基于加热卷烟的国内烟草原料低温热解香气成分差异性分析

【目的】明确国内不同类型烟草在加热卷烟体系下的香气种类及释放量的差异。【方法】收集国内10个省份5种烟草类型的71份烟叶样品,利用热裂解-气质联用仪(PY-GC/MC)检测了样品在300℃条件下气溶胶中香气成分含量,【结果】不同类型烟草低温热裂解气溶胶中的生物碱种类、含量均有较大差异,晒红烟、晒黄烟、雪茄烟测到5种生物碱,烤烟和香料烟测到3种生物碱,晒红烟热裂解气溶胶烟碱最高,烤烟、晒黄烟、雪茄烟次之,香料烟最低,三组间差异达到显著水平,晒红烟300℃热裂解气溶胶中降烟碱、麦斯明、二烯烟碱、2,3'-联吡啶含量均最高;不同类型烟草低温热解气溶胶中香气物质种类、含量均有较大差异,检测到烤烟气溶胶有16种香气成分,晒黄烟有19种香气成分,晒红烟有18种香气成分,香料烟有13种香气成分,雪茄烟有15种香气成分。【结论】综合分析5种烟草类型热解烟气中共有的香气成分,初步认为,不同类型烟草300℃热解气溶胶中的香气成分种类和含量有较大差异;烤烟、晒黄烟的热解气溶胶中的香气成分含量相近,属于香气成分较高的烟草类型,香料烟组次之,雪茄烟、晒红烟组最低;晒黄烟可能是香气种类丰富且含量较高的一类烟草类型。

基于近红外光谱的卷烟配方模块香型预测

为提高卷烟配方模块的分类识别准确率,并为卷烟配方模块的科学评估提供技术支撑,提出了一种基于近红外光谱特征筛选的卷烟配方模块香型预测方法。选取2017—2019年238个卷烟配方模块样品的近红外光谱数据,结合特征工程中的递归特征消除法和BP神经网络、随机森林、XGBoost3种机器学习技术,构建了基于特征变量的香型预测模型。与全光谱数据训练的分类效果对比,经过递归特征消除法筛选后的光谱特征变量能够有效提升卷烟配方模块香型的识别准确率,其中,XGBoost算法分类效果最佳,模型对测试集的识别准确率达到了90.41%。结果表明,基于近红外光谱特征筛选的香型预测方法对卷烟配方模块的快速定位、科学评价及卷烟配方设计等有一定的辅助决策作用。

山东省不同类型烟叶质量特征差异及原因分析

为明确山东省不同类型烟叶质量特征差异及原因,本研究连续3年采集山东烟区烟叶样品,分析不同类型烟叶物理特性、化学成分和感官评吸质量,通过相关分析,解析影响评吸质量的主要因素。结果表明:中、上部叶物理特性方面,香吃味型最好,香味型居其次,吃味型最低,表现在部分吃味型中、上部叶发育过旺,叶片大小、单叶重、叶面密度超出适宜范围。化学成分方面,香味型中部叶化学成分协调性最好,香吃味型中部叶居于其次,吃味型中部叶最低,主要是部分吃味型烟叶淀粉、氯离子含量高且钾氯比低;3种类型上部叶化学成分协调性基本一致。感官评吸质量方面,中部叶质量得分为香味型最高,香吃味型其次,吃味型最低,差异主要体现在香气质、余味、杂气、刺激性等指标;3种类型上部烟叶评吸质量差异不明显。相关分析表明,叶宽对中部叶评吸质量产生显著负效应,叶长、叶片厚度对上部叶评吸质量产生显著负效应;钾和钾氯比对中部叶评吸质量产生显著正效应,而还原糖、硫、氯离子、纤维素、半纤维素产生显著负效应;还原糖、总糖对上部叶评吸质量产生显著正效应,而烟碱、纤维素产生负效应。吃味型中部叶评吸质量较低,与其叶片发育过旺及硫、氯含量较高有关;3种类型上部叶评吸质量无显著差异,但其原因各有不同,香味型、香吃味型上部叶虽然钾含量高、氯离子含量低,但总糖含量低、烟碱含量高,糖碱比协调性变差,而吃味型上部叶钾含量低、氯离子含量高,总糖含量高、烟碱含量低,糖碱比协调。因此,需针对不同类型烟叶的问题,采取相应农艺措施,提高烟叶质量。

