烤烟密集烘烤变黄期类胡萝卜素及其降解香气成分的变化.doc

20期 宋朝鹏等：烤烟密集烘烤变黄期类胡萝卜素及其降解香气成分的变化烤烟密集烘烤变黄期类胡萝卜素及其降解香气成分的变化宋朝鹏1，2，武圣江2，高 远2高远的单位是不是不改为好，许自成2，张卫建1，宫长荣2（1南京农业大学农学院，南京 210095；2河南农业大学烟草学院，郑州 450002）摘要：【目的】研究密集烘烤变黄阶段烤烟类胡萝卜素组分、酶活性及其降解香气成分含量的变化，为密集烤房烘烤工艺优化和完善提供理论依据。【方法】采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱，研究不同温湿度条件对变黄期烤烟类胡萝卜素各组分降解、相关酶活性变化及其降解香气成分含量的影响。【结果】变黄期类胡萝卜素（-胡萝卜素、叶黄质、新黄质、紫黄质）含量均随烘烤过程推进而逐渐降低。其中低温低湿变黄（T1）和低温中湿变黄（T2）-胡萝卜素在变黄结束时含量较低，其值分别为17.14 gg-1 FW、19.00 gg-1 FW。叶黄质、新黄质、紫黄质含量在各处理中随温湿度的降低而降低。低温变黄处理-胡萝卜素与叶黄素(叶黄质、新黄质、紫黄质)的比例和烤前相比均有所升高，高温变黄处理则与之相反。不同处理叶黄质与叶黄素的比例和烤前比均升高，而新黄质和紫黄质则与之相反。烤后烟叶T1、T2处理类胡萝卜素含量较低，尤其是T2处理，其值为76.31 gg-1。烤后烟叶类胡萝卜素降解香气成分含量以T2处理最高，为87.5634 gg-1，其次为T1处理，为81.1192 gg-1，显著高于其余处理。变黄期T1、T2处理有利于脂氧合酶（LOX）、过氧化物酶（POD）活性的充分表达，使类胡萝卜素降解更充分。相关分析表明，烘烤中变黄期POD活性与类胡萝卜素各组分呈显著正相关。【结论】变黄期低温和相对较低的湿度条件下，保持相对较高的酶活性，使LOX与POD之间的协同拮抗作用达到一种动态平衡，并在3648 h适当延长相对较长的时间，对充分降解类胡萝卜素物质和改善烟叶香气品质是有利的。关键词：密集烘烤；变黄期；类胡萝卜素；降解机理；香气成分The Degradation Mechanism of Carotenoids in Flue-Cured Tobacco and the Changes of the Related Aroma Components in the Yellowing Stage During the Bulk Curing ProcessSONG Zhao-peng1,2, WU Sheng-jiang2, GAO Yuan2, XU Zi-cheng2, ZHANG Wei-jian1, GONG Chang-rong2(1College of Agronomy, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095; 2College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002)Abstract: 【Objective】 The changes of the contents of carotenoids components, the related enzymes activities, and the aroma components degraded by which in flue-cured tobacco in the yellowing stage during the bulk-curing process were studied in order to provide a theoretical basis for optimization and perfection of curing technology. 【Method】 The effects of different temperature and humidity conditions on the degradation of carotenoids, the related enzymes activities in the yellowing stage and the contents of aroma components in flue-cured tobacco during the bulk curing process were studied by using the electric-heated flue-curing barn designed and made by Henan Agricultural University. 