不同晾制方式对德雪1号晾制过程中褐变规律的影响

2020-04-24张瑞娜高娅北范宁波邹宇航王俊宋朝鹏赵铭钦钟秋

湖南文理学院学报(自然科学版) 2020年1期

张瑞娜,高娅北,范宁波,邹宇航,王俊,宋朝鹏,赵铭钦,钟秋

(1.四川省烟草公司德阳市公司,四川德阳,6184001;2.河南农业大学烟草学院,河南郑州,450002)

茄衣是雪茄产品中唯一可被消费者直接所看到的烟叶,对其在晾制过程中所形成的外观颜色等品质指标要求较高[1],但目前在多数雪茄烟叶产区对茄衣的晾制多采用传统晾棚进行自然晾制,这种方法晾制出的茄衣烟叶在外观品质方面多存在色泽差、颜色不均匀等特点,严重影响了其烟叶品质[2],因此探究适宜的晾制方法对提高茄衣外观颜色品质,进而提高产品质量具有重要意义。大量研究表明,植物在离体后的生理生化变化对其品质影响较大,穆光远等[3]认为冬枣在采后随贮藏时间的延长,果皮色泽逐渐加深,叶绿素逐渐降解,氧化酶活性逐渐增加;靳苗苗等[4]研究表明通过乙醇熏蒸可有效降低采后双孢蘑菇的呼吸强度,抑制多酚氧化酶和过氧化物酶的活性,减少双孢蘑菇的褐变;同样有大量关于烤烟的研究表明,烘烤过程中烟叶内生理变化对烤后烟叶品质有重要影响[5–7]。但目前对于雪茄烟叶的研究多集中在大田生长期间的农艺管理以及晾制后的发酵阶段[8–10],对于调制过程中的烟叶生理生化变化及颜色形成规律研究较少。因此,本研究以德雪1号下部叶为试验材料,研究其在不同晾制方式下的晾制期间烟叶呼吸强度、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性变化和外观颜色变化,从而为提高德雪1号烟叶的晾制品质、促进优质茄衣原料的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

于2018年在四川省什邡市师古镇大泉坑村雪茄烟叶生产基地进行,供试品种为德雪1号,试验田土壤pH值5.8～7,有机质含量3.01 g/kg,速效钾含量89 mg/kg,速效磷含量38.1 mg/kg,速效氮含量120 mg/kg,按照当地常规优质雪茄烟叶生产技术规范进行统一管理,选取叶片成熟度、大小及朝向一致的4～6叶位的下部适熟烟叶进行采收。

1.2 试验设计

试验按照不同晾制方式设置两个处理,CK:当地常规晾制方式(烟叶采后采用晾棚晾制,晾制温湿度为当地自然环境温湿度),T1:晾房晾制(烟叶采后采用晾房晾制,晾制温湿度为人为控制,参照邹宇航等[11]的方法进行晾制工艺设置)。每24 h进行一次取样,分别于采下当天以及晾制的第1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14和15 d取样进行烟叶外观颜色及呼吸强度测定,于采下当天以及晾制的第3,6,9,15 d取样进行过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性测定,每个取样节点设置3次生物学重复。

1.3 测定项目与方法

烟叶呼吸强度采用静置法进行测定[12];过氧化氢酶活性采用紫外分光光度法进行测定[13];过氧化物酶活性采用愈创木酚法进行测定[14];多酚氧化酶活性采用邻苯二酚氧化法进行测定[15]。

1.4 数据分析

试验结果用Excel 2010进行数据统计,利用origin 2018进行作图,利用SPSS 23.0对数据进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同晾制方式下烟叶外观颜色变化

图1 不同晾制条件下雪茄烟叶晾制过程中外观颜色变化

图1为不同晾制条件下雪茄烟叶晾制过程中外观颜色变化。由图1可知,不同晾制条件下的雪茄烟叶在晾制过程中,变黄变褐程度都呈逐渐增大的趋势。其中雪茄烟叶的变黄速度在晾制4d前表现为CK快于T1,而后T1变黄速度加快,在4 d后其变黄速度快于CK。CK烟叶变黄速度前期较快,后期变慢,完成变黄所需时间为9 d,而T1虽然在变黄启动时烟叶变黄速度较慢,但随后变黄速度较快,变黄完成需要时间为8 d。在褐变启动前期两种晾制方式烟叶差别较小,而后T1烟叶褐变速度加快,在晾制4 d后其褐变程度及褐变速度均高于CK烟叶。CK烟叶在晾制第3 d开始变褐,但变褐速度较慢,在晾制第15 d时褐变未完全,褐变程度达到了95%;T1烟叶在晾制第4 d开始变褐,在晾制14 d褐变完全。

2.2 不同晾制方式对烟叶呼吸强度的影响

图2为烟叶晾制过程中呼吸强度的变化。由图2可知,不同晾制方式下,德雪1号下部叶的呼吸强度都呈现双峰变化规律,均在变黄期以及变褐期出现呼吸峰,但两处理波动情况差异较大,基本表现为变黄期呼吸强度CK>T1,变褐期T1>CK的变化情况。在当地常规晾制方式下,烟叶在晾制1 d时呼吸强度较采后鲜烟叶略有下降,而后呼吸强度逐渐增强,在晾制4 d呼吸强度迅速增强,相较3 d时增长了40%左右,而后迅速下降,在晾制6 d时又出现缓慢增强趋势,在晾制12 d时达到第2个峰值,随后呼吸强度缓慢降低;在晾制房中通过人工控制温湿度条件下晾制,烟叶在晾制1 d时的呼吸强度变化规律出现与常规晾制方式相同,而后呼吸作用逐渐增强,在晾制第4 d达到小高峰,但相较前一天增长幅度较小,而后降低,在晾制5 d后呼吸强度又逐渐增强,但增长速度较为缓慢,晾制7 d后呼吸强度迅速增强,在晾制10 d时达到最大值,而后迅速下降。说明在常规晾制方式对晾制前期的烟叶呼吸作用影响较大,而晾房晾制方式对晾制后期烟叶呼吸作用影响较大,并且晾房晾制烟叶在晾制后期呼吸强度能够长时间维持在一较高水平。

