赵云飞１，陈振国1，兰明蓉1，孙敬国１，李 琳２，闫铁军２
（１．湖北省烟草科学研究院，武汉 ４３００３０；２．湖北中烟工业有限责任公司，武汉 ４３００４０）
摘要：以六大烤烟产区（云南、湖北、东北、四川、贵州和福建）的烟叶为试验材料，研究醇化过程中烤烟α－淀粉酶活性的变化。结果表明，醇化过程中烤烟α－淀粉酶活性随时间的延长先上升后下降，且在醇化１５个月时其活性达到最大；相关分析显示，α－淀粉酶活性与烤烟感官质量呈极显著正相关；α－淀粉酶活性与醇化时间的回归模型为■＝-０．０１７ ｘ２＋０．５２ ｘ＋１．７７，方程检验极显著。通过检测α－淀粉酶活性，利用回归模型预测烤烟的感官质量，从而为烟叶工业利用提供指导。
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关键词 ：烤烟；醇化时间；α－淀粉酶活性；不同产区
中图分类号：Ｓ５７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：０４３９－８１１４（２０１５）０5－1111－０3
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.05.021
收稿日期：２０１４－０６－３０
作者简介：赵云飞（１９７０－），男，湖北洪湖人，工程师，硕士，主要从事烟叶化学分析工作，（电话）０２７－８０６３６０７３（电子信箱）ｚｈｙｆ１９６９＠１２６．ｃｏｍ；
通信作者，孙敬国，农艺师，博士，主要从事烟草栽培及营养研究，（电子信箱）ｓｕｎｊｇ５９６＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ。
烤烟是中国重要的烟草品种，复烤而未经醇化的烟叶具有生青气和地方性杂气，吸味粗糙，刺激性大，不能用于卷烟的生产［１］。
烟叶醇化是卷烟工艺的初加工工序，通过醇化可以逐步提高香气以及其他有利于烤烟品质物质的合成，因此醇化是卷烟工业提高烟叶品质的重要环节［２－４］。淀粉是烟草中一类重要的碳水化合物，对烟叶的燃烧、吃味、香气都有重要影响，而且影响烟叶的色泽［５］。α－淀粉酶（Ａｍｙｌａｓｅ）是影响烟叶醇化时间的一种重要酶，可水解α－淀粉 ［６］，通过醇化，烟叶淀粉含量下降，降低了淀粉对烟叶内在质量的不利影响［７，８］。
国外优质烤烟淀粉含量一般为１％～３％，中国烤烟中淀粉含量为４％～６％［９］。近年来有关淀粉对烤烟制品品质的影响有过大量研究，对影响淀粉降解的各种酶类的活性规律和作用也有不少研究［１０－１６］。但关于α－淀粉酶活性与烤烟感官质量的相关研究较少。为此，以六大烤烟产区（云南、湖北、东北、四川、贵州和福建）的烟叶为试验材料，研究醇化过程中烤烟α－淀粉酶活性的变化，以期为制定烤烟合理的醇化时间提供参考。
１ 材料与方法
１．１ 材料
试验烤烟品种：Ｋ３２６，等级Ｃ３Ｆ，产区分别为福建、云南、四川、贵州、东北、湖北。
１．２ 取样
烤烟烟叶采收后，在普通烤房内进行三段式烟叶调制，即变黄阶段、定色阶段和干筋阶段。烟叶调制后，为了杀除病虫害和控制烟叶水分，对调制后的烟叶进行复烤，复烤温度６５～７０ ℃，复烤时间１５ ｍｉｎ左右。最后把烟叶（水分控制在１２％～１４％）打包装箱， 装箱密度２００ ｋｇ／箱，并存放于湖北中烟工业有限责任公司烟叶仓库。
以烟叶存放于仓库开始为起始醇化时间，存放６个月第一次取样，随后每３个月取样一次，取样６次，最后一次取样时间为２０１３年１０月。每次取样２ ｋｇ，然后分成３份，一份用于感官评吸，一份用于α－淀粉酶的测定，一份留样。用于α－淀粉酶测定的样品在３５ ℃下烘干后，随即用植物粉碎机粉碎，过６０目筛，用塑料袋密封置于冰箱中保存待测。
