密集烤房与普通烤房烘烤中烟叶色素和多酚含量的变化分析

来源 :中国烟草科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flyrat1997
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  摘 要:为了探讨密集烤房与普通烤房烘烤过程中烟叶色素和多酚类物质含量的变化差异,测定了烘烤过程中关键温度点的色素含量、多酚氧化酶活性和多酚类物质含量。结果表明,密集烤房与普通烤房烘烤过程叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素b含量变化差异较小。与普通烤房相比,密集烤房烘烤过程中类胡萝卜素含量总体较高;类叶比则表现出先升高后降低的变化趋势,烘烤结束时密集烤房的类叶比较高。密集烘烤过程中多酚氧化酶活性较低,多酚类物质含量较高,说明密集烘烤烤后烟叶趋于变黄充分,不易发生棕色化反应,有利于烟叶烤黄。
  关键词:密集烤房;普通烤房;色素;多酚氧化酶;多酚类物质
  中图分类号:S572.09 文章编号:1007-5119(2015)01-0090-06 DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2015.01.017
  Change Difference of Pigment and Polyphenol Contents between Bulk-curing Barn and Traditional Flue-curing Barn during Curing Process
  DONG Shujun1,2, HUANG Mingdi3, WANG Yaofeng4, YANG Shuxun3, ZHAO Cunxiao4, XIA Wei3,
  QIAO Wanpeng3, SUN Fushan1*, WANG Aihua1, WANG Songfeng1, SUN Yangyang1,2
  (1. Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing, Ministry of Agriculture, Tobacco Research Institute of CAAS, Qingdao 266101, China; 2. Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 3. Longnan Tobacco Company of Gansu Province, Longnan, Gansu 746000, China; 4. Qingyang County Tobacco Company of Gansu Province, Qingyang, Gansu 745000, China)
  Abstract: Experiments were conducted to explore the change differences of pigment and polyphenol substances contents between bulk-curing barn and traditional flue-curing barn during curing process. The experiment measured pigment contents, polyphenol oxidase activities and polyphenols contents at critical temperature points during curing process. The results showed that contents of total chlorophyll, chlorophyll a and chlorophyll b had little differences between the two curing processes. Bulk-curing barn had more carotenoid contents during curing process. The ratio of carotenoid and chlorophyll increased firstly and then decreased, and at the end of curing process, the ratio of carotenoid and chlorophyll was high. During bulk-curing barn curing process, polyphenol oxidase activities were lower and polyphenol substances contents were higher than traditional flue-curing barn. Therefore, flue-cured tobacco leaves in bulk-curing had higher yellowing degree, less browning reaction, and in favor of tobacco leaves turning yellow.