【Result】 The results showed that the contents of carotenoids (-carotene, lutein, neoxanthin, violaxthin) decreased gradually in the yellowing stage during the bulk curing process. At the end of yellowing stage the -carotene contents of low temperature with low humidity (T1) and low temperature with middle humidity (T2) treatments were lower than others and the value of them were 17.14 gg-1 FW, 19.00 gg-1 FW, respectively. The contents of the lutein, neoxanthin, violaxthin decreased gradually in the yellowing stage following the decrease of temperature and humidity. The proportions of the -carotene to the xanthophylls (lutein, neoxanthin, violaxthin) of the low temperature treatments at the end of yellowing stage were higher than fresh sample, on the contrary, high temperature treatments were lower. The proportions of the lutein to the xanthophylls of different treatments were higher than fresh sample, on the contrary, neoxanthin and violaxthin were lower. The carotenoids contents of T1, T2 treatments were relatively lower than others, especially the T2 treatment, and its value was 76.31 gg-1 in flue-cured tobacco. The contents of aroma components of T2 treatment was the highest and its value was 87.5634 gg-1 in flue-cured tobacco while the content value of T1 treatment was 81.1192 gg-1, secondly. Both of them were higher than others obviously. The activities of lipoxygenase (LOX) and peroxidase (POD) could express fully under the T1, T2 treatments in the yellowing stage meanwhile the carotenoids degraded fully. Correlation analysis showed that the activities of peroxidase and the carotenoids components were highly significant in the yellowing stage during the bulk curing process. 