煙葉成熟過程主要碳水化合物及淀粉酶活性變化規(guī)律研究

陳 濤，魏光鈺，王藝焜，艾復(fù)清,3

(1.貴州大學(xué)，貴陽 550025；2.貴州省煙草公司貴陽市公司，貴陽550081；3.貴州省煙草品質(zhì)重點研究實驗室，貴陽 550025)

煙葉成熟度是煙葉質(zhì)量的核心及第一品質(zhì)要素[1-2]。隨著煙葉成熟度的增加，煙葉體內(nèi)化學(xué)成分發(fā)生著變化，從而影響煙葉質(zhì)量，其中以淀粉、糖為主要代表的碳代謝是最基本的生理代謝，對煙葉化學(xué)成分組成、含量和比例有較大影響[3]；受淀粉酶活性的影響，煙葉在不同生長發(fā)育時期，淀粉的降解速率不同，淀粉含量也有較大的差異。有關(guān)烤煙生長發(fā)育過程中碳水化合物的研究及烤煙烘烤過程淀粉酶活性變化與淀粉關(guān)系研究已見報道[4-5]，但在貴陽煙區(qū)有關(guān)煙葉成熟過程中主要碳水化合物及淀粉酶活性的變化規(guī)律研究卻未見報道。本試驗研究云煙87成熟過程中主要碳水化合物含量及淀粉酶活性的變化規(guī)律及其相關(guān)性，旨在為煙葉成熟采收提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試地點與材料

田間試驗于2019年在貴州省清鎮(zhèn)市紅楓湖鎮(zhèn)蘆荻哨村(106°32′E，26°56′N)進(jìn)行，海拔1 259 m，屬北亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，年平均氣溫14.1 ℃，雨量充足，試驗地土壤為黃壤，土壤肥力均勻，冬季空閑，無較重病史。

供試材料為云煙87，供試部位為中、上部葉。

1.2 試驗設(shè)計

于中部葉成熟前，選定長勢一致的代表煙株，并確定代表性葉位掛牌標(biāo)記進(jìn)行研究，從煙葉葉面綜合變黃程度10%開始，連續(xù)15 d調(diào)查煙葉外觀成熟特征變化，并取樣測定酶活性及淀粉、總糖和還原糖含量。每次取樣10株共20片葉。

1.3 主要栽培技術(shù)

4月20日漂浮苗移栽，種植密度為1 100株/667 m2，施純氮6.5 kg/667 m2，N∶P2O5∶K2O=1∶2∶2，留葉數(shù)20片。其他管理措施按優(yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)要求進(jìn)行。

1.4 調(diào)查及測定項目

1.4.1取樣方法

選定中部葉9、10葉位及上部葉16、17葉位煙葉進(jìn)行取樣，每片夾選取煙葉中間位置2 cm×5 cm大小的片段迅速用冰盒冰凍后帶回貴州大學(xué)實驗室用于酶活性測定，其余部分置于恒溫箱105 ℃殺青15 min后恒溫80 ℃直到干燥，粉碎后密封于自封袋帶回貴州大學(xué)實驗室用于化學(xué)成分(淀粉、總糖、還原糖)測定。

1.4.2測定方法

淀粉、總糖、還原糖和淀粉酶活性均采用王瑞新等[6]的方法測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

對所得的數(shù)據(jù)運用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計和作圖，并運用SPSS 22軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉成熟過程中外觀特征變化表

從表1、表2可以看出，無論中部葉還是上部葉，煙葉一旦進(jìn)入成熟，葉色逐漸退綠變黃，葉脈伴隨退綠變白，葉尖、葉緣也隨之發(fā)生相應(yīng)變化；但上部葉成熟速度要慢于中部葉，中部葉15 d變黃達(dá)100%，而上部葉只達(dá)到90%。

表1 中部葉成熟過程中外觀成熟特征變化

表2 上部葉成熟過程中外觀成熟特征變化

2.2 煙葉成熟過程中化學(xué)成分變化

2.2.1煙葉成熟過程中淀粉含量變化

由圖1可知，隨著煙葉綜合變黃程度的增加，中、上部葉淀粉含量均呈先上升后下降的“單峰曲線”趨勢，最先出現(xiàn)拐點的是中部葉?？傮w上看，中部葉淀粉含量大于上部葉淀粉含量。中部葉淀粉含量從進(jìn)入成熟后第1天(即綜合變黃程度10%)的21.62%逐漸迅速上升，至第7天達(dá)到最高值(29.52%)，而后又逐漸下降，到第15天時淀粉含量降至最低值(20.12%)。上部葉淀粉含量從進(jìn)入成熟后第1天(即綜合變黃程度10%)的17.07%逐漸上升，至第10天達(dá)到最高值(24.08%)，而后又逐漸下降，到第15天時淀粉含量降至最低值(16.25%)。