  Keywords: bulk-curing barn; traditional flue-curing barn; pigment; polyphenol oxidase; polyphenol substance
  烟叶烘烤是色素等大分子物质降解转化及香气物质生成的复杂生理生化变化过程[1]。烘烤过程中的生理生化变化对烤后烟品质有决定性影响,色素是香气物质形成的重要前体物质[2],多酚氧化酶活性与多酚类物质含量影响烟叶的颜色、吃味和香气等。因此,研究烟叶烘烤过程中色素与多酚类物质含量的变化对烤后烟的提质增香具有重要意义。密集烤房已在各烟区推广,密集烘烤具有操作简
  基金项目:甘肃省烟草专卖局项目“甘肃陇南特色优质烟叶研究与开发”(20130089),“甘肃庆阳特色优质烟叶研究与开发”(QYYCKJ2013-001);云南省烟草公司科技项目“保山烟区红花大金元烟叶采烤关键技术研究与推广”(2013YN33);四川省烟草专卖局项目“提高烟叶密集烘烤质量综合配套技术集成与推广”(SCYC201402004)   作者简介:董淑君,女,在读硕士,研究方向为烟草调制与加工。E-mail:[email protected]。*通信作者,E-mail:[email protected]
  收稿日期:2014-10-20 修回日期:2014-12-30
  便、装烟密度大和省工节能的优点,在密集烘烤过程中生理生化变化、工艺参数和香气等方面已有系统的研究[3-8],与普通烘烤相比,密集烘烤能耗、烘烤工艺和香气等方面有一定差异[9-12]。成勍松等[11]研究了密集烤房与普通烤房的应用效果,结果表明,与普通烤房相比,密集烤房除了能大幅节省工效外,还能有效减少挂灰烟、杂色烟比例,提高上中等烟比例和均价,使化学成分更趋协调,提高了烤后烟质量。詹军等[13]对比了密集烤房与普通烤房烤后烟香气质量表明,三棚密集烤房烤后烟叶除美拉德反应产物的比例较高外,其他大部分致香物质的比例密集烤房与普通烤房差异不显著,而普通烤房烤后烟叶的感官评吸质量较好。虽然前人已做了许多关于密集烤房与普通烤房对烟叶品质影响的研究,但是针对密集烤房与普通烤房色素与多酚类物质含量变化差异的研究还较少。本试验通过对密集烤房与普通烤房烘烤过程中色素与多酚类物质含量的差异进行分析,探究密集烤房与普通烤房对烟叶品质的影响,进一步揭示普通烤房和密集烤房的优劣,从而为密集烤房的进一步优化与推广提供理论依据。
  1 材料与方法
  1.1 试验地点与供试材料
  试验在中国农业科学院烟草研究所烘烤实验室进行。供试品种为中烟100。选取成熟度基本一致的中部(9~11叶位)烟叶进行烘烤。
  1.2 烘烤处理
  烟叶分别在温湿度自控密集烤房和普通烤房中烘烤,烘烤过程采用五段五烤香烘烤工艺。各处理分别在烘烤过程中的温度关键点(鲜烟、38 ℃、42 ℃、48 ℃、54 ℃、68 ℃)末期取2份烟样各3片,一份切去叶尖和基部各1/3区域,留叶中部用于色素和多酚氧化酶测定;另一份样品于105 ℃杀青10~15 min后,于60~70 ℃烘干,磨碎后保存,用于测定多酚类物质含量。
  1.3 测定项目与方法
  叶绿素采用分光光度法测定[14]。多酚氧化酶活性采用邻苯二酚氧化法测定[15]。绿原酸、新绿原酸、隐绿原酸、芸香苷和莨菪亭等多酚类物质含量测定采用YC/T 202—2006标准。总酚含量为绿原酸、新绿原酸、隐绿原酸、芸香苷和莨菪亭含量之和。
  2 结 果
  2.1 烘烤过程中色素含量的变化
  2.1.1 叶绿素总含量的变化 由图1可知,密集烤房与普通烤房叶绿素总含量变化总体均呈现出降低趋势,且在38 ℃末之前降解量最大,降解量分别为94.56%和95.56%,之后平稳下降。密集烤房和普通烤房的叶绿素降解幅度差异不大,到干筋末期叶绿素含量接近,烘烤结束时密集烤房与普通烤房叶绿素降解差异也不大。
  2.1.2 叶绿素a和b含量的变化 叶绿素a和b总体上在烘烤过程中均表现出降低趋势(图2)。38 ℃末时,普通烤房、密集烤房的叶绿素a降解量分别为94.38%、96.63%,叶绿素b降解量分别为98.63%、89.16%,密集烤房叶绿素a降解较彻底,而普通烤房叶绿素b降解较彻底。烘烤结束时,密集烤房的叶绿素a与叶绿素b降解量差异不大。
  2.1.3 类胡萝卜素含量和类胡萝卜素与叶绿素比值(简称类叶比)的变化 类胡萝卜素的降解产物中不少化合物是烟草中关键的致香成分,是重要的香气前体物。在烘烤过程中,各处理的类胡萝卜素
  (图3A)总体呈降低的大致趋势,其中在38 ℃时大幅下降,但比叶绿素含量下降的缓慢。烘烤过程中,密集烤房的类胡萝卜素含量总体上稍高于普通烤房;烘烤结束时,两者差异不大。
