国内外典型茄衣烟叶常规化学成分和中性致香物质关键性差异指标研究

为了解国内外典型茄衣烟叶关键品质指标差异,测定了中国、巴西、多米尼加、印度尼西亚这4个国家共40份茄衣烟叶样品中的常规化学成分和中性致香物质,通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法和Pearson相关性分析法进行关键性差异指标筛选及相关性分析。结果表明:国内茄衣烟叶总糖和还原糖质量分数显著高于国外茄衣烟叶,烟碱质量分数显著高于巴西和印度尼西亚茄衣烟叶,氮碱比显著低于巴西和印度尼西亚茄衣烟叶,钾质量分数显著低于巴西和多米尼加茄衣烟叶;国内茄衣烟叶中性致香物质总含量和新植二烯含量高于国外茄衣烟叶,苯丙氨酸类降解产物含量与巴西、多米尼加和印度尼西亚茄衣烟叶均较为接近,棕色化反应产物含量显著高于国外茄衣烟叶;国内外茄衣烟叶关键性差异指标共有16种,其中β-大马酮含量、愈创木酚含量等11种指标表现为国内茄衣烟叶中数值相对较高,苯甲醛含量、总氮质量分数、氮碱比等5种指标表现为国外茄衣烟叶中数值相对较高;16种指标中总氮质量分数和氮碱比与二氢猕猴桃内酯含量、2-乙酰基吡咯含量和苯甲醛含量均呈极显著正相关,与巨豆三烯酮2含量、β-大马酮含量均呈显著或极显著负相关,而总糖、还原糖和烟碱质量分数与上述中性致香物质含量之间的关系则均相反。

采收成熟度对雪茄茄衣烟叶晾制质量的影响

为探讨雪茄茄衣烟叶适宜采收成熟度,研究了不同采收成熟度对茄衣中部烟叶主要农艺性状及晾制后物理指标、化学成分及外观质量的影响。结果表明,随着采收成熟度的提高,鲜烟叶SPAD值和含水率降低,色度值升高;晾制后烟叶叶片厚度、叶面密度和拉力值先升高后降低;两糖比先增加后降低,氮碱比和钾氯比降低;成熟度和油分得分升高,支脉粗细和支脉平伏度得分降低。综合考虑物理特性、化学成分和外观质量,茄衣中部烟叶适宜采收成熟度的外观特征为叶色绿黄(绿中微带黄),主脉1/3变白,支脉1/4变白,茸毛少部分脱落。

不同遮荫方式对茄衣烟叶生长和光合生理的影响

【目的】探明不同遮荫方式对雪茄茄衣鲜烟叶生长和光合生理特性的影响。【方法】对遮阳网颜色(绿色、黑色、白色)、遮光率(40%、60%、80%)和遮荫时间(移栽后20、25、30 d)进行正交L_(9)(3^(4))设计,测定遮荫后烟株的农艺性状、叶绿素含量、荧光参数和光合生理指标,分析与光合相关基因的表达情况,并对测定的指标进行显著性分析和极差分析。【结果】(1)遮阳网颜色是影响农艺性状的主要因素,而影响光合生理的因素排序为遮光率>遮阳网颜色>遮荫时间。(2)遮荫后白色遮阳网促进了茄衣烟叶生长;总叶绿素含量随遮光率的增加而增加;实际光化学效率(ΦPSⅡ)、叶绿素潜在活性(F_(v)/F_(o))、光化学淬灭系数(qP)和最大光化学效率(F_(v)/F_(m))在高遮光率下显著提升,但非光化学淬灭系数(qN)显著下降;净光合速率(P_n)、气孔导度(G_(s))和蒸腾速率(T_(r))均下降,在80%遮光率下达到最小,而胞间CO_(2)浓度(C_(i))在80%遮光率下显著增加;编码光系统Ⅱ中捕光复合物叶绿素a/b结合蛋白4.2的基因(Lhcb4.2)和编码光系统Ⅱ中反应中心蛋白CP47的基因(psbB)表达量在80%遮光率下显著增加,编码光系统Ⅱ中捕光复合物叶绿素a/b结合蛋白6的基因(Lhcb6)在60%遮光率下显著增加,编码光系统Ⅱ中D2蛋白的基因(psbD)在80%遮光率下表达量比不遮荫处理低,而1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基基因(rbcS)和编码光系统Ⅱ中D1蛋白的基因(psbA)无明显变化。【结论】遮荫处理改变了光质和光强,影响了编码光合作用有关蛋白的基因表达,从而影响烟叶的光合作用,遮荫后不同程度地加快了叶绿素的积累和光合作用效率,且在80%遮光率处理下影响最大。

