氮素水平对不同品种烟叶化学成分和感官评吸质量的影响
2023-11-12
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第34卷 第2期 西南师范大学学报(自然科学版) 2009年4月 Vo1.34 No.2 Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition) Apr. 2009 文章编号:1000—5471(2009)02—0049—05 氮素水平对不同品种烟叶化学成分 和感官评吸质量的影响 李银科 , 付 斌 , 黄 云 , 杨光宇 , 李 忠 1.西南大学资源环境学院,重庆400715;2.云南烟草科学研究院化学室,昆明650106 摘要:选择了目前在云南种植面积较大并具有代表性的云317、K326、云85和红大4个烤烟品种作为试验材料, 采用大田栽培的方式,在每667 rfl。施磷肥(P2Os)16 kg,钾肥(K20)24 kg基础上,设N 、N2、N。3个施氮处理,对 4个烤烟品种烟叶的化学成分和感官评吸进行了研究.结果表明,4个烤烟品种烟叶在化学成分和感官评吸方面存 在差异.合理的施氮条件下,烟叶中的钾和镁含量较高,烟碱、总氮和蛋白质、游离氨基酸及总糖和还原糖含量适 中,而淀粉和氯含量降低.总多酚、石油醚提取物和总类胡萝卜素等香气物质的前体的量提高,所以烟气的香气 质、香气量和余味很充足,劲头适中,杂气和刺激性较小,燃烧性和灰色较好. 关键词:氮素水平;烟叶化学成分;感官评吸 中图分类号:S143 文献标识码:A 优质或高可用性要求烟叶物理性质和化学性质的微妙协调,包括外观、物理和化学指标,这些因素都 直接或间接地受植物营养的影响u .施肥是除采收时间外生产优质烟叶最重要的认为因素,只有严格控制 施肥,尤其是氮肥,才能生产出优质、可用性强的烟叶[2 ].尽管烤烟对钾素的吸收量最大,但氮素是烟草 施肥的关键营养物质.从育苗到最终收获,土壤氮素状况对烟株生长发育的影响要较任何其他元素都重 要 .烟叶作为一种用于吸食的食品,其最终目的是为了满足人们的感官需求,所以目前人们鉴定烟叶品 质的主要依据依旧主要靠感官评吸,但是随着科学技术的发展,化学成分分析在烟叶品质的鉴定中起着越 来越重要的作用.本项研究选择了目前在云南种植面积较大的4个烤烟品种,分析了不同的氮素水平下其 主要化学成分的变化,并结合烟叶的感官评吸来鉴别烟叶品质,研究的目的是为科学施肥及卷烟工业中烟 叶配方的选择提供依据. 1材料和方法 1.1试验材料 试验在云南烟草科学研究所的试验基地进行.土壤为红壤,含有机质2.21 ,pH值6.14,全氮 0.1O8 ,全磷0.225%,全钾1.45 ,速效氮58.22 mg/kg,速效磷74.58 mg/kg,速效钾168.5 mg/kg,阳离子交换量8.85 mg/kg,交换性钾186.5 mg/kg,交换性钙487.6 mg/kg,交换性钠21.3 mg/kg,交换性镁387.5 mg/kg,盐基饱和度1o0 .烤烟品种为云南4个主栽品种,①云31 7, ②K326,③云85,④红大. 收稿日期:2008—05—23 基金项目:中烟云南工业公司项目(2005 B 302)资助. 作者简介:李银科(1984一),男,云南大理人,硕士研究生,主要从事烟草化学研究. 通讯作者:黄云,教授,硕士生导师. 5O 西南师范大学学报(自然科学版) 投稿网址http://xbgjxt.SWU.cn 第34卷 1.2试验设计 试验采用二因素随机区组设计.设3个处理,对于3个较耐肥品种云①云317,②K326,③云85,667 m。施纯氮:N 低施肥量4 kg,Nz中等施肥量8 kg,N。高施肥量12 kg.对于不耐肥品种红大,667 m。施 纯氮:N 低施肥量3 kg,Nz中等施肥量6 kg,N。高施肥量9 kg,磷肥和钾肥施用量为667 m。施磷肥 (P2Os)16 kg,钾肥(KzO)24 kg.每个处理3次重复,共36个小区,每小区面积33 m .施肥方法为全部磷 肥和1/3的氮肥、钾肥做基肥塘施,其余的氮肥和钾肥做追肥于栽后15 d,30 d分二次施完,烟行株距为 110 X 60 cm,烟株的有效留叶数为18 ̄20片,其他按优质烟栽培管理措施进行. 1.3取样与分析方法 烟叶适熟后采收烘烤,取C3F和C2F各2.5 kg混合进行化学成分分析和感官评吸,评吸方法采用中 国烟草总公司青州烟草研究所单料烟评吸方法. 烟叶化学成分的分析检测按王瑞新 等编著的烟草化学进行. 数据分析采用SPSS 16.0版. 2结果与分析 ’ 2.1氮素水平对烟叶无机元素的影响 表1看出,同一品种不同施氮处理间烟叶钾含量变化表现为:4个品种均以Nz处理的钾含量最高,对 于K326和红大,N 和N。处理间没有显著差异.