采收成熟度对烤烟中部烟叶挥发性成分的影响.pdf

第36卷第2期2023年3月Vol.36No.2Mar.2023农业研究与应用AGRICULTURAL RESEARCH AND APPLICATION采收成熟度对烤烟中部烟叶挥发性成分的影响陈越立1，栾新博2，陈泽鹏3，王天龙4，罗静5，陈东豪2，张曙4，彭依怡5，李丽4，黄观荣4，颜健2，黎平2*（1广东中烟工业有限责任公司，广东广州510610；2华南农业大学资源环境学院/农业农村部华南热带农业环境重点实验室，广东广州510642；3中国烟草总公司广东省公司，广东广州510610；4广东省韶关市气象局，广东韶关512000；5广东烟草韶关市有限公司，广东韶关512000）摘要：为探究不同采收成熟度对烤烟烟叶挥发性成分的影响，以不同成熟度烟叶为对象，采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析了不同成熟度烟叶的挥发性成分。结果表明：不同成熟度烟叶的挥发性成分具有显著差异。通过主成分分析可将不同成熟度的烟叶明显分为3簇。发现未熟烟叶中的-谷甾醇和香叶基香叶醇的含量显著高于欠熟烟叶和成熟烟叶，随成熟度呈下降趋势；成熟烟叶中的圆柚酮、烟碱、香酸、氢化肉桂酸、木香醇、麦斯明、间甲基苯甲酸和2-丁基萘的含量显著高于未熟烟叶和欠熟烟叶，随成熟度呈显著上升趋势，本研究为烟叶充分利用及提高卷烟工艺技术水平提供一定依据。关键词：成熟度；烟叶；气相色谱-质谱联用；挥发性成分中图分类号：S572文献标志码：AEffects of Harvest Maturity on Volatile Componentsin Middle Leaves of Flue-Cured TobaccoCHEN Yueli1,LUAN Xinbo2,CHEN Zepeng3,WANG Tianlong4,LUO Jing5,CHEN Donghao2,ZHANG Shu4,PENG Yiyi5,LI Li4,HUANG Guanrong4,YAN Jian2,LI Ping2*(1China Tobacco Guangdong Industrial Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong 510610,China;2College of Natural Resources and Environment/Key Laboratory of Tropical Agricultural Environment in South China of Ministry of Agriculture and Rural Affairs,South China Agricultural University,Guangzhou,Guangdong 510642,China;3China National Tobacco Corporation,Guangdong Province,Guangzhou,Guangdong 510610,China;4Shaoguan Meteorological Bureau of Guangdong Province,Shaoguan,Guangdong 512000,China;5Guangdong Provincial Tobacco ShaoguanCo.Ltd.,Shaoguan,Guangdong 512000,China)基金项目：广东焦甜醇甜香型标志性烟叶风格特色研究及应用开发（2023440000240043）。第一作者：陈越立（1966），高级工程师，从事烟叶原料研究。*通信作者：黎平（1986），博士，副教授，从事植物代谢组学研究，E-mail：。收稿日期：2022-12-22陈越立，栾新博，陈泽鹏，等.采收成熟度对烤烟中部烟叶挥发性成分的影响 J.农业研究与应用，2023，36（2）：19-23.CHEN Y L,LUAN X B,CHEN Z P,et al.Effects of Harvest Maturity on Volatile Components inMiddle Leaves of Flue-Cured TobaccoJ.Agricultural Research and Application,2023,36(2):19-23.投稿网址:http:/第36卷第2期农业研究与应用烟叶作为特殊的嗜好性叶用作物，香气物质的组成和含量是衡量烟叶品质的重要指标之一，也是衡量烟叶内在品质和香气状况最直接、可靠的指标1。烟叶成熟度是影响烟叶香气质量最主要的因素之一，也是烤烟分级标准中第一质量要素2,3。朱尊权2认为，在影响烟叶质量和等级划分的诸多因素中，是以成熟度为核心，以叶片结构和色度为重点的。叶科媛等4实验结果表明雪茄烟叶随着成熟度增加，叶质重、厚度、平衡含水量、总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯、新植二烯等逐渐减少；拉力、淀粉、类胡萝卜素类降解产物、西柏烷类降解产物、苯丙氨酸类降解产物、美拉德反应产物等逐渐增加；李峥等5研究结果表明随成熟度增加，鲜烟叶组织结构的疏松度显著提升；SPAD值和色素含量显著降低，类胡萝卜素含量占比呈增长趋势；含水量呈降低趋势，叶片水分游离状态增强；总糖、还原糖、烟碱、总氮、蛋白质含量先增长后降低，淀粉含量显著降低；易烤性变好，耐烤性变差。彭隆基等6研究表明随着采收成熟度提高，各品种烤后烟叶等级质量均呈先逐渐变好后逐渐变差的趋势，可见，烟叶成熟度对烤烟的质量至关重要。然而，对烟叶成熟度与香气质量关系的研究较少。本研究基于气相质谱联用仪的代谢组学方法，分析不同采收成熟度对烤烟烟叶挥发性成分的影响，对其充分利用及提高卷烟工艺技术水平和产品质量提供一定依据。1材料与方法1.1仪器、试剂与材料（1）实验分析烟叶于 2022年 9月，取自广东省南雄市黄坑镇烟叶种植农户，由广东省烟草科学研究所专家按照 GB 2635-1992烤烟国家标准品质规定要求将烟叶划分为未熟、欠熟和成熟烟叶。未熟烟叶：烟叶在田间未达到成熟，油分少，色度弱，叶片结构紧密。