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浅析不同成熟度烟叶烘烤过程中多酚氧化酶活性变化不同成熟度烟叶
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【林业职称论文】摘要特色烤烟品种CB-1各部位不同采收成熟度的烟叶在烘烤过程中关键温度点多酚氧化酶活性的变化规律研究表明,CB-1不同部位烟叶无论成熟度高低,在整个烘烤过程中PPO活性均高于对照K326。整个烘烤过程中上、中、下3个部位不同处理在46 ℃左右时PPO活性达到一个高峰,而此温
摘要特色烤烟品种CB-1各部位不同采收成熟度的烟叶在烘烤过程中关键温度点多酚氧化酶活性的变化规律研究表明,CB-1不同部位烟叶无论成熟度高低,在整个烘烤过程中PPO活性均高于对照K326。整个烘烤过程中上、中、下3个部位不同处理在46 ℃左右时PPO活性达到一个高峰,而此温度点正是酶促棕色化反应的敏感期,54 ℃之后烟叶中PPO活性基本消失,不同部位及成熟度之间差异不大。整个烘烤过程下、上部烟叶呈先降低后升高再降低的曲线变化规律,而中部叶呈先升高再降低的变化规律。因此,下部叶适当早采降低烟叶采收成熟度、中部烟叶适当提高烟叶采收成熟度、上部烟叶采取适宜的成熟度,有利于抑制棕色化反应,提高烟叶内在品质。
关键词烟叶;多酚氧化酶;成熟度;烘烤;活性变化
ChangesofPolyphenolOxidaseActivityinDiferentMaturityTobaccoduring Flue-curingProcess
LAN Jun-rongJING Jun-lingHUANG Yi-lanPENG Huai-jun
(Sanming Company of Fujian Tobacco Corporation,Sanming Fujian 365001)
AbstractPolyphenol oxidase activities of different maturity degree of tobacco in different parts of CB-1 in the curing process critical temperature point were studied. The results showed that regardless of maturity in different parts of the level of tobacco in the entire baking process,PPO activity in CB-1 was higher than in the control K326. The PPO activity of different treatments reached a peak at about 46 ℃,and this point was the temperature of the enzymatic browning reaction of the sensitive period,the PPO activity in tobacco leaves disappeared after 54 ℃ and there was no significant difference between maturity. PPO variation of the curing process was that the lower and upper leaves decreased firstly then increased and decreased after the changes of the curve,while the middle leaves increased firstly and then reduced. Therefore,early harvest for the lower leaves,an appropriate increase in the central tobacco leaf harvest maturity,the appropriate maturity for upper leaves was conducive to inhibit the browning reaction and improve the internal quality tobacco.
Key wordstobacco;polyphenol oxidase;maturity;baking;activity changes
