变黄期不同温湿度对烘烤中烟叶蛋白质降解及其相关酶活性的影响

为合理调控烟叶蛋白质含量、提高烟叶质量提供理论依据,对密集烘烤不同变黄温湿度烟叶蛋白质降解和蛋白酶、内肽酶、谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性的变化关系进行了研究。研究结果表明,烘烤过程中,不同变黄温湿度下烟叶水分、蛋白质、氨基酸及其相关酶活性的变化规律基本一致;水分和蛋白质含量呈下降趋势,氨基酸含量一直增加,蛋白酶和内肽酶活性呈先升高然后降低而后再升高的“双峰曲线”变化;谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性在烘烤开始时有小幅度增加,并出现一个小的峰值,然后呈下降趋势,从60h起急剧升高并达到最大值;且内肽酶活性与可溶性蛋白质相关性显著,和游离氨基酸相关性极显著;谷丙转氨酶只和游离氨基酸相关性显著。密集烘烤不同变黄温湿度,低温中湿变黄处理烟叶中性蛋白酶、内肽酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性高且作用时间较长,有利于烟叶内蛋白质的降解和氨基酸的合理转化,改善烟叶质量。      

不同成熟度烤烟烘烤过程中游离氨基酸及转氨酶活性变化

为明确不同成熟度烤烟烘烤过程中游离氨基酸组分转化规律,以烤烟品种K326为材料,对烟叶游离氨基酸组分含量及转氨酶活性进行了动态变化分析。结果表明,烟叶烘烤过程中,以谷氨酸等10种氨基酸含量和氨基酸总量变幅较大;不同成熟度烟叶中谷氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和天冬氨酸含量变化差异主要集中在变黄后期和定色前期,此时,适熟和过熟烟叶在烘烤中转氨酶活性较高;与尚熟烟叶相比,适熟和过熟烟叶丝氨酸、组氨酸酸、精氨酸和赖氨酸含量从烘烤定色期开始,呈现下降的变化,表明烟叶成熟度对游离氨基酸转化为美拉德产物有一定影响。由此,适当提高烟叶成熟度,有助于烟叶游离氨基酸互相转化和美拉德反应产物的生成。     

烤烟不同成熟度上部叶中抗性淀粉与淀粉组分的变化及其与基因表达的关系

  目的  为研究烤烟上部叶在成熟后期及烘烤过程中淀粉组分和抗性淀粉含量的变化。  方法  以烤烟品种云烟87上部叶为试验材料,分析不同成熟度鲜烟叶及其在烘烤过程中淀粉组分和抗性淀粉含量的变化,阐明抗性淀粉和淀粉组分的相关性,通过实时定量PCR探究不同成熟度烟叶中淀粉合成相关基因的表达模式。  结果  （1）随烟叶不断成熟,淀粉粒数量迅速变多、体积增大,烟叶变黄时,叶绿体开始解体,淀粉粒逐渐降解。（2）不同成熟度鲜烟叶中直链淀粉含量与支链淀粉含量:欠熟 > 适熟 > 过熟,而抗性淀粉含量差异不大;在烟叶衰老过程中,支链淀粉迅速降解,而直链淀粉和抗性淀粉缓慢降解。（3）在烘烤过程中,淀粉降解主要集中在变黄期。烘烤结束后,烤烟中未降解的淀粉约50%为抗性淀粉。（4）淀粉合成基因葡萄糖-1-磷酸腺苷酰转移酶小亚基3（AGPS3）、葡萄糖-1-磷酸腺苷酰转移酶大亚基（AGPL）、颗粒结合型淀粉合酶（GBSS）、可溶性淀粉合酶2（SS2）、1, 4-a-葡聚糖分支酶（SBE1）、2, 3淀粉分支酶2（SBE2）和异淀粉酶2（ISA2）在欠熟烟叶中的基因表达水平较高,随烟叶衰老表达水平下调,而异淀粉酶3（ISA3）的基因表达水平在烟叶衰老过程中持续上调。  结论  烤烟不同成熟度上部叶中存在抗性淀粉,烘烤过程的变黄期是烟叶内淀粉降解的主要时期,但大田期形成的抗性淀粉很难在烘烤过程中充分降解。因此,可以通过适当推迟烟叶采收,降低烤烟淀粉含量,从而提高上部叶可用性。      