欠熟烟叶：烟叶在田间刚达到成熟，生化变化尚不充分，油分稍有，色度中，叶片结构稍密，身份厚、薄。成熟烟叶：烟叶在田间达到成熟，油分有，色度强，叶片结构尚疏松，身份稍厚、稍薄。（2）仪器与试剂：7890A/5975B-MSD 气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦科技有限公司）；GT-S超声清洁仪（宁波市双嘉仪器有限公司）；甲醇和二氯甲烷（色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；无水硫酸钠（分析纯，江苏强盛功能化学股份有限公司）；标准正构烷烃（C7-C40），纯度98%（默克美国Sigma化学公司）。1.2方法GC-MS前处理：用液氮将烟叶（干样）磨成粉末，过60目筛，称取200mg放入10mL的西林瓶中，加入4mL的甲醇和二氯甲烷混合溶液（2 1），提取终浓度为50mg/mL，于50超声10min后，加入200mg无水硫酸钠除水，4冰箱静置过夜，经0.25m滤膜过滤后，进行GC-MS测定，每Abstract:To investigate effects of different harvest maturity on volatile components in flue-cured tobacco middle leaves,volatile components in tobacco leaves of different maturity were analyzed using gas chromatography-mass spectrometer(GC-MS),with tobacco leaves of different maturity as objects.The results showed that:composition of volatile components in tobacco leaves of different maturity was significantly different.Principal component analysis(PCA)showed that tobaccoleaves of different maturity could be divided into 3 clusters.-sitosterol and geranyl geraniol contents in immature tobacco leaves were significantly higher than those in less mature and mature tobacco leaves,and-sitosterol and geranyl geraniol contents decreased as maturity grew;nootkatone,nicotine,syringic acid,3-phenylpropionic acid,costol,myosmine,m-toluic acid,and 2-butylnaphthalene contents in mature tobacco leaves were significantly higher than those in immature and less mature tobacco leaves and they significantly increased as maturity grew,which provided reference forfull use of tobacco leaves and improvement of manufacturing technology.Key words:Maturity;tobacco leaf;gas chromatography-mass spectrometry;volatile components20Vol.36No.2农业研究与应用个样品3次重复。GC-MS分析：气相色谱仪使用AgilentHP-5气相色谱柱（30 m0.25 mm0.25 m），进样口温度250，检测器280，柱的起始温度80，保持5 min，然后以 2/min 的速度升至 100，再以5/min 的速度升至 180，保持 1 min 后，再以2/min的速度升至200，最后以10/min升至280，保持15min。进样体积为0.5L，不分流。MS条件：使用 EI离子源，电离能源为 70ev，扫描范围30500amu，离子源温度230，GC-MS接口温度280。1.3数据处理和分析GC-MS下机原始数据参照香气物质的分析7进行，由 MSDIAL4.60 软件进行峰对齐、矫正、去噪、解卷积等处理，获得的数据及谱图，其中，GC-MS图谱数据由NIST2014数据库进行检索匹配鉴定。采用MetaAnalysist5.0，SIMCA14.0，SPSS14.0进行多元统计分析。2结果2.1不同成熟度烟叶挥发性成分总体状况利用GC-MS对烟叶挥发物进行检测，色谱图如图1所示，通过NIST14.0数据库和查阅文献对其挥发物进行鉴定。为探究未熟、欠熟及成熟3种不同成熟度烟叶的挥发性成分差异，首先对烟叶挥发性成分的含量进行分析。由表1可知，不同成熟度烟叶的挥发性 成 分 含 量 范 围 如 下：醇 类 化 合 物 2.54%4.83%，醛酚酮类化合物 20.43%29.21%，生物碱（含氮化合物）36.07%54.92%，酸类化合物6.43%7.17%，烷烃类化合物 8.22%13.08%，脂类化合物3.00%5.48%。含氮化合物占比最高。各类化合物中，生物碱类化合物极差最大，依次是生物碱类化合物醛酚酮类化合物烷烃类化合物酯类化合物醇类化合物酸类化合物杂环类化合物，分别为18.85%、8.78%、4.86%、2.48%、2.29%、0.74%、0.49%，说明成熟度对生物碱类化合物影响最大，对杂环类化合物影响最小。醇类化合物、醛酚酮类化合物及脂类化合物含量均以未熟烟叶最高，依次是未熟烟叶欠熟烟叶成熟