采用多种分析方法研究江西上下部烟叶化学成分

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论文摘要

  江西省位于长江中下游南岸,中国东南部,气候温暖,雨量充沛,无霜期长,具有非常适宜种烟的自然条件,1980年全国第2次烟叶产区情况调查,在全国80个最适宜种烟的县中,江西省占了4个,且江西省其余县也多为适宜种烟的县。烟草作为江西重要的经济农作物,对江西的农业发展有着深远的意义。近些年来,烟草工作者相继对不同地区烤烟的化学成分进行比较分析。邓小华等对湖南烟区的常规化学指标进行了对比分析,李洪勋等对毕节烟区烤烟特征作了对比分析,陆天胜等对安徽烤烟化学成分进行了比较分析,但有关江西省烤烟化学成分的全面报道分析还是空白。因此,对江西烤烟化学成分进行全面分析尤其重要,只有这样才能够更好地认识江西省烤烟的质量特征,找出问题,寻找改善途径,进一步调整优化产业结构,调整栽培技术措施,进而为全省烤烟种植合理布局和烟叶可用性评价提供参考依据。

  1、材料与方法

  1.1材料

  从江西省的赣州市、抚州市、吉安市分别选取烤烟中部烟叶70份,上部烟叶67份。

  1.2测定方法

  按照YC/T159-2002标准测定还原糖(Rs)和水溶性总糖(Ts)含量,按照YC/T217-2007测定钾(K2O)含量,按照YC/T162-2011标准测定总氯(Tn)含量。利用DPS数据处理系统软件9.5版进行平均值分析比较,方差分析,变异系数比较,相关性分析等,参考表1所列标准判断烟叶品质,其中糖碱比值参照朱尊权院士制定标准即糖碱比=水溶性总糖/烟碱。烟叶中氯会降低其燃烧性,故总氯含量越低越好。

  【表1】

  2、结果与分析

  2.1江西烤烟化学成分均值分析

  所取中部烟叶和上部烟叶的总氯、烟碱、总钾、水溶性总糖、还原糖含量和糖碱比的平均值比较分析统计结果见表2。

  对比表2和表1,江西烤烟的上部烟叶和中部烟叶的总氯含量均较低,燃烧性较好。上部烟叶的烟碱含量偏高,烟叶中烟碱含量过高,烟叶的安全性降低,同时烟叶吃味变劣,刺激性增强。上部烟叶和中部烟叶的水溶性总糖含量均偏高。中部烟叶的还原糖含量偏高。对于烤烟讲,一般情况下,糖含量高则烟叶质量也好,两者呈正相关关系。

  在抽吸过程中,还原糖与氨基化合物发生美拉德反应,使烟气中吡嗪类、吡咯类、呋喃类等香味成分大大增加,对烟气香味贡献很大。

  但是糖含量过高将破坏烟气酸碱平衡,使烟味平淡,并产生酸性刺激。糖碱比是衡量烟气酸碱平衡的指标,上部烟叶和中部烟叶的糖碱比均小于15,质量尚可。

  从表2可以看出,除了总氯含量外,烟碱、总钾、水溶性总糖和还原糖含量以及糖碱比在烟叶的不同位置的含量都存在着极显着性差异。

  2.2赣州、抚州、吉安烤烟化学成分均值对比分析

  在本次实验中,烤烟样本来自赣州、抚州、吉安三市,为了检验各化学成分在三市之间的差值是否具有统计学意义,即各市烤烟化学成分含量大小之间是否具有显着差异,本文采用方差分析中的Tukey法,结果见表3和表4。其中,若各个均值后面跟有相同的字母,即表示它们之间在5%水平下没有显着性差异。

  【表2】【表3】【表4】【表5】【表6】【表7】

  从表3可以看出赣州和吉安的上部烟叶的水溶性总糖和还原糖含量均达到了5%的显着性差异。

  赣州上部烟叶的水溶性总糖和还原糖含量均高于吉安,可能与赣州和吉安的土壤气候水分等有关系。

  由表4可以看出,赣州与吉安的中部烟叶的水溶性总糖含量差异达到了5%的显着水平,其余化学成分含量在市与市之间在5%水平上没有显着性差异,从总体而言,除了糖含量,江西省烤烟中部烟叶化学成分含量地域性差异较小。

