烤煙NC55不同部位葉片在烘烤過程中多酚氧化酶活性變化動態研究

2018-06-21 11:30:54劉凱劉朋苑亞汝徐賽李建東劉成林趙環宇王玉軍

山東農業科學 2018年4期

劉凱劉朋苑亞汝徐賽李建東劉成林趙環宇王玉軍

摘要：煙草中多酚氧化酶（PPO）介導的酶促棕色化反應會影響煙葉的外觀色澤，降低內在品質，導致經濟效益降低。為摸清不同部位煙葉在烘烤過程中關鍵溫度點PPO活性的變化規律，對烤煙品種NC55下、中、上三個不同部位煙葉烘烤過程中PPO活性進行了測定。結果表明：（1）整個烘烤過程中中部煙葉PPO活性呈現先升高再降低的變化規律，下、上部煙葉PPO活性則呈現先降低后升高再降低的變化規律；（2）整個烘烤過程中，中、下部位煙葉PPO活性在46℃左右時達到高峰，上部煙葉則達到第二個峰值，54℃以后各處理煙葉中PPO活性基本消失；（3）38℃之前，上部煙葉PPO活性最高，而42℃之后，中部煙葉PPO活性最高。研究結果對于優化NC55的烘烤工藝有一定指導意義。

關鍵詞：烤煙；部位；多酚氧化酶；活性

中圖分類號：S572.09文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）04-0025-04

Abstract Tobacco enzymatic browning reaction induced by polyphenol oxidase（PPO） can influence the exterior color of tobacco leaves， lower interior quality and reduce economic benefits. In order to find out the change regularities of PPO activities in tobacco leaves at different positions at the key temperature point during the flue-curing process， the PPO activities of NC55 leaves at upper， middle and lower parts were determined in the study. The results were as follows.（1） In the whole flue-curing process， the PPO activity of middle leaves increased firstly and then decreased， while that of the lower and upper leaves decreased firstly， then increased and decreased again. （2） The PPO activity of leaves at lower and middle position reached the peak at about 46℃，while that of the upper leaves reached the second peak.The PPO activity almost disappeared after 54℃. （3） The PPO activity of the upper leaves was the highest before 38℃， while that of the middle leaves was the highest after 42℃.The study results could provide a certain guidance for optimizing the flue-curing technology of NC55.

Keywords Tobacco； Part； Polyphenol oxidase； Activity

多酚氧化酶（polyphenol oxidase，以下簡稱PPO）是自然界中分布極廣的一種金屬蛋白酶，普遍存在于植物、真菌、昆蟲的質體中。在煙草中，PPO是一種重要的酶，不僅在煙草的整個生長過程中擔負著抗病、抗蟲等重要的生理功能，還是煙葉酶促棕色化反應的重要參與者[1]。煙草酶促棕色化反應是指煙葉在調制、醇化和加工過程中由于酶的促進和物質轉化，煙葉由黃色逐漸變棕、變褐的過程[2]。PPO在煙葉調制、醇化和加工過程中將多酚類物質氧化成醌類物質，這些醌類物質與氨基酸以及蛋白質等聚合生成分子量不等、顏色各異的深色物質，嚴重影響煙葉質量，降低經濟價值[2]。而煙草中的酚類物質及其衍生物對煙草植株的代謝活動有著重要的生理意義，涉及到煙株的生長發育、抗病蟲害、抗寒及其它生理逆境[3]。同時，煙草中的酚類化合物對煙葉的色澤、香吃味、生理強度和安全性等質量指標有重要影響[4]。因此，對PPO活性進行調控對于提高烤后煙葉質量，增加其工業可用性有著重要意義。宮長榮[2]認為烘烤的溫度和相對濕度是誘導棕色化反應發生的主要外部因素，在變黃末期和定色期合理控制溫濕度，可有效抑制PPO活性，防止煙葉發生褐變。韓富根等[5]研究發現，在烘烤的不同時期，通過配備一定酸堿度的K、Ca、Mg鹽溶液放入烤房中，即可調節烤房中的pH值，從而抑制PPO的活性，有利于把煙葉優良的品質因素固定下來。

目前對烘烤過程中PPO活性變化規律的認識大多是基于前人研究的基礎上，且大多側重于不同品種之間的差異[5-8]?？緹熎贩NNC55作為當前山東煙葉產區的主栽品種之一，其烘烤特性的研究也已展開，但多集中于不同烘烤工藝與烤后煙葉外觀質量鑒定與經濟性狀統計方面[9-11]，其不同部位的煙葉在烘烤過程中PPO活性變化規律及各部位之間的差異研究尚未見報道。本試驗以NC55為研究對象，通過對上、中、下三個部位煙葉在烘烤過程中的PPO活性進行測定，研究其變化規律，為NC55的成熟采收及配套烘烤工藝的調整提供理論依據，從而改善NC55烤后煙葉的質量，提高其經濟價值和工業可用性。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗于山東農業大學煙草研究室展開，煙葉取自山東農業大學南校區煙草試驗田。試驗田為砂質棕壤土，土壤肥力中等。供試烤煙品種為NC55，按照當地優質煙生產技術規范進行栽培管理。煙株長勢均衡，煙葉發育良好，正常落黃，單株留葉數20片左右。