１．３ 测定方法
α－淀粉酶活性测定参照朱广廉［１７］、李合生［１８］的方法。取烟叶粉末０．３ ｇ，加入１０ ｍＬ ４０ ℃的温水，在４０ ℃水浴中提取１ ｈ，保温结束后过滤到２５ ｍＬ的容量瓶中，用４０ ℃的温水淋洗滤渣，冷却后定容至刻度；然后在７０ ℃水浴中保温１５ ｍｉｎ，以钝化β－淀粉酶，获得α－淀粉酶粗酶液，酶液在４ ℃下保存备用。取上述酶液１ ｍＬ，加入２ ｍＬ的１％ （Ｗ／Ｖ） 淀粉溶液和１ ｍＬ ３，５－二硝基水杨酸，在９０ ℃下保持１０ ｍｉｎ，终止反应；然后加入６ ｍＬ去离子水，在分光光度计上于５２０ ｎｍ比色。
参照ＹＣ／Ｔ １３８-１９９８［１９］进行烟叶感官评吸鉴定。感官质量指标包括香气质、香气量、杂气、刺激性、余味、燃烧性和灰色，其满分分值依次为１８、１６、１６、２０、２２、４、４分。
２ 结果与分析
２．１ α－淀粉酶活性与烟叶感官质量变化规律
从图１可以看出，在烤烟醇化期间，α－淀粉酶活性表现为先上升后下降，在醇化１５个月时活性达到最大；醇化起始阶段和醇化２１个月后α－淀粉酶活性相差不大；六产区烤烟α－淀粉酶的活性从大到小为云南、湖北、东北、福建、四川、贵州。
烤烟感官质量能够反映烟叶燃烧所产生烟气的特征，主要依靠评烟师的抽吸对烤烟进行评分来鉴定。从图２可以看出，在醇化期间烤烟的感官质量总体持续上升，醇化１５个月后，烤烟的感官质量逐渐趋于平稳；不同产区的烟叶表现不一，其中云南烟叶的感官质量最高，东北的最低。
２．２ α－淀粉酶活性与烤烟感官质量统计学分析
α－淀粉酶活性与烤烟感官质量统计结果见表１。由表１可知，α－淀粉酶活性最小值为０．１７ ｍｇ／（ｇ·ｍｉｎ），最大值为４．８８ ｍｇ／（ｇ·ｍｉｎ），标准差为１．０９ ｍｇ／（ｇ·ｍｉｎ）；感官质量评分最小值为８１．５６分，最大值为８８．５８分，平均值为８６．０２分，表明在醇化过程中烤烟内部发生了很多物理化学变化，感官质量得以提升。
２．２．１ α－淀粉酶活性与烤烟感官质量相关性分析
进行了烤烟感官质量与α－淀粉酶活性的相关性分析，结果表明，烤烟感官质量与α－淀粉酶活性呈正相关，相关系数为０．６９３ ７；即α－淀粉淀粉酶活性越大，烤烟感官质量越高。
根据α－淀粉酶活性的变化规律（图１），假设α－淀粉酶活性随时间变化的数学模型为ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ（ｙ为α－淀粉酶的活性，ｘ为烤烟醇化时间，ａ、ｂ、ｃ为常数）。采用ＳＡＳ ８．０软件进行数据处理，得到α－淀粉酶活性与烤烟醇化时间变化的数学模型为
-０．０１７ ｘ２＋０．５２ ｘ＋１．７７。采用ＳＡＳ ８．０软件对方程进行检验，检验结果（表２）显示该方程具有统计学意义，该回归方程的拟合效果达到极显著水平。
２．２．２ 数据模型的分析 通过拟合模型分析，α－淀粉酶活性与烤烟醇化时间呈二次变化曲线，即α－淀粉酶活性随醇化时间延长，表现为先上升后下降；由回归方程分析可知，在醇化１５个月时，α－淀粉酶活性达到最大，随后随时间延长而下降，并在醇化到２３个月后α－淀粉酶彻底失去活性。
在对数据模型的检验中，选取了不同产区的烤烟样品进行拟合，均表现为α－淀粉酶活性与烤烟醇化时间的二次相关关系，并显示在１５个月时达到最高水平，在２３个月后α－淀粉酶失去活性。该模型可以反映α－淀粉酶在烤烟醇化过程中的变化趋势以及α－淀粉酶达到最高酶活的时间。
３ 小结与讨论
