不同晾制方式對德雪1號晾制過程中褐變規律的影響

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.河南農業大學 煙草學院,河南 鄭州,450002)

茄衣是雪茄產品中唯一可被消費者直接所看到的煙葉,對其在晾制過程中所形成的外觀顏色等品質指標要求較高[1],但目前在多數雪茄煙葉產區對茄衣的晾制多采用傳統晾棚進行自然晾制,這種方法晾制出的茄衣煙葉在外觀品質方面多存在色澤差、顏色不均勻等特點,嚴重影響了其煙葉品質[2],因此探究適宜的晾制方法對提高茄衣外觀顏色品質,進而提高產品質量具有重要意義。大量研究表明,植物在離體后的生理生化變化對其品質影響較大,穆光遠等[3]認為冬棗在采后隨貯藏時間的延長,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;同樣有大量關于烤煙的研究表明,烘烤過程中煙葉內生理變化對烤后煙葉品質有重要影響[5–7]。但目前對于雪茄煙葉的研究多集中在大田生長期間的農藝管理以及晾制后的發酵階段[8–10],對于調制過程中的煙葉生理生化變化及顏色形成規律研究較少。因此,本研究以德雪1號下部葉為試驗材料,研究其在不同晾制方式下的晾制期間煙葉呼吸強度、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號煙葉的晾制品質、促進優質茄衣原料的生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

于2018年在四川省什邡市師古鎮大泉坑村雪茄煙葉生產基地進行,供試品種為德雪1號,試驗田土壤pH值5.8～7,有機質含量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,按照當地常規優質雪茄煙葉生產技術規范進行統一管理,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行采收。

1.2 試驗設計

試驗按照不同晾制方式設置兩個處理,CK:當地常規晾制方式(煙葉采后采用晾棚晾制,晾制溫濕度為當地自然環境溫濕度),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]的方法進行晾制工藝設置)。每24 h進行一次取樣,分別于采下當天以及晾制的第1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14和15 d取樣進行煙葉外觀顏色及呼吸強度測定,于采下當天以及晾制的第3,6,9,15 d取樣進行過氧化氫酶、過氧化物酶和多酚氧化酶活性測定,每個取樣節點設置3次生物學重復。

1.3 測定項目與方法

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

1.4 數據分析

試驗結果用Excel 2010進行數據統計,利用origin 2018進行作圖,利用SPSS 23.0對數據進行多重比較分析。

2 結果與分析

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,完成變黃所需時間為9 d,而T1雖然在變黃啟動時煙葉變黃速度較慢,但隨后變黃速度較快,變黃完成需要時間為8 d。在褐變啟動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時褐變未完全,褐變程度達到了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 不同晾制方式對煙葉呼吸強度的影響

圖2為煙葉晾制過程中呼吸強度的變化。由圖2可知,不同晾制方式下,德雪1號下部葉的呼吸強度都呈現雙峰變化規律,均在變黃期以及變褐期出現呼吸峰,但兩處理波動情況差異較大,基本表現為變黃期呼吸強度CK>T1,變褐期T1>CK的變化情況。在當地常規晾制方式下,煙葉在晾制1 d時呼吸強度較采后鮮煙葉略有下降,而后呼吸強度逐漸增強,在晾制4 d呼吸強度迅速增強,相較3 d時增長了40%左右,而后迅速下降,在晾制6 d時又出現緩慢增強趨勢,在晾制12 d時達到第2個峰值,隨后呼吸強度緩慢降低;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時的呼吸強度變化規律出現與常規晾制方式相同,而后呼吸作用逐漸增強,在晾制第4 d達到小高峰,但相較前一天增長幅度較小,而后降低,在晾制5 d后呼吸強度又逐漸增強,但增長速度較為緩慢,晾制7 d后呼吸強度迅速增強,在晾制10 d時達到最大值,而后迅速下降。說明在常規晾制方式對晾制前期的煙葉呼吸作用影響較大,而晾房晾制方式對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度能夠長時間維持在一較高水平。

圖2 煙葉晾制過程中呼吸強度的變化

2.3 不同晾制方式對煙葉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;而后隨晾制時間增加T1活性迅速降低,且在各時期均低于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時活性達到最大值,而CK活性升高速度高于T1,此時CK活性高于T1,而后煙葉POD活性迅速降低,于晾制15 d時降至較低水平。

2.5 不同晾制方式對煙葉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活性均表現為在晾制6 d前逐漸增高,在第6 d達到最大值,而后迅速降低的變化規律。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各種生命活動所需能量的來源,影響著煙葉體內蛋白質、淀粉類等大分子物質的降解轉化,同時也與調制過程中煙葉的品質形成密切相關[16–17]。本研究結果表明,在晾制第1 d時,煙葉的呼吸強度略有下降,這與蔣博文等[18]的研究結果一致,可能是由于煙葉在剛采下的時候含水量充足,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;而后呼吸強度逐漸增強達到第一個小高峰,這主要是由于葉片逐漸失水凋萎,葉片氣體交換增強以及淀粉類大分子物質降解引起的;而后呼吸強度減弱,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,隨著晾制時間的增長,煙葉體內含碳化合物的消耗較大,底物供應不足引起了呼吸強度的下降;而后呼吸底物由含碳化合物為主轉為以含氮化合物為主,因此呼吸強度又逐漸增強達到第2個峰值。晾制前期常規晾制方式煙葉呼吸強度高于晾房晾制方式,這可能是由于在晾棚晾制條件下,煙葉通風條件良好以及失水凋萎速度相對較快所引起的;晾制后期晾房晾制方式煙葉呼吸強度高于常規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了呼吸強度的增強。

過氧化氫酶、過氧化物酶是煙葉抗氧化系統的關鍵酶類,而多酚氧化酶可氧化煙葉中的多酚類物質,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,對晾制期間的煙葉品質形成有直接影響[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律相似;而PPO活性在晾制期間呈單峰變化規律,這也與顧會戰[22]對雪茄煙葉在晾制期間的多酚氧化酶活性變化規律相一致。不同晾制環境下煙葉CAT、POD和PPO活性有一定差異說明在晾制前期常規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晾制,這也與煙葉在晾制期間的顏色變化規律相一致。

4 結論

與常規晾制方式雪茄煙葉對比,采用晾房晾制煙葉內部生理代謝旺盛,有利于改善德雪1號煙葉晾制后的煙葉品質,提高其在晾制期間顏色變化的協調性,對實際生產具有一定的指導意義。