不同株型渠首1号上部烟叶代谢图谱差异分析

为明确烤烟不同株型产质量及代谢组学的差异,以渠首1号为研究对象,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)非靶向代谢组学方法并结合化学成分及感官质量等指标的测定,对筒形和伞形2种株型成熟时期上部烟叶代谢物进行分析。结果表明,与伞形烟株相比,筒形烟株株高和有效叶片数增加、最大叶面积减小。筒形烟株烟叶的整体化学成分协调性和感官质量均优于伞形烟株。筒形烟株产量较伞形烟株降低5.2%,但均价和产值分别增加25.0%和20.4%。通过偏最小二乘法判别分析法(PLS-DA)筛选出123种差异代谢物,主要是氨基酸、有机酸、糖类、类黄酮和生物碱类代谢物,其中N-甲酰-L-蛋氨酸、2-氧基精氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、海藻糖、3-酮-β-D-半乳糖、D-甘露糖、2-苯乙醇、茉莉酸等可能是响应不同株型的关键代谢物。差异代谢物显著富集在氨基酸代谢、糖代谢等通路上,其中烟酸和烟酰胺代谢通路,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路,色氨酸代谢通路等在不同株型烟叶内在质量形成过程中起重要调控作用。

醇化烟叶关键微生物类群与风格特色的相关性

分别选取清香型(云南玉溪)、浓香型(湖南郴州)和中间香型(贵州遵义)醇化1年的C2F烟叶,测定烟叶的主要化学成分;利用相似度检验分析烟叶微生物群落差异物种,随机矩阵理论构建分子生态网络;运用Mantel分析烟叶主要化学成分与微生物群落的相关性,结果表明:清香型、中间香型和浓香型烟叶微生物群落结构存在显著差异,浓香型烟叶细菌及真菌群落ɑ多样性指数最高;烟叶显著富集的关键细菌类群为假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas);关键真菌类群为链格孢属(Alternaria)、根霉菌属(Rhizopus)和桑帕约氏酵母菌属(Sampaiozyma);以浓香型烟叶微生物分子生态网络规模最大,结构复杂且相对稳定。总糖与还原糖含量显著影响烟叶微生物群落的多样性与结构,清香型及中间香型烟叶内关键微生物类群均与总糖、还原糖含量呈显著正相关,而浓香型烟叶关键微生物类群均与总糖、还原糖含量呈显著负相关。

什邡雪茄烟叶黑胫病菌遗传多样性分析及防治药剂筛选

为有效防控什邡地区雪茄烟叶黑胫病,对什邡地区27株烟草黑胫病菌(Phytophthora parasitica)进行交配型测定、SSR遗传多样性分析和6种常用药剂的室内筛选。结果表明,什邡地区菌株均为A2交配型,以无性生殖为主;病原菌群体Simpson(λ)指数和均匀度指数(E._(5))分别为0.776和0.643,说明该地区菌株具有较高水平的遗传多样性;分子方差分析与主坐标分析显示什邡地区烟草黑胫病菌群体与云南、贵州、四川其他地区和重庆的菌株具有一定的差异,群体92%变异来源于内部;甲霜灵、烯酰吗啉和烯酰氰霜唑对该地区黑胫病菌株具有较好的抑菌效果,平均EC_(50)值分别为0.491、0.574和0.730 mg/L。研究结果可为什邡地区雪茄烟叶黑胫病的科学、有效防治提供依据。

土壤与移栽方式对烤烟生长及经济效益的影响

为探明天柱烟区不同土壤类型的适宜移栽方式,采用2因素裂区试验设计,即2种土壤类型为主区(黄壤、水稻土),5个移栽方式为副区(常规移栽、膜下小苗移栽、井窖移栽、鸭嘴移栽、营养块移栽),研究土壤与移栽方式对烤烟生长及经济效益的影响。结果表明,黄壤土和水稻土下,烤烟均以营养块移栽的生育期较早;水稻土×井窖移栽、黄壤×膜下小苗移栽的烤烟农艺性状表现较佳;在水稻土中进行井窖移栽和在黄壤中进行膜下小苗移栽的烤烟,其经济性状均表现较好;用工及成本以黄壤×膜下小苗移栽、水稻土×井窖移栽较低,营养块移栽在黄壤土和水稻土中均较高。天柱烟区水稻土以井窖式移栽方式移栽,黄壤以膜下小苗移栽方式移栽,烤烟农艺性状表现较好,经济效益较高,用工及成本低。该研究可为天柱烟区不同土壤类型配套适宜的移栽方式提供理论参考。