  2.3江西烤烟化学成分差异程度分析

  变异系数CV是恒定烟叶化学品质稳定性的重要指标,变异系数越大,化学成分变异度越大,来自不同地方的烟叶化学成分含量差异越大。偏度系数反映了频数分布的对称性,正(负)偏度主要反映了分布在右(左)方向的尾部比在左(右)方向化学成分值是不是比另一种化学成分值偏离中心更远些。

  峰度系数是反应分布在均值两侧极端数据有多少的度量。峰度系数大于3,为高狭峰,数据分布集中,小于1为低阔峰,数据分布分散,在1到3之间为常态峰,数据分布较集中。峰度系数是用来衡量化学成分值是侧重分布在中心值附近,还是较均匀地分布。各化学成分的变异系数、偏度系数、峰度系数统计结果见表5。

  从表5中看出,上部烟叶的CV排序为Ts/Nic>Tn>Rs>Nic>Ts>K2O,其中Ts/Nic的CV达到0.4235,Tn含量CV达到0.3938。中部烟叶的CV排序Tn>Ts/Nic>Nic>Rs>K2O>Ts,其中Tn的CV达到0.4868,Ts/Nic的CV达到0.3693。说明来自江西不同市的烤烟总氯含量差异较大,糖碱比差异较大。

  从表3中可以看出,中部烟叶的总钾和水溶性总糖含量为左偏态分布,其余均为右偏态分布。中部烟叶的总氯偏度为1.7550,上部烟叶和中部烟叶的糖碱比的偏度分别为1.5468和1.0529,分布在中心值右侧的数据比左侧的有较大的拉长趋势。从表3看出,中部烟叶的总氯含量为高狭峰,化学成分值侧重出现在中心值附近。中部烟叶和上部烟叶的糖碱比均为常态峰,数据较为集中,化学成分值向中心较靠拢。

  2.4江西烟叶化学成分相关性分析

  为了进一步探讨江西烟叶各化学成分之间的内在联系,分别对江西烟叶的上部烟叶和中部烟叶的各化学成分进行相关性分析,测得江西上部烟叶和中部烟叶各化学成分的相关性结果见表6。

  从表6可以看出上部烟叶的总氯和烟碱呈极显着正相关关系,在烟碱的合成过程中,Cl-在N-甲基吡咯中起平衡电荷的作用,促进烟碱的合成。烟碱与总糖和还原糖呈极显着负相关关系,可能是因为施肥,环境影响烟叶生理代谢所致。总钾与总糖和还原糖呈显着负相关关系。有研究表明,缺钾时碳水化合物含量增加。可能是由于蛋白质合成降低及水溶性氮比例增加所造成的。

  从表7可以看出与上部烟叶一致,总氯与烟碱呈显着负相关关系。烟碱与总钾呈极显着负相关关系,左天觉的结论是钾对烟草烟碱含量没有影响。钾对烟碱积累的不同响应可能取决于发生缺钾时的生长时期,烟草积累很多腐胺,而腐胺的代谢涉及烟碱的合成。与上部烟叶相同,烟碱与总糖和还原糖均呈显着负相关关系。

  3、小结与讨论

  研究分析表明江西烤烟具有以下特征:

  (1)总氯含量较低;

  (2)烟碱和糖含量偏高,但糖碱比适中;

  (3)除总氯外,其余化学成分各自在不同部位的含量差异较大;

  (4)赣州和吉安上部烟叶水溶性总糖、还原糖含量差异达到了5%显着水平,赣州和吉安中部烟叶的水溶性总糖含量达到了5%显着水平;

  (5)总氯和糖碱比的变异系数较高,来自江西不同地区的烤烟总氯含量和糖碱比大小差异较大;

  (6)相关性分析表明,烤烟化学成分的相关性会因为所处烟叶部位不同而差异较大。上部烟叶总氯和烟碱呈极显着正相关关系,烟碱和总糖、还原糖呈极显着负相关关系,总钾分别和总糖、还原糖呈显着负相关关系。中部烟叶烟碱分别和总钾、总糖、还原糖达到极显着负相关关系,烟碱与总氯达到显着负相关关系。针对以上问题,应该加强烟区烤烟栽培研究工作,采用正确的措施降低烟碱含量,协调糖碱比,进一步探讨导致不同部位烟叶化学成分差异显着的原因以及烟叶不同部位化学成分相关性变化显着地原因。

参考文献
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