多酚氧化酶(PPO)是一种铜离子结合酶,在组织发育过程中形成,并贮存于叶绿体中。当细胞膜的完整性被破坏时,酚类物质与叶绿体中的PPO结合生成d-醌,这些高度活泼的醌与其他醌、氨基酸以及蛋白质聚合生成色素物质,降低了植物的经济价值。因此,对PPO 活性进行控制,以防止褐变,提高作物的经济价值[1]。多酚氧化酶是鲜烟叶组织中一种重要酶类,多酚类化合物在烟草的生长发育、调制特性、烟叶色泽、等级、烟气香吃味和烟气生理强度等方面起着重要作用,是衡量烟草品质的一个重要因素[2]。烟叶在烘烤过程中,如果温度、湿度不能合理控制,则PPO会引起烟叶过度褐变,严重影响烟叶的外观色泽和内在质量,大大降低其工业可用性[2]。PPO环境调控方面,宫长荣[3]认为,在定色期,合理控制烤房温湿度,可以较好地抑制多酚氧化酶的活性。韩富根等[4]试验表明,烘烤过程中配备一定酸碱度的钾、钙、镁盐溶液,放入烤房,即可调节pH值。因此,合理控制烟草中PPO的活性,在调制过程中可减少挂灰烟、黑烟和杂色烟,有利于提高烟叶内在品质。
关于对烟草中PPO活性控制的研究虽然已经展开[5],K326、云南85等品种有关PPO活性规律的研究报告较多,但多侧重于某一个部位的正常成熟的烟叶,迄今关于CB-1特色品种上、中、下3个部位不同成熟度烟叶PPO酶活性变化规律的研究尚未报道。本文以三明特色优质烟叶主栽品种CB-1为研究对象,以K326为对照,通过对上、中、下3个部位不同成熟度烟叶烘烤过程中关键温度点PPO活性的测定,研究CB-1不同部位不同成熟度PPO活性的变化规律,为CB-1的成熟采收及配套烘烤工艺技术的调整提供理论依据,进而不断提高CB-1烤后烟叶的内在品质。
1材料与方法 1.1试验概况 供试烤烟品种为CB-1和K326。试验设在福建省三明市烟科所烟草试验场进行,试验田土质为砂质红壤土,土壤肥力中等。 1.2试验设计 按下、中、上3个部位,每个部位各设3个不同成熟度处理,共设12个
1材料与方法
1.1试验概况
供试烤烟品种为CB-1和K326。试验设在福建省三明市烟科所烟草试验场进行,试验田土质为砂质红壤土,土壤肥力中等。
1.2试验设计
按下、中、上3个部位,每个部位各设3个不同成熟度处理,共设12个处理,各处理成熟度外观特征分别为:下部烟叶叶面深绿色,4~5成黄,主脉变白(X1);下部烟叶叶面浅绿色,5~6成黄,主脉1/3变白(X2);下部烟叶叶面淡绿色,6~7成黄,主脉1/2变白(X3);下部烟叶叶面绿色稍有消褪,叶色仍以绿为主(CK1);中部烟叶叶面浅黄色,7~8成黄,主脉2/3变白(C1);中部烟叶叶面黄绿色,8~9成黄,主脉3/4变白(C2);下部烟叶叶面基本全黄,9~10成黄,主脉全白(C3);中部烟叶中部主脉发白,叶面基本全黄(CK2);上部烟叶叶面浅黄色,7~8成黄,主脉3/4变白(B1);上部烟叶叶面基本全黄,8~9成黄,主脉全白(B2);上部烟叶叶面全黄,主脉全白(B3);上部烟叶主支脉全白发亮,叶色以黄为主(CK3)。试验烤烟品种为CB-1,以K326正常成熟烟叶为对照。
1.3试验实施
大田管理规范,烟株长势均衡,烟叶发育良好,分层正常落黄,单株有效叶16~18片,选取成熟度基本一致的各品种下部叶(3~5叶位)、中部叶(9~11叶位)、上部叶(15~17叶位)3个部位烟叶,成熟采收,采用电热式温湿自控密集烤箱,按三段式烘烤工艺烘烤。分别在烘烤过程中的关键温度点(鲜烟、38 ℃、42 ℃、46 ℃、54 ℃、68 ℃)等随机取样,切去叶尖和叶基部各1/3区域,留叶中间2/3区域,分2份,每份设3个重复样品,鲜样分别用于不同处理水分及多酚氧化酶活性的测定。
1.4测定方法
PPO提取:称取叶片1 g,加入0.05 moL/L pH值6.8的磷酸缓冲液8mL和少量聚乙烯吡咯烷酮(PVP),冰浴中研磨匀浆;13 000 r/min、4 ℃离心20 min,取上清液。PPO活性测定:在试管中依次加入0.2 moL/L邻苯二酚1.5 mL、0.05 moL/L pH值6.8的磷酸缓冲液1.5 mL、酶液50 μL;对照只加前2种溶液,不加酶液(对照体积应在6 mL以上)。在398 nm波长下测定OD值。放入分光光度计后读数1次,反应2 min后读数1次。酶活性以每分钟每克鲜重烟叶OD值的变化表示(ΔOD/(g鲜重·min))。
2结果与分析
2.1下部烟叶不同成熟度烘烤过程中PPO活性变化
