白肋煙晾曬過程中生物堿、總氮含量及氮堿比的變化

白肋煙晾曬過程中生物堿、總氮含量及氮堿比的變化

白煙是典型的吸痰煙。吸收后獨特濃郁的味道，葉片薄，彈性強，組織疏松，吸濕性好，填充能力好。這是混合香煙和紙張的主要原材料。生物堿和總氮含量較高是白肋煙區(qū)別于烤煙的重要特征,生物堿的含量和組成對白肋煙的香味品質(zhì)、風格程度和安全性有重要影響。煙草生物堿主要有煙堿、降煙堿、假木賊堿和新煙草堿4種,煙堿是煙葉中的主要化學成分,可直接刺激人體中樞神經(jīng),產(chǎn)生生理反應,是使煙草具有商品價值的主要因素,煙堿含量過低,吃味平淡,不能滿足抽吸要求,但煙堿含量過高,刺激性過大,吃味變劣,因此優(yōu)質(zhì)白肋煙不僅要求煙堿含量適宜,而且煙堿占總生物堿的比例應達到93%以上。煙葉總氮含量和氮堿比是衡量煙葉化學成分協(xié)調(diào)性和影響白肋煙風格程度、香味品質(zhì)和刺激性的重要指標,氮堿比過高,煙葉風格程度低,香氣量少;氮堿比過低,則勁頭大,刺激性強。我國白肋煙生產(chǎn)比較集中,主要分布在湖北恩施、四川達州、重慶萬州等地區(qū),白肋煙晾制后生物堿含量偏高,部位間煙堿含量較大,煙堿轉(zhuǎn)化問題嚴重是我國白肋煙存在的主要質(zhì)量問題。因此,深入研究生物堿、總氮等化學成分在煙葉生長和調(diào)制期間的變化規(guī)律以與環(huán)境條件的關(guān)系對于制訂和采取有效栽培和調(diào)制措施促進煙葉化學成分協(xié)調(diào),提高白肋煙質(zhì)量有重要意義。晾制是白肋煙生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),晾制方法、晾制環(huán)境對煙葉內(nèi)部物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和煙葉質(zhì)量的形成有重要影響,晾制設備落后,晾房設計不合理,缺乏對晾制環(huán)境條件有效調(diào)節(jié)是我國白肋煙生產(chǎn)中的突出問題,也是我們著力研究和解決的重要方面。有關(guān)白肋煙晾制期間化學成分的變化,過去的研究多采用不同栽培措施和不同品種的自然群體進行。本研究以純化后的非轉(zhuǎn)化株群體為材料,采用5種晾房對白肋煙晾制過程中生物堿、總氮含量的變化進行了系統(tǒng)分析,并對半整株和摘葉采收2種采收方式進行了初步比較,旨在深入認識晾制過程中生物堿等化學成分的變化規(guī)律及其與晾制條件的關(guān)系,為合理選擇晾房和采用科學管理措施提高煙葉品質(zhì)提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1施肥量及施氮量本試驗在四川省達州煙草科研所進行,品種為達白1號非轉(zhuǎn)化株。試驗地面積667m2,地力水平中等偏上,統(tǒng)一按照推薦施肥量和施肥方法進行施肥,每公頃施氮量195kg,包括發(fā)酵腐熟豬糞4500kg、發(fā)酵腐熟菜籽枯375kg,草木灰2250kg,煙草專用復合肥(10∶10∶28)1125kg,硝酸銨20kg,氮∶磷∶鉀比例為1∶1~1.5∶2。5月10日移栽,密度18000株/hm2。1.2測試方法1.2.1吸光度和樣品制備煙葉的采收除一部分采用摘葉采收用于采收方式比較外,大部分采用半整株采收晾制。共設計和建造5種晾房進行比較,分別為:竹笆涂泥晾房(磚柱,扣瓦蓋頂,兩側(cè)用竹笆涂泥封閉,排濕窗用層板)、美式全板晾房(磚柱,扣瓦蓋頂,四周及排濕窗用層板封閉)、黒膜夾草晾房(木架結(jié)構(gòu),棚頂用黑膜封閉,側(cè)面用草簾封閉,排濕窗用層板)、全黑膜晾房(木架結(jié)構(gòu),四周搭蓋黑膜)、黒膜推桿晾棚(圓木做支架,黑膜遮蓋)。半整株采收的煙葉分別在上述5種晾房晾制進行比較;摘葉采收煙葉在竹笆涂泥晾房中晾制。取樣分上部葉和中部葉兩個部位,每次取6株混合樣品。煙葉采收后進行第1次取樣,以后每7~8d取1次樣品直至晾制完成。樣品烘干后磨碎,用于生物堿和總氮含量測定。1.2.2儀器和檢測方法生物堿測定:樣品60℃烘干后粉碎過40目篩,每樣品稱取100mg,用無水乙醚萃取,轉(zhuǎn)移上清液1mL于色譜瓶中,用氣相色譜儀進行煙堿、降煙堿、假木賊堿和新煙草堿含量分析。