南阳烟区生态条件对不同基因型烤烟香气成分含量的影响

樊武广 牛书金 程玉渊 邢雪霞

（河南省烟草公司南阳市公司，河南 南阳 473000）

烟草香气是评价烟叶内在质量的核心内容和重要指标之一[1]，其组成和含量由许多因素共同决定，其中基因型是烤烟香气的遗传基础，决定了不同品种的香气特征及致香物质的含量[2]。烟草基因型对香气成分有极大的影响，在同一地点和同一栽培管理措施下，不同品系的香气质、香气量、香气型有可能存在较大的差异[3]，因此，烤烟品种对香气成分的含量起到关键的作用。有研究表明，品种对香气物质及其质量的影响很大，对香吃味的贡献率最高达到50%左右[4]。 常寿荣等[5]研究表明，烤烟品种对烟叶中醛、酮和酚致香物质的影响最大，不同品种烟叶致香物质含量大小为：红花大金元>云烟87>云烟85>k326。 肖协忠等[6]采用数据挖掘方法中的Wrappe 特征提取法进行分析，得到不同品种中显著影响烤烟香气质量的关键指标。 虽然前人对不同基因型烤烟香气成分含量的研究比较多， 但是对南阳烟区烟叶生产中基因型香气物质含量的研究较少。 本研究采用雷达图和聚类分析的方法对香气物质进行分类， 探索南阳烟区香气物质控制的关键点， 以期为南阳烟区田间品种搭配和选择提供理论依据， 为浓香型特色优质烟叶开发中的高香气品种选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验设计

2011年至2013年连续三年在河南省南阳市方城县清河乡“金叶园”国家优质烟叶示范基地园区进行试验，土壤类型为黄壤土， 土壤pH6.8， 有机质11.8g/kg， 碱解氮55.6g/kg， 有效磷（P2O5）14.8mg/kg，有 效 钾（K2O）124.62mg/kg，N：P2O5：k2O=1:2:4。供试品种为云烟87、NC297、云烟97、云烟99、云烟100、云烟201、Y101、Y8342、豫烟5 号、豫烟7 号、中烟100。田间各烟叶样品取X2F、C3F、B2F 等级烟叶各5kg 进行样品分析。

1.2 测定项目与方法

致香物质提取及定性定量分析采用HP5890-5972 气质连用仪。

1.3 数据分析与处理

应用DPSv6.55 统计软件和Excel2003 等软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同基因型烤烟中性香气物质年际间对比

香气是构成烟叶风格特色和质量特征的核心内容，但香气物质成分非常复杂，有些香气物质含量很少，却对烟叶香气质量贡献很大[7-9]。比较和分析南阳地区11个烤烟品种连续3年内的各类中性香气成分和香气物质总量（见表1）可知：各类香气物质含量以新植二烯最高， 依次为新植二烯＞类胡萝卜素降解产物＞西柏烷类降解产物＞棕色化合物反应产物＞芳香族氨基酸代谢产物；将不同基因型的新植二烯类含量对比可得，NC297 的新植二烯含量显著高于其他基因型，其次为Y8342 和云烟97，新植二烯含量最低的为Y101； 不同基因型的类胡萝卜素降解产物相比，以云烟97 最高，云烟87 次之，豫烟5 号含量最低；不同芳香族氨基酸代谢产物相比，以Y101 最高，云烟87 次之，豫烟5 号最低；西柏烷类降解产物以NC297 最高，其次为云烟100 和云烟87，最低为Y101；棕色化合物反应产物以NC297 最高，云烟201次之，豫烟7 号含量最低。