  总体上,烘烤过程中普通烤房和密集烤房的类叶比表现出先升高后降低的变化趋势,如图3B所示,54 ℃时类叶比达到最大,与普通烤房相比,类叶比在42 ℃、47 ℃末密集烤房明显较低,之后在54 ℃、68 ℃末密集烤房明显较高。说明密集烤房烘烤前期变黄慢,之后变黄加快,在干片期黄色程度较高。
  2.2 烘烤过程中多酚氧化酶活性与多酚类物质的变化
  2.2.1 多酚氧化酶活性的变化 多酚氧化酶是烟叶调制过程中的重要酶类,如果调制不当,则会过度氧化烟叶中的多酚类物质产生黑色素,导致棕色化反应[16]。密集烤房与普通烤房中多酚氧化酶(PPO)活性如图4所示,总体上,各处理的PPO活性随着烘烤进程的推进均呈下降趋势。烘烤过程中总的表现为密集烤房的PPO活性低于普通烤房;棕色化反应的敏感时期(45~47 ℃),也以密集烤房的PPO活性较低。因此,普通烤房烟叶烘烤较密集烤房易发生棕色化反应。
  2.2.2 主要多酚类物质的动态变化 由图5所示,除莨菪亭外,多酚类物质均呈升高趋势;绿原酸和芸香苷在烘烤过程中升高幅度较大,新绿原酸和隐绿原酸升高幅度较小,而莨菪亭在烘烤过程中稍有降低趋势。42℃以前,密集烤房过程中绿原酸、新绿原酸、隐绿原酸和芸香苷的增长幅度明显大于普通烤房,普通烤房在47 ℃时迅速升高,而密集烤房较平缓。54 ℃时,密集烤房中绿原酸和芸香苷含量增加,并达到顶峰,后略有下降至烤烟结束,而普通烤房则变化较平缓;54 ℃至烘烤结束,密集烤房与普通烤房中的新绿原酸和隐绿原酸含量无明显变化。
  烘烤过程中,总酚、绿原酸、新绿原酸、隐绿原酸和芸香苷含量密集烤房略高于普通烤房,且变化趋势相似。由图6可知,在42 ℃以前密集烤房上升较普通烤房迅速,但在47 ℃时普通烤房迅速增高,总酚、绿原酸和芸香苷的含量在47 ℃时略高于密集烤房,新绿原酸和隐绿原酸略低于密集烤房,而后至烘烤结束均变化平稳;除新绿原酸外,密集烤房在54 ℃时达到最高,而后略有下降至烘烤结束。莨菪亭含量较低,其变化趋势不明显,大致呈下降趋势。密集烤房烤后烟叶总酚含量、绿原酸含量和新绿原酸含量高于普通烤房,而隐绿原酸含量、芸香苷含量和莨菪亭含量差别不大。可能与PPO活性较低使多酚类物质不易发生棕色化反应有关。   3 讨 论
  在整个烘烤过程中,叶绿素含量均呈现前期下降快而后期趋于稳定的趋势[17-18],各处理的叶绿素降解幅度差异不大。烘烤结束时密集烤房与普通烤房的叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素b降解量差异不大。
  烘烤过程中密集烤房的类胡萝卜素含量总体上稍高于普通烤房,烘烤结束两者差异不大,有的研究认为类胡萝卜素含量较高时烟叶的香气质和香气量较好,但类胡萝卜素含量并非越多越好[19];而也有大量研究表明烟叶的香气质与类胡萝卜素的含量成负相关,类胡萝卜素在调制过程中充分降解,有利于形成更多的香气物质[20-22],但类胡萝卜素含量高说明烟叶变黄程度大,可以降低烟叶的青杂气,故今后还需对类胡萝卜素的降解与香气的关系作深入研究。
  烘烤过程中烟叶由绿变黄,叶绿素大量降解,而类胡萝卜素降解较慢,逐渐使类胡萝卜素占优势,黄色素逐渐显现,即类叶比增加的缘故。变黄期普通烤房的类叶比高于密集烤房,干片期密集烤房的类叶比高于普通烤房,说明密集烤房在烘烤前期变黄慢,之后变黄加快,在干片期黄色程度较高。
  棕色化反应是烟叶内多酚类物质过度氧化生成醌类物质积累形成褐色素所致,会使烟叶产生不同程度的杂色,影响烟叶的外观质量,而且内部化学成分消耗过度,导致化学成分比例不协调,内在
  质量一般也较差。本试验烘烤过程中多酚氧化酶活性呈下降趋势,这与前人许多研究结果一致[23-25],总的表现为密集烤房的PPO活性低于普通烤房;棕色化反应的敏感时期(45~47 ℃)也是密集烤房的PPO活性低;总酚、绿原酸、新绿原酸、隐绿原酸和芸香苷含量,密集烤房大致高于普通烤房且变化趋势相似,而且密集烤房烤后烟总酚含量、绿原酸、新绿原酸含量也高于普通烤房,说明密集烤房在烘烤过程中不易发生棕色化反应。
  4 结 论
  在烘烤过程中,烟叶的叶绿素含量均呈现前期快速下降而后期趋于稳定的趋势,在38 ℃之前降解量最大,类胡萝卜素含量稍高于普通烤房。烘烤结束时,密集烤房与普通烤房的叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素b降解量差异不大。类叶比在变黄期低、干片期高。说明密集烤房的烟叶烘烤前期变黄慢,在干片期变黄程度较高。因此,密集烤房更有
  利于烟叶变黄烤黄,提高烟叶质量。
  密集烤房烘烤过程中烟叶多酚氧化酶的酶活性始终低于普通烤房,而且烘烤过程中密集烤房主要多酚类物质含量大多高于普通烤房。说明密集烤房不易发生棕色化反应,减少了烟叶的烤杂现象。
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