【Conclusion】 If the high activities of lipoxygenase and peroxidase were prolonged longer appropriately at 36-48 h under low temperature and relatively low humidity in the yellowing stage and the effect between the cooperative and antagonism reach dynamic balance, it would be benefit to degrade carotenoids sufficiently and improve the aroma quality of tobacco leaves.Key words: bulk curing; yellowing stage; carotenoids; degradation mechanism; aroma components 0 引言【研究意义】密集烤房现已成为中国烤烟烘烤的发展方向。但是，过去人们过多关注于它的优势和综合效益，而对密集烘烤烟叶香气质量有所降低等突出问题，没有给予足够的重视。完善密集烘烤工艺，更好地发挥密集烘烤的优势，提高烤后烟叶的香气质量，已经成为目前烟叶生产中亟待解决的问题1。类胡萝卜素是影响烟叶品质和可用性的主要成分之一，它不仅使中性香味物质总量增加，而且其降解产物继续发生转化，生成对香味物质更有用的化合物。烤后烟叶类胡萝卜素及其降解产物的含量和协调性，直接影响烤烟的香气风格、香气质和香气量2-4。因此，在国内外烟草行业中对类胡萝卜素及其降解香气成分的研究一直是个热点5-6。【前人研究进展】有关类胡萝卜色素的研究现状及结果，前人已有论述2,5,7-8。杨虹琦草药等4研究指出，烟草中的类胡萝卜素与烟叶的香气、色泽及质量密切相关，是影响烤烟品质的重要潜香型物质之一。烘烤中变黄期不同温湿度处理对类胡萝卜素降解机理和相关香气成分有重要影响。类胡萝卜素在烘烤开始后2448 h降解速度较快，其中以40变黄处理降解最快，但烤后烟叶质量以38变黄处理综合表现最优。低湿变黄类胡萝卜素发生快速降解较早，峰值较高，高湿变黄发生快速降解较迟，峰值也较 低9-11。但高玉珍等12研究认为，低温中湿变黄烟叶类胡萝卜素降解多，香气物质含量高，烤后烟叶质量最优。延小东13和刘海轮14研究也认为，低温条件下慢变黄使类胡萝卜素降解较充分，烟叶内能形成更多致香物质。艾复清等15研究指出，控制变黄温度在3739、相对湿度83.7%90%时，有利于提高烟叶的香吃味。另外，韦凤杰等5研究指出，烤烟成熟过程中类胡萝卜素变化及其降解香气物质种类、构成比例等可能是烟叶特色品质形成的重要物质基础。脂氧合酶（LOX）是烟叶类胡萝卜素降解的关键酶。低温慢变黄能使脂氧合酶（LOX）活性增强，并且LOX脂氧合酶与类胡萝卜素的降解呈高度正相关13-14。据宋朝鹏等16报道，过氧化物酶（POD）也参与了类胡萝卜素的氧化和降解。【本研究切入点】变黄期是烟叶类胡萝卜素物质降解和转化的重要时期，不同烘烤调控措施影响烟叶内类胡萝卜素酶的活性和表达时间，从而影响香气前体物的降解转化和最终的烟叶香气质量。目前有关类胡萝卜素降解产物的研究，主要集中在对香气组分及烟叶品质和评吸质量的影响上。而有关烟叶类胡萝卜素降解规律和降解机理的研究多集中在发育、成熟和醇化等时期，针对密集烘烤变黄期类胡萝卜素降解机理及其降解香气成分含量变化的研究，国内外尚不多见。【拟解决的关键问题】本试验研究密集烘烤变黄期不同烘烤工艺对烤烟类胡萝卜素各组分（-胡萝卜素、叶黄质、新黄质和紫黄质）降解规律、相关酶活性及烤后烟叶香气成分含量变化的影响，旨在为密集烘烤工艺优化和完善提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验材料试验于20072008年进行。试验材料取自河南省宜阳县。试验田土壤质地为红黏土，土壤肥力中等。供试品种为中烟100，5月5日移栽，种植行距120 cm，株距50 cm。土壤碱解氮49.52 mgkg-1，速效磷6.8 mgkg-1，速效钾145.31 mgkg-1，pH 8.49。施纯氮45.0 kghm-2，NP2O5K2O=123。田间管理按优质烤烟栽培生产技术规范进行。以中部叶（第1112位叶）为试验材料，依据成熟标准，烟叶成熟时按照叶删除位单叶采收。1.2 试验设计采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱烘烤，烘烤时装烟密度为70 kgm-3。