內(nèi)標為喹啉,氣相色譜儀為Agilent-6890,檢測儀為FID,具體操作和參數(shù)設定按照Burton等的方法進行?？偟獪y定:采用凱氏定氮法,稱取0.2000g樣品于消化管,加入1g混合催化劑(CuSO4∶K2SO4=1∶9),再加入5mL濃H2SO4,輕搖消化管使?jié)饬蛩崤c樣品混合均勻,將消化管放入支架后放入預熱好的FOSS消化器(420℃),待消化管內(nèi)全部樣品變?yōu)橥该鞯乃{綠色液體(大約60min),將消化管取出,冷卻15~20min,.將冷卻后的消化管逐個放入FOSS2300自動定氮儀中測定,測樣品時逐個輸入樣品重量,并記錄測定結(jié)果。2結(jié)果與分析2.1不同干枝的煙堿含量有一定差異表1和表2分別為不同晾房條件下白肋煙晾制過程中中部葉和上部葉生物堿含量的變化。結(jié)果表明,上部葉各生物堿含量均高于中部葉,在煙葉晾制過程中,煙堿和總生物堿含量總體呈下降趨勢,降煙堿、假木賊堿和新煙草堿變化相對較小。不同晾房條件下晾制的煙葉煙堿含量下降的幅度有一定差異,綜合2個部位來看,竹笆涂泥晾房、美式全板晾房、黒膜夾草晾房3種晾房下煙葉煙堿含量的下降幅度相對較大,中部葉和上部葉下降幅度分別為17.6%~27.6%和16.5%~19.7%,而黑膜推竿晾棚和全黑膜晾房的煙葉煙堿含量降低幅度較小。這可能與不同晾房溫濕度及晾制進程快慢的差異有一定關(guān)系,前3種晾房由于保濕效果較好,煙葉調(diào)制進程較慢,有利于在晾制過程中煙堿的轉(zhuǎn)化,相反,后兩種晾制方式煙葉晾制較快,不利于物質(zhì)的充分轉(zhuǎn)化。采用摘葉采收方式,由于中上部葉片比半整株采收收獲晚,煙堿積累時間長,且集中在較少的葉片中,因此在中上部葉片采摘時,煙堿含量顯著高于同部位的半整株采收的葉片。摘葉采收葉片由于與莖稈脫離,失水干燥較快,調(diào)制過程顯著短于半整株采收的葉片。本試驗中,煙葉晾制3周后即完全干燥,因此煙堿含量下降幅度較小。2.2不同采收理劑對煙堿含量的影響總氮含量反映煙葉中含氮化合物的多少,對煙葉的吃味和刺激性有重要影響。在煙葉晾制過程中,中部葉總氮含量有下降趨勢,但變化較小,且在不同晾房處理間無顯著差異(表3)。氮堿比在煙葉晾制過程中有增加趨勢,這與晾制過程中煙堿含量降低關(guān)系較大。不同采收晾制方式之間總氮含量差異較大,摘葉采收總氮含量顯著高于半整株采收,與煙堿含量表現(xiàn)相同,在晾制過程中總氮含量和氮堿比較為穩(wěn)定。上部葉總氮含量在煙葉晾制過程中含量下降的趨勢較為明顯(表4),其中黒膜推桿晾制和全黑膜晾房煙葉的總氮含量在晾制初升高,可能與這2種方式溫度高,碳水化合物大量消耗有關(guān)。與中部葉相似,上部葉摘葉采收晾制方式的總氮含量高于半整株采收晾制方式。氮堿比在煙葉晾制過程中表現(xiàn)增大。3界面積在成熟煙堿轉(zhuǎn)化中的含量隨煙堿含量的變化白肋煙晾制是一個緩慢的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程,在煙葉晾制過程中,煙堿和總生物堿含量總體呈下降趨勢,這可能與煙堿進一步發(fā)生生化轉(zhuǎn)化和降解有關(guān),如煙堿氧化可形成可鐵寧,煙堿的亞硝化可形成煙草特有亞硝胺。本試驗結(jié)果表明降煙堿、假木賊堿和新煙草堿變化相對較小,這與前人報道的降煙堿含量在調(diào)制過程中含量增加的結(jié)果有所不同,這是因為前人所用煙株群體為未經(jīng)煙堿轉(zhuǎn)化株性狀改良的自然群體,其中含有一定比例的具有煙堿向降煙堿轉(zhuǎn)化能力的轉(zhuǎn)化株;而本試驗采用的是正常的非轉(zhuǎn)化煙株材料,在晾制過程中降煙堿含量沒有顯著增加。因此,生物堿含量在晾制過程中的變化與基因型有關(guān)。不同晾房由于對溫濕度的控制能力不同,造成晾制環(huán)境條件的差異,美式竹笆涂泥、美式晾房、黒膜竹笆拆夾草3種方式煙堿含量的下降幅度相對較大,而黑膜推竿晾制和全黑膜的煙葉煙堿含量降低幅度較小。這可能與不同晾房溫濕度及晾制進程快慢的差異有一定關(guān)系,前3種晾房由于保濕效果較好,煙葉調(diào)制進程