烘烤方式對烤煙蛋白酶和淀粉酶活性及化學(xué)成分的影響

李婷婷 陸新莉 茍正貴 雷霆 石先玉 艾復(fù)清

摘 要：本文研究了常規(guī)掛竿、“兩燉一?！焙蜕⑷~裝筐3種密集烘烤方式對烘烤過程中云煙87煙葉蛋白酶和淀粉酶活性及化學(xué)成分的影響。結(jié)果表明：煙葉烘烤過程中兩種酶活性變化規(guī)律相似，均呈現(xiàn)上升-下降-上升-下降的“雙峰曲線”，但不同烘烤方式兩種酶活性高低存在一定差異，以T2處理（“兩燉一?！保┟富钚宰罡?，蛋白酶的峰值分別為258.2 U/mg、263.3 U/mg 蛋白，淀粉酶的峰值分別為26.79 U/mg、25.45 U/mg，分別較其他處理高出30.92 U/mg ～59.31 U/mg、5.41 U/mg ～9.13 U/mg；不同烘烤方式兩種酶活性峰值出現(xiàn)的時(shí)間也存在一定差異，T2處理蛋白酶和淀粉酶峰值分別出現(xiàn)在42 h、78 h和42 h、84 h，較其他處理晚6 h～12 h；蛋白質(zhì)和淀粉含量在烘烤變黃期快速下降，但在變黃前期下降速率T3>T1>T2，變黃后期T2>T1>T3，約90 h時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。烘烤結(jié)束后淀粉和蛋白質(zhì)含量T3>T1>T2。因此，“兩燉一停”密集烘烤方式最有利于提高煙葉蛋白酶和淀粉酶活性，最有利于淀粉和蛋白質(zhì)分解和煙葉化學(xué)品質(zhì)的提高。

關(guān)鍵詞：烤煙；云煙87；烘烤方式；酶活性；化學(xué)成分

中圖分類號：S572

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-0457（2018）03-0069-05 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2018.03.012

Effect on Main Enzyme Activity and Chemical Composition of Flue-cured Tobacco by Different Curing Methods

LI Tingting1，LU Xinli2，GOU Zhenggui2，LEI Ting2，SHI Xianyu1，AI Fuqing3，4*

（1.Agricultural College， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025， China； 2. Qiannan Tobacco Company， Qiannan， Guizhou 55800， China； 3. College of Tobacco Science， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025，China； 4. Key Laboratory of Tobacco Science Quality Study， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025，China）

Abstract：Three intensive flue-curing methods of tobacco， i.e. conventional hanging rod， “two stews and one stop” and loose leave in box， were investigated on Yunyan87. The results showed that the activities of the two enzymes in the process of roasting were similar， showing a “double-peak curve” of rising， falling， rising and falling. But there were some differences in the activity of the two enzymes in different flue-curing methods. The highest activity was T2 treatment （“two stews and one stop”）， with the peak of protease at 258.2 U/mg and 263.3 U/mg， respectively， which were 30.92-59.31 U/mg higher than other treatments. The peak of amylase were 26.79 U/mg and 25.45 U/mg， respectively， which were 5.41-9.13 U/mg higher than other treatments. There were also some differences in the peak time of the two enzymatic activities from other different treatments. The peak of protease appeared at 42h and 78h and amylase appeared at 42h and84h， which were 6h-12h later than other treatments. The content of protein and starch decreased rapidly during the yellowing to roasting stage， but the rate of decrease was T3>T1>T2 in the early yellowing stage， and T2>T1>T3 in the late yellowing stage， reached a steady state about 90h. At the end of the roasting， starch and protein content of T2 was the lowest. Therefore， "two stews and stop" was the most conducive intensive flue-curing method to improve the enzyme activity and also the most conducive method to the decomposition of starch and protein and the improvement of chemical quality of tobacco leaves.

