不同產區(qū)烤煙醇化過程中α—淀粉酶活性的變化

摘要：以六大烤煙產區(qū)（云南、湖北、東北、四川、貴州和福建）的煙葉為試驗材料，研究醇化過程中烤煙α-淀粉酶活性的變化。結果表明，醇化過程中烤煙α-淀粉酶活性隨時間的延長先上升后下降，且在醇化15個月時其活性達到最大；相關分析顯示，α-淀粉酶活性與烤煙感官質量呈極顯著正相關；α-淀粉酶活性與醇化時間的回歸模型為=-0.017 x2+0.52 x+1.77，方程檢驗極顯著。通過檢測α-淀粉酶活性，利用回歸模型預測烤煙的感官質量，從而為煙葉工業(yè)利用提供指導。

關鍵詞：烤煙；醇化時間；α-淀粉酶活性；不同產區(qū)

中圖分類號：S572 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）05-1111-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.05.021

Abstract： Tobacco leaves from six flue-cured tobacco producing areas including Yunnan， Hubei， Dongbei， Sichuan， Guizhou and Fujian were clooected to study the activities of α-amylase in the aging process. Results showed that the activity of α-amylase increased first and then decreased， reaching the highest level in the fifteen month. The correlation between the activity of α-amylase and sensory quality was significantly positive. The regression models was =-0.017 x2+0.52 x+1.77. The equation inspection was very significant. The a-amylase activity and aging time was used to establish the sensory quality of flue-cured tobacco. The application of enzymological model was effective to predict the quality of flue-cured tobacco.

Key words： flue-cured tobacco；alcoholization duration； α-amylase activity；different area

烤煙是中國重要的煙草品種，復烤而未經醇化的煙葉具有生青氣和地方性雜氣，吸味粗糙，刺激性大，不能用于卷煙的生產[1]。

煙葉醇化是卷煙工藝的初加工工序，通過醇化可以逐步提高香氣以及其他有利于烤煙品質物質的合成，因此醇化是卷煙工業(yè)提高煙葉品質的重要環(huán)節(jié)[2-4]。淀粉是煙草中一類重要的碳水化合物，對煙葉的燃燒、吃味、香氣都有重要影響，而且影響煙葉的色澤[5]。α-淀粉酶（Amylase）是影響煙葉醇化時間的一種重要酶，可水解α-淀粉 [6]，通過醇化，煙葉淀粉含量下降，降低了淀粉對煙葉內在質量的不利影響[7，8]。

國外優(yōu)質烤煙淀粉含量一般為1%～3%，中國烤煙中淀粉含量為4%～6%[9]。近年來有關淀粉對烤煙制品品質的影響有過大量研究，對影響淀粉降解的各種酶類的活性規(guī)律和作用也有不少研究[10-16]。但關于α-淀粉酶活性與烤煙感官質量的相關研究較少。為此，以六大烤煙產區(qū)（云南、湖北、東北、四川、貴州和福建）的煙葉為試驗材料，研究醇化過程中烤煙α-淀粉酶活性的變化，以期為制定烤煙合理的醇化時間提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗烤煙品種：K326，等級C3F，產區(qū)分別為福建、云南、四川、貴州、東北、湖北。

1.2 取樣

烤煙煙葉采收后，在普通烤房內進行三段式煙葉調制，即變黃階段、定色階段和干筋階段。煙葉調制后，為了殺除病蟲害和控制煙葉水分，對調制后的煙葉進行復烤，復烤溫度65～70 ℃，復烤時間15 min左右。最后把煙葉（水分控制在12%～14%）打包裝箱， 裝箱密度200 kg/箱，并存放于湖北中煙工業(yè)有限責任公司煙葉倉庫。

以煙葉存放于倉庫開始為起始醇化時間，存放6個月第一次取樣，隨后每3個月取樣一次，取樣6次，最后一次取樣時間為2013年10月。每次取樣2 kg，然后分成3份，一份用于感官評吸，一份用于α-淀粉酶的測定，一份留樣。用于α-淀粉酶測定的樣品在35 ℃下烘干后，隨即用植物粉碎機粉碎，過60目篩，用塑料袋密封置于冰箱中保存待測。

1.3 測定方法

α-淀粉酶活性測定參照朱廣廉[17]、李合生[18]的方法。取煙葉粉末0.3 g，加入10 mL 40 ℃的溫水，在40 ℃水浴中提取1 h，保溫結束后過濾到25 mL的容量瓶中，用40 ℃的溫水淋洗濾渣，冷卻后定容至刻度；然后在70 ℃水浴中保溫15 min，以鈍化β-淀粉酶，獲得α-淀粉酶粗酶液，酶液在4 ℃下保存?zhèn)溆?。取上述酶? mL，加入2 mL的1% （W/V） 淀粉溶液和1 mL 3，5-二硝基水楊酸，在90 ℃下保持10 min，終止反應；然后加入6 mL去離子水，在分光光度計上于520 nm比色。

參照YC/T 138-1998[19]進行煙葉感官評吸鑒定。感官質量指標包括香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、余味、燃燒性和灰色，其滿分分值依次為18、16、16、20、22、4、4分。