表1 不同基因型烤烟中性香气成分年际间对比表 （μg/g）

2.2 不同基因型烤烟香气成分不同部位间的对比分析

图1 不同基因型烤烟中部叶不同类别香气成分的雷达图对比

图2 不同基因型烤烟中部叶不同类别新植二烯和香气物质总量的雷达图对比

由图2 可知，不同基因型烤烟中部烟叶类胡萝卜素类降解产物含量的高低情况为： 云烟97＞云烟87＞NC297＞中烟100＞云烟201＞豫烟7 号＞Y101＞云烟99＞Y8342＞云烟100＞豫烟5 号；不同基因型烤烟芳香族氨基酸代谢产物含量的高低情况为：云烟97＞中烟100＞云烟87＞NC297＞云烟201＞Y101＞豫烟7 号＞Y8342＞云烟99＞云烟100＞豫烟5 号；不同基因型烤烟类西柏烷降解产物含量的高低情况为： 云烟97＞NC297＞云烟87＞云烟100＞豫烟5 号＞云烟99＞云烟201＞Y8342＞豫烟7 号＞中烟100＞Y101；不同基因型烤烟棕色化反应产物含量的高低情况为：中烟100＞NC297＞云烟201＞云烟97＞云烟87＞豫烟5 号＞Y101＞云烟99＞Y8342＞云烟100＞豫烟7 号； 不同基因型烤烟新植二烯含量的高低情况为： 中烟100＞NC297＞云烟97＞Y8342＞云烟100＞云烟87＞豫烟5 号＞豫烟7 号＞云烟99＞Y101； 不同基因型烤烟中部叶香气成分总量的高低情况为：云烟97＞NC297＞＞云烟87＞中烟100＞云烟201＞云烟100＞云烟99＞豫烟5 号＞豫烟7 号＞Y8342＞Y101。 通过中部叶不同香气物质含量高低的数据分析可以看出，云烟97、云烟87 的各类香气物质含量较为丰富，烟叶质量较高。

2.3 不同基因型烤烟中性香气物质的聚类分析

图3 不同基因型烤烟中部叶中性香气物质的聚类分析树状图

表2 不同基因型烤烟中部叶中性香气物质不同类别平均值（μg/g）

聚类分析是数理统计中研究“物以类聚”的一种方法，它能对大量的数据进行分析、归类和总结[10-11]。 根据聚类分析树状图的结果，将不同基因型烤烟中部叶香气成分分为三个类型，各类型不同类别香气成分的取值范围如表2 所示。 由图3 可以看出，第一类包括3个基因型， 分别为云烟97、NC297 和中烟100，这一类型的烟叶类胡萝卜素类、 类西柏烷类和棕色化产物类香气物质总量均为最低，而新植二烯、芳香族类的含量为中等；第二类包括3个基因型，分别是云烟87、云烟201 和Y101，这一类型的烟叶类胡萝卜素类、 类西柏烷类和棕色化产物类香气物质含量居中，芳香族类、新植二烯和中性香气物质总量含量最低；第三类包括5个基因型， 分别是豫烟5 号、 豫烟7 号、 云烟99、Y8342 和云烟100，这一类型的烟叶类胡萝卜素类、芳香族类含量、类西柏烷类、棕色化产物类含量最高，新植二烯和香气物质总量的含量均为最高，香气量较足。

3 结论与讨论

烟叶香气质量优劣可以通过分析烟叶香气物质的含量进行客观评价[12]。 在南阳特定的生态条件下，烟草基因型不同，对香气物质的积累会产生较大的差异。 本实验分析结果表明：不同基因型烤烟的香气物质种类基本相同，但是含量差别比较大；类胡萝卜素降解产物以云烟97 最高， 芳香族氨基酸代谢产物以Y101 最高，西柏烷类降解产物和棕色化合物反应产物以NC297最高；不同年份间不同品种的香气成分波动不大，但是各个类别的不同香气组分含量的波动幅度较大。 这就使不同基因型烤烟品种在同一生态条件下表现出不同的香吃味质量和风格特色。

烟草的香气类型与烟叶中主要香气物质的相对分子质量大小有一定的关系， 浓香型烟叶中含有较多的相对分子质量较大的香气成分，其中氮杂环香气化合物含量相对较多[13-15]。 经雷达图和聚类分析可知，豫烟5 号、豫烟7 号、云烟99、Y8342 和云烟100，类胡萝卜素类、芳香族类含量、类西柏烷类、棕色化产物类含量最高，新植二烯和香气物质总量的含量均为最高，香气量较足。

总之，在南阳烟区特定的生态条件下，不同基因型烤烟香气物质组分含量差异较大， 不同年份之间较稳定。 通过聚类分析，对不同品种的香气物质进行分类统计，其中烟5 号、豫烟7号、云烟99、Y8342 和云烟100 表现较好，香气量充足。南阳烟区在充分利用其自然生态条件的基础上， 合理搭配各种高香气品种，形成有香气风格特色、安全性和可用性较强的优质烟叶。

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