Key words：flue-cured tobacco；Yunyan 87；flue-cured way ；enzymic activity ；chemical component

烤煙烘烤的變黃時(shí)期是煙葉生理生化變化的一個重要時(shí)期[1]，與烘烤過程中酶活性、化學(xué)成分變化和烤后煙葉色、香、味、形密切相關(guān)[2-3]。近年來烤后的煙葉，易出現(xiàn)色淡、僵硬、光滑、油分少、香氣量降低等現(xiàn)象[4-5]，這可能與變黃階段溫濕度的調(diào)控不當(dāng)導(dǎo)致酶活性較低有關(guān)[6]。目前有關(guān)烤煙烘烤過程中單一酶活性和化學(xué)成分變化的研究較多[7-14]，但在不同烘烤方式下烘烤過程中多種酶活性及化學(xué)成分變化規(guī)律關(guān)系的研究未見報(bào)道?！皟蔁跻煌！焙婵臼琴F州煙區(qū)在生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)出的一種新的烘烤方式，其烘烤的核心是變黃期不排濕或少排濕，即中溫高濕慢變黃，烤后煙葉質(zhì)量較好，關(guān)于“兩燉一?！焙婵镜幕A(chǔ)規(guī)律研究也未見報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)研究了貴州主栽品種云煙87在常規(guī)掛桿、“兩燉一停”和散葉裝筐三種烘烤方式烘烤過程中煙葉蛋白酶、淀粉酶活性及化學(xué)成分的變化規(guī)律，旨在為貴州黔南煙區(qū)篩選出一種更適宜的烘烤方式提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與地點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)材料：云煙87中部葉。

地點(diǎn)：試驗(yàn)在龍里縣灣灘河鎮(zhèn)（擺省鄉(xiāng)）果里村進(jìn)行。試驗(yàn)地屬于北亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，海拔1480 m，土壤類型為黃壤、肥力中等、土壤pH值6.35，前茬空閑。

1.2 主要栽培措施

2017年4月20日采用漂浮育苗移栽，種植密度為1100 株/667m2，大田施肥為純氮7 kg/667m2，N∶P2O5∶K2O為1∶1∶2.5，留葉18～20片。其他栽培措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)要求進(jìn)行。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

烘烤方法設(shè)置三個處理分別為：常規(guī)烘烤（T1）、“兩燉一?！?烘烤（T2）、散葉烘烤（T3），具體設(shè)置見表1。

1.4 試驗(yàn)要求

處理和對照均采用栽培條件一致和采收成熟度基本一致的中部煙葉，分別置于不同烤房中進(jìn)行烘烤；在裝煙時(shí)進(jìn)行編號、稱重（掛桿烘烤2～3片/扣）；

烘烤過程中每隔6 h取樣一次（從0 h到120 h結(jié)束），共取樣21次。各處理每次隨機(jī)取三個樣品（三個重復(fù)），每個樣品切去葉尖和葉基后分為兩份。一份放入自封袋置于-20℃環(huán)境中保存至全部樣品取完為止，用于酶活性測定；另一份105℃殺青15 min后，80℃烘干后保存，用于蛋白質(zhì)淀粉等的測定[10]。所有樣品均送回貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物科學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行酶活性測定及化學(xué)成分分析。

1 .5 分析測試項(xiàng)目及方法

測定項(xiàng)目：水分，酶活性（蛋白酶活性、淀粉酶活性），化學(xué)成分（蛋白質(zhì)、淀粉、還原糖、總糖）。

測定方法：水分采用烘干稱重法測定，總氮用凱氏定氮法測定，蛋白質(zhì)采用間接法計(jì)算；總糖、還原糖、淀粉采用砷鉬酸比色法；蛋白酶活性采用考馬斯亮藍(lán)法測定、淀粉酶活性采用碘-淀粉比色法測定[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同烘烤方式烘烤過程水分變化規(guī)律

式下煙葉的失水速率均表現(xiàn)出快-慢-快-慢的趨勢，即0 h～12 h較快，12 h～42 h較平緩，42 h～90 h較快，90 h后又逐漸變慢至平穩(wěn)；但三種烘烤方式的失水速率有差異，66 h前失水速率表現(xiàn)為T3>T1>T2，66 h到90 h，失水速率T2>T1>T3，即變黃期失水速率散葉烘烤相對較快，“兩頓一?！焙婵据^慢，進(jìn)入定色期后失水速率則表現(xiàn)出相反的趨勢，其主要原因可能與烘烤操作技術(shù)有關(guān)，“兩頓一停”烘烤由于在變黃期不排濕，因而失水率較小，進(jìn)入定色后加速排濕使失水率增加，而散葉烘烤則由于裝煙密度較大，前期需加速排濕以保證煙葉正常進(jìn)入定色。