柜式先进先出卷烟储存输送装置设计与应用

【目的】为解决一种直径与正常卷烟相同但长度较短的新型卷烟输送对接问题,设计了一种柜式先进先出卷烟存储输送装置。【方法】该装置由执行系统和控制系统组成,执行系统由提升机、高位输送器、先进先出储柜、低位输送器等组成;控制系统由嵌入式PLC、伺服电机、料位检测组件等组成。首先,通过提升机抬高烟支烟流,输送至先进先出储柜;其次,由料位检测组件监控烟流高度和输送速度,当速度不匹配时,控制先进先出储柜收缩或扩容;最后,烟流经过低位输送器输送至下游设备。【结果】该装置主要用于卷接包生产线上,通过将上游设备与下游设备柔性地连接起来进行先进先出,完成烟支的自动输送、存储和缓冲调节。【结论】该装置使卷接包生产线实现高度自动化,满足新型烟草的转运输送需求,提高了整条生产线的工作效率,且装置运行稳定可靠,操作简单,便于维护。

MLST技术分析中国烟草野火病菌遗传多样性

明确烟草野火病菌多位点序列分型(MLST)情况,能为制订有效防治措施和选育品种提供强力技术支撑,并为病菌的生物学特性研究提供新视角。从湖南、重庆等5个产烟省(市)烟草生产区采集烟草野火病样,组织分离并鉴定,应用MLST分型,筛选管家基因,分析供试菌株遗传多样性。结果表明,从湖南等5个产烟省(市)分离获得烟草野火病菌144株,筛选得到Pgi、Pfk和Gap 3个管家基因,共获得92个ST型。以Pgi基因为标准,供试菌株可分出亚群5个,单一群4个,亚群1和亚群2菌株数量较多,亚群1菌株来自5个产烟省(市),此亚群的ST43属于中国主要种群。说明中国烟草野火病菌遗传多态性丰富,烟草品种与病菌组群间不存在关联性。

贵阳市烟草黑胫病病原菌生理小种和交配型鉴定及药剂防治筛选

研究贵阳市烟草黑胫病的生理小种和交配型的组成情况,为贵阳市的黑胫病提供药剂防治基础。采用组织分离法从贵州省贵阳市烟区罹患黑胫病的烟株中分离出病原菌并纯化鉴定,对分离所得菌株进行分子鉴定、交配型测定、生理小种鉴定,结合皿内化学药剂敏感性筛选和田间药效试验测定不同药剂对烟草黑胫病的防治效果。采自贵阳市5个不同烟区的69株烟草黑胫病样本,经分离鉴定得到48株烟草疫霉菌。5个代表菌株都为A1交配型,2株为0号生理小种、3株为1号生理小种。皿内化学药剂的毒力测定和田间药效试验均表明,乙蒜素·松脂酸铜对烟草疫霉的抑制作用强于代森锰锌、烯酰吗啉、精甲霜灵、氟菌·霜霉威和壳聚糖。

增施不同种类有机肥对烤烟KRK26生长发育的影响

为探究增施不同有机肥料对烤烟KRK26生长发育的影响,以烤烟KRK26为研究对象,通过大田试验,综合分析了施用烟草专用有机肥(CK)和增施微生物菌剂(T_(1))、有机肥(T_(2))、生物有机肥(T_(3))对德宏陇川烟区烤烟KRK26生育期、主要农艺性状、内在化学成分和经济性状的影响。结果表明:相较于CK,T_(1)、T_(3)处理下烤烟KRK26的大田生育期分别缩短了7、5 d;移栽后45、60、75 d烤烟的农艺性状以T_(1)处理的表现最佳;各处理的经济性状均较CK有所提高;不同处理下的B2F、C3F和X2F烟叶的内在化学成分均有不同程度的改善。综上,T_(1)处理对烤烟KRK26生长发育和产质量的作用效果最佳。

小麦avenin-like type-B基因启动子的克隆及功能验证

为深入研究ALPtype-B基因的调控机理及胚胎特异性表达特性,采用农杆菌转化技术,将含有ALPtype-B基因启动子的双元表达载体转化烟草。对阳性转基因烟草植株进行GUS组织化学检测定性分析。结果显示,小麦ALPtype-B基因启动子可驱动报告基因在烟草种子的胚乳中特异表达,在其他组织中没有表达。

