不同晾制方式對(duì)德雪1號(hào)晾制過程中褐變規(guī)律的影響

張瑞娜,高婭北,范寧波,鄒宇航,王俊,宋朝鵬,趙銘欽,鐘秋

(1.四川省煙草公司 德陽市公司,四川 德陽,6184001;2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院,河南 鄭州,450002)

茄衣是雪茄產(chǎn)品中唯一可被消費(fèi)者直接所看到的煙葉,對(duì)其在晾制過程中所形成的外觀顏色等品質(zhì)指標(biāo)要求較高[1],但目前在多數(shù)雪茄煙葉產(chǎn)區(qū)對(duì)茄衣的晾制多采用傳統(tǒng)晾棚進(jìn)行自然晾制,這種方法晾制出的茄衣煙葉在外觀品質(zhì)方面多存在色澤差、顏色不均勻等特點(diǎn),嚴(yán)重影響了其煙葉品質(zhì)[2],因此探究適宜的晾制方法對(duì)提高茄衣外觀顏色品質(zhì),進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。大量研究表明,植物在離體后的生理生化變化對(duì)其品質(zhì)影響較大,穆光遠(yuǎn)等[3]認(rèn)為冬棗在采后隨貯藏時(shí)間的延長,果皮色澤逐漸加深,葉綠素逐漸降解,氧化酶活性逐漸增加;靳苗苗等[4]研究表明通過乙醇熏蒸可有效降低采后雙孢蘑菇的呼吸強(qiáng)度,抑制多酚氧化酶和過氧化物酶的活性,減少雙孢蘑菇的褐變;同樣有大量關(guān)于烤煙的研究表明,烘烤過程中煙葉內(nèi)生理變化對(duì)烤后煙葉品質(zhì)有重要影響[5–7]。但目前對(duì)于雪茄煙葉的研究多集中在大田生長期間的農(nóng)藝管理以及晾制后的發(fā)酵階段[8–10],對(duì)于調(diào)制過程中的煙葉生理生化變化及顏色形成規(guī)律研究較少。因此,本研究以德雪1號(hào)下部葉為試驗(yàn)材料,研究其在不同晾制方式下的晾制期間煙葉呼吸強(qiáng)度、過氧化氫酶、過氧化物酶和多酚氧化酶活性變化和外觀顏色變化,從而為提高德雪1號(hào)煙葉的晾制品質(zhì)、促進(jìn)優(yōu)質(zhì)茄衣原料的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

于2018年在四川省什邡市師古鎮(zhèn)大泉坑村雪茄煙葉生產(chǎn)基地進(jìn)行,供試品種為德雪1號(hào),試驗(yàn)田土壤pH值5.8～7,有機(jī)質(zhì)含量3.01 g/kg,速效鉀含量89 mg/kg,速效磷含量38.1 mg/kg,速效氮含量120 mg/kg,按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行統(tǒng)一管理,選取葉片成熟度、大小及朝向一致的4～6葉位的下部適熟煙葉進(jìn)行采收。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)按照不同晾制方式設(shè)置兩個(gè)處理,CK:當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)晾制方式(煙葉采后采用晾棚晾制,晾制溫濕度為當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境溫濕度),T1:晾房晾制(煙葉采后采用晾房晾制,晾制溫濕度為人為控制,參照鄒宇航等[11]的方法進(jìn)行晾制工藝設(shè)置)。每24 h進(jìn)行一次取樣,分別于采下當(dāng)天以及晾制的第1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14和15 d取樣進(jìn)行煙葉外觀顏色及呼吸強(qiáng)度測定,于采下當(dāng)天以及晾制的第3,6,9,15 d取樣進(jìn)行過氧化氫酶、過氧化物酶和多酚氧化酶活性測定,每個(gè)取樣節(jié)點(diǎn)設(shè)置3次生物學(xué)重復(fù)。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

煙葉呼吸強(qiáng)度采用靜置法進(jìn)行測定[12];過氧化氫酶活性采用紫外分光光度法進(jìn)行測定[13];過氧化物酶活性采用愈創(chuàng)木酚法進(jìn)行測定[14];多酚氧化酶活性采用鄰苯二酚氧化法進(jìn)行測定[15]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),利用origin 2018進(jìn)行作圖,利用SPSS 23.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同晾制方式下煙葉外觀顏色變化