图2 烟叶晾制过程中呼吸强度的变化

2.3 不同晾制方式对烟叶CAT活性的影响

图3为烟叶晾制过程中CAT活性的变化。由图3可知,雪茄烟叶在晾制期间CAT活性变化呈先增高后降低的变化趋势,在不同晾制方式下烟叶CAT活性变化趋势一至但各时期活性差别较大。在晾制6 d前,CK和T1均呈逐渐增加的变化趋势,但CK活性明显低于T1;而后随晾制时间增加T1活性迅速降低,且在各时期均低于CK而CK在晾制6～9 d期间活性降低较少,晾制9 d后活性迅速降低,两种晾制方式下烟叶CAT活性均于晾制15 d时降低至一较低水平。

图3 烟叶晾制过程中CAT活性的变化

图4 烟叶晾制过程中POD活性的变化

2.4 不同晾制方式对烟叶POD活性的影响

图4为烟叶晾制过程中POD活性的变化。由图4可知,雪茄烟叶在晾制期间POD活性呈先增高而后降低的变化趋势,不同晾制方式对晾制期间烟叶POD活性影响较大。在晾制6 d前两种晾制方式下的雪茄烟叶POD活性均呈逐渐增加的变化趋势,且在此期间T1活性均高于CK,而后烟叶POD活性迅速升高,在晾制第9 d时活性达到最大值,而CK活性升高速度高于T1,此时CK活性高于T1,而后烟叶POD活性迅速降低,于晾制15 d时降至较低水平。

2.5 不同晾制方式对烟叶PPO活性的影响

图5为烟叶晾制过程中PPO活性的变化。由图5可知,雪茄烟叶在晾制期间多酚氧化酶活性呈先增高后降低的单峰变化趋势,在两种晾制方式下烟叶PPO活性均表现为在晾制6 d前逐渐增高,在第6 d达到最大值,而后迅速降低的变化规律。在晾制6 d前CK多酚氧化酶活性升高速度较快,此期间活性均高于T1,在晾制6～9 d期间CK多酚氧化酶活性迅速降低,因此在晾制后期T1高于CK,两种晾制方式下烟叶PPO活性均在晾制15 d时降低至最小值。

图5 烟叶晾制过程中PPO活性的变化

3 讨论

呼吸作用是烟叶在采后晾制过程中体内各种生命活动所需能量的来源,影响着烟叶体内蛋白质、淀粉类等大分子物质的降解转化,同时也与调制过程中烟叶的品质形成密切相关[16–17]。本研究结果表明,在晾制第1 d时,烟叶的呼吸强度略有下降,这与蒋博文等[18]的研究结果一致,可能是由于烟叶在刚采下的时候含水量充足,叶片体积较大,各叶片间排列紧凑影响叶片内外的气体交换,胞间CO2浓度较高从而抑制烟叶的呼吸作用引起的;而后呼吸强度逐渐增强达到第一个小高峰,这主要是由于叶片逐渐失水凋萎,叶片气体交换增强以及淀粉类大分子物质降解引起的;而后呼吸强度减弱,这主要是由于晾制前期烟叶呼吸作用底物主要以淀粉类含碳化合物为主,随着晾制时间的增长,烟叶体内含碳化合物的消耗较大,底物供应不足引起了呼吸强度的下降;而后呼吸底物由含碳化合物为主转为以含氮化合物为主,因此呼吸强度又逐渐增强达到第2个峰值。晾制前期常规晾制方式烟叶呼吸强度高于晾房晾制方式,这可能是由于在晾棚晾制条件下,烟叶通风条件良好以及失水凋萎速度相对较快所引起的;晾制后期晾房晾制方式烟叶呼吸强度高于常规晾制方式可能是由于由于人工控制温湿度条件,在晾制后期晾房温度明显高于晾棚温度,由于温度的升高从而促进了呼吸强度的增强。

过氧化氢酶、过氧化物酶是烟叶抗氧化系统的关键酶类,而多酚氧化酶可氧化烟叶中的多酚类物质,从而影响与烟叶在晾制期间的褐变程度,因此雪茄烟叶在晾制期间这3种酶活性的变化与烟叶的氧化特性密切相关,对晾制期间的烟叶品质形成有直接影响[19]。在本研究中,雪茄烟叶在晾制期间CAT活性呈先增高后降低的变化趋势,这与小白菜[20]在采后的变化趋势相似;POD活性在晾制期间也呈先增高后降低的变化趋势,这与沙葱[21]在采后贮藏期间的变化规律相似;而PPO活性在晾制期间呈单峰变化规律,这也与顾会战[22]对雪茄烟叶在晾制期间的多酚氧化酶活性变化规律相一致。不同晾制环境下烟叶CAT、POD和PPO活性有一定差异说明在晾制前期常规晾制烟叶氧化水平高于晾房晾制,而后随晾房晾制期间温度的升高,晾制后期晾房晾制烟叶氧化水平高于常规晾制,这也与烟叶在晾制期间的颜色变化规律相一致。