自然陈化条件下烤烟片烟4种酶活性的变化动态

马 迅，杨 威，赵新梅，宋鹏飞，王 炽，陈兴位，闫 辉，李枝武，胡 靖，倪 明*

(1.云南中烟有限责任公司技术中心，云南 昆明 650231; 2.云南省农业科学院农业资源环境研究所，云南 昆明 650205)

【研究意义】云南是种植烤烟的大省，其立体气候特点明显，不同地区生态条件差异较大，烟叶的主要仓储地点在全省分布较广[1-3]，各个仓储地点环境的温湿度条件不同，会影响仓储烟叶的酶活性[4]。酶类作用是烟叶陈化的机理之一[5]，在陈化期间，烟叶中的多种物质在酶类的作用下氧化分解形成重要的香气成分[6]，是提高烟叶发酵质量的动力[7]，因而有必要研究自然条件下片烟陈化的酶活性变化动态。【前人研究进展】国内学者研究了室内控制温湿度处理对烤烟陈化过程中多酚氧化酶、过氧化物酶、脂氧合酶、苯丙氨酸裂解酶活性变化的影响[8-10]，烤烟生长过程中不同移栽时间的酶活性变化[11]，实验室烟叶自然陈化的酶活性变化[12]，安徽和贵州烤烟片烟仓储中化学成分及相关酶类的变化[13]。【本研究切入点】昆明、曲靖、红河均为云南重要烟区，每年提供大量的烟叶原料，曲靖、楚雄、红河、元江4个地区均处于云南中纬度地区，温湿度条件有利于烟叶的陈化处理，是建立大型仓储基地的适宜地点，也是探究自然陈化的合适地点。【拟解决的关键问题】本研究旨在探究4个存储地点2个烤烟品种片烟陈化过程中的蛋白酶、淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶的变化动态。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地点为曲靖、楚雄、红河、元江4个烤烟片烟仓库。选取昆明、曲靖、红河3个产地的烤烟K326和红大2个品种的C3F片烟，烤烟生产时间为2014年，入库时间为2015年4月，其中第1批取样时间为2015年4月(即陈化时间0个月)，第2批取样时间为2015年10月(即陈化时间6个月)，第3批取样时间为2016年1月(即陈化时间9个月)，第4批取样时间为2016年7月(即陈化时间15个月)，共计96个样品，取样方法见图1。

1.2 试验方法

4个仓储地点环境温湿度数据来源于各地仓库管理员的每日记录，记录地点为仓库内，记录每日上午10:00时和下午14:00时的温湿度情况。根据每日的温湿度均值算出每个月的平均温湿度。

分别在陈化0、6、9和15个月时取烟样进行酶活性及其相关化学成分含量的测定。淀粉酶活性测定参照邹琦[14]方法，蛋白酶活性测定参照张树政[15]方法，多酚氧化酶和过氧化物酶活性测定参照朱广廉等[16]方法。

2 结果与分析

2.1 4个仓储区烟叶仓库的年温湿度变化情况

4个仓储地点烟叶仓库全年的温湿度变化特点各异(表1，图2)，其中，元江仓库海拔最低，全年温度和湿度较高，且季节性变化小，属于高温中湿仓储区；弥勒仓库全年湿度较高，但温度季节性较强，温湿度夏、秋两季较高，冬、春两季较低，属于中温高湿仓储区；楚雄仓库全年温湿度随季节变化的幅度大，季节性较强，且雨热同期，属于中温中湿仓储区；曲靖仓库全年温湿度变化幅度较小，季节性不强，属于低温低湿仓储区。

2.2 4个仓储区的酶活性变化分析

蛋白酶、淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶4种酶活性随着仓储区、烤烟品种和取样时间(即陈化时间)而变化。总的来看，不同烤烟品种的酶活性不同，K326品种的4种酶活性均显著高于红大品种，4种酶活性随着取样时间变化而变化见表2～5。

图1 取样方法Fig.1 Sampling method

表1 4个陈化仓储地点的生态条件Table 1 Ecological conditions of the four storage locations

图2 4个仓储地点的月温湿度变化Fig.2 Monthly temperature and humidity changes in the four storage locations

表2 元江仓储区片烟4种酶活性的变化Table 2 Activities of four enzymes in storage area of Yuanjiang

续表2 Continued table 2

产地Producingareas陈化时间(月)AgingtimeK326红大蛋白酶活性(U/g)Proteaseactivity淀粉酶(U/g)Amylaseactivity过氧化物酶(U/g)Peroxidaseactivity多酚氧化酶(U/g)Polyphenoloxidaseactivity蛋白酶活性(U/g)Proteaseactivity淀粉酶(U/g)Amylaseactivity过氧化物酶(U/g)Peroxidaseactivity多酚氧化酶(U/g)Polyphenoloxidaseactivity6970．3690．1840．33451．2280．3871．3391120．1620．7150．672540．4690．120152640．4120．074500．4450．3270