圖1 不同晾制條件下雪茄煙葉晾制過程中外觀顏色變化

圖1為不同晾制條件下雪茄煙葉晾制過程中外觀顏色變化。由圖1可知,不同晾制條件下的雪茄煙葉在晾制過程中,變黃變褐程度都呈逐漸增大的趨勢。其中雪茄煙葉的變黃速度在晾制4d前表現(xiàn)為CK快于T1,而后T1變黃速度加快,在4 d后其變黃速度快于CK。CK煙葉變黃速度前期較快,后期變慢,完成變黃所需時(shí)間為9 d,而T1雖然在變黃啟動(dòng)時(shí)煙葉變黃速度較慢,但隨后變黃速度較快,變黃完成需要時(shí)間為8 d。在褐變啟動(dòng)前期兩種晾制方式煙葉差別較小,而后T1煙葉褐變速度加快,在晾制4 d后其褐變程度及褐變速度均高于CK煙葉。CK煙葉在晾制第3 d開始變褐,但變褐速度較慢,在晾制第15 d時(shí)褐變未完全,褐變程度達(dá)到了95%;T1煙葉在晾制第4 d開始變褐,在晾制14 d褐變完全。

2.2 不同晾制方式對(duì)煙葉呼吸強(qiáng)度的影響

圖2為煙葉晾制過程中呼吸強(qiáng)度的變化。由圖2可知,不同晾制方式下,德雪1號(hào)下部葉的呼吸強(qiáng)度都呈現(xiàn)雙峰變化規(guī)律,均在變黃期以及變褐期出現(xiàn)呼吸峰,但兩處理波動(dòng)情況差異較大,基本表現(xiàn)為變黃期呼吸強(qiáng)度CK>T1,變褐期T1>CK的變化情況。在當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)晾制方式下,煙葉在晾制1 d時(shí)呼吸強(qiáng)度較采后鮮煙葉略有下降,而后呼吸強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),在晾制4 d呼吸強(qiáng)度迅速增強(qiáng),相較3 d時(shí)增長了40%左右,而后迅速下降,在晾制6 d時(shí)又出現(xiàn)緩慢增強(qiáng)趨勢,在晾制12 d時(shí)達(dá)到第2個(gè)峰值,隨后呼吸強(qiáng)度緩慢降低;在晾制房中通過人工控制溫濕度條件下晾制,煙葉在晾制1 d時(shí)的呼吸強(qiáng)度變化規(guī)律出現(xiàn)與常規(guī)晾制方式相同,而后呼吸作用逐漸增強(qiáng),在晾制第4 d達(dá)到小高峰,但相較前一天增長幅度較小,而后降低,在晾制5 d后呼吸強(qiáng)度又逐漸增強(qiáng),但增長速度較為緩慢,晾制7 d后呼吸強(qiáng)度迅速增強(qiáng),在晾制10 d時(shí)達(dá)到最大值,而后迅速下降。說明在常規(guī)晾制方式對(duì)晾制前期的煙葉呼吸作用影響較大,而晾房晾制方式對(duì)晾制后期煙葉呼吸作用影響較大,并且晾房晾制煙葉在晾制后期呼吸強(qiáng)度能夠長時(shí)間維持在一較高水平。

圖2 煙葉晾制過程中呼吸強(qiáng)度的變化

2.3 不同晾制方式對(duì)煙葉CAT活性的影響

圖3為煙葉晾制過程中CAT活性的變化。由圖3可知,雪茄煙葉在晾制期間CAT活性變化呈先增高后降低的變化趨勢,在不同晾制方式下煙葉CAT活性變化趨勢一至但各時(shí)期活性差別較大。在晾制6 d前,CK和T1均呈逐漸增加的變化趨勢,但CK活性明顯低于T1;而后隨晾制時(shí)間增加T1活性迅速降低,且在各時(shí)期均低于CK而CK在晾制6～9 d期間活性降低較少,晾制9 d后活性迅速降低,兩種晾制方式下煙葉CAT活性均于晾制15 d時(shí)降低至一較低水平。

圖3 煙葉晾制過程中CAT活性的變化

圖4 煙葉晾制過程中POD活性的變化

2.4 不同晾制方式對(duì)煙葉POD活性的影響

圖4為煙葉晾制過程中POD活性的變化。由圖4可知,雪茄煙葉在晾制期間POD活性呈先增高而后降低的變化趨勢,不同晾制方式對(duì)晾制期間煙葉POD活性影響較大。在晾制6 d前兩種晾制方式下的雪茄煙葉POD活性均呈逐漸增加的變化趨勢,且在此期間T1活性均高于CK,而后煙葉POD活性迅速升高,在晾制第9 d時(shí)活性達(dá)到最大值,而CK活性升高速度高于T1,此時(shí)CK活性高于T1,而后煙葉POD活性迅速降低,于晾制15 d時(shí)降至較低水平。