2.2 不同烘烤方式烘烤過程中蛋白酶活性和蛋白質(zhì)含量的變化規(guī)律

由圖2可知，隨著烘烤的進(jìn)行，三種烘烤方式下蛋白酶活性總體變化趨勢基本一致，均呈先升高再降低再升高又降低的“雙峰曲線”，即0～42 h上升，42～54 h下降，54～78 h上升，78 h后又快速下降；但三種烘烤方式下蛋白酶活性的變化有所差異，30 h前酶活性表現(xiàn)為前T3>T1 >T2，30h后T2>T1>T3，T1、T2、T3第一個峰值出現(xiàn)的時(shí)間分別在36 h、42 h、30 h，即T2峰值出現(xiàn)時(shí)間比T1、T3延遲6～12 h，T2峰值為258.2 U/mg 蛋白，較其他處理高出34.71～54.21 U/mg蛋白，54 h后隨著溫度的上升酶活性后又快速上升，54 h～72 h酶活性表現(xiàn)為前T3>T1 >T2，72 h后T2>T1>T3，T1、T3第二個峰值出現(xiàn)的時(shí)間在72 h，T2在78 h，T2峰值出現(xiàn)時(shí)間比T1和T3延遲6 h，T2峰值為263.3 U/mg，較其他處理高出30.92～50.28 U/mg蛋白，其主要原因可能與烘烤環(huán)境濕度有關(guān)，即變黃前期T2處理失水較慢，處于中溫高濕變黃，使蛋白酶的活性增長較其他處理慢，但隨著溫度的升高使T2處理酶活性快速增加，且酶活性持續(xù)時(shí)間較其他處理略長，說明煙葉中的蛋白酶活性與烘烤濕度有關(guān)；整個過程酶活性峰值表現(xiàn)為T2>T1>T3，這使“兩燉一?！焙婵鞠碌鞍踪|(zhì)分解更充分。

由圖3可知，在烘烤的過程中，隨著烘烤的進(jìn)行，各處理蛋白質(zhì)總體變化趨勢基本一致，均呈緩慢降低-快速降低-緩慢降低的變化規(guī)律；0～12 h階段都呈緩慢降低且差異不大，18 h后均快速下降，18～60 h下降速率T2>T3>T1，60 h后T2>T1>T3，整個烘烤過程中蛋白質(zhì)降解程度T2>T1>T3，降解量分別為37.58%、31.16%、28.73%（見表2），可以看出T2處理的蛋白質(zhì)含量顯著高于T1和T3處理，說明“兩燉一停”烘烤方式較其他兩種烘烤方式能降解更多的蛋白質(zhì)。其主要原因可能是由于整個烘烤過程中T2的蛋白酶活性最高，且持續(xù)時(shí)間最長的結(jié)果，所以最終T2處理蛋白質(zhì)降解最快、降解量也最大。

2.3 不同烘烤方式烘烤過程中淀粉酶活性及淀粉、總糖和還原糖含量的變化

由圖4可知，三種烘烤方式過程中淀粉酶的變化規(guī)律與蛋白酶變化規(guī)律相似，均呈升高-降低-升高-降低的“雙峰曲線”，即0～42 h上升，42～60 h下降，60～84 h上升，84 h后又快速下降；但三種烘烤方式下蛋白酶活性的變化有所差異，36 h前酶活性表現(xiàn)為前T1>T3 >T2，36 h后T2>T1>T3，T1、T3第一個峰值出現(xiàn)在36 h、T2在42 h，即T2峰值出現(xiàn)時(shí)間比T1、T3延遲6 h，T2峰值為26.79 U/mg，較其他處理高出5.41～9.04 U/mg，60 h后隨著溫度的上升酶活性后又快速上升，60～78 h酶活性表現(xiàn)為前T2>T3 >T1，78h后T2>T1>T3，T1、T2第二個峰值出現(xiàn)的時(shí)間在84h，T3在78 h，T1、T2峰值出現(xiàn)時(shí)間比T3延遲6 h，T2峰值最高為25.45 U/mg，較其他處理高出4.93～7.79 U/mg，84 h后淀粉酶活性又快速下降，114 h后仍保持一定活性，但此時(shí)淀粉幾乎不分解。三種烘烤方式下淀粉酶活性規(guī)律大致相似，但活性峰值表現(xiàn)為T2>T1>T3，T2的酶活性最高且持續(xù)時(shí)間最長，其次是T1、T3，說明烘烤過程中淀粉酶活性與烘烤環(huán)境濕度有較明顯的關(guān)系，這與蛋白酶規(guī)律相似。