试验结果表明，烤烟α－淀粉酶活性在醇化过程中随时间的延长先上升后下降，在醇化１５个月时达到最大。淀粉的降解很大程度上是在α－淀粉酶的作用下进行的，所以α－淀粉酶活性的高低以及在醇化过程中的变化规律关系着淀粉在烟叶中的积累情况。Ｗｅｅｋs［20］的研究表明，烤后烟叶残留的淀粉是对烟叶色、香、味不利的化合物，严重影响烟叶的外观和内在质量。还有研究［２１，２２］表明，由淀粉降解而积累的还原糖有利于烟叶品质的改善，在抽吸时，还原糖裂解产生的酸性产物可以平衡由烟碱和含氮化合物产生的碱性物质；同时，由糖和氨基酸反应生成的阿马杜里化合物以及糖的衍生物诸如糖苷、蔗糖苷等对烟叶的香吃味质量会产生重要影响。
α－淀粉酶活性不仅与温度、ｐＨ等有直接关系，而且与烟叶本身内在的物质有很大关系，烟叶内在物质又与烟叶的产区相关。尽管一些共有物质含量表现相当，但各产区在地理条件和气候方面有很大差别，这使得烟叶品质的判断不仅要依靠特征物质进行分析，而且要对未被关注的物质进行研究。目前国内外对醇化烟叶α－淀粉酶含量变化的研究相对较少，该研究从不同醇化时间α－淀粉酶活性的变化来拟合曲线，并应用于指导烤烟醇化进程。
烤烟醇化过程中α－淀粉酶活性随醇化时间的延长先上升后下降，不同产区的烟叶α－淀粉酶活性有所差异，但其变化规律一致。烤烟感官质量随醇化时间延长逐渐升高，且与α－淀粉酶活性呈极显著正相关；通过数学统计得到α－淀粉酶与醇化时间的回归模型为
，通过该模型可以对烤烟的醇化时间以及α－淀粉酶活性进行预测以及判断。
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参考文献：
［１］ ＺＨＡＯ Ｍ， ＷＡＮＧ Ｂ， ＬＩ Ｆ， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｏｎ ａｇｉｎｇ ｆｌｕｅ－ｃｕｒｅｄ ｔｏｂａｃｃｏ ｌｅａｖｅｓ ｂｙ １６Ｓ ｒＤＮＡ ＰＣＲ－ＤＧＧＥ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］． Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ， ２００７， ７３（６）：１４３５－１４４０．
［２］ ＦＵＪＩＭＯＲＩ Ｔ， ＫＡＳＵＧＡ Ｒ， ＫＡＮＥＫＯ Ｈ． Ｎｅｕｔｒａｌ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｂｕｒｌｅｙ ｔｏｂａｃｃｏ［Ｊ］． Ａｇｒｉｃ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ， １９７８，４０：３０５－３１５．
［３］ ＷＨＩＴＦＩＥＬＤ Ｄ． Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｓ ａｎｄ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｏｆ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ ｄｕｒｉｎｇ ｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ［Ｊ］． Ｐｈｙｔｏ Cｈｅｍ， １９７４， ２０（１３）：７７－８３．
［４］ ＳＵＧＧＳ Ｃ Ｗ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｒｉｐｅｎｅｓｓ ａｔ ｈａｒｖｅｓｔ ｏｎ ｙｉｅｌｄ， ｖａｌｕｅ， ｌｅａｆ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ｃｕｒｉｎｇ ｂｕｒｎ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ［Ｊ］． Ｔｏｂ Ｓｃｉ， １９８６， ３０：１５２－１５８．
