采收成熟度对雪茄烟叶晾制过程中颜色变化的影响.pdf
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1、中国烟草科学 Chinese Tobacco Science 2023,44(4):87-93,102 DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2023.04.012 采收成熟度对雪茄烟叶晾制过程中颜色变化的影响 高云鹏1,2,方 松1,王以慧3,谭效磊4,马志远5,温 亮4,刘 莉4,孟 霖1,宁 扬1,徐秀红1*(1.中国农业科学院烟草研究所,农业农村部烟草生物学与加工重点实验室,青岛 266101;2.中国农业科学院研究生院,北京 100081;3.山东中烟工业有限责任公司,济南 250100;4.山东临沂烟草有限公司,山东 临沂 276000;5.山东淄博烟草有限公
2、司,山东 淄博 255000)摘 要:为探究雪茄烟叶采收成熟度对晾制过程中颜色变化的影响,以雪茄烟品种 QX103 中部叶为试验材料,研究了不同烟叶成熟度(M1、M2、M3)对晾制过程中颜色表征指标、质体色素含量、含水率、丙二醛(MDA)含量、多酚氧化酶(PPO)活性、多酚含量等的影响。结果表明,晾制过程中烟叶整体变黄速率表现为 M3M2M1,变褐速率表现为 M2M3M1,且 M2 晾制后烟叶褐色较深;各处理叶绿素 a、b 大幅度降解,降解幅度均表现为 M3M2M1,失水幅度表现为 M2M3M1。各处理叶片 MDA 含量在晾制 10 d 内呈上升趋势,第 10 天的含量表现为 M2M3M1;各
3、成熟度烟叶 PPO 活性在晾制 010 d上升,第 10 天活性表现为 M2M3M1,处理间差异显著,在 1015 d 下降,M2 下降幅度最大。在晾制过程中 M1 处理绿原酸、芸香苷、莨菪亭被氧化较少,多酚类物质积累较多。综上,在晾制过程中不同采收成熟度雪茄烟叶水分散失速率和膜脂过氧化程度存在差异,使得烟叶色素降解与多酚氧化速率不同,进一步影响雪茄烟叶颜色变化进程及晾制后烟叶颜色深浅。关键词:雪茄烟叶;成熟度;颜色;含水率;酶活性 中图分类号:TS44+1 文献标识码:A 文章编号:1007-5119(2023)04-0087-07 Effects of Harvest Maturity o
4、n Color Change of Cigar Tobacco Leaves During Air-curing GAO Yunpeng1,2,FANG Song1,WANG Yihui3,TAN Xiaolei4,MA Zhiyuan5,WEN Liang4,LIU Li4,MENG Lin1,NING Yang1,XU Xiuhong1*(1.Institute of Tobacco Research,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Qingdao 266101,China;2.Graduate School of Chinese Acad
5、emy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China;3.China Tobacco Shandong Industrial Co.,Ltd.,Jinan 250100,China;4.Linyi Tobacco Company of Shandong Province,Linyi,Shandong 276000,China;5.Zibo Branch of Shandong Tobacco Company,Zibo,Shandong 255000,China)Abstract:To explore the influence of maturit
6、y of cigar tobacco leaves on color change during air-curing,the middle leaves QX103 were used to study the effects of different maturity(M1,M2,M3)on color characterization index,plastid pigment content,water content,malondialdehyde(MDA)content,polyphenol oxidase(PPO)activity and polyphenol content d
7、uring air-curing.The results showed that during the air-curing process,the yellowing rate of cigar tobacco leaves was M3M2M1,and the browning rate was M2M3M1.After air-curing,M2 leaves were darker in brown;the chlorophyll a and b of each treatment were greatly degraded,and the degradation range was
8、M3M2M1.The water loss range was M2M3M1.The MDA content in leaves of each treatment showed an upward trend within 10 days of drying,and the content on the 10th day was M2M3M1.The PPO activity of different maturity tobacco leaves increased during 0-10 days of air-curing,and the activity was M2M3M1 on