烘烤过程中烟叶颜色特征参数与色素含量的关系

为了明确烟叶颜色特征与色素含量的关系,以红花大金元品种不同成熟度烟叶为试验材料,研究了烘烤过程中颜色特征参数和色素含量的变化以及二者间的关系.结果表明,在整个烘烤进程中,烟叶图像的3个颜色特征参数的大小依次为R(彩色数字图像中红色的亮度值)＞G(彩色数字图像中绿色的亮度值)＞B(彩色数字图像中蓝色的亮度值);不同成熟度烟叶R、G、B分量的平均值均表现为过熟＞适熟＞尚熟.烘烤过程中成熟度低的烟叶叶绿素降解速度较快,降解量明显大于成熟度高的烟叶;尚熟烟叶的类胡萝卜素含量在变黄和定色期大量降解,直到定色期结束时与适熟和过熟烟叶的类胡萝卜素含量接近,而过熟烟叶的类胡萝卜素含量下降幅度较小.R值与烟叶叶绿素含量间呈极显著负相关,B值与烟叶类胡萝卜素含量间存在显著负相关;R,G组合和r,g值(颜色分量)均与色素含量有较好的相关性;H(色调)值与烟叶叶绿素和类胡萝卜素含量间均存在极显著的正相关.选取与烟叶色素含量均具有显著相关关系的8个颜色特征参数,即H,g,r-g,G-R,G/R,G/(R+B),(G-R)/(G+R)和(R-G)/(R+G+B)值,建立了对烟叶色素含量的逐步回归方程,经F测验达到极显著水平.因此,烘烤中不同成熟度烟叶颜色特征参数和色素含量的相关性明显,可以用颜色特征参数作为辅助指标来判断烟叶色素含量.     

福建烟叶游离氨基酸等主要含氮化合物与感官质量的关系

  目的  为明确烟叶游离氨基酸等主要含氮化合物与感官质量的关系。  方法  以烤烟品种云烟87为试验材料,测定不同施氮量和留叶数对初烤烟叶各叶位的烟碱、总氮、蛋白质、20种游离氨基酸含量的影响,通过感官质量评价分析主要含氮化合物与感官质量的关系。  结果  1）不同部位烟叶游离氨基酸总量差异显著,依次为下部叶＞上部叶＞中部叶;2）简单相关分析表明,总氮、蛋白质、游离氨基酸总量以及非烟碱氮占总氮含量的比例,与感官质量呈极显著的负相关关系;脯氨酸占游离氨基酸总量的比例,与感官质量呈极显著的正相关关系;3）逐步回归分析表明,在烟碱、蛋白质和20种游离氨基酸中,谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸对感官质量的负面效应大于烟碱、蛋白质以及其它游离氨基酸。4）在8个处理中,施氮量127.5 kg/hm2、留叶数14片/株处理的烟叶,非烟碱氮、谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸含量以及游离氨基酸总量最低,感官质量较好。  结论  控制烟叶非烟碱氮含量,尤其是降低谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸以及游离氨基酸总量,有利于提高烟叶品质。      

烤烟烘烤过程中变黄温度对氮素代谢的影响

对烘烤期间不同变黄温度条件下主要含氮化合物变化规律的研究表明,高温变黄使蛋白质降解减慢,而低温变黄有助于蛋白质降解,因此烤后蛋白质含量表现为高温变黄 > 低温变黄 > 低温拉长变黄;氨基酸则相反,表现为低温拉长变黄 > 低温变黄 > 高温变黄。NO₃-和NO₂-含量在烘烤开始后同步上升,达到最高值后又下降,但烤后含量仍高于烤前;低温变黄有利于NO₃-和NO₂-积累,烤后含量较高。蛋白酶和硝酸还原酶活性在烘烤期间先上升后下降,呈倒"V"字型变化;高温变黄条件下酶失活性较快,缩短酶的作用时间。施氮量与烤后烟叶中蛋白质、氨基酸、NO₃-和NO₂-含量成正比。      