试验共设置6个处理：T1低温低湿变黄（干球温度3638，相对湿度70%75%）；T2低温中湿变黄（干球温度3638，相对湿度80%85%）；T3低温高湿变黄（干球温度3638，相对湿度90%95%）；T4高温低湿变黄（干球温度4042，相对湿度70%75%）；T5高温中湿变黄（干球温度4042，相对湿度80%85%）；T6高温高湿变黄（干球温度4042，相对湿度90%95%）。分别于烘烤开始（0 h）及烘烤后每12 h取样两份，一份切去叶尖和叶基部，留叶中部分用于生理指标的测定。另一份在烘箱中105杀青5 min，60烘干、粉碎，过60目筛，用于类胡萝卜素组分的测定。各重复3次。处理结束后，按照三段式烘烤技术转入正常烘烤。烤后取C3F中桔三（C3F中桔三）烟叶用于类胡萝卜素香气成分及组分的测定。1.3 测定内容与方法1.3.1 类胡萝卜素类物质含量测定 -胡萝卜素、叶黄质、新黄质、紫黄质测定方法为反相高效液相色谱法。工作条件为：Auto system XLGC配FID检测器和自动进样器（美国PE公司），Turbo Mass色质联用仪（美国PE公司），甲醇为Sigma公司生产的色谱纯试剂，异丙醇为J. T. Baker公司生产的色谱纯试剂；-胡萝卜素植物色素标准物购于Sigma公司，叶黄质、新黄质、紫黄质植物色素标准物均购于日本WAKO公司。称取不同烘烤时期烤烟叶片杀青样品1 g，放入100 mL三角瓶，用60 mL 90 %丙酮（内含0.1 % BHT）于摇床振荡萃取30 min，过滤，滤渣用10 mL 90 %丙酮（内含0.1% BHT）洗涤23次，定容到100 mL，取其中6 mL到离心管，加入0.1 g醋酸铅，10 000 r/min 4低温离心5 min，用0.45 m针头过滤器过滤。计量单位为gg-1。整个测定过程在黑暗中进行。1.3.2 酶活性的测定 脂氧合酶（LOX）活性采用许长城等17的方法，过氧化物酶活性采用愈创木酚显色法18。1.3.3 香气成分定性定量分析条件 采用内标法测定烟叶类胡萝卜素香气成分。类胡萝卜素香气物质提取及定性定量分析采用HP5890-5972气质联用仪。粉末状烟叶样品水蒸气蒸馏二氯甲烷萃取（20 g烟样+1 g柠檬酸+350 mL蒸馏水+0.5 mL内标于500 mL圆底烧瓶中，再加60 mL二氯甲烷于另一250 mL圆底烧瓶中，60水浴加热250 mL圆底烧瓶，用同时蒸馏萃取仪蒸馏萃取。）无水硫酸钠干燥有机相60水浴浓缩至1 mL左右即得烟叶的精油。经前处理制备得到的分析样品，由GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性。GC/MS分析条件如下：色谱柱：HP-5（60 m0.25 mm id0.25 m df）；载气及流速：He 0.8 mLmin-1；近样口温度：250；传输线温度：280；离子源温度：177；升温程序：50，2 min后，以每分钟上升2的速度升至120，5 min后再以每分钟上升2的速度升至240，30 min；分流比和进样量115，2 L；电离能70 eV；质量数范围50500 amu；MS谱库NIST02；采用内标法定量。1.3.4 数据处理 采用Microsoft Excel软件进行数据处理和绘图，用SPSS16.0软件进行数据统计分析和方差分析。2 结果2.1 烘烤中变黄期烟叶类胡萝卜素变化2.1.1 -胡萝卜素含量变化 -胡萝卜素降解可生成异佛尔酮及其衍生物、二氢猕猴桃内酯的衍生物、-紫罗兰酮、-二氢大马酮、-紫罗兰酮等7,19。本试验结果（图1）表明，-胡萝卜素在不同处理下其动态变化基本一致，在烘烤开始后012 h内缓慢减少，1248 h之间急剧减少，之后趋于稳定。至72 h时，以T1和T2处理的-胡萝卜素含量较低，其含量分别为17.14 gg-1 FW、19.00 gg-1 FW，并且与其它4个处理间差异显著（P0.05）。烘烤中变黄期高温条件下各处理间-胡萝卜素含量相对较高，且差异不显著（P0.05）。变黄期-胡萝卜素降幅最大和最小的分别为T1和T4处理，其值分别为79.49%和66.41%。2.1.2 叶黄质含量变化 叶黄质是叶黄素主要的成分7。本试验结果（图2）表明，叶黄质含量变化规律在不同处理间略有差异。T1和T2处理叶黄质含量在变黄期036 h内急剧下降，36 h其值分别为6.46 gg-1 FW、8.52 gg-1 FW，而后趋于稳定。其它各处理在012 h内降解缓慢，随后其含量急剧下降，48 h后趋于平稳，至72 h时，除T1与T3、T5、T6处理外，其它各处理间叶黄质含量差异均不显著（P0.05）。在相同温度条件下，烘烤中各处理烟叶叶黄质含量均随湿度增加而增加；在相同湿度条件下，烘烤中各处理叶黄质含量又以低温处理较低。