9、the 10th day and the differences among the treatments were significant.PPO activity decreased during the 10-15 days,and M2 leaves decreased the most.During air-curing chlorogenic acid,rutin and scopoletin in the M1 treatment were less oxidized,and finally the phenolic content accumulated more.In sum
10、mary,the degree of water loss and membrane lipid peroxidation of cigar tobacco leaves with different harvest maturity during air-curing was different,which made the rate of pigment degradation and polyphenol oxidation of tobacco leaves different,and further affected the color change process of cigar
11、 tobacco leaves and the color depth of tobacco leaves after air-curing.Keywords:cigar tobacco leaves;maturity;color;moisture content;enzyme activity 基金项目:中国烟草总公司山东省公司科技重点项目(202206);山东淄博烟草有限公司项目(2022370300270154);山东中烟工业有限责任公司科技项目(202201022);中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-TRIC03)作者简介:高云鹏(1997-),男,在读硕士,研究方向为烟草调制加
12、工。E-mail:*通信作者,E-mail: 收稿日期:2023-03-10 修回日期:2023-06-16 88 中国烟草科学 2023年第44卷 雪茄是一种纯烟叶卷制而成的特殊的烟草制品,外观质量是衡量其品质的重要方面,而雪茄烟叶晾制过程中的颜色变化对其外观质量具有直接影响1-2。在晾制过程中,烟叶水分逐渐散失,丙二醛(MDA)含量和多酚氧化酶(PPO)活性受到影响3,色素降解与褐色物质沉积,雪茄烟叶外部呈现由绿变黄,再由黄变褐的过程4。MDA 是细胞膜脂过氧化的最终产物,高水平 MDA 积累体现了细胞中膜脂过氧化程度加剧和活性氧物质增加5。膜脂过氧化作用和活性氧累积使细胞内的膜系统遭到破
13、坏,不仅导致叶绿素大量降解6-7,引起叶片内部组织色素比例变化,且使多酚类物质得以从液泡中释放,进一步被氧化8-9。PPO 是酶促棕色化反应中重要的介导物,能够将多酚类物质氧化为醌,醌经过累积聚合成褐色物质10。在较高湿度条件下,PPO 活性上调,使得烟叶多酚氧化水平升高11。成熟度是烟叶品质形成的重要因素12。不同成熟度烟叶活性氧积累差异较大13,MDA 含量不同14,因此雪茄烟叶在晾制过程中多酚类物质氧化程度不一,影响雪茄烟叶颜色。颜色变化是晾制进程是否合理的直接反映,是体现雪茄茄衣烟叶外观质量的一个重要方面。现阶段,前人研究大多集中于采收成熟度对晾制后雪茄烟叶品质的影响15-16,对不同
14、采收成熟度雪茄烟叶晾制过程中颜色变化的研究较少。本文主要探讨采收成熟度对雪茄烟叶晾制过程中颜色指标及相关色素、含水率、MDA、多酚和相关酶活性等的影响,明确其颜色变化规律,以期为雪茄烟叶成熟采收及晾制颜色的定向调控提供理论和技术依据。1 材料与方法 1.1 试验材料 试验于 2022 年在山东省临沂市沂水县进行,供试品种为雪茄烟品种 QX103。试验田土壤有机质14.82 g/kg,速效氮 83.82 mg/kg,速效磷 28.27 mg/kg,速效钾 120.61 mg/kg,pH 5.8。烟株遮荫栽培,其他大田管理按当地优质雪茄烟叶生产技术规程管理措施执行。1.2 试验设计 在采收期选取大
15、田长势基本一致的烟株,设 M1、M2、M3 三个成熟度,各处理烟叶外观特征见表 1。在中部叶(第 1112 叶位)达到相应成熟标准时进行采收编竿,每个处理标记 6 竿,每竿随机选取 3 片烟叶测定 SPAD 值。编烟密度为 3840 片/竿,竿距为 35 cm。按照当地优质雪茄烟叶生产技术规程进行晾制。选取代表性烟叶 3 片,在晾制的第 0(鲜烟叶)、5、10、15、20 天测定水分指标,另选 3 片去除主脉后置于液氮中并转移至80 冰箱保存,用于生理指标的测定。自晾制第 0 天起选3 片叶在测定颜色参数后使用数码相机采集图像,至第 25 天晾制结束。所有指标均进行 3 次生物学重复。表 1
16、不同成熟度试验设计 Table 1 Different maturity test design 成熟度处理 Maturity treatments 外观特征 Appearance characteristics M1 叶色绿色,主脉 1/3 变白,支脉 1/4 变白,茸毛未脱落,茎叶角度75 1.3 测定项目及方法 1.3.1 SPAD 值 使用 SPAD-502 叶绿素测定仪沿烟叶一侧叶缘分别测定叶尖、叶中、叶基 SPAD 值,取 3 点平均值为 SPAD 值。1.3.2 含水率 采用烘箱法17测定。1.3.3 MDA 含量 利用 MDA 试剂盒(南京博研生物科技有限公司)进行测定。1.3
17、.4 PPO 活性 利用 PPO 酶试剂盒(南京博研生物科技有限公司)进行测定。1.3.5 多酚类物质 采用 YC/T 202200618的方法测定。1.3.6 质体色素含量 采用紫外分光光度法19测定。1.3.7 颜色表征 利用专利技术20量化判定烟叶绿色面积、黄色面积和褐色面积占比。通过色差计测定 L*、a*、b*,计算褐变指数 BI21。1.4 数据处理 采用Excel 2019和GraphPad Prism 9.5进行作图及数据统计,利用 SPSS 21.0 对数据进行统计分析。第 4 期 高云鹏等:采收成熟度对雪茄烟叶晾制过程中颜色变化的影响 89 2 结 果 2.1 不同雪茄采收成