翠碧一号鲜烟叶素质及烘烤特性研究

  目的  探索翠碧一号较难烘烤的原因。  方法  以云烟87为对照,研究了翠碧一号与云烟87成熟鲜烟叶SPAD值、色素、水分、化学成分、酶活性、组织结构及多酚等方面的差异,以及烟叶在暗箱中的变色特性。  结果  1）翠碧一号、云烟87的成熟鲜烟叶素质和烘烤特性存在显著差异,与云烟87成熟鲜烟叶相比,翠碧一号的SPAD值平均高出2.32,叶绿素、类胡萝卜素含量分别高出15.63%、55.56%,束缚水、总糖、还原糖含量较高,POD、PPO、SOD、淀粉酶活性较高,中部叶叶片、栅栏组织厚度较厚,分别厚出3.07 μm、8.60 μm,结构紧密,绿原酸含量较高。2）翠碧一号成熟鲜烟叶暗箱自然变黄速度较慢,变褐速度较快,且在烟叶基本全黄之前开始变褐,其易烤性和耐烤性较差。这为翠碧一号烘烤调控温湿度、促进烟叶变黄失水协调性、减少青杂僵等现象提供了参考。      

不同成熟度烟叶烘烤过程中生理生化变化研究

对不同成熟度的鲜烟叶在烘烤过程中主要生理生化变化规律及其烤后质量进行了系统的研究.结果表明,不同成熟度烟叶在烘烤过程中淀粉酶活性的变化规律均呈双峰曲线,变黄前、中期各处理烟叶淀粉酶活性的升高和淀粉相对降解量呈动态正相关,但后期相关性不高,说明淀粉的降解与多种因素有关,不仅仅受淀粉酶的影响.烟叶淀粉和色素的降解规律一致,均在变黄期(45℃以前,含水量30%以上)快速降解,特别是烘烤的前48 h降解量最大,之后变缓.淀粉和叶绿素含量随成熟度的提高而明显降低.在烘烤过程中,成熟度适宜的烟叶SOD和POD等保护酶活性较高,而PPO活性较低,棕色化发应不容易发生.适熟鲜烟叶淀粉含量较高,烘烤中降解较快,烤后烟叶外观质量较好,淀粉含量低而糖含量高,主要化学成分比较协调,感官评吸质量较理想.     

烘烤过程中不同成熟度烟叶淀粉的降解动态

以烤烟品种红花大金元和K326的中部叶为材料,研究了不同成熟度烟叶烘烤过程中淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性动态及对烤烟淀粉降解的影响。结果表明:淀粉的降解是淀粉酶和淀粉磷酸化酶综合作用的结果。烘烤过程中烟叶淀粉酶活性出现两次高峰,分别在烘烤的36h和72h;在鲜烟叶中淀粉磷酸化酶活性较高,随着烘烤过程的推进,至24h时达第1次高峰,之后降低,48h时出现低谷,随后又于72h达第2次高峰。不同成熟度的烟叶中淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性相比较,均以适熟叶中两种酶的活性较高,淀粉降解较快,烤后烟叶淀粉含量较低,水溶性糖和还原糖含量较高,总体化学成分较协调。     

烤烟上部叶采收时SPAD值与鲜烟组织结构、生理指标及烤后烟叶内在质量的关系

  目的  进一步量化烤烟上部叶成熟度与烟叶质量的关系。  方法  以云烟87为试验材料,应用叶绿素测定仪对上部叶成熟度进行分类,并对各类鲜烟组织结构、生理指标及烤后烟叶质量进行分析。  结果  ① 上部叶SPAD值均值在9~25范围内,与鲜烟叶的自由水/束缚水比值、蛋白质含量呈线性正相关,与海绵组织与栅栏组织比值呈负相关;与烤后叶片TSNAs含量呈线性正相关,与多酚、烟碱含量呈线性负相关;②SPAD值低于17时叶片衰老特征明显,碳氮代谢大幅下降,POD、SOD、CAT等抗氧化酶活性显著增加,H₂O₂、MDA含量大幅增加。  结论  鄂西南烟区上部叶采收SPAD值适宜范围为13±1.5。      