Quality Characteristics of Tobacco Leaves with Different Aromatic Styles from Guizhou Province,China

The relationships between chemical components and quality indexes were studied in the tobacco leaves with different aromatic styles. A total of 16 chemical components, 4 quality indexes, and 6 smoking quality indexes from 366 tobacco leaf samples with 4 different types of aroma from Guizhou Province, China, were subjected to principal component analysis and stepwise regression analysis. The tobacco leaves with different types of aroma showed remarkable difference in the contents of chemical components, quality indexes, and smoking quality indexes. The first principal factors （carbohydrates and nitrogen-containing compounds） of the chemical composition of the leaf were similar among different types of aroma, which showed that the quality of the leaf was mainly influenced by carbohydrates and nitrogen-containing compounds and their ratios. The factors for the second through the seventh principal components varied largely among varioUs aromatic types, suggesting the contribution of other chemical components to the leaf quality. In addition, the smoking quality of four different aromatic leaves showed significant correlation with the different chemical components. The quality of tobacco leaves with different types of aroma was influenced by multiple factors, especially ecological conditions and culture techniques, which may provide guidance for directive cultivation of high-quality tobacco leaves.

加热卷烟叶丝等温热失重及关键成分释放特性分析

为在加热过程中有效调控叶丝关键成分含量,在180℃、200℃和220℃加热温度下,利用宏量型烟草高温热转化热重技术考查加热温度对加热卷烟叶丝(含水率1.5%)热失重过程及关键成分热释放特性的影响。结果表明:升高加热温度,会增加叶丝质量分数变化值,提高叶丝质量分数变化率,降低叶丝热失重过程的稳定性;当加热温度分别为200℃和220℃时,各关键成分的质量分数变化值和变化率由大到小依次为烟碱、甘油、水分、其他成分,其中烟碱基本完全释放;当加热温度为180℃时,叶丝关键成分质量分数变化值和变化率由大到小依次为烟碱、水分、甘油、其他成分,其中烟碱、甘油、水分的质量分数变化值较高,其他成分的质量分数变化值较低。

施氮量与种植密度对烤烟的影响及合理株型指标量化

为获得烤烟优质高产栽培的合理株型,以‘中川208’品种为试验材料,开展不同施氮量与种植密度组合大田试验,研究烤烟株型性状与烟叶产质量的关系,进行烤烟株型性状与烟叶产值、烟叶化学成分可用性指数(Chemical Components Usability Index,CCUI)的回归关系分析,提出烤烟合理株型特征。结果表明,施氮量与种植密度对烟草株型性状、干物质积累量、烟叶经济性状、化学成分产生显著影响,适当增加施氮量,可以促进烟株主茎、叶片生长、干物质积累,增加烟叶产量、产值,提升化学成分协调性;增加密度使烤烟单株主茎变高变细,叶片变小,干物质积累减少,但群体烟叶产量、产值增加,化学成分协调性先升高后降低。中部叶是影响烟叶产值、质量的关键因素。构建烟草株型性状与烟叶产值、CCUI的回归方程,获得‘中川208’平顶期合理株型性状范围:株高124.77~128.70 cm,茎围9.61~9.84 cm,节距6.20~6.35 cm,下部叶长56.06~58.05 cm、叶宽28.15~30.57 cm,中部叶长63.74~69.05 cm、叶宽29.93~30.36 cm,上部叶长48.44~49.32 cm、叶宽21.03~21.75 cm,下部叶比例29.11%~30.86%,中部叶比例37.77%~38.12%,上部叶比例29.18%~31.27%。