1.2 試驗設計

試驗按照下、中、上3個不同部位設置3個處理，各處理外觀特征如表1所示。

1.3 試驗方法

按試驗設計要求選取各部位成熟度基本一致的煙葉進行采收，下部葉取3～5葉位，中部葉取9～11葉位，上部葉取15～17葉位。煙葉采收后按照三段式烘烤工藝（表2），放入電熱式溫濕度自控密集烤箱（福建強源）中烘烤。在烘烤過程中的關鍵溫度節點（鮮煙葉、38℃、42℃、46℃、54℃、68℃）隨機取樣。取樣后，迅速去掉葉尖部和葉基部各1/3區域，留葉中部1/3區域，除去主脈和較大的支脈，放入-80℃冰箱保存，用于多酚氧化酶活性測定。

1.4 測定方法

多酚氧化酶活性采用鄰苯二酚氧化法[12]測定。

1.5 數據處理

本試驗所獲取的數據均采用Microsoft Excel 2013和SPSS 19.0處理，校驗水準均為5%。

2 結果與分析

2.1 下部煙葉烘烤過程中PPO活性變化

由圖1可知，在整個烘烤過程中各個溫度節點的PPO活性存在一定差異。從鮮煙葉到42℃，PPO活性略有降低；從42℃到46℃，PPO活性迅速增高，達到整個烘烤過程中的最大值；46℃之后，PPO活性明顯降低；54℃之后，各處理PPO基本失去活性。總體上PPO活性變化呈現出先降低后升高再降低的規律。

2.2 中部煙葉烘烤過程中PPO活性變化

由圖2可知，整個烘烤過程中各個溫度節點煙葉PPO活性變化呈現先上升再降低的變化規律。在46℃左右時，PPO活性達到峰值；46℃之后， PPO活性迅速降低；54℃之后， PPO基本失活。

2.3 上部煙葉烘烤過程中PPO活性變化

由圖3可知，在整個烘烤過程中，NC55上部煙葉PPO活性呈現先降低后上升再降低的趨勢。PPO活性分別在鮮煙葉和46℃左右時達到峰值；54℃之后，PPO活性基本消失。

2.4 烘烤過程中不同部位煙葉PPO活性比較

由圖4可知，在整個烘烤過程中，不同部位之間煙葉PPO活性存在一定差異。38℃之前，上部煙葉PPO活性最高，尤其是鮮煙葉，顯著高于中、下部煙葉；42℃之后，中部煙葉PPO活性要高于下、上部煙葉，而上部煙葉PPO活性最低，顯著低于下、中部煙葉；54℃時，各部位間PPO活性均有顯著差異；68℃時，不同部位煙葉PPO活性無顯著差異。

3 討論

王傳義等[13]對中煙100、云煙85、NC89等8個烤煙品種不同部位煙葉烘烤過程中PPO活性變化進行了研究，結果表明PPO活性變化趨勢一致，呈拋物線型；蘭俊榮[14]、宋洋洋[15]等分別在各自的研究中得出，在烘烤過程中的46～48℃左右，即變黃末期到定色前期這一段時間內，煙葉PPO活性達到最高。本試驗結果與其基本一致。

從整個烘烤過程來看，NC55不同部位煙葉PPO活性均在46℃左右達到峰值，說明此時是酶促棕色化反應發生的敏感時期，煙葉容易發生褐變，在烘烤時要注意穩溫，使煙葉充分失水50%以上，通過減少煙葉中的水分含量來抑制PPO活性，限制棕色化反應的發生，使煙葉安全順利定色[2]。從煙葉部位來看，不同部位的煙葉PPO活性存在一定差異，38℃之前，上部葉PPO活性要高于中、下部煙葉，與王傳義等[16]的研究結果一致，這也可能是上部煙葉容易發生棕色化反應，產生掛灰煙、黑糟煙的原因。

4 結論

烤煙品種NC55不同部位煙葉之間的PPO活性存在一定差異，鮮煙葉表現為上部葉>中部葉>下部葉，42℃以后，則是中部葉>下部葉>上部葉；整個烘烤過程中，下、上部煙葉呈現先降低后升高再降低的變化趨勢，中部葉呈先升高再降低的趨勢；在46℃左右時，中、下部煙葉PPO活性達到最大值，上部煙葉也達到第二個峰值，此時是酶促棕色化反應發生的敏感時期，煙葉容易褐變。54℃之后煙葉中PPO基本失去活性，各部位之間差異不大。

參考文獻：

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