基于多元统计分析的茄衣烟叶生产气候资源配置

为探究茄衣烟叶生产中的气候资源配置情况,以“云雪1号”品种为试验材料,通过调整移栽期以改变烟株生育期内的气候指标,采用多元统计分析法研究茄衣烟叶的气候资源配置及其对烟株农艺性状及发酵后烟叶化学成分的影响。相关性分析结果显示,烟株大田期的积温、≥10℃有效积温、总降水量与总温差对烟株农艺性状各指标的影响较大,其相关系数分布范围为0.478~0.939,而积温、≥10℃有效积温、平均气温对烟叶总糖、烟碱、总氮、蛋白质含量影响较大,其相关系数分布范围为-0.955~-1.000。采用因子分析的方法在8项气候指标中提取出气候积累因子与湿度因子2个主因子,进一步通过灰色关联分析得出上述二者分别是影响烟株农艺性状和烟叶常规化学成分的主因子。以上结果表明,确定茄衣烟株移栽期的主要气候因子依据为大田生育期的气温、降水量和相对湿度的综合配置。

不同发酵温度的茄衣烟叶理化特性和香气质量变化

为进一步筛选出雪茄茄衣烟叶适宜的发酵温度参数,借助恒温恒湿箱模拟雪茄烟叶精准发酵环境,以发酵环境湿度80%、烟叶回潮含水率30%为固定条件,设置发酵温度40、45、50℃3个水平,比较不同温度发酵烟叶的外观品质、物理特性、化学成分和香气质量。结果表明,相较于40℃发酵温度,45℃和50℃有利于雪茄烟叶深度发酵,叶面颜色加深、色泽亮度增进,但50℃发酵超过3周,烟叶油分损耗明显。发酵后,烟叶颜色参数值都略有下降,3个处理的红色值(a^(*))、黄色值(b^(*))差异不明显,45℃明亮度最高,50℃其次,40℃最低。发酵过程烟叶平衡含水率(吸湿性)持续下降,拉力呈先上升后下降的趋势,45℃处理烟叶物理性能最优,50℃其次,40℃略差。发酵后,烟叶蛋白质、可溶性糖、生物碱(烟碱)、色素(叶黄素、β-胡萝卜素)的含量都明显下降,氨基酸的含量基本持平,发酵温度越高,烟碱、色素、蛋白质等代谢越剧烈。发酵后,多数香气物质含量都大幅增加,发酵温度越高,烟叶香气物质总量增幅越大,其中类胡萝卜素降解产物、苯丙氨酸转化产物在45℃发酵烟叶中含量最高,棕色化反应产物在50℃发酵烟叶中含量最高。由此可知,适当提高发酵温度(45~50℃)可有效促进烟叶颜色加深、光泽油润感更佳,烟叶化学成分更协调、香气质量增进更显著,进而获得外观质量、感官品质兼优的茄衣烟叶原料。

茄衣烟叶7种化学成分近红外预测模型的建立

【目的】常规化学检测方法检测茄衣烟叶内总氮、钾、总糖、还原糖、总碱、氯和镁等7种化学成分含量的过程复杂、费时费力,而近红外光谱技术操作简单、检测快速。旨在建立一种近红外光谱检测模型,对茄衣烟叶内7种化学成分的含量实现快速定量分析。【方法】以云南雪茄茄衣烟叶为试材,采用常规化学方法检测茄衣烟叶7种化学成分含量,再利用近红外光谱技术结合偏最小二乘法对茄衣烟叶中7种化学成分含量及其光谱数据进行近红外模型分析,通过比较模型均方根误差和相关系数确定预测性能最佳的模型。【结果】7种化学成分分别采用原始光谱、一阶导数、一阶导数、原始光谱、原始光谱、一阶导数+中值滤波和一阶导数+中值滤波预处理方法建立的模型预测效果最佳,最佳主成分数分别为20、7、4、24、21、9和7。7种模型的训练集相关系数分别为0.9441、0.8589、0.7664、0.9511、0.9547、0.9031和0.8620,交叉验证均方差分别为0.1288、0.2846、0.0280、0.0096、0.1894、0.2965和0.0795;验证集相关系数分别为0.8958、0.7675、0.7181、0.7928、0.7282、0.8062和0.7980,验证集均方差分别为0.1789、0.3011、0.0324、0.0193、0.3855、0.3990和0.0999。模型外部验证结果表明,7种化学成分预测值与化学值的平均相对标准偏差值皆小于32%。【结论】利用近红外光谱技术对茄衣烟叶7种化学成分含量进行快速定量分析是可行的,该模型对7种化学成分含量具有良好的预测效果,可为茄衣烟叶7种化学成分含量快速定量分析提供参考。