2 結果與分析

2.1 α-淀粉酶活性與煙葉感官質量變化規(guī)律

從圖1可以看出，在烤煙醇化期間，α-淀粉酶活性表現(xiàn)為先上升后下降，在醇化15個月時活性達到最大；醇化起始階段和醇化21個月后α-淀粉酶活性相差不大；六產區(qū)烤煙α-淀粉酶的活性從大到小為云南、湖北、東北、福建、四川、貴州。

烤煙感官質量能夠反映煙葉燃燒所產生煙氣的特征，主要依靠評煙師的抽吸對烤煙進行評分來鑒定。從圖2可以看出，在醇化期間烤煙的感官質量總體持續(xù)上升，醇化15個月后，烤煙的感官質量逐漸趨于平穩(wěn)；不同產區(qū)的煙葉表現(xiàn)不一，其中云南煙葉的感官質量最高，東北的最低。

2.2 α-淀粉酶活性與烤煙感官質量統(tǒng)計學分析

α-淀粉酶活性與烤煙感官質量統(tǒng)計結果見表1。由表1可知，α-淀粉酶活性最小值為0.17 mg/（g·min），最大值為4.88 mg/（g·min），標準差為1.09 mg/（g·min）；感官質量評分最小值為81.56分，最大值為88.58分，平均值為86.02分，表明在醇化過程中烤煙內部發(fā)生了很多物理化學變化，感官質量得以提升。

2.2.1 α-淀粉酶活性與烤煙感官質量相關性分析

進行了烤煙感官質量與α-淀粉酶活性的相關性分析，結果表明，烤煙感官質量與α-淀粉酶活性呈正相關，相關系數(shù)為0.693 7；即α-淀粉淀粉酶活性越大，烤煙感官質量越高。

根據α-淀粉酶活性的變化規(guī)律（圖1），假設α-淀粉酶活性隨時間變化的數(shù)學模型為y=ax2+bx+c（y為α-淀粉酶的活性，x為烤煙醇化時間，a、b、c為常數(shù)）。采用SAS 8.0軟件進行數(shù)據處理，得到α-淀粉酶活性與烤煙醇化時間變化的數(shù)學模型為=-0.017 x2+0.52 x+1.77。采用SAS 8.0軟件對方程進行檢驗，檢驗結果（表2）顯示該方程具有統(tǒng)計學意義，該回歸方程的擬合效果達到極顯著水平。

2.2.2 數(shù)據模型的分析 通過擬合模型分析，α-淀粉酶活性與烤煙醇化時間呈二次變化曲線，即α-淀粉酶活性隨醇化時間延長，表現(xiàn)為先上升后下降；由回歸方程分析可知，在醇化15個月時，α-淀粉酶活性達到最大，隨后隨時間延長而下降，并在醇化到23個月后α-淀粉酶徹底失去活性。

在對數(shù)據模型的檢驗中，選取了不同產區(qū)的烤煙樣品進行擬合，均表現(xiàn)為α-淀粉酶活性與烤煙醇化時間的二次相關關系，并顯示在15個月時達到最高水平，在23個月后α-淀粉酶失去活性。該模型可以反映α-淀粉酶在烤煙醇化過程中的變化趨勢以及α-淀粉酶達到最高酶活的時間。

3 小結與討論

試驗結果表明，烤煙α-淀粉酶活性在醇化過程中隨時間的延長先上升后下降，在醇化15個月時達到最大。淀粉的降解很大程度上是在α-淀粉酶的作用下進行的，所以α-淀粉酶活性的高低以及在醇化過程中的變化規(guī)律關系著淀粉在煙葉中的積累情況。Weeks[20]的研究表明，烤后煙葉殘留的淀粉是對煙葉色、香、味不利的化合物，嚴重影響煙葉的外觀和內在質量。還有研究[21，22]表明，由淀粉降解而積累的還原糖有利于煙葉品質的改善，在抽吸時，還原糖裂解產生的酸性產物可以平衡由煙堿和含氮化合物產生的堿性物質；同時，由糖和氨基酸反應生成的阿馬杜里化合物以及糖的衍生物諸如糖苷、蔗糖苷等對煙葉的香吃味質量會產生重要影響。

α-淀粉酶活性不僅與溫度、pH等有直接關系，而且與煙葉本身內在的物質有很大關系，煙葉內在物質又與煙葉的產區(qū)相關。盡管一些共有物質含量表現(xiàn)相當，但各產區(qū)在地理條件和氣候方面有很大差別，這使得煙葉品質的判斷不僅要依靠特征物質進行分析，而且要對未被關注的物質進行研究。目前國內外對醇化煙葉α-淀粉酶含量變化的研究相對較少，該研究從不同醇化時間α-淀粉酶活性的變化來擬合曲線，并應用于指導烤煙醇化進程。

烤煙醇化過程中α-淀粉酶活性隨醇化時間的延長先上升后下降，不同產區(qū)的煙葉α-淀粉酶活性有所差異，但其變化規(guī)律一致?？緹煾泄儋|量隨醇化時間延長逐漸升高，且與α-淀粉酶活性呈極顯著正相關；通過數(shù)學統(tǒng)計得到α-淀粉酶與醇化時間的回歸模型為=-0.017 x2+0.52 x+1.77，通過該模型可以對烤煙的醇化時間以及α-淀粉酶活性進行預測以及判斷。

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