18、熟度 SPAD 值 如图1所示,M1、M2和M3处理雪茄烟叶SPAD值平均值分别为 41.79、40.69、39.51,且 3 个采收成熟度处理的 SPAD 值差异显著(pM2M1。烟叶褐色面积占比随晾制进程的推进逐渐上升。在010 d,M2、M3处理褐色面积占比缓慢上升,较M1快。在1015 d,M1、M2、M3处理褐色面积占比分别上升了31.67%、41.63%、24.1%,至第15天,3个处理的褐色面积占比分别为33.36%、63.33%、41.90%。总体而言,M3处理的变黄速率最快,M1最慢;M2处理的变褐速率最快,M1最慢。图 2 晾制过程中烟叶色素变化 Fig.2 Changes
19、 of pigment in tobacco leaves during air-curing 00.511.5205101520叶绿素a含量Chlorophyll a content/(mgg-1)晾制时间 Airing time/dM1M2M300.40.81.205101520叶绿素b含量Chlorophyll b content/(mgg-1)晾制时间 Airing time/d M1M2M300.30.60.905101520类胡萝卜素含量Carotenoid content/(mgg-1)晾制时间 Airing time/d M1M2M390 中国烟草科学 2023年第44卷 图
20、3 不同成熟度雪茄烟叶晾制过程颜色变化 Fig.3 Color changes of cigar tobacco leaves with different maturity during air-curing 如表 2 所示,不同成熟度处理雪茄烟叶晾制结束时褐变指数 BI 值差异显著。其中,M2 处理 BI值最高,为 185.2,M3 处理次之,M1 处理最低。晾制后,烟叶颜色由深到浅依次为 M2、M3、M1。2.3 不同成熟度叶片晾制过程中的理化指标变化 2.3.1 叶片水分含量 如表 3 所示,在整个晾制过程中,各成熟度处理雪茄烟叶的含水量呈“慢-快-慢”下降趋势。各成熟度处理烟叶含水率
21、在 05 d缓慢下降,在 510 d 大幅度下降,其中 M2 处理水分下降最快,减少了 37.85 个百分点,其次是 M3,M1 水分下降最慢。在 1015 d,M1 处理水分下降了 40.01 个百分点,下降幅度高于 M2、M3。表 2 不同采收成熟度雪茄烟叶晾制结束颜色表征 描述统计分析 Table 2 Statistical analysis of color characterization of cigar tobacco leaves with different harvest maturity after air-curing 颜色表征 Color representation
22、 成熟度 Maturity 均值 Mean value 极大值 Maximal value 极小值 Minimal value 标准偏差 standard deviation L*M1 40.76a 46.30 38.52 1.75 M2 40.61a 42.73 38.57 1.09 M3 40.52a 42.02 38.30 1.05 a*M1 10.67b 11.98 9.70 0.68 M2 13.12a 15.80 10.75 1.39 M3 13.81a 16.82 11.90 1.55 b*M1 21.16b 22.57 20.23 0.61 M2 23.16a 25.95 21
23、.32 1.40 M3 21.33b 24.75 19.32 1.27 BI M1 166.82c 180.43 144.57 7.73 M2 185.20a 202.27 167.63 10.97 M3 175.74b 202.73 162.46 10.79 注:数字后字母不同代表 0.05 水平的显著性,下同。Note:Different letters after numbers represent significance at the 0.05 level,the same below.表 3 不同成熟度雪茄烟叶晾制过程中含水率变化 Table 3 Changes of moistu
24、re content in cigar leaves with different maturity during air-curing%处理 Treatment 时间 Time 0 d 5 d 10 d 15 d 20 d M1 87.841.27 a 82.881.80 a 69.121.14 a 29.112.57 a 14.690.96 a M2 86.031.14 ab 80.950.69 a 43.091.94 c 20.271.92 b 12.161.02 b M3 84.850.50 b 77.890.46 b 53.721.07 b 25.021.39 ab 13.990.6
25、7 ab 0204060801000510152025绿色面积占比Green area proportion/%晾制时间 Airing time/d M1M2M30204060801000510152025黄色面积占比Yellow area proportion/%晾制时间 Airing time/d M1M2M30204060801000510152025褐色面积占比Brown area proportion/%晾制时间 Airing time/d M1M2M3第 4 期 高云鹏等:采收成熟度对雪茄烟叶晾制过程中颜色变化的影响 91 2.3.2 丙二醛含量 如图 4 所示,雪茄烟叶在整个晾制
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