不同变黄温度对烘烤过程中烟叶变黄及能量代谢的影响_牛浩.pdf

不同变黄温度对烘烤过程中烟叶变黄及能量代谢的影响牛 浩1赵亚峰2刘剑君3尹光庭2赵浩宾3魏壮状2王鹏飞3段卫东2*（1河南农业大学烟草学院，河南郑州 450002；2河南中烟工业有限责任公司技术中心，河南郑州 450016；3中国烟草总公司河南省公司，河南郑州 450018）摘要为明确变黄温度对烤烟烘烤过程中变黄速度及能量代谢活动的影响，以烤烟中部叶为试验材料，开展烘烤试验，通过对烟叶变黄程度、丙二醛（MDA）含量、浸出液电导率、能量代谢相关物质（ATP、ADP、AMP）含量、能荷进行测定，分析了不同变黄温度下烟叶的变黄过程。结果表明，与 38 处理相比，40 处理烟叶烘烤过程中变黄更快，MDA 含量和浸出液电导率更高，ATP 峰值出现较早且 ATP 含量和能荷水平相对较高。较高的变黄温度可能提高了烟叶能量代谢强度，进而加快了烟叶变黄过程。关键词烤烟；变黄温度；烘烤；MDA；能量代谢中图分类号S572文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）07-0189-05DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.07.052开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effects of Different Yellowing Temperatures on Yellowing and Energy Metabolism ofTobacco Leaves During Curing ProcessNIU Hao1ZHAO Yafeng2LIU Jianjun3YI Guangting2ZHAO Haobin3WEI Zhuangzhuang2WANG Pengfei3DUAN Weidong2*(1College of Tobacco,Henan Agricultural University,Zhengzhou Henan 450002;2Technology Center of Henan China Tobacco Industry Co.,Ltd.,Zhengzhou Henan 450016;3China Tobacco Corporation Henan Branch,Zhengzhou Henan 450018)AbstractTo clarify the effect of yellowing temperature on the yellowing rate and energy metabolism during thecuring process of flue-cured tobacco,the middle leaves of flue-cured tobacco were used as materials,and the curing testwas carried out.Through the determination of yellowing degree,malondialdehyde(MDA)content,conductivity of lea-ching solution,related substances content of energy metabolism,and energy charge,the yellowing process of tobaccoleaves at different yellowing temperatures were analyzed.The results showed that,compared with the treatment at 38,the tobacco leaves treated at 40 turned yellow faster during the curing process,and the conductivity of MDA contentand leaching solution were higher;the ATP peak appeared earlier,and the ATP content and energy charge level wererelatively higher.The higher yellowing temperature may accelerate the yellowing process of tobacco leaves by increasingthe intensity of energy metabolism of tobacco leaves.Keywordsflue-cured tobacco;yellowing temperature;curing;MDA;energy metabolism烟叶生产与其所处的生态环境密切相关1。近年来，我国南方烟区自然灾害频发，大田期降雨过多、光照不均匀、肥料利用迟缓等影响了烟叶正常生长发育过程，造成部分烟叶出现返青、贪青晚熟、高温逼熟等现象2。这些烟叶不仅在田间难以正常落黄采收，而且在烘烤中变黄较慢，烘烤难度大，极易出现杂色、挂灰、青片、青筋等现象3。由于烟叶素质一旦形成便不可逆转，一般多通过调整烘烤工艺应变。研究指出，变黄温度是影响烘烤过程中烟叶变黄速度的重要因基金项目 河南中烟工业有限责任公司资助项目（ZW201819，AW202143，AW202189）。作者简介牛浩（1996），男，河南信阳人，在读硕士研究生。研究方向：烟草调制加工。*通信作者收稿日期 2022-05-06现代农业科技2023 年第 7 期食品科学189现代农业科技2023 年第 7 期食品科学素4，一般认为随着变黄温度的升高，烟叶的变黄速度明显增加；反之，变黄温度较低时，烟叶的变黄速度较慢，变黄时间延长5-6。目前，尚不明确温度通过何种机制影响了烘烤过程中烟叶的变黄速度。