同一施氮处理不同品种间烟叶钾含量变化显著,对于N 处理,4个品种烟叶钾含量的变化从大到小依次为:云317、红大、K326、云85;对于Nz处理依次为:云 317、红大、云85、K326;对于N。处理依次为:云317、红大、云85、K326.4个品种的各个处理以云317 含钾量最高,K326最低.同一品种不同施氮处理间烟叶镁含量的变化:云317、K326和红大是低水平下施 氮能促进烟叶中镁的积累,但是到一定程度时氮肥施用量的加大对镁含量无明显影响,而云85各处理间无 显著差异.同一施氮处理不同品种间的烟叶镁的含量以K326最高,云317较低. 同一品种不同施氮量处理间钙含量的变化表现为:K326和云85随氮肥施用量的增加钙含量降低,而 云317和红大则以Nz处理的钙含量最低,除云317的N。和Ns处理外,其它各处理见差异显著.同一施 氮处理不同品种间烟叶钙含量的变化是N 处理下,云317、云85和红大无显著差异,Nz处理时,云317 和K326间无显著差异.同一品种不同施氮处理对烟叶磷含量没有显著的影响,而不同品种间以红大磷含 量最高,云317含量较低.微量元素Cu、Mo、B、Zn受土壤影响较大,且含量较低,变化规律不明显. 表1 氮素水平对4个品种烟叶重要无机元素的影响 注:小写字母表示相关系数达5 显著水平,以下同. 2.2氮素水平对烟叶化学成分的影响 表2看出,同一品种不同施氮处理间烟叶总糖含量变化表现为:随着施氮量的增加,云85和红大烟叶 总糖含量下降,云317无显著变化,K326以Nz处理总糖含量最低,N 和N。无显著差异.同一施氮水平 下不同品种间烟叶总糖含量的变化:对于N 和Nz处理,从大到小依次为:红大、云85、K326、云317.N。 处理依次为:K326、红大、云85、.云317,总的来说,以红大烟叶总糖含量最高而云317最低.烟叶中各个 第2期 李银科,等:氮素水平对不同品种烟叶化学成分和感官评吸质量的影响 51 处理的还原糖含量变化与总糖基本一致. 同一品种不同施氮处理间烟叶石油醚提取物含量变化表现为:4个品种均以N 处理最高,N 与N。次 之,且各个处理间差异显著,表明在合理施用氮肥的情况下,烟叶中石油醚提取物含量最高,但施氮量过 高或过低时,都不利于烟叶中石油醚提取物的积累.同一施氮水平下不同品种间烟叶石油醚提取物含量的 变化显著:N 处理下依次为:云85、云317、K326、红大.N2处理依次为:云317、K326、云85、红大.Ns 处理依次为:云317、云85、K326、红大,4个品种以云317含量最高,红大最低.同一品种不同施氮处理 间烟叶总多酚和总类胡萝卜素含量变化与石油醚提取物变化基本一致.同一施氮水平下不同品种间烟叶总 多酚含量以红大的Nz处理最高,以K326的N。处理最低;总类胡萝卜素含量以K326的Nz处理最高,N。 处理最低. 同一品种不同施氮处理的烟叶总氮含量变化表现为:N。>Nz>N ,随着施氮量的增加烟叶中总氮含 量显著增加.不同品种间以K326的N。处理总氮含量最高,以红大的N 处理最低.蛋白质、游离氨基酸、 淀粉和烟碱的变化与总氮含量的变化基本一致.同一品种不同施氮处理的烟叶氯含量变化表现为:云317 随施氮量的增加烟叶中氯含量降低,K326、云85和红大随施氮量的增加烟叶中氯含量降低.不同品种烟 叶氯含量以红大的N。处理最高,K326的N 处理最低.烟叶的cr-含量过高时会使其平衡水分含量升高, 即吸湿性强,且阴燃持火力很低,甚至没有 J. 表2氮素水平对4个品种烟叶化学成分的影响/ 2.3氮素水平对烟叶感官评吸的影响 烟叶中的化学成分与烟叶的感官评吸质量存在紧密的联系.钾被称为烟叶的“品质元素”,能够显著改 善烟叶的燃烧性,增进烟叶香气、吃味及品质.烟叶中的糖分在热分解时产生氨,使烟气的pH呈酸性,导 致烟气的强度和劲头降低n .总多酚、石油醚提取物和总类胡萝卜是许多香气物质的前体,其含量与感 官评吸时烟气的香气质、香气量和余味密切相关.蛋白质和淀粉在烟叶燃烧会有“烧纸”的味道,令人产生 不愉快的感觉,烟碱是烟草生物碱中的最主要化合物 引,它几乎与烟草是同意的.从表3可以看出,同一 品种不同施氮量时,4个品种的香气质、香气量、余味和总分均以Nz处理分值最高,且与N 和N。处理间 存在显著差异.云317三个处理的杂气无显著差异,K326的杂气随施氮量增加而增大,云85和红大则是 随施氮量的增加杂气下降.云317的N 和Nz处理刺激性无显著性差异,N。较高;K326随施氮量的增加 刺激性增大;云85的N 和Nz处理刺激性无显著性差异,N。较低;红大的Nz和N。处理刺激性无显著性 差异,N・较高.云3l7三个处理的劲头无显著差异,K326和红大的劲头以Nz较高,N 较低;云85N 和 N。的劲头无显著性差异,N。较低.同一品种不同施氮量时,燃烧性和灰色无显著性差异.不同品种之间以 云317的燃烧性较差,红大的灰色教白.