鉬對烤煙烘烤過程中酶促棕色化和煙葉質(zhì)量的影響

李章海，宋澤民，黃 剛，張紀利,3，錢鳳英，吳光斌，陸星宇

（1.中國科學技術大學煙草與健康研究中心，合肥 230051；2.黔南州煙草公司，貴州 都勻 558000；3.廣西中煙工業(yè)有限責任公司，南寧 530001）

鉬在植物生長發(fā)育過程中具有多種生物學功能[1]。多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）在煙葉調(diào)制、發(fā)酵過程中對煙葉品質(zhì)的影響極大[2]。PPO介導的酶促棕色化反應，會影響煙葉的外觀質(zhì)量，降低致香物質(zhì)含量，使煙葉品質(zhì)下降[3-4]。徐曉燕]等[5研究表明，在低鉬脅迫下，煙草葉片PPO的活性增加，施鉬可促進煙草葉片中PPO活性降低。抗壞血酸（ascorbic acid，AsA）即維生素C，是植物體內(nèi)的一種強還原劑，能將酶促棕色化反應產(chǎn)物σ-醌還原為酚，可減少由酶促棕色化反應導致的掛灰煙和雜色煙的產(chǎn)生。煙草缺鉬時，葉片AsA含量會減少，或者在施鉬以后葉片AsA含量會增加[6]。為此，開展了缺鉬煙田施鉬對煙葉烘烤過程中AsA含量和PPO活性及烤后煙葉質(zhì)量的影響研究，以期為煙草鉬肥的使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為云煙85，供試高效鉬肥（MoO3含量為2.5%）由合肥華徽生物科技公司提供。試驗于2008年分別在貴州省獨山縣本寨鄉(xiāng)黎羅村、福泉市龍昌鎮(zhèn)龍昌村和平塘縣鼠場鄉(xiāng)倉邊進行。試驗地土壤均為壤土，各點土壤有機質(zhì)和速效養(yǎng)分見表1。

表1 各試驗點土壤養(yǎng)分狀況 mg/kgTable1 The soil nutrients in different test sites

1.2 試驗設計

各試驗點設施鉬（高效鉬肥）和CK（清水）2個處理，采用大區(qū)對比設計，每個大區(qū)333.3 m2以上，不設重復。分別在大田煙株團棵期和現(xiàn)蕾期進行葉面噴施鉬肥處理（高效鉬肥1000倍液，每株約50 mL）。按煙草常規(guī)優(yōu)質(zhì)栽培管理技術進行田間栽培管理。對各試驗點烤后各部位煙葉的常規(guī)化學成分及煙葉含鉬量進行測定；按GB 2635-92對烤后煙葉進行分級，測定產(chǎn)質(zhì)量。

烘烤試驗：取各試驗點各處理上二棚煙葉統(tǒng)一在貴州省煙草科學研究所福泉基地的普改密烤房內(nèi)（試驗煙葉放在二棚位置）進行烘烤，分別于開烤后0、18、42、66和90 h測定煙葉AsA含量和PPO活性。

1.3 測定項目及方法

土壤理化性狀參照文獻[7]中提供的方法測定；AsA含量采用二氯酚靛酚滴定法測定[8]；PPO活性采用碘液滴定法測定[9]。用近紅外法對C3F和B2F等級煙葉進行常規(guī)成分測定；煙葉鉬含量測定采用干法灰化，HCl溶解灰分，KCNS比色法測定[7]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和DPS進行數(shù)據(jù)整理分析，文中所有數(shù)據(jù)均用平均值表示。

2 結 果

2.1 烘烤前期煙葉AsA含量

圖1 鉬對煙葉烘烤前期AsA含量的影響Fig.1 Effects of molybdenum on AsA content of tobacco leaves during earlier curing stag

圖1顯示，在烘烤前期（0～90 h內(nèi)），3個產(chǎn)區(qū)煙葉 AsA的含量均呈逐漸降低趨勢；煙葉 AsA含量在0～42 h內(nèi)迅速下降；在42～90 h內(nèi)降低緩慢，并相對趨于穩(wěn)定。在烘烤0 h（即烘烤點火前，下同）時，福泉點煙葉AsA的含量遠高于平塘和獨山，平塘、獨山和福泉施鉬處理分別比CK煙葉AsA的含量提高31.08、15.51和67.54 mg/100g DW。在烘烤過程中，除平塘施鉬處理煙葉 AsA的含量在18 h后略低于CK外，其他時期施鉬處理煙葉AsA的含量均高于 CK，這對維持煙葉的抗氧化，降低棕色化反應進程是有利的。

2.2 烘烤前期煙葉PPO活性

如圖2，在烘烤前期（0～90 h），3個產(chǎn)區(qū)成熟煙葉的PPO活性在烘烤過程中均逐漸降低，呈現(xiàn)出在0～66 h內(nèi)迅速下降，之后降低緩慢，趨于穩(wěn)定的趨勢。烘烤前，獨山煙葉PPO活性遠高于平塘和福泉，平塘、獨山和福泉施鉬處理的煙葉PPO活性分別比CK低72.56%、54.48%、36.27%，這有利于抑制烘烤過程中酶促棕色化反應，減少掛灰和雜色煙的產(chǎn)生。在烘烤前期0～66 h煙葉PPO活性逐漸降低，在0～42 h內(nèi)，各試驗點施鉬處理煙葉PPO活性遠低于CK，特別是獨山試驗點表現(xiàn)更為明顯；之后，各試驗點兩處理間差異變小，66 h后，隨著溫度的升高煙葉PPO活性被鈍化，PPO活性降到較低水平。