2.2.2煙葉成熟過程中總糖含量變化

由圖2可知，隨著煙葉綜合變黃程度的增加，中、上部葉總糖含量均呈先上升后下降的“單峰曲線”趨勢，最先出現(xiàn)拐點的是中部葉?？傮w上看，中部葉總糖含量大于上部葉總糖含量。中部葉總糖含量從進(jìn)入成熟后第1天(即綜合變黃程度10%)的5.64%，逐漸迅速上升，至第7天達(dá)到最高值(12.85%)，而后又逐漸下降，到第15天時總糖含量降至最低值(5.51%)。上部葉總糖含量從進(jìn)入成熟后第1天(即綜合變黃程度10%)的5.11%，逐漸迅速上升，至第10天達(dá)到最高值(9.90%)，而后又逐漸下降，到第15天時總糖含量為6.01%。

2.2.3煙葉成熟過程中還原糖含量變化

由圖3可知，隨著煙葉綜合變黃程度的增加，中、上部葉還原糖含量均呈先上升后下降的“單峰曲線”趨勢，最先出現(xiàn)拐點的是中部葉。總體上看，中部葉還原糖含量大于上部葉還原糖含量。中部葉還原糖含量從進(jìn)入成熟后第1天(即綜合變黃程度10%)的3.82%，逐漸迅速上升，至第7天達(dá)到最高值(7.25%)，而后又迅速下降，到第15天時還原糖含量降至最低值(3.76%)。上部葉還原糖含量從進(jìn)入成熟后第1天(即綜合變黃程度10%)的3.55%，逐漸上升，至第10天達(dá)到最高值(6.33%)，而后又逐漸下降，到第15天時還原糖含量降至最低值(3.28%)。

2.3 煙葉成熟過程中淀粉酶活性變化

由圖4可看出，隨著煙葉綜合變黃程度的增加，中、上部葉淀粉酶活性均呈先上升后下降的“單峰曲線”趨勢，最先出現(xiàn)拐點的是中部葉?？傮w上看，中部葉淀粉酶活性強于上部葉淀粉酶活性。中部葉淀粉酶活性從進(jìn)入成熟后第1天(即綜合變黃程度10%)的0.25 U/mg，逐漸迅速下降，至第7天達(dá)到最低值(0.12 U/mg)，而后又逐漸上升，到第15天時淀粉酶活性升至最高值(0.27 U/mg)。上部葉淀粉酶活性從進(jìn)入成熟后第1天(即綜合變黃程度10%)的0.21 U/mg，逐漸下降，至第10天達(dá)到最低值(0.09 U/mg)，而后又迅速上升，到第15天時淀粉酶活性升至最高值(0.25 U/mg)。

2.4 主要碳水化合物含量與淀粉酶活性的相關(guān)分析

由表3可知，中部葉總糖含量與淀粉酶活性變化呈極顯著正相關(guān)，淀粉含量與總糖含量、淀粉酶活性變化均呈不顯著正相關(guān)，總糖與淀粉酶活性變化與淀粉酶活性變化呈不顯著正相關(guān)，淀粉含量與淀粉酶活性變化呈極顯著負(fù)相關(guān)；上部葉總糖含量與淀粉酶活性變化呈顯著正相關(guān)，總糖含量、淀粉酶活性與淀粉、淀粉酶活性均不顯著，淀粉含量與淀粉酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 煙葉成熟過程中主要碳水化合物與淀粉酶活性的相關(guān)分析

3 結(jié)論與討論

隨著煙葉逐漸成熟，中、上部葉顏色、葉脈及其他特征均呈現(xiàn)規(guī)律性變化，即顏色逐漸變黃、葉脈逐漸失綠變白。中部葉從第1天的葉面綜合變黃10%、主側(cè)脈綠色、葉尖略帶黃開始逐漸變到第15天的綜合葉面變黃100%、主脈全白、葉尖葉緣有枯焦；上部葉從第1天的葉面綜合變黃10%、主側(cè)脈綠色、葉尖略帶黃開始逐漸變到第15天的綜合葉面變黃90%、主脈全白、葉尖葉緣稍枯。

隨著成熟度的增加，中、上部葉內(nèi)淀粉、總糖及還原糖的含量均呈先上升后下降的“單峰曲線”的變化趨勢。中部葉淀粉、總糖、還原糖含量峰值出現(xiàn)在第7天分別為29.52%、12.86%和7.25%，上部葉峰值則出現(xiàn)在第10天分別為24.52%、9.90%和6.33%，3種成分含量上部葉均低于中部葉；中、上部葉淀粉酶活性均呈先下降后上升的“U型曲線”變化趨勢。中、上部葉淀粉酶活性從第1天開始減弱，分別在第7天、第10天時活性最弱，隨后活性慢慢增強；無論中、上部葉，總糖含量與還原糖含量變化呈極顯著的正相關(guān)，淀粉含量與淀粉酶活性變化呈極顯著負(fù)相關(guān)。

以往的研究表明，淀粉含量可以作為判斷煙葉成熟度的一個生化指標(biāo)，淀粉含量最高時標(biāo)志著煙葉達(dá)到工藝成熟[7]。本研究中、上部葉分別在第7天和第10天達(dá)最高值，即意味著中、上部葉在葉面綜合變黃60%、70%前不宜采收。

本研究表明，在煙葉成熟過程中，淀粉、總糖、還原糖均呈先升后降的“單峰曲線”變化趨勢，這與煙葉烘烤過程中淀粉下降、總糖和還原糖含量增加的規(guī)律不一致[8]，這與煙葉烘烤過程中主要是饑餓代謝有關(guān)。