表3 弥勒仓储区片烟4种酶活性的变化Table 3 Activities of four enzymes in storage area of Mile

表4 楚雄仓储区片烟4种酶活性的变化Table 4 Activities of four enzymes in storage area of Chuxiong

表5 曲靖仓储区片烟4种酶活性的变化Table 5 Activities of four enzymes in storage area of Qujing

2.3 4种酶的变化动态

4个存储地点的K326和红大品种片烟的蛋白酶活性的动态变化基本一致。供试烟样陈化前期蛋白酶活性较低，陈化0～6个月其活性开始上升，6～9个月蛋白酶活性增幅变大，陈化9个月时蛋白酶活性达到最高，此后蛋白酶活性有不同程度降低，其中K326品种片烟蛋白酶活性的变幅更大见图3。

4个存储地点的K326和红大2个品种片烟淀粉酶酶活性的总体变化趋势不明显，其中红河和曲靖2个产地的淀粉酶活性呈现先增加后降低然后再增加的趋势，昆明产地的片烟淀粉酶活性呈现先降低后升高的趋势见图3。

4个存储地点的K326和红大品种过氧化物酶酶活性的变化动态有一定差异，其中，K326品种片烟过氧化物酶活性呈现波动变化，陈化0～6个月时过氧化物酶活性逐渐降低，6～9个月时过氧化物酶活性逐渐增加，9～15个月时过氧化物酶活性逐渐降低；红大品种片烟过氧化物酶活性0～6个月时呈现逐渐降低趋势，6～9个月时降低幅度变大，9～15个月时降低趋势变缓，但至15个月时，2个品种的过氧化物酶活性基本达到同一水平见图4。

4个存储地点的K326和红大品种片烟中的多酚氧化酶的酶活性变化动态基本一致，陈化0～6个月时呈现降低，6～9个月时降幅减少，9～15个月时多酚氧化酶活性逐渐升高，其中K326的变化幅度比红大品种更大见图4。

图3 4个存储地点的K326和红大烤烟蛋白酶、淀粉酶活性变化动态Fig.3 Dynamic changes of protease and amylase activities in two tobacco cultivars of four storage area

图4 4个存储地点的K326和红大品种的过氧化物酶、多酚氧化酶活性变化动态Fig.4 Dynamic changes of peroxidase and polyphenol oxidase activities in two tobacco cultivars of four storage area

3 讨 论

自然陈化也叫自然醇化或自然发酵，主要借助自然气候变化进行发酵，也叫季节性发酵[17]，它的主要特点是在烟叶存储期间，利用一年一度的春季温度上升促进烟叶内酶的活动，使烟叶经过缓慢的发酵过程，以达到改善烟叶品质的目的[18]。本研究表明不同存储地点、烤烟品种、陈化时间对陈化过程中酶活性变化均有影响，不同仓储地点的温湿度不同，其中元江属于高温中湿仓储区，弥勒属于中温高湿仓储区，楚雄属于中温中湿仓储区，曲靖属于低温低湿仓储区，不同仓储区的自然环境与烤烟品种差异使4种酶的酶活性呈现复杂性变化。

4个存储地点的K326和红大品种的蛋白酶活性随着陈化时间的推进呈现逐渐升高，在第9个月时达到最大，这与张西仲[19]等研究结论一致。初始蛋白酶活性较低可能原因是片烟在打叶复烤时，在高温和脱水作用下蛋白酶钝化，开始陈化后，由于温度逐渐升高，钝化的酶开始恢复活性；淀粉酶活性在陈化过程中的总体变化趋势不明显，昆明产地与红河、曲靖变化趋势不一致，过氧化物酶的酶活性变化因品种不同而有差异，红大品种陈化过程中逐渐降低，K326品种则先波动上升后降低，这可能与实际存储情况的复杂性有关；多酚氧化酶的酶活性在2个烤烟品种片烟中的变化趋势一致，呈现“先降低后升高”的规律，这与赵铭钦[20]等研究的结论不一致，可能由于赵铭钦等为室内控制的恒定温湿度条件，而本研究是在自然的存储条件下，其温湿度变化情况更复杂，且烟叶经过初烤和复烤2次高温处理后，烟叶中的水解酶活性较低，因此在烟叶陈化初期酶活性不高，至陈化9个月后酶活性才开始迅速上升。

K326品种片烟的蛋白酶、淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶4种酶的活性均显著高于红大品种，且变化幅度较大，这与陈化过程中观察到的红大品种比K326品种烟叶更耐储存的现象相一致，酶活性的测定结果也明确了酶活性变化是红大品种片烟更耐储存的深层原因。

4 结 论

自然陈化条件下，存储地点、烤烟品种、陈化时间使片烟中的蛋白酶、淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶4种酶的活性呈现复杂性变化，这些变化对烟叶的陈化有重要的影响。本研究探究了自然陈化过程中4种酶的酶活性变化动态，明确了红大品种片烟比K326品种片烟更耐储存的深层原因。

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