总的来说,不同的施氮处理和品种的差异都会对烟叶的感官评吸 造成影响,而在合理的施肥处理(Nz)下,香气质、香气量、余味等有利于感官评吸的因素得到提高,劲头 适中,杂气和刺激性下降,燃烧性和灰色无显著变化. 52 西南师范大学学报(自然科学版) 投稿网址http://xbgjxt.SWU.cn 第34卷 3小结与讨论 1)在钾肥和磷肥施用量确定的情况下,合理的施氮量有助于烟叶中钾的积累,而氮肥施用量过低或过 高均不利于钾含量的提高,这与McCants和Woltz等 驯的研究结果是一致的.在低氮水平下,加大施氮 量可以提高烟叶中烟叶中镁的含量,但是到一定水平后,镁的含量不在随施氮量的增加而提高.同一品种 间不同施氮量对烟叶中磷和钙的含量无显著性影响,不同品种之间烟叶主要无机元素的含量存在显著性差 异,表明烟叶中的化学成分受品种的影响较大.微量元素Cu、Mo、B、Zn受土壤影响较大,且含量较低, 随氮肥施用量变化规律不明显. 2)增加氮肥施用量会增加烟叶中烟碱、总氮和蛋白质、游离氨基酸和淀粉含量,降低总糖和还原糖含 量.总多酚、石油醚提取物和总类胡萝b素等只有在合理的施氮条件下,其含量才是最高,过高或过低施 用氮肥都不利于其在烟叶中的积累.而各个品种之间其化学成分的含量存在显著性差异.这与前人的研究 结果是类似的u ¨J. 3)研究结果表明,在3种施氮条件下,以Nz处理的烟叶化学成分协调性较好,表现为烟叶中的烟碱、 总氮和蛋白质、游离氨基酸及总糖和还原糖含量适中,而淀粉和氯含量降低,总多酚、石油醚提取物和总 类胡萝卜素等香气物质的前体的量提高,所以烟气的香气质、香气量和余味很充足,劲头适中,杂气和刺 激性较小,燃烧性和灰色较好. 与种植用于食品和纤维的其他农作物相比,种植和加工烟草是为了满足不同的消费者.本项研究的目 的是促使烟草生产者注意各种化学成分对吸食者感官的影响,至少,注意某些烟草和烟气成分产生令人满 意的感觉,而另一些成分则产生令人不满意的感觉和反应.但是,由于原料和燃烧产物的复杂性,要开发 出一种所有消费者都满意的产品是十分困难的.因此,对于烟草配方人员而言,要研究适合各种不同消费 者口味的烟草产品. 参考文献: E13 Tso T.Physiology and Biochemistry of Tobacco Plant EM3.Dowden,Hutchinson and Ross,Stroudsbury,PA,1972: 25. E23 Rogers J,Mitchem A.Physical Properties of Leaf as Indicators of Chemical and Smoking Properties[J].Rec.Adv Tob Sci,1976,2:1l2—126. F33李文卿,陈顺辉,曾文龙,等.氮肥施用与烤烟氮素营养关系研究[J].中国烟草科学,2008,29(4):38—41. [43赵正雄,关文灵.供氮水平对香石竹生长发育和养分吸收的影响I-J].西南农业大学学报(自然科学版),2006,28(1): 2l3—215. Es-1祖艳群,林克惠.烤烟烟叶的氮、钾含量与土壤氮、钾含量的相互关系及其平衡研究[J].土壤肥料,2003,000(002): 第2期 7一¨. 李银科,等:氮素水平对不同品种烟叶化学成分和感官评吸质量的影响 53 [6]McCants C,Woltz W.Growth and Mineral Nutrition of Tobacco I-J].Adv Agron,1967,19:211—265. E7-1 McMurtrey J.Jr Distinctive Effects of the Deficiency of Certain Essential Elements on the Growth of Tobacco Plants in Solution Culture[M3.USDA Tech Bull,1933:340. [83王瑞新.烟草化学EM].北京:中国农业出版社,2003:32—95. [9]Tso T.Mineral Nutrition-primary Element.In:Production,Physiology and Biochemistry of Tobacco Plant[M].Ideals Inc Beltsville,1990:279—312. 1-10-1 Sheen S,Grunwald C,Sims J.Effect of Nitrogen Fertilization and Stalk Position on Polyphones and Carbohydrates in the Air-cured Leaf of Three Tobacco Genotypes[J].Can Plant Sci,1973,53:897—905. [11]李宏光,赵正雄,杨勇,等.