由圖5可以看出烘烤過程中煙葉的淀粉和總糖、還原糖含量呈明顯的消長關(guān)系，不同烘烤方式淀粉、總糖和還原糖含量的變化規(guī)律相似，淀粉含量呈快速-緩慢減少規(guī)律，而兩糖含量則是快速-緩慢的增加規(guī)律；但三種烘烤方式下淀粉和兩糖含量的變化有所差異，即0～30 h淀粉降解速率T3>T1>T2，30～42 h是T1>T3>T2，42 h后則是T2>T1>T3，由圖4、圖5可以看出48h后雖然煙葉仍具有較高的酶活性，但T1、T3淀粉降解非常緩慢、降解量很小，然而T2的降解速率仍有較明顯的增加，降解速率T2>T1>T3，直到96 h后趨于穩(wěn)定，和淀粉相反，總糖和還原糖的含量在0～36 h急劇增加，在78 h前后達(dá)到穩(wěn)定。這可能和T2處理烘烤過程中煙葉自身水分較充足，環(huán)境濕度足夠且酶活性較高有關(guān)，使得淀粉可以得到最大程度的降解，而總糖和還原糖略有增加。

3 結(jié)論和討論

本試驗(yàn)的三種烘烤方式，煙葉烘烤過程的失水速率均表現(xiàn)出慢-快-慢的趨勢，呈S形曲線。

三種烘烤方式，烘烤過程蛋白酶、淀粉酶活性總體的變化趨勢基本一致，呈升-降-升-降的“雙峰曲線”；但不同烘烤方式酶活性高低存在一定差異，兩種酶活性均以T2處理（“兩燉一?！焙婵荆┳罡?，蛋白酶的峰值為263.3 U/mg，淀粉酶的峰值為26.79 U/mg，且均以T2處理酶活性峰值出現(xiàn)的時(shí)間較晚，比T1、T3延遲6～12 h；煙葉中的蛋白質(zhì)、淀粉含量均呈快速降低-緩慢降低的變化規(guī)律，約90 h時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。烘烤結(jié)束后淀粉和蛋白質(zhì)含量T3>T1>T2；總糖、還原糖變化規(guī)律則與淀粉相反，均呈逐漸升高的規(guī)律且在96 h前后趨于穩(wěn)定。說明在烘烤變黃期，提高烘烤濕度，適當(dāng)延長變黃時(shí)間，有利于煙葉酶活性的提高，從而有利于大分子物質(zhì)的分解及糖類等致香前體物質(zhì)的形成。

煙葉的烘烤過程是煙葉生理生化變化與煙葉失水干燥相結(jié)合的一個過程。煙葉的含水率隨著烘烤的進(jìn)程逐漸下降，但失水速率會呈現(xiàn)出S形曲線，本試驗(yàn)的研究結(jié)果也驗(yàn)證了這一結(jié)論，這與宮長榮等[14]的研究基本吻合。

三種烘烤方式下蛋白酶、淀粉酶活性總體的變化趨勢基本一致，均呈升-降-升-降的“雙峰曲線”這與艾復(fù)清[11]、王懷珠[7]、龔順禹、楊煥文等[16]的研究相似。兩種酶的活性變化之所以呈現(xiàn)雙峰曲線可能與烤煙的烘烤工藝有關(guān)，即第一個峰值出現(xiàn)在變黃前期，即溫度32℃（起火溫度）到38℃階段，隨著溫度的逐漸升高酶活性逐漸升高，到38℃后隨著穩(wěn)溫時(shí)間的延長酶活性開始逐漸降低；第二個高峰出現(xiàn)在變黃后期，即溫度38℃到42℃階段，隨著38℃再次升溫酶活性又再次上升，42℃時(shí)隨著穩(wěn)溫時(shí)間的延長酶活性再次下降。

值得注意的是“兩燉一?！焙婵静捎酶邼褡凕S，這可能導(dǎo)致定色期排濕負(fù)擔(dān)過重，從而會引起酶促棕色化反應(yīng)的發(fā)生，最終使煙葉褐變，因此在定色期應(yīng)注意加強(qiáng)排濕。

本試驗(yàn)僅對貴州煙區(qū)烤煙主栽品種云煙87進(jìn)行研究，對其他地區(qū)、其他品種及不同栽培條件下的情況有待進(jìn)一步研究。

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