烤烟游离氨基酸与感官品质的关联及烘烤过程的变化规律研究

为明确烤烟游离氨基酸与感官品质的关联性及烘烤过程的变化规律,连续2年制备了我国3类香型6个产区335份不同质量特征烟叶样品,系统研究了游离氨基酸与感官品质的相关性,并跟踪分析了烘烤过程游离氨基酸含量和组成的变化。结果表明:（1）烟叶游离氨基酸含量与感官品质总体呈负相关,碱性、芳香族和γ-ABA等氨基酸的关联规律在不同产区、年份表现稳定。（2）Lys、Phe等多数游离氨基酸含量在烘烤过程存在先上升后下降的变化趋势,碱性、芳香族氨基酸和γ-ABA在烘烤中后期的相对下降趋势强于其他种类氨基酸。（3）结合品质关联和烘烤过程变化分析结果,游离氨基酸与烟叶感官品质的稳定负关联规律可能与烘烤过程参与美拉德反应有关。游离氨基酸指标在烤后烟叶品质评价中具有较好应用前景,烘烤过程针对性降低游离氨基酸含量有利于烤后烟叶感官品质提升。      

采后烟叶颜色变化与能量代谢的关系

  背景和目的  为明确采后烟叶颜色变化与能量代谢的关系。  方法  以烤烟品种（系）"豫烟13号"和"LY1306"为研究对象,采用暗箱试验的方式,分析采后烟叶的变黄变褐过程,并对试验过程中烟叶的变黄程度、变褐程度、丙二醛（MDA）含量、能量相关物质（ATP、ADP、AMP）含量、能荷和细胞色素氧化酶（CCO）、琥珀酸脱氢酶（SDH）等呼吸代谢相关酶的活性进行测定。  结果  （1）随采后时间的延长,两品种（系）烟叶的变黄程度、变褐程度和MDA含量均逐渐增加;与LY1306相比,豫烟13号采后烟叶变黄变褐发生的早,MDA含量增长较快。（2）两品种（系）烟叶的ATP、ADP含量在试验期间呈现出先上升后下降的趋势,AMP含量则逐渐上升;豫烟13号采后烟叶ATP含量和能荷比LY1306更高,但ADP含量和AMP含量低于LY1306。（3）相较于LY1306,豫烟13号采后烟叶的SDH和CCO活性较高且高活性时间持续更长。（4）变黄程度与ATP、AMP和能荷呈现极显著正相关关系（P < 0.01）;变褐程度与AMP极显著的正相关关系（P < 0.01）。  结论  与LY1306相比,豫烟13号更容易变黄和变褐,采后烟叶的变黄变褐过程可能与其能量代谢活动有关。      

响应面法优化烟叶变频烘烤工艺

  目的  为优化烟叶的变频烘烤工艺。  方法  以烤烟K326的中部叶为研究对象,设置烘烤过程中主变黄温度38 ℃时期（低风速段）、主失水温度42 ℃~48 ℃时期（高风速段）和装烟密度,进行Box-Behnken三因素三水平设计,以烟叶综合品质得分和烘烤时长为评价指标。  结果  （1）以综合品质得分为评价指标时,低风速段频率和高风速段频率为主要影响因素,当低风速段频率介于33 Hz~37 Hz之间,高风速段频率介于46 Hz~50 Hz之间时,综合品质能获得较高的得分;（2）以烘烤时长为评价指标时,三个因素皆对其产生较明显影响,过大或过小的风机频率以及装烟密度的增大均会延长烘烤时长,且因素影响顺序为高风速段频率>装烟密度>低风速段频率;（3）低风速段频率34 Hz、高风速段频率49 Hz、装烟密度59 kg/m3为高品质、烘烤效率高的综合优化参数。      