在烘烤过程中各处理叶黄质降幅差别较大，最高的T1处理降解了84.93%，最低的T6处理降幅仅为58.45%。2.1.3 新黄质含量变化 本试验结果（图3）表明，各处理新黄质含量变化规律基本相同，即在变黄期024 h内新黄质降解缓慢，2448 h内急剧下降，然后趋于平缓。但T1和T2处理烟叶新黄质含量在036 h内变化相对平缓，36 h后急剧下降。至72 h时，以T1处理新黄质含量最低，其值为0.44 gg-1 FW，其次为T2和T4处理，各处理间新黄质含量差异均不显著（P0.05）。各处理烟叶新黄质降幅表现为与叶黄质一致的规律性，且降幅均在80%以上，最高的T1处理降幅达到了93.14%。2.1.4 紫黄质含量变化 本试验结果（图4）表明，烘烤中变黄期各处理紫黄质含量变化趋势一致，呈现出“慢-快-慢”的动态变化。其中T6处理紫黄质含量在048 h内下降最明显，之后趋于稳定，其余各处理紫黄质含量在024 h内降解缓慢，随后急剧降低，48 h后趋于稳定。至72 h时，紫黄质含量以T1处理最低，其值为0.07 gg-1 FW，但各处理间差异均不显著（P0.05）。烘烤中各处理紫黄质降幅变化与叶黄质的规律基本一致，其中T1处理的紫黄质降幅最高，为92.41%，T6处理的紫黄质降幅最低，为79.52%。注：FW表示鲜重。note: FW is fresh weight for short 图1 烘烤过程中烟叶-胡萝卜素含量的变化Fig. 1 Changes of -carotene content in tobacco leaves during the flue-curing process 图2 烘烤过程中烟叶叶黄质含量的变化Fig. 2 Changes of lutein content in tobacco leaves during the flue-curing process图3 烘烤过程中烟叶新黄质含量的变化 Fig. 3 Changes of neoxanthin content in tobacco leaves during the flue-curing process 2.2 烘烤中变黄期烟叶脂氧合酶和过氧化物酶活性变化2.2.1 脂氧合酶（LOX）活性变化 LOX是酶促膜脂过氧化作用的关键酶之一，专一催化含有顺, 顺-1, 4-戊二烯结构没有找到原文的多元不饱和脂肪酸加氧化反应，生成具有共轭双键的过氧化氢物11,20-21。本试验结果表明图4 烘烤过程中烟叶紫黄质含量的变化Fig. 4 Changes of violaxanthin content in tobacco leaves during the flue-curing process（表1），LOX活性随烘烤过程的进行而升高，其中T1、T2和T3处理的LOX活性48 h达到峰值，其值分别为7.08、7.26、7.60 OD234g-1min-1 FW； T4、T5和T6处理的LOX活性36 h达到峰值，其值分别为7.02、7.24、7.51 OD234g-1min-1 FW，之后持续下降，且均随湿度升高酶活性增大，但在60 h高湿处理和高温处理酶活性偏低，其中T1、T2与其余处理差异显著（P0.05）。烘烤至72 h时，高温处理LOX活性均小于低温处理，并且与低温处理差异显著（P0.05），其中T2与其余处理差异都达到显著水平（P0.05）。2.2.2 过氧化物酶（POD）活性变化 在遇到逆境或衰老初期，POD在遇到逆境或衰老初期通过清除LOX催化产生的H2O2等过氧化物起到保护效应22。本试验结果表明（表2），在整个烘烤过程中6个处理POD酶活性均表现出下降趋势。其中T1和T4处理酶活性相对较低，但T2和T5处理酶活性始终维持在较高的水平上，72 h时其值分别为135.29、115.78 OD470g-1min-1 FW。T6处理酶活性在烘烤的36 h之前高于T1和T4处理，之后迅速降低，48 h后其酶活性低于其它各处理。烘烤至72 h时，除了T1与T4 、T6差别不显著外，各处理间差异均达到显著水平（P0.05）。