近年来，有果实储藏领域的研究指出，果实贮藏过程中发生的衰老褐变与其能量代谢活动密切相关7。Zhou 等8研究指出，蓝莓在贮藏过程中保持充足的能量状态有利于抑制褐变；Zhang 等9研究发现，低温条件下贮藏的平菇在贮藏后期表现出更高的腺苷三磷酸（ATP）水平和线粒体 ATP 酶活性，可能是其口感表现更优的原因。也有研究指出，采后烟叶的变黄变褐过程与能量代谢活动存在一定的相关性10。但烘烤过程中烟叶的变黄过程及其背后的能量代谢机制尚未见报道。基于此，本研究以烤烟云烟 87 为研究对象，采用烘烤试验研究了 38 和 40 2 个变黄温度下烟叶的变黄过程。通过分析不同变黄温度下烟叶的变黄程度、丙二醛（MDA）含量、浸出液电导率、能量代谢相关物质含量，研究不同变黄温度对烟叶变黄过程及能量代谢活动的影响，以期为提升烟叶烘烤质量和合理制定烘烤工艺提供参考。1材料与方法1.1试验材料试验于 20202021 年在河南农业大学试验基地进行，供试烟叶品种为烤烟云烟 87。栽培时田间管理均按照当地优质烟叶生产方法进行，在当地适熟时期，采收长相一致中部叶（第 1013 叶位）作为试验材料，编杆整理后置于烤房中层进行烘烤。1.2试验设计试验设 2 个烘烤变黄温度处理：处理 T1，点火后，升温至 38，相对湿度控制在 85%，烘烤至烟叶达到九成黄；处理 T2，点火后，升温至 40，相对湿度控制在 85%，烘烤至烟叶达到九成黄。其余烘烤操作均参照常规烘烤工艺11进行。1.3测定内容与方法1.3.1取样方法。在烘烤期间，每隔 24 h 观察烟叶变黄情况；每隔 24 h 随机选取 3 片烟叶，去除主脉后混合第 67 支脉叶肉用于测定各项生理指标；各项生理指标均重复测定 3 次。试验开始当天记为第 0 天，进行至第 5 天结束。1.3.2黄化程度测定。参考文献12的方法，每隔 24 h拍照观察并记录烟叶变黄程度。以烟叶变黄面积占整个烟叶面积比例来表示变黄程度。1.3.3丙二醛（MDA）含量及浸出液电导率测定。参考文献13中的方法测定 MDA 含量。取 0.5 g 烟草样品置于研钵中，加入 2 mL 预冷的 0.05 mol/L pH 值 7.8的磷酸缓冲液，冰浴条件下充分研磨。随后将研磨后的匀浆转移到 5 mL 刻度离心管中，将研钵用缓冲液洗净，清洗液也移入离心管中，最后用缓冲液定容至5 mL。使用冷冻离心机，在 4、4 500 r/min 条件下离心 10 min。取离心后的上清液 2 mL，加入 0.5%TBA溶液 3 mL 后放入沸水浴中煮沸 10 min。之后立刻将试管取出并放到冰浴中。使用冷冻离心机，在 4、4 500 r/min 条件下再次离心 10 min。取上清液分别于 532 nm 和 600 nm 波长下测定吸光度即可推算出MDA 含量。浸出液电导率的测定参考文献14中的方法（有修改）。取 0.1 g 烟叶样品，用去离子水冲洗5 次之后吸干表面水分。取 15 mL 玻璃试管，用去离子水反复冲洗后加入 10 mL 蒸馏水。将吸干水分的烟叶放入试管中，使其全部浸入液面以下。浸泡 3 h后，使用 DDS-11A 型电导仪测定浸出液的电导率，单位为 S/cm。1.3.4能量代谢相关物质含量和能荷测定。采用高效液相色谱法测定腺苷三磷酸（ATP）、腺苷二磷酸（ADP）和腺苷一磷酸（AMP）的含量15。取烟草样品2.0 g，用液氮研磨后加入 1 mL 0.4 mol/L 高氯酸溶液继续研磨 20 min。使用冷冻离心机在 4、14 000 r/min条件下离心 10 min，取出上清液用氢氧化钾 1 mol/L调节 pH 值至 6.56.8 后定容至 5 mL。定容后的样本经 0.45 m 孔径微孔滤膜过滤后使用高效液相色谱仪（Agilent 1260）进行检测。色谱柱为 Diamonsil C18（2）（250.0 mm4.6 mm5.0 m）；流动相为磷酸缓冲盐溶液，磷酸盐缓冲液（含 20 mmol/L 磷酸二氢钾和20 mmol/L 磷酸氢二钠，pH=6.5）-乙腈（99 1，体积比）流速为 1 mL/min；柱温为 30；检测波长 254 nm；进样量为 10 L。重复 3 次，结果单位以 g/g 表示。能荷（EC）=（ATP+0.5ADP）/（ATP+ADP+AMP）。2结果与分析2.1不同变黄温度下烟叶黄化的发展烘烤过程中烟叶的变黄情况如图 1 所示。从图 1、图 2 可以看出，不同变黄温度处理烟叶变黄速度差异明显。处理 T2烟叶变黄相对较快，烘烤 48 h 烟叶变黄程度达到九成，烘烤 72 h 烟叶达到十成黄；处理 T1190烟叶变黄相对缓慢，烘烤 72 h 变黄程度达到九成，烘烤 96 h 烟叶达到十成黄。2.2不同变黄温度下烟叶膜脂过氧化的变化由图 3（a）可知，烘烤过程中烟叶浸出液电导率随烘烤时间的延长呈逐渐增加的趋势。烟叶浸出液电导率在烘烤 024 h 内增长缓慢，在烘烤 2472 h 内快速增长，在烘烤 72120 h 内增长速度有所变缓。相较而言，2 个处理烟叶浸出液电导率在烘烤 024 h 差异不显著；而在烘烤 4872 h，处理 T2烟叶的浸出液电导率显著高于处理 T1（P0.05）。由图 3（b）可知，烘烤过程中烟叶 MDA 含量随烘烤时间的延长同样表现出逐渐增加趋势。烟叶 MDA 含量在烘烤 024 h 内增长缓慢，在烘烤 2472 h 内出现了一个快速增长阶段，在烘烤 72120 h 内增长速度则有所变缓。相较而言，2 个处理烟叶 MDA 含量在烘烤 024 h 的差异较小；在烘烤 4872 h 内处理 T2烟叶的 MDA 含量显著高于处理 T1（P0.05）。2.3不同变黄温度下烟叶 ATP、ADP、AMP 含量及能荷的变化由图 4（a）可知，烘烤过程中烟叶的 ATP 含量呈现出先上升后下降的趋势，烟叶 ATP 含量在烘烤 024 h 和 7296 h 增长较快；在烘烤 2472 h 增长相对平缓；在烘烤 96 h 之后急剧下降。处理 T2和处理 T1烟叶的 ATP 含量分别在烘烤 72 h 和烘烤 96 h 时达到峰值；