2.3 烤后煙葉常規(guī)化學成分含量

由表2可以看出，除平塘中部煙葉外，施鉬均不同程度地提高了3個試驗點中、上部煙葉總糖和還原糖的含量。施鉬處理與CK相比，平塘上部葉的總糖和還原糖含量分別增加7.38%、6.98%；獨山中、上部葉總糖含量分別增加6.28%和20.98%，還原糖含量分別增加9.05%和22.77%；福泉中、上部葉的總糖含量分別增加3.50%和7.64%，還原糖含量分別增加4.26%和9.38%。施鉬處理與CK相比，除平塘中部煙葉外，3個試驗點中、上部位煙葉總氮和煙堿的含量均有不同程度的降低；平塘中、上部煙葉含鉀量分別比CK提高45.45%和50.68%，而獨山和福泉略有降低；煙葉含氯量變化不明顯。施鉬處理與CK相比，烤后煙葉糖堿比均有提高，其中上部葉提高較大。施鉬處理與CK相比，提高了中上部煙葉的含鉬量，平塘中、上部葉的含量分別是CK的1.71和1.34倍；獨山分別為1.14和1.86倍；福泉分別為2.70和1.00倍。

圖2 鉬對煙葉烘烤前期PPO活性的影響Fig.2 Effects of molybdenum on PPO activity of tobacco leaves during earlier curing stage

2.4 煙葉質(zhì)量

由表3可以看出，施鉬與CK相比，提高了烤后煙葉上等煙比例，其中平塘和福泉分別提高11.90和4.70個百分點，平均增加4.43個百分點。通過對平塘上部煙葉烤后掛灰煙葉進行統(tǒng)計，施鉬處理烤后掛灰煙比例比CK減少8.5個百分點。施鉬能夠改善煙葉油分，其中平塘和福泉試驗點煙葉油分均提高一個檔次。可見，施鉬能提高烤后煙葉中上等煙比例，減少掛灰煙葉的產(chǎn)生，提高煙葉油分，從而提高了煙葉的可用性。

表2 施鉬對不同試驗點煙葉常規(guī)化學成分及含鉬量的影響Table2 Effects of molybdenum application on contents of chemical components and molybdenum of tobacco leaves at each sites

表3 施鉬對不同試驗點煙葉質(zhì)量的影響Table3 Effects of molybdenum application on quality of tobacco leaf at various test sites

3 討 論

目前，煙草上尚無明確的土壤缺鉬臨界值，仍沿用依據(jù)豆科作物界定的0.15 mg/kg（＜0.15 mg/kg為缺鉬，＜0.1 mg/kg為嚴重缺鉬）來判斷植煙土壤有效鉬的豐缺[10]。測定發(fā)現(xiàn)，福泉、獨山和平塘試驗點均屬于輕度或嚴重缺鉬土壤，而施鉬后煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值及煙葉化學成分的協(xié)調(diào)性得到進一步提高，這充分說明土壤缺鉬可能是影響黔南煙葉產(chǎn)量品質(zhì)提高的障礙因子之一。因此，研究缺鉬煙區(qū)通過增施鉬肥來提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，增加煙農(nóng)的經(jīng)濟收入具有重要意義。

烘烤過程中煙葉酶促棕色化反應是煙葉出現(xiàn)掛灰和雜色現(xiàn)象的重要原因之一，這與煙葉調(diào)制過程中體內(nèi)PPO活性和AsA含量關系密切[11]。研究表明，施鉬能提高成熟煙葉中AsA含量，并能明顯降低PPO活性，有利于抑制酶促棕色化反應，減少掛灰煙和雜色煙的產(chǎn)生，這與張紀利等[12]在煙草上及常連生等[13]和甘巧巧等[14]分別在油菜和小麥上的相關研究結果一致。因此，研究通過施鉬來調(diào)控烤煙上部葉AsA含量和PPO的活性，進而抑制烘烤過程上部葉酶促棕色化反應進程，降低上部葉雜色煙比例，對提高煙葉等級和上部葉的可用性也具有重要意義。

4 小 結

試驗表明，平塘、獨山、福泉3個試驗點缺鉬煙田施鉬后，能夠明顯提高上部成熟葉烘烤前期（0～90 h內(nèi)）的AsA含量，顯著降低烘烤前期（特別是0～42 h內(nèi)）的PPO活性；施鉬顯著提高了煙葉有效鉬的含量；施鉬能夠改變煙葉常規(guī)化學成分的含量，特別是對上部煙葉更明顯，具有明顯的增糖降堿作用，提高上部煙葉的糖堿比，改善上部煙葉化學成分的協(xié)調(diào)性；施鉬不同程度地提高了上等煙比例，減少煙葉掛灰和雜色煙的比例，提高煙葉油分，這在平塘試驗點表現(xiàn)最為明顯。

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