施肥量对烟田土壤氮素供应及烟叶产质量的影响[J].西南师范大学学报(自然科学版), 2007,32(4):37—42, E12]Ryding W.Effects of Nitrogen,Phosphorus and Potassium on Flue-cured Tobacco in Zimbabwe EJ].Zimb Agric Res, 1981,19:91—100. [13]汪耀富,高华军,刘国顺,等.氮、磷、钾肥配施对烤烟化学成分和致香物质含量的影响[-jq.植物营养与肥料学报, 2006,12(1):76—81. [14]Fenner R.Thermoanalitycal Characterization of Tobacco Constituents[J].Rec Adv Tob Sci,1988,14:82—113. [15]史宏志,韩锦峰,刘国顺,等.烤烟碳氮代谢与烟叶香吃味关系的研究口].中国烟草学报,1989,4(2):56—63. [16]Enzell C.Terpenoid Components of Leaf and Their Relationship to Smoking Quality and Aroma[J].Rec Adv Tob Sci, 1976,2:32—6O. Chemical Composition and Sensory Taste of Different Tobacco Leaf Varieties as Affected by Different Nitrogen Supplies LI Yin—ke 一. FU Bin .HUANG Yun YANG Guang-yu ,LI Zhong 1.College of Resources and Environment,Southwest University,Chongqing 400715,China; 2.Laboratory of Chemistry,Yunnan Academy of Tobacco Science,Kunming 650106,China Abstract:Four tobacco varieties of widely planted in Yunnan Province,Yun3 1 7,K326,Yun85 and Hong— da,were used in this study to determine the impact of different nitrogen rates on their chemical composi— tion and sensory taste.The tobacco were planted in field and fertilized with 16 kg of P2 O5 and 24 kg K2 O per mu,at the same time,there levels of nitrogen treatments were applied,including N1,Nz and Ns.The results showed that there were significant differences among these treatments.Under the proper applica— tion condition of nitrogen,potassium and magnesium content are high;nicotine,total nitrogen,protein, free amino acids,total sugar and reducing sugar content are moderate,while starch and chlorine content are low.As the increase of some fragrant precursor,such as total polyphenol and sherwood oil extractive and total carotenoid,the flue gas is sufficient in aroma quality,aroma amount and aftertaste,moderate in strength,relatively light in offensive taste and irritation;the cigarette has excellent inflammability and the cigarette ash is grey. Key words:nitrogen level;chemistry of tobacco leaf;sensory taste 责任编辑汤振金