不同成熟度茄衣烟叶高光谱特征分析及分类模型构建

为掌握不同成熟度茄衣烟叶的高光谱特征,本研究利用便携式高光谱相机采集3种成熟度[尚熟(SS)、成熟(CS)以及完熟(WS)]茄衣烟叶的高光谱图像并提取光谱数据,通过多元统计分析研究了不同成熟度茄衣烟叶高光谱特征,并构建了支持向量机(SVM)模型用于茄衣烟叶成熟度的分类判别。茄衣烟叶高光谱在400~680 nm、730~1000 nm各自区域内以及400~430 nm与730~1000 nm两个区域之间具有很强的正相关性,在460~730 nm与760~940 nm之间相关性较弱;3个特征值大于1的主成分(PC1~PC3)几乎包含了所有的光谱信息;主成分方差分析结果表明,不同成熟度茄衣烟叶的高光谱反射特征在可见光、红边以及近红外区域均存在统计学差异;SVM对3种成熟度茄衣烟叶的分类准确率达到98%以上,对CS茄衣烟叶的精确率、召回率和F1分数均为100%,对SS和WS茄衣烟叶均达到94%以上。茄衣烟叶高光谱存在多重共线性,具有很好的降维效果,不同成熟度茄衣烟叶的光谱反射特征差异明显,SVM在茄衣烟叶成熟度分类判别方面表现优异,可辅助用于茄衣烟叶适熟采收。

茄衣烟叶发酵最适回潮含水率的筛选

为推动茄衣烟叶发酵工艺完善成熟提供参考,设置烟叶回潮含水率30%、35%、40%共3个水平,比较不同回潮程度烟叶的发酵升温、外观品质、物理特性、化学成分和香气质量,以进一步筛选出雪茄茄衣烟叶发酵的适宜回潮含水率。结果表明:烟叶回潮含水率设置为30%、35%时更有利于保持雪茄烟叶的完整度,获得光泽油润、颜色均匀的烟叶。回潮含水率30%发酵叶红、黄色值较高,分别为4.05、7.70;回潮含水率35%其次,发酵叶红、黄色值分别为3.71、7.07,回潮含水率40%发酵叶红、黄色值最低,分别为3.49、6.97。发酵过程烟叶平衡含水率(吸湿性)持续下降,但拉力总体上呈先上升后下降的变化趋势,回潮含水率30%发酵烟叶的物理性能最优(平衡含水率为12.2%,拉力为1.45 N),回潮含水率35%发酵烟叶其次(平衡含水率为11.9%,拉力为1.27 N),回潮含水率40%发酵烟叶较差(平衡含水率为10.9%,拉力为0.91 N)。发酵后,烟叶中蛋白质、氨基酸、可溶性糖、生物碱(烟碱、新烟草碱、假木贼碱)、色素(叶黄素、β-胡萝卜素)的含量均呈现不同程度的下降,回潮含水率越高,烟碱、色素、蛋白质等代谢越剧烈。雪茄烟叶发酵后,除苯丙氨酸转化产物、挥发性烟碱类含量减少,其他多数类型香气物质含量都大幅增多,其中类胡萝卜素降解产物、苯丙氨酸转化产物在回潮含水率30%发酵烟叶中含量最高,分别为90.5μg/g、5.5μg/g;棕色化反应产物在回潮含水率40%发酵烟叶中含量最高,为214.6μg/g。综合而言,在自然环境条件相对稳定、适宜烟叶发酵的条件下,将回潮含水率设置在30%~35%,可有效促进烟叶颜色加深、光泽油润感更佳,帮助协调烟叶化学成分、增进香气质量,进而获得外观质量、感官品质兼优的茄衣烟叶原料。

鲁东南烟区雪茄茄衣烟叶种植技术研究

近年来,国内雪茄市场增长迅速,而国产优质雪茄原料的缺乏,极大限制了国产雪茄产业的健康、可持续发展。总结优质雪茄茄衣种植的技术要领,为改善雪茄茄衣烟叶品质的研究提供了借鉴,并对我国雪茄茄衣烟叶品质影响因素的研究方向做出展望。最后,探索国产雪茄原料的技术研究领域的发展方向,以期为今后技术体系的完善和国产雪茄原料质量的提升奠定基础。