2.3 不同变黄温湿度条件对烤后烟叶类胡萝卜素各组分及降解香气成分含量的影响表1 烘烤过程中烟叶LOX活性变化（OD234g-1min-1 FW）Table 1 Changes of LOX activity in tobacco leaves during the flue-curing process处理Treatment烘烤时间 Flue-curing time(h)0122436486072T15.25a5.76ab5.91bc 6.20b 7.08ab 5.26ab 3.83b T24.99b5.35c 6.05abc6.67ab7.26ab 5.58a4.28a T35.12b5.10d 5.58c6.45ab7.60a5.05bc 4.04b T45.03b5.54bc6.21ab 7.02ab6.43abc4.87bcd3.49c T55.03b5.81a 6.36ab 7.24ab5.88bc 4.36d3.25d T65.07b5.71ab6.52a7.51a 5.31c4.64cd 3.29cd同列不同字母表示在0.05 水平上差异显著。下同 The different letter in the same column means significant differences at 5% level. The same as below表2 烘烤过程中烟叶POD活性变化（OD470g-1min-1 FW）Table 2 Changes of POD activity in tobacco leaves during the flue-curing process处理Treatment烘烤时间 Flue-curing time(h)0122436486072T1333.11a262.11c 176.12d128.00e90.89c69.62d47.98deT2318.15a300.74b 292.89a267.04a208.66a184.99a135.29aT3328.13a323.24a 242.75b208.79c142.66b117.49c80.13cT4321.19a245.15d 122.75e102.82f67.84d50.69e37.91dT5332.13a 299.89b 257.68b230.42b200.97a168.06b115.78bT6322.12a 313.13ab206.10c184.97d65.20d42.66e30.97e类胡萝卜素是最重要的萜烯类化合物之一，在烟叶香味成分中很多化合物是类胡萝卜素的降解产物，其中不少化合物是烟草中关键的致香成分。由表3可知，不同变黄温湿度处理烤后烟叶-胡萝卜素含量差异较大，T2处理-胡萝卜素含量最低，为56.06 gg-1，仅为T5处理的1/2，其次为T1处理。在低温变黄条件下，随着相对湿度的提高，烤后烟叶叶黄质含量增加。其中，T1处理含量最低，为11.90 gg-1。在高温变黄条件下，不同湿度处理烤后烟叶叶黄质含量差异不大。和高温变黄处理相比，低温变黄处理烤后烟叶新黄质含量较低，其含量平均为1.92 gg-1，高温变黄条件下其含量平均为3.43 gg-1。其中，T1处理烤后烟叶中新黄质含量最低，仅为0.69 gg-1。不同变黄温湿度处理下，烤后烟叶中紫黄质含量和新黄质含量变化规律相似，低温变黄处理紫黄质含量平均为1.09 gg-1，高温变黄处理其含量平均为1.85 gg-1。其中，T1处理烤后烟叶新黄质含量最低，仅为0.46 gg-1。由表3可知，在类胡萝卜素降解香气成分中，6-甲基-5-庚烯-2-酮、-大马酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、法呢基丙酮以T2处理含量最高，其次为T1处理。但香叶基丙酮略有不同，以T1处理含量最高，其次为T2处理。巨豆三烯酮1以T5处理最高，但各处理间差别不大。芳樟醇以T4处理和T3处理香气成分含量较高，氧化异佛尔酮以T5处理和T3处理香气成分含量相对较高，T6处理最低。在类胡萝卜素降解香气成分中，-大马酮含量最高，其中T1、T2处理所占的百分含量分别为43.45%、43.34%。其次为法呢基丙酮，T1、T2处理所占的百分含量分别为21.90%、21.83%。烤后烟叶类胡萝卜素及降解产物含量在低温中湿变黄和低温低湿变黄处理下较为理想，其中T2、T1类胡萝卜素含量分别为76.31 gg-1、106.96 gg-1，降解香气物质含量分别为87.56 gg-1和81.12 gg-1。因而，T1、T2处理烟叶类胡萝卜素降解相对较为充分，香气成分物质含量较高。相关分析表明，烤后烟叶各处理类胡萝卜素含量与其降解的香气成分物质呈显著负相关，相关系数为-0.890*；烤后烟叶各处理只有-胡萝卜素含量与类胡萝卜素降解的香气成分呈显著负相关，相关系数为-0.817*，这表明-胡萝卜素降解程度与香气成分含量的关系最为密切。