［５］ 吴玉萍，邵 岩，赵立红，等． 高氯酸萃取——连续流动法测定烟草中的淀粉含量［Ｊ］．光谱实验室，２００６，２３（３）：４８８－４９２．
［６］ ＧＯＩＮＳ Ｇ Ｄ． Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃｕｒｅｄ ｌｅａｖｅｓ［Ｊ］． Ｔｏｂ Ｓｃｉ， １９９６， ４０： １０－１８．
［７］ 朱 忠，冼可发，杨 军．烟叶成熟度与其化学成分的相关性研究进展［Ｊ］．烟草科技，２００２（８）：３３－３５．
［８］ 张槐苓，葛翠英，穆怀静，等．烟草分析与检测［Ｍ］．郑州：河南科学技术出版社，１９９４．
［９］ 熊福生，高煜珠，詹勇昌，等．植物叶片蔗糖、淀粉积累与其降解酶活性关系研究［Ｊ］．作物学报，１９９４，２０（１）：５２－５８．
［１０］ 史宏志，韩锦峰，赵 鹏．不同氮量与氮源下烤烟淀粉酶和转化酶活性动态变化［Ｊ］．中国烟草科学，１９９９（３）：５－８．
［１１］ 冉邦定，刘敬业，李天福，等．烤烟Ｋ３２６成熟期五种酶动态的研究［Ｊ］．中国烟草学报，１９９３，１（４）：１３－１９．
［１２］ 邓云龙，孔光辉，武锦坤，等．氮素营养对烤烟叶片淀粉积累及ＳＰＳ、淀粉酶活性的影响［Ｊ］．烟草科技，２００１（１１）：３４－３７．
［１３］ 蔡宪杰，王信民，君启生，等．采收成熟度对烤烟淀粉含量影响的初步研究［Ｊ］．烟草科技，２００５（２）：３８－４０．
［１４］ 宫长荣，袁红涛，周义和，等．烟叶在烘烤过程中淀粉降解与淀粉酶活性的研究［Ｊ］．中国烟草科学，２００１（２）：９－１１．
［１５］ 王 行，凌寿军，宋守晔，等．烘烤过程中温湿度与烟叶淀粉含量及淀粉酶活性变化的关系［Ｊ］．烟草科技，２００４（１１）：３３－３５．
［１６］ 宫长荣，袁红涛，陈江华．烤烟烘烤过程中烟叶淀粉酶活性变化及色素降解规律的研究［Ｊ］．中国烟草学报，２００２，８（２）：１６－１９．
［１７］ 朱广廉．植物生理学实验［Ｍ］．北京：北京大学出版社，１９９０．
［１８］ 李合生．现代植物生理学学习指南［Ｍ］． 北京：高等教育出版社，２００７．
［１９］ ＹＣ／Ｔ １３８－１９９８，烟草及烟草制品感官评价方法［Ｓ］．
［２０］ ＷＥＥＫＳ Ｗ Ｗ． Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｆｌａｖｏｒ ａｎｄ ａｒｏｍａ［Ｊ］． Ｒｅｃ Ａｄｖ Ｔｏｂ Ｓｃｉ， １９８５（１１）：１７５－２００．
［２１］ ＳＥＶＥＲＳＯＮ Ｒ Ｆ． Ｃｕｂｉｃｕｌａ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｏｌｅ ｉｎ ｉｎｓｅｃｔ ａｎｄ ｄｉｓｅａｓｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｓｍｏｋｅ ｑｕａｌｉｔｙ［Ｊ］． Ｒｅｃ Ａｄｖ Ｔｏｂ Ｓｃｉ， １９８５（１１）：１０５－１７４．
［２２］ ＬＥＦＦＩＮＧＷＥＬＬ Ｊ Ｃ， ＬＥＦＦＩＮＧＷＥＬＬ Ｄ． Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｓｅｎｓｏｒｙ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｆｌａｖｏｕｒ［Ｊ］． Ｒｅｃ Ａｄｖ Ｔｏｂ Ｓｃｉ，１９９８（１４）：１６９－２１８．
（责任编辑 王晓芳）