堆积发酵时间对五指山茄衣烟叶品质的影响

为探索海南茄衣品种烟叶适宜于工业生产的堆积发酵时间,从海南五指山市雪茄研究基地H-382品种中挑选晾制好的茄衣烟叶作为供试材料,研究堆积发酵过程中茄衣烟叶外观质量、常规化学成分、中性致香物质的变化。结果表明,堆积发酵18 d时,类胡萝卜素类降解产物和新植二烯含量最高;堆积发酵24 d时,氮碱比值最接近1,苯丙氨酸类致香物质、类西柏烷类降解产物及茄衣中性致香物质(新植二烯除外)含量最高;堆积发酵30 d时,茄衣外观质量评价得分最高,棕色化反应产物含量最高,钾氯比值最高。综合来看,堆积发酵30 d左右较为合适,能够使海南茄衣烟叶更有利于工业运用。

遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征及其对烟株生长发育和烟叶质量的影响

【目的】探究遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征对烟株生长发育和发酵后烟叶质量的影响,以期为国产茄衣遮荫栽培提供理论依据。【方法】以雪茄烟品种云雪1号为试验材料,设透光率100%(CK)、75%(T1)和65%(T2)3个处理,分析不同处理下的烟田微气候特征及其对烟株农艺性状、生物量积累与分配及发酵后烟叶主要品质特征的影响。【结果】遮荫处理能降低烟田的气温、光照强度、昼夜温差及≥10℃有效积温,提高相对湿度。遮荫对烟株株高、茎围、最大叶面积、生物量积累等生长发育指标均有显著影响(P<0.05,下同)。其中,株高、最大叶面积、叶生物量均以T2处理最高,且在遮荫后40 d时增幅最大,而茎围则以CK最大。T2处理烟叶的叶片结构、油分、颜色均匀度、支脉粗细等外观质量指标得分最高,其拉力强度也显著高于其他处理。遮荫处理茄衣产量和茄衣产出率均显著高于CK,与CK相比,T1和T2处理茄衣产量分别显著增加5.87%和13.78%,茄衣产出率分别显著增加8.56%和18.56%。相关分析结果表明,遮荫条件下温度(积温、≥10℃有效积温和平均气温)的降低是烟株叶厚、茎围和根茎生物量积累减少的主要原因;平均光照强度降低和平均相对湿度增加是提升烟叶外观质量和物理特性的关键因素。【结论】遮荫能降低茄衣烟田的环境温度和光照强度,提高相对湿度,使烟株的形态发育和物质积累产生改变,从而提高茄衣产量和茄衣产出率,也使发酵后烟叶的外观和物理指标更符合工业使用。综合来看,在豫西南遮荫种植茄衣时以65%透光率较适宜。

晾制湿度对雪茄茄衣烟叶颜色的影响

为揭示影响雪茄茄衣烟叶颜色的主要因素,采用常规晾制、分阶段取样的方法研究了不同晾制湿度处理雪茄烟叶含水率、叶绿素含量(质量分数)、酶活性、化学成分和色度值的变化规律。结果表明:晾制过程中低湿度处理的雪茄茄衣烟叶失水速度较快,其次为中湿度处理,高湿度处理较慢。在高湿度条件下,雪茄茄衣烟叶叶绿素a和叶绿素b降解较快,类胡萝卜素含量增加较快。过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性高湿度处理高于中湿度和低湿度处理,在晾制后期(20~30 d)更加明显。高湿度处理晾制后雪茄茄衣烟叶色度值较高,中湿度和低湿度处理色度值较低。相关及逐步回归分析表明,雪茄茄衣烟叶还原糖和总氮含量与色度值的相关系数达到极显著(P≤0.01)水平,是影响晾制后茄衣颜色的重要因素。

