續三年在河南省南陽市方城縣清河鄉“金葉園”國家優質煙葉示范基地園區進行試驗，土壤類型為黃壤土， 土壤pH6.8， 有機質11.8g/kg， 堿解氮55.6g/kg， 有效磷（P2O5）14.8mg/kg，有 效 鉀（K2O）124.62mg/kg，N：P2O5：k2O=1:2:4。供試品種為云煙87、NC297、云煙97、云煙99、云煙100、云煙201、Y101、Y8342、豫煙5 號、豫煙7 號、中煙100。田間各煙葉樣品取X2F、C3F、B2F 等級煙葉各5kg 進行樣品分析。

1.2 測定項目與方法

致香物質提取及定性定量分析采用HP5890-5972 氣質連用儀。

1.3 數據分析與處理

應用DPSv6.55 統計軟件和Excel2003 等軟件對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同基因型烤煙中性香氣物質年際間對比

香氣是構成煙葉風格特色和質量特征的核心內容，但香氣物質成分非常復雜，有些香氣物質含量很少，卻對煙葉香氣質量貢獻很大[7-9]。比較和分析南陽地區11個烤煙品種連續3年內的各類中性香氣成分和香氣物質總量（見表1）可知：各類香氣物質含量以新植二烯最高， 依次為新植二烯＞類胡蘿卜素降解產物＞西柏烷類降解產物＞棕色化合物反應產物＞芳香族氨基酸代謝產物；將不同基因型的新植二烯類含量對比可得，NC297 的新植二烯含量顯著高于其他基因型，其次為Y8342 和云煙97，新植二烯含量最低的為Y101； 不同基因型的類胡蘿卜素降解產物相比，以云煙97 最高，云煙87 次之，豫煙5 號含量最低；不同芳香族氨基酸代謝產物相比，以Y101 最高，云煙87 次之，豫煙5 號最低；西柏烷類降解產物以NC297 最高，其次為云煙100 和云煙87，最低為Y101；棕色化合物反應產物以NC297 最高，云煙201次之，豫煙7 號含量最低。

表1 不同基因型烤煙中性香氣成分年際間對比表 （μg/g）

2.2 不同基因型烤煙香氣成分不同部位間的對比分析

圖1 不同基因型烤煙中部葉不同類別香氣成分的雷達圖對比

圖2 不同基因型烤煙中部葉不同類別新植二烯和香氣物質總量的雷達圖對比

由圖2 可知，不同基因型烤煙中部煙葉類胡蘿卜素類降解產物含量的高低情況為： 云煙97＞云煙87＞NC297＞中煙100＞云煙201＞豫煙7 號＞Y101＞云煙99＞Y8342＞云煙100＞豫煙5 號；不同基因型烤煙芳香族氨基酸代謝產物含量的高低情況為：云煙97＞中煙100＞云煙87＞NC297＞云煙201＞Y101＞豫煙7 號＞Y8342＞云煙99＞云煙100＞豫煙5 號；不同基因型烤煙類西柏烷降解產物含量的高低情況為： 云煙97＞NC297＞云煙87＞云煙100＞豫煙5 號＞云煙99＞云煙201＞Y8342＞豫煙7 號＞中煙100＞Y101；不同基因型烤煙棕色化反應產物含量的高低情況為：中煙100＞NC297＞云煙201＞云煙97＞云煙87＞豫煙5 號＞Y101＞云煙99＞Y8342＞云煙100＞豫煙7 號； 不同基因型烤煙新植二烯含量的高低情況為： 中煙100＞NC297＞云煙97＞Y8342＞云煙100＞云煙87＞豫煙5 號＞豫煙7 號＞云煙99＞Y101； 不同基因型烤煙中部葉香氣成分總量的高低情況為：云煙97＞NC297＞＞云煙87＞中煙100＞云煙201＞云煙100＞云煙99＞豫煙5 號＞豫煙7 號＞Y8342＞Y101。 通過中部葉不同香氣物質含量高低的數據分析可以看出，云煙97、云煙87 的各類香氣物質含量較為豐富，煙葉質量較高。

2.3 不同基因型烤煙中性香氣物質的聚類分析

圖3 不同基因型烤煙中部葉中性香氣物質的聚類分析樹狀圖

表2 不同基因型烤煙中部葉中性香氣物質不同類別平均值（μg/g）

聚類分析是數理統計中研究“物以類聚”的一種方法，它能對大量的數據進行分析、歸類和總結[10-11]。 根據聚類分析樹狀圖的結果，將不同基因型烤煙中部葉香氣成分分為三個類型，各類型不同類別香氣成分的取值范圍如表2 所示。 由圖3 可以看出，第一類包括3個基因型， 分別為云煙97、NC297 和中煙100，這一類型的煙葉類胡蘿卜素類、 類西柏烷類和棕色化產物類香氣物質總量均為最低，而新植二烯、芳香族類的含量為中等；第二類包括3個基因型，分別是云煙87、云煙201 和Y101，這一類型的煙葉類胡蘿卜素類、 類西柏烷類和棕色化產物類香氣物質含量居中，芳香族類、新植二烯和中性香氣物質總量含量最低；第三類包括5個基因型， 分別是豫煙5 號、 豫煙7 號、 云煙99、Y8342 和云煙100，這一類型的煙葉類胡蘿卜素類、芳香族類含量、類西柏烷類、棕色化產物類含量最高，新植二烯和香氣物質總量的含量均為最高，香氣量較足。

3 結論與討論

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評價[12]。 在南陽特定的生態條件下，煙草基因型不同，對香氣物質的積累會產生較大的差異。 本實驗分析結果表明：不同基因型烤煙的香氣物質種類基本相同，但是含量差別比較大；類胡蘿卜素降解產物以云煙97 最高， 芳香族氨基酸代謝產物以Y101 最高，西柏烷類降解產物和棕色化合物反應產物以NC297最高；不同年份間不同品種的香氣成分波動不大，但是各個類別的不同香氣組分含量的波動幅度較大。 這就使不同基因型烤煙品種在同一生態條件下表現出不同的香吃味質量和風格特色。

煙草的香氣類型與煙葉中主要香氣物質的相對分子質量大小有一定的關系， 濃香型煙葉中含有較多的相對分子質量較大的香氣成分，其中氮雜環香氣化合物含量相對較多[13-15]。 經雷達圖和聚類分析可知，豫煙5 號、豫煙7 號、云煙99、Y8342 和云煙100，類胡蘿卜素類、芳香族類含量、類西柏烷類、棕色化產物類含量最高，新植二烯和香氣物質總量的含量均為最高，香氣量較足。

總之，在南陽煙區特定的生態條件下，不同基因型烤煙香氣物質組分含量差異較大， 不同年份之間較穩定。 通過聚類分析，對不同品種的香氣物質進行分類統計，其中煙5 號、豫煙7號、云煙99、Y8342 和云煙100 表現較好，香氣量充足。南陽煙區在充分利用其自然生態條件的基礎上， 合理搭配各種高香氣品種，形成有香氣風格特色、安全性和可用性較強的優質煙葉。

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