2.5 不同晾制方式對(duì)煙葉PPO活性的影響

圖5為煙葉晾制過程中PPO活性的變化。由圖5可知,雪茄煙葉在晾制期間多酚氧化酶活性呈先增高后降低的單峰變化趨勢,在兩種晾制方式下煙葉PPO活性均表現(xiàn)為在晾制6 d前逐漸增高,在第6 d達(dá)到最大值,而后迅速降低的變化規(guī)律。在晾制6 d前CK多酚氧化酶活性升高速度較快,此期間活性均高于T1,在晾制6～9 d期間CK多酚氧化酶活性迅速降低,因此在晾制后期T1高于CK,兩種晾制方式下煙葉PPO活性均在晾制15 d時(shí)降低至最小值。

圖5 煙葉晾制過程中PPO活性的變化

3 討論

呼吸作用是煙葉在采后晾制過程中體內(nèi)各種生命活動(dòng)所需能量的來源,影響著煙葉體內(nèi)蛋白質(zhì)、淀粉類等大分子物質(zhì)的降解轉(zhuǎn)化,同時(shí)也與調(diào)制過程中煙葉的品質(zhì)形成密切相關(guān)[16–17]。本研究結(jié)果表明,在晾制第1 d時(shí),煙葉的呼吸強(qiáng)度略有下降,這與蔣博文等[18]的研究結(jié)果一致,可能是由于煙葉在剛采下的時(shí)候含水量充足,葉片體積較大,各葉片間排列緊湊影響葉片內(nèi)外的氣體交換,胞間CO2濃度較高從而抑制煙葉的呼吸作用引起的;而后呼吸強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)達(dá)到第一個(gè)小高峰,這主要是由于葉片逐漸失水凋萎,葉片氣體交換增強(qiáng)以及淀粉類大分子物質(zhì)降解引起的;而后呼吸強(qiáng)度減弱,這主要是由于晾制前期煙葉呼吸作用底物主要以淀粉類含碳化合物為主,隨著晾制時(shí)間的增長,煙葉體內(nèi)含碳化合物的消耗較大,底物供應(yīng)不足引起了呼吸強(qiáng)度的下降;而后呼吸底物由含碳化合物為主轉(zhuǎn)為以含氮化合物為主,因此呼吸強(qiáng)度又逐漸增強(qiáng)達(dá)到第2個(gè)峰值。晾制前期常規(guī)晾制方式煙葉呼吸強(qiáng)度高于晾房晾制方式,這可能是由于在晾棚晾制條件下,煙葉通風(fēng)條件良好以及失水凋萎速度相對(duì)較快所引起的;晾制后期晾房晾制方式煙葉呼吸強(qiáng)度高于常規(guī)晾制方式可能是由于由于人工控制溫濕度條件,在晾制后期晾房溫度明顯高于晾棚溫度,由于溫度的升高從而促進(jìn)了呼吸強(qiáng)度的增強(qiáng)。

過氧化氫酶、過氧化物酶是煙葉抗氧化系統(tǒng)的關(guān)鍵酶類,而多酚氧化酶可氧化煙葉中的多酚類物質(zhì),從而影響與煙葉在晾制期間的褐變程度,因此雪茄煙葉在晾制期間這3種酶活性的變化與煙葉的氧化特性密切相關(guān),對(duì)晾制期間的煙葉品質(zhì)形成有直接影響[19]。在本研究中,雪茄煙葉在晾制期間CAT活性呈先增高后降低的變化趨勢,這與小白菜[20]在采后的變化趨勢相似;POD活性在晾制期間也呈先增高后降低的變化趨勢,這與沙蔥[21]在采后貯藏期間的變化規(guī)律相似;而PPO活性在晾制期間呈單峰變化規(guī)律,這也與顧會(huì)戰(zhàn)[22]對(duì)雪茄煙葉在晾制期間的多酚氧化酶活性變化規(guī)律相一致。不同晾制環(huán)境下煙葉CAT、POD和PPO活性有一定差異說明在晾制前期常規(guī)晾制煙葉氧化水平高于晾房晾制,而后隨晾房晾制期間溫度的升高,晾制后期晾房晾制煙葉氧化水平高于常規(guī)晾制,這也與煙葉在晾制期間的顏色變化規(guī)律相一致。

4 結(jié)論

與常規(guī)晾制方式雪茄煙葉對(duì)比,采用晾房晾制煙葉內(nèi)部生理代謝旺盛,有利于改善德雪1號(hào)煙葉晾制后的煙葉品質(zhì),提高其在晾制期間顏色變化的協(xié)調(diào)性,對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。