基于气候条件的湖南雪茄烟叶种植区分类研究

【目的】明确湖南雪茄烟叶种植区与国外优质雪茄烟叶产地的气候相似性,为湖南不同雪茄烟叶种植区的气候评价及雪茄烟叶种植类型选择提供参考依据。【方法】选取湖南8个雪茄烟叶种植区(长沙宁乡市、衡阳常宁市、永州双牌县、张家界永定区、张家界慈利县、张家界桑植县、郴州桂东县和怀化麻阳县),以移栽后第1~5个月的逐月气温、降水量、相对湿度、短波辐射净强度和日照时数为气候因子,分析各种植区与国外优质雪茄烟叶产地(古巴茄衣产地圣路易斯、古巴茄芯产地圣胡安马丁内斯、非古巴茄衣产地厄瓜多尔和非古巴茄芯产地多米尼加)的气候相似性,结合聚类分析和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)对种植区进行分类,并进一步明确各种植区的气候条件差异。【结果】湖南8个雪茄烟叶种植区的气候条件均与古巴茄衣产地中等相似,其中长沙宁乡市、张家界桑植县和郴州桂东县还与非古巴茄芯产地多米尼加中等相似;基于气候条件可将上述区域分为两大类:第Ⅰ类为茄衣生产潜力区,包括张家界慈利县、张家界永定区、怀化麻阳县、衡阳常宁市和永州双牌县5个种植区;第Ⅱ类为茄衣茄芯生产潜力区,包括长沙宁乡市、张家界桑植县和郴州桂东县3个种植区;OPLS-DA模型可成功区分Ⅰ类区和Ⅱ类区,说明两大类种植区的气候条件有明显区别;重要性排序(VIP)预测值分析结果显示,烟株移栽后第1、2、3和5个月的短波辐射净强度和第1、2和3个月的日照时数等7个气候指标为两大类种植区间的差异性指标(VIP>1.2);Ⅱ类区较高的短波辐射净强度和日照时数是其可进行茄芯烟叶生产的主要原因。【结论】湖南雪茄烟种植区可分为茄衣生产潜力区和茄衣茄芯生产潜力区,对种植区分类影响最大的气候因素是短波辐射净强度和日照时数。

不同有机肥对雪茄各部位烟叶养分吸收及产质量的影响

为探究丹江口雪茄烟叶主产区适宜的有机肥种类,选取黄腐酸、鱼骨粉、花生饼、菜籽饼共4种有机肥开展大田试验,研究其对茄衣烟叶养分吸收及产质量的影响。研究结果表明:增施有机肥能显著提高下部和中部烟叶产量,增幅分别为40.5%~61.0%和17.7%~33.2%,以黄腐酸和鱼骨粉处理增产效果较好;而仅黄腐酸和鱼骨粉处理对上部叶有显著的增产作用,能分别增产19.6%和38.8%。增施有机肥能显著提高烟叶的产量和产值,提高上等烟和中上等烟比例;产量和产值以鱼骨粉处理效果最显著,上等烟比例以菜籽饼处理最高,中上等烟比例以花生饼处理最高,总的经济效益以鱼骨粉处理最好。增施有机肥能显著提高烟叶养分含量和养分积累量,烟叶的氮、磷、钾总积累量表现为鱼骨粉处理(105.76 kg/hm^(2))>黄腐酸处理(102.27 kg/hm^(2))>花生饼处理(90.23 kg/hm^(2))>菜籽饼处理(87.22 kg/hm^(2))>不施有机肥处理(64.76 kg/hm^(2))。对于烟叶的化学成分,增施有机肥各处理均能提高烟叶的烟碱、总氮、还原糖、总糖、钾含量,降低氯含量,平衡烟叶的氮碱比(总氮/烟碱)、钾氯比和两糖比(还原糖/总糖),以鱼骨粉处理各部位烟叶化学成分最为协调,其次是黄腐酸、菜籽饼处理。鱼骨粉处理还能增加烟叶颜色的均匀性,消除颗粒物,提高烟叶的外观质量。综合以上分析,试验条件下对于茄衣烟叶宜施用无机肥配施鱼骨粉1500 kg/hm^(2)。

雪茄茄衣品种生态适应性及栽培技术研究进展

雪茄茄衣作为雪茄的重要组成部分,其品质受品种、栽培技术等因素的影响。综述了各个因素对雪茄茄衣烟叶的影响机理及种植时遇到的问题,总结了优质雪茄茄衣种植的技术要领,为改善雪茄茄衣烟叶品质的研究提供了借鉴,并对我国雪茄茄衣烟叶品质影响因素的研究方向做出展望。

麦饭石矿物肥对海南茄衣生理特性及工业可用性的影响

以海南2号为材料,通过大田实验研究了不同施用量麦饭石矿物肥对海南茄衣烟叶生长、叶片抗氧化酶活性及渗透调节物质含量、光合荧光特性以及烤后烟叶品质的影响。试验结果显示,与常规施肥相比,增施麦饭石矿物肥能显著增加根长、根体积、根系活力,促进烟株生长发育(P<0.05);能有效降低叶片MDA含量、SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性;茄衣叶片的光合作用指标P_n、G_s、C_i和WUE以及叶绿素荧光参数F_v/F_m、Φ_(PSⅡ)、q_p均显著高于常规施肥处理,而T_r、NPQ则明显较低(P<0.05);同时,有效提高烟叶的拉力和平衡含水率、降低烟叶厚度、叶质重和含梗率等物理特性指标,显著降低烟叶氮碱比,提高钾氯比、灰分含量和感官评吸分数。上述结果表明,增施促进烟株生长发育,改善叶片生理特性,同时改善烤后烟叶物品质,以450 kg/hm^2施用量效果最好。