表3 不同处理烤后烟叶类胡萝卜素各组分及降解香气成分含量（gg-1）Table 3 The contents of carotenoids components and aroma components degraded by carotenoids of flue-cured tobacco leaves in different treatments 成分 ComponentsT1T2T3T4T5T6-胡萝卜素 -carotene93.902956.060499.4738100.9734111.020595.4726叶黄质 Xanthophyl11.904616.338018.486917.409616.887416.6950新黄质 Neoxanthin0.68802.52582.54843.73833.91242.6520紫黄质 Violaxanthin0.46111.38421.41882.02652.12611.4012类胡萝卜素(（总计)）The total content of composition of carotenoids106.956676.30844121.9279124.1478133.9464116.22086-甲基-5-庚烯-2-酮 6-Methyl-5-hepten-2-one0.48170.59820.43930.43330.29660.3182芳樟醇 Linalool1.16801.20991.55661.64131.35521.1385氧化异佛尔酮(（3,5,5-三甲基环己烯-1,4-二酮)）3,5,5-Trimethylcyclohexene-1,4-dione0.10270.14560.15620.15100.15680.0000-大马酮 -damascenone35.243637.949125.609531.675227.131227.8026香叶基丙酮 Geranyl acetone2.74542.26131.36121.85041.41161.8220二氢猕猴桃内酯 Dihydroactinidiolide5.62346.04654.44035.07693.39034.8216巨豆三烯酮1 Megastigmatrienone 0.52490.62540.47760.51600.77720.5342巨豆三烯酮2 Megastigmatrienone 9.553010.73528.24847.39048.57188.1058巨豆三烯酮4 Megastigmatrienone 7.90848.87437.59926.48328.32508.2250法呢基丙酮 Farnesylacetone17.768119.11798.12978.48847.81707.4270类胡萝卜素香气成分（总计）(总计)The total content of aroma components degraded by carotenoid81.119287.563458.018063.706159.232760.19493 讨论类胡萝卜素是烟叶重要的香气前体物，降解时因键断裂位置不同，形成不同的香气成分。烘烤中变 黄期类胡萝卜素降解和转化的程度对烟叶品质影响很大7。本试验结果表明，T1、T2处理-胡萝卜素在烘烤中变黄期降解幅度相对较大，并且其含量随湿度升高而增加，高温各处理降解幅度相对较小，湿度条件对其影响不明显；变黄后期在相同温度条件下各处理叶黄素含量随湿度升高而增加，在相同湿度条件下 低温处理叶黄素含量相对较低，即T1、T2处理有 助于类胡萝卜素的充分降解，这与前人的研究略有不同11-12。高温高湿变黄烟叶内含物质转化快，但因其温度上升速度过快，湿度过大，烟叶的生化转化过程被过早抑制，不利于类胡萝卜素的充分降解。由表3可知，T1、T2处理烤后烟叶类胡萝卜素含量较低，尤其是T2处理明显低于其它处理。因此，T1、T2处理有助于烟叶香气成分的形成和积累7。这在最终烤后烟叶总类胡萝卜素降解香气成分含量变化中也得到证实：T2和T1处理类胡萝卜素降解香气成分含量分别为87.56 gg-1和81.12 gg-1，明显高于其它处理。烟叶香型风格是由多种香气成分的组成、含量、比例及其相互作用所决定的2,14。本试验结果表明，低温处理-胡萝卜素与叶黄素的比例和烤前比均有所升高，而高温处理（除T4处理外）则与之相反；不同处理叶黄质在叶黄素中的比例与烤前比均升高，而新黄质和紫黄质则与之相反。变黄期低温中低湿条件下T1、T2处理类胡萝卜素各组分降解较为充分，含量较低；高温高湿条件下类胡萝卜素各组分含量较高。