基于香气活性值的烟草提取物成分分析及感官作用评价

为探究烟草提取物中香韵特征成分对卷烟风格特征的影响,采用亚临界萃取-分子蒸馏技术,制备了产自福建、贵州、湖南的3种烟草提取物,考查焦甜香、奶香、豆香、辛香、果香、酸香、坚果香、花香特征成分在3种烟草提取物中的质量浓度及香气活性值(OAV)分布,通过嗅香和卷烟抽吸评价OAV的改变对烟草提取物风格特征的影响。结果表明:福建、贵州、湖南3种烟草提取物的香韵特征成分总质量浓度分别为2 427.62μg/mL、3 688.96μg/mL、4 628.06μg/mL;焦甜香、奶香、酸香和花香在3种烟草提取物中占比不同,福建烟草提取物以花香、焦甜香和奶香为主,贵州烟草提取物和湖南烟草提取物均以酸香和花香为主,但两种香韵在不同烟草提取物中的OVA占比不同;依据3种提取物香韵特征成分OAV的差异,在福建烟草提取物的基础上定向补加各香韵特征成分的代表性成分,复配物的清香型风格特征弱化,浓香型风格特征逐渐增强。

清甜香型产区上部烟叶主要化学成分与外观质量的关系研究

以B2F等级烤烟为研究材料,通过相关性分析和OPLS回归分析等方法,对选自西南烟区的凉山、红河、曲靖和普洱共44份烤烟样本的外观质量与化学成分之间的关系进行了研究。结果表明:烤烟外观质量特征主要表现为颜色橘黄、烟叶成熟、色度强、油分有、结构尚疏松、身份稍薄,各指标的变异程度较小、一致性强;烤烟化学成分中,咖啡酸、莨菪亭、槲皮素和乳酸等指标的变异程度较大;烤烟外观质量与化学成分存在一定的相关关系,其中还原糖、总酚、绿原酸和类胡萝卜素与颜色指标呈极显著正相关关系,还原糖、绿原酸、芸香叶苷和总酚与成熟度指标呈极显著正相关关系,钾含量与叶片结构指标呈极显著正相关关系,淀粉含量与色度指标呈极显著负相关关系;通过OPLS模型回归得到的拟合方程表明,烤烟两糖比、类胡萝卜素、还原糖、绿原酸、苹果酸和总氮对外观质量有较大的正向影响,柠檬酸对外观质量具有负向作用。综上所述,通过提升烤烟的类胡萝卜素、还原糖、绿原酸、苹果酸、总氮含量以及两糖比有利于烟叶外观质量的提升。

基于近红外光谱的烤烟香型分类模型研究

为了快速无损地判别国产烤烟香型,指导卷烟配方原料利用,对1383份烟叶样品进行近红外光谱采集,基于八大香型区划结果进行香型分类,选用各香型稳定区的样品构建香型分类模型。结果显示,基于近红外原始光谱数据利用随机森林构建的香型分类模型准确率仅为48.64%,光谱数据经过SG滤波一阶或二阶导数和多元散射校正预处理后,模型准确率提高29.54个百分点,然后经因子分析降维处理(45个因子)模型准确率提高到85.91%,最后对模型关键参数进行优化,当评估器数量为500、随机种子为9时,模型准确率最高为90.45%。利用建立的分类模型对预测集进行预测,清甜香型、焦甜焦香型、清甜蜜甜香型和木香蜜甜香型的召回率均达到90.00%以上,召回率最低的为蜜甜香型和焦甜醇甜香型(66.67%)。以上结果表明,利用近红外光谱技术能够有效鉴别烤烟八大香型。

烤烟优势株型培育技术研究进展

烤烟优势株型培育技术在促进烟叶规模化生产、优化烟叶结构和促进原料质量稳定方面效果显著。阐述了培育烤烟优势株型的意义,并对优势株型与烟叶质量的关系、株型的评价方法、培育优势株型的影响因素进行综述。探讨了优势株型培育的主要发展方向,为烤烟优势株型培育及优质烟叶生产提供理论指导。

八大香型烤烟典型产地中部烟叶适宜复烤干燥温度研究

【目的】明确八大香型典型产地烤烟中部烟叶较适宜的复烤干燥温度范围。【方法】选取八大香型典型产地中部烟叶,在不同复烤干燥温度下对烟叶感官质量、风格特征进行评价。【结果】(1)清甜香型、清甜蜜甜香型和木香蜜甜香型中部烟叶适宜在70℃复烤干燥温度下加工;(2)蜜甜香型、醇甜香型和焦甜醇甜香型烟叶适宜在75℃复烤干燥温度下加工;(3)焦甜焦香型和焦香蜜甜香型烟叶适宜在75℃~80℃复烤干燥温度下加工。【结论】根据不同香型烤烟烟叶适宜的复烤干燥温度进行配方模块设计、配方模块复烤加工,可彰显烟叶香气风格特征,提升总体感官质量。