箱式密集烘烤过程中烟叶化学成分的变化动态及其对烤后烟质量的影响

[目的]探明箱式密集烘烤过程中烟叶化学成分的变化动态及对烤后烟质量的影响.[方法]研究烟夹和箱式两种装烟方式在烘烤过程中烟叶的含水量、色素含量、主要化学成分含量、香气成分含量变化及烤后烟质量.[结果]与烟夹密集烘烤相比,47℃前箱式密集烘烤烟叶失水速率较低,淀粉降解量及水溶性糖积累量较少,叶绿素降解速率较低,香气成分总...     

雪茄烟叶晾制过程色素降解和膜脂过氧化对颜色变化的影响

  目的  探究雪茄烟叶在调制过程中色素降解和膜脂氧化对烟叶颜色形成的作用。  方法  以“德雪7号”中部叶为试验材料,测定了雪茄烟叶晾制期间色素及膜脂含量的变化,并探究了色素、膜脂与烟叶颜色变化之间的关系。  结果  ① 烟叶在晾制过程中,叶绿素和类胡萝卜素逐渐降解,类胡萝卜素/叶绿素含量呈现先增大后减小的趋势;②烟叶的膜脂含量（MGDG、DGDG、PL）降低, 且随着晾制时间的延长,DGDG/MGDG比值逐渐增大;③雪茄烟叶的变色程度与色素和膜脂含量之间均呈极显著负相关关系。  结论  雪茄烟叶在晾制过程中,色素降解和膜脂代谢是烟叶颜色形成的重要因素。      

编辑烤烟多酚氧化酶基因NtPPO8后的效应分析

  目的  探究NtPPO8基因在烟草中的功能以及对烟叶耐烤性和烤后烟质量的影响。  方法  以烤烟品种NC89为材料,利用CRISPR/Cas9技术对NtPPO8进行定向编辑,获得纯合突变植株,测定并分析原品种和突变体在叶龄60 d时的基因表达量和植物多酚氧化酶（Polyphenol oxidase,PPO）活性差异,探究NtPPO8基因对烘烤过程中的PPO活性以及烤后烟的多酚物质含量的影响。  结果  （1）共获得6株T₀代纯合突变体,突变均发生在靶位点上,为1个碱基的插入突变。（2）4个T₁代编辑株系的NtPPO8表达水平显著下降,所有编辑株系的PPO活性显著下降。（3）T₁代编辑株系烘烤过程中的PPO活性低于原品种,烤后中部叶总酚含量显著高于原品种。  结论  定向编辑NtPPO8基因后,降低了其在烟叶中的表达量,抑制了烟叶在烘烤过程中的PPO活性,有助于烤后烟多酚类物质的积累。      

变黄温度对烟叶密集烘烤过程中香气物质和氨基酸含量的影响

采用电热式温湿自控密集烤烟箱,研究了不同变黄温度对烟叶密集烘烤过程中香气物质、氨基酸含量及烤后烟叶评吸质量的影响。结果表明,阶梯升温变黄处理的美拉德反应产物在烘烤过程中最高,40℃变黄处理次之,38℃变黄处理最低;变黄末期和烘烤末期,阶梯升温变黄处理的芳香族氨基酸代谢产物、类胡萝卜素降解产物、新植二烯、除新植二烯和总中性香气物质含量最高;而西柏烷类降解产物含量以38℃变黄处理最高。变黄末期至烘烤结束及烤后烟叶,阶梯升温变黄处理的氨基酸总量高于其他处理。烤后Amadori有关的氨基酸含量除精氨酸外,均表现为阶梯升温变黄处理最高,40℃变黄处理次之,38℃变黄处理最低。阶梯升温变黄处理评吸质量最好,可以提高烟叶的香气质和香气量,改善余味,减轻杂气。总之,阶梯升温变黄处理有利于大部分种类香气物质和氨基酸含量的提高。