烤后烟叶类胡萝卜素在低温中湿条件下（T2处理） 降解最为充分，为76.31 gg-1，其次为T1处理，为106.96 gg-1。不同烘烤处理使类胡萝卜素各组分含 量及其比例发生了明显变化，这与烘烤中各处理酶活性变化及温湿度环境条件的差异是分不开的。而且，这也是引起不同处理烟叶香气成分变化不同的原因之一7。类胡萝卜素的充分降解和相关香气成分的增加，主要是归功于LOX、POD的氧化及降解11,16。LOX活性与自由基含量呈密切正相关11。POD是植物组织内分解H2O2的重要标志性酶，参与类胡萝卜素的降解和酚类物质的氧化。LOX和POD是以协同拮抗的相互作用存在烟叶内部的，这可能是烘烤中烟叶类胡萝卜素降解的生理基础。生物膜在植物生理生化过程中扮演重要的角色。LOX和POD通过维持活性氧代谢平衡，避免过多的自由基产生，从而减少自由基对膜的破坏和伤害，能够防御细胞膜损伤和酚类物质过度氧化发生褐变反应8。烘烤中各处理LOX活性在变黄前期相同温度处理下随湿度升高而增大，但后期T1、T2处理酶活性相对较高；变黄期各处理POD活性均表现为下降趋势，并且以T2处理的酶活性相对较高。变黄期2460 h各处理 LOX活性较高，这可能是烟叶受到温湿度等逆境胁迫，使LOX被激活并自我活化及表达的结果23。但变黄后期T3、T6处理LOX活性均较低，这可能是因为LOX通过氧化多聚不饱和脂肪酸来破坏细胞膜的完整性及改变膜的通透性，加剧膜脂过氧化作用，脂质过氧化物积累过多，细胞膜被破坏，烟叶水分丧失过多，酶底物减少，从而造成LOX活性在变黄后期的高温脱水阶段受到了不可逆的抑制11,24。因而，高温高湿不利于变黄后期酶活性的表达，不利于类胡萝卜素降解产物的增加及烟叶品质的提 高25-26；低温能够延长酶活性的表达时间，中、低湿条件能够限制其反应的速度和峰值。在低温配合相对较低的湿度条件下烘烤，LOX、POD活性较高，类胡萝卜素降解较为充分，香气成分含量较高（表3），这与王松峰等27的研究结果基本一致。在整个变黄期LOX催化产生的过氧化物与POD清除过氧化物的效应间存在着一种有效的动态平衡，这有利于维持烟叶细胞生理生化反应的正常进行，保证类胡萝卜素物质的充分降解转化，进而提高烟叶的香气成分含量和品质。因此，在T1、T2处理条件下，尤其是在T2处理条件下，为烟叶提供了相对适宜的生理生化反应环境，使LOX、POD保持较高的酶活性，并在变黄期3648 h适当延长相对较长的时间，避免产生过多的脂质过氧化物，使POD的保护系统与LOX氧化破坏系统达到一种此消彼长的动态平衡，对充分降解类胡萝卜素和改善烟叶香气成分是有利的。相关分析表明，POD活性动态变化与类胡萝卜素各组分含量变化均具有高度一致性，各处理间相关性均达到显著性水平（P0.05），但其具体作用机理还有待进一步研究。通过试验发现，类胡萝卜素物质的降解可能还与烟叶其它酶的作用及各种成分的转化机制有关。另外，各处理对烟叶外观质量、单叶重、吸食品质等重要指标的影响，有待进一步研究。4 结论烘烤中变黄期类胡萝卜素含量总体趋势是降低的。其中，变黄期-胡萝卜素含量在低温低湿（T1）、低温中湿（T2）处理条件下降解较为充分，而叶黄质、新黄质、紫黄质含量在低温条件下相对较低，并且随湿度增加而增加。烤后烟叶T1、T2处理类胡萝卜素降解较为充分，尤其是T2处理含量最低，为76.31 gg-1。而且，T1、T2处理类胡萝卜素降解的香气成分含量较高，分别为81.12 gg-1和87.56 gg-1。这与不同处理酶活性的变化差异是分不开的。变黄前期LOX在相同温度下随湿度增加酶活性升高，后期中、低湿处理酶活性较高，POD在变黄期以T2处理酶活性最高。不同处理类胡萝卜素各组分比例和含量发生了明显变化，这是引起不同处理烟叶香气成分变化的原因之一。因此，在T1、T2处理条件下，使LOX、POD保持较高的酶活性，使LOX与POD的协同拮抗作用达到一种动态平衡，避免产生过多的脂质过氧化物，并在变黄期3648 h适当延长相对较长时间，对充分降解类胡萝卜素和改善烟叶香气成分是有利的。References1徐秀红, 孙福山, 王 永, 赵 兵, 刘建永, 邓启强, 丁志勇. 我国密集烤房研究应用现状及发展方向探讨. 中国烟草科学, 2008, 29(4): 54-56, 61.Xu X H, Sun F S, Wang Y, Zhao B, Liu J Y, Deng Q Q, Ding Z Y. 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