由图1可知,就品种而言,CB-1下部叶3个不同成熟度烟叶在整个烘烤过程中PPO活性均高于对照K326正常成熟采收的烟叶,这说明CB-1烘烤过程中较K326更容易发生棕色化反应,发生褐变。就CB-1不同成熟度烟叶而言,不同成熟度烟叶烘烤几个关键温度点PPO活性存在一定差异,从鲜烟叶到烟叶烘烤到38 ℃,随着烟叶采收成熟度的增加,PPO活性不断降低;38~46 ℃,正常采收成熟的烟叶PPO活性最高,其次是成熟度较差的烟叶,这说明在此温度段,正常采收成熟的烟叶烘烤过程中易发生褐变;46 ℃之后,各处理PPO活性呈明显下降趋势,且处理间PPO活性差异较小,54 ℃之后PPO基本失去活性。不同处理PPO的活性呈先降低再升高之后再降低的变化规律,整个烘烤过程中特别是在46 ℃左右时所有处理PPO活性达到最高值,而此温度点正是酶促棕色化反应的敏感期[6],说明该温度点是控制烟叶发生褐变的关键时期。试验结果表明,CB-1下部叶适当早采有利于控制烟叶烘烤过程中发生酶促棕色化反应,可以提高烤后烟叶质量。
2.2中部烟叶不同成熟度烘烤过程中PPO活性变化
由图2可知,从品种角度分析,CB-1中部叶3个处理在整个烘烤过程中PPO活性明显高于K326,这说明CB-1中部叶较K326在烘烤过程中更容易发生褐变。CB-1不同成熟度烟叶烘烤过程中PPO活性随着烟叶采收成熟度的增加,PPO活性不断降低,这说明随着采收成熟度的增加,烟叶烘烤过程中发生酶促棕色化反应的可能性较小,烟叶烘烤过程中发生褐变的几率较小。整个烘烤过程中,中部叶各处理PPO的活性呈先升高再降低的趋势,在46 ℃左右时PPO活性最高,这与王传义等[7]研究结果基本一致,说明提高CB-1采收成熟度有利于防止烘烤过程中烟叶发生褐变。
2.3上部烟叶不同成熟度烘烤过程中PPO活性变化
由图3可知,从品种角度分析,CB-1上部叶各处理在整个烘烤过程中PPO活性均高于对照K326,这与中下部叶基本一致。就CB-1的3个不同成熟度处理来看,整个烘烤过程中,随着烟叶采收成熟度的增加,PPO活性不断增加,这与中下部烟叶的变化趋势恰恰相反。PPO活性在整个烘烤过程中呈先降低再升高之后再降低的变化趋势,整个烘烤过程中PPO活性出现2个高峰,分别在鲜烟叶和46 ℃左右时PPO活性达到最高值,说明上部叶采用目前的成熟度标准有利于控制烘烤过程中酶促棕色化反应。 代写论文
3结论
试验结果表明,就品种而言,CB-1不同部位烟叶无论成熟度高低,在整个烘烤过程中PPO活性均高于K326正常成熟采收的烟叶,说明烘烤过程中CB-1较K326更容易发生酶促棕色化反应,烟叶更容易发生褐变,因此CB-1在烘烤实际操作中较K326应严格控制46 ℃时烟叶水分的散失,及时钝化和终止多酚氧化酶的活性,防止烟叶颜色棕化变褐,从而提高烟叶内在品质。
综合PPO活性来看,就部位而言,CB-1部位之间PPO活性存在较大差异,表现为中部叶>下部叶>上部叶。整个烘烤过程中所有处理上、中、下3个部位不同处理在46 ℃左右时PPO活性达到一个高峰,而此温度点正是酶促棕色化反应的敏感期,非常容易发生棕色化,因此在烘烤关键温度点46 ℃之前稳温,一定要使烟叶充分失水50%以上,通过降低烟叶细胞中水分和抑制PPO活性,使烟叶呼吸作用减弱直至停止,最终固定烟叶颜色和内在化学成分,限制棕色化反应的发生[8-9]。54 ℃之后烟叶中PPO活性基本消失,不同部位及成熟度之间差异不大。
就不同成熟度烟叶PPO活性在整个烘烤过程的变化规律而言,下、上部烟叶呈先降低后升高再降低的曲线变化规律,而中部叶呈先升高再降低的变化规律;就成熟度而言,下、中部烟叶随着成熟度的增加PPO活性不断降低,上部叶则随着烟叶采收成熟度的增加,PPO活性不断增加,因此下部叶适当早采降低烟叶采收成熟度、中部烟叶适当提高烟叶采收成熟度、上部烟叶采取适宜的成熟度,有利于防止烟叶发生褐变,从而进一步提高烤后烟叶内在品质。
4参考文献
[1] 雷东锋,蒋大宗,王一理.烟草中多酚氧化酶的生理生化特征及其活性控制的研究[J].西安交通大学学报,2003,37(12):1316-1320.
[2] 徐晓燕,孙五三,王能如.烟草多酚类化合物的合成与烟叶品质的关系[J].中国烟草科学,2003(1):3-5.
[3] 宫长荣.烟草调制学[M].北京:中国农业科技出版社,2003:189-194.
[4] 韩富根,赵铭钦,朱耀东,等.烟草中多酚氧化酶的酶学特征研究[J].烟草科技,1993(6):33-36.
[5] 雷东锋,龚勇,杨水云,等.烟叶中多酚氧化酶特性[J].西北大学学报,2000,30(4):74-77.
[6] 中国农业科学院烟草研究所.中国烟草栽培学[M].上海:上海科学技术出版社,2005.
[7] 王传义,孙福山,王庭晓,等.不同成熟度烟叶烘烤过程中生理生化变化研究[J].中国烟草科学,2009(3):49-53.
[8] 韩锦峰,李荣兴,韩富根,等.烤烟烘烤过程中多酚氧化酶活性变化规律的初步探讨[J].中国烟草科学,1984(3):6,10.
[9] 贾琪光,宫长荣.烤烟调制学[M].郑州:河南科学技术出版社,1990.
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