作物杂志,2023, 第1期: 76–83 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.01.011

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

变色期晾制温度对雪茄烟叶氮素转化机理的影响

金明珂1(), 陈泳纬1, 吴永兵1, 阳苇丽2, 何正川2, 赵铭钦1()   

  1. 1河南农业大学烟草学院/国家烟草栽培生理生化研究基地,450002,河南郑州
    2四川省烟草公司达州市公司,635000,四川达州
  • 收稿日期:2021-11-02 修回日期:2022-05-16 出版日期:2023-02-15 发布日期:2023-02-22
  • 通讯作者: 赵铭钦,主要从事烟草化学与雪茄烟开发研究,E-mail:zhaomingqin@126.com
  • 作者简介:金明珂,主要从事烟草栽培与调制研究,E-mail:ming950820@163.com
  • 基金资助:
    中国烟草总公司四川省公司重点科技攻关项目(SCYC201913);“达州优质雪茄烟叶规模化开发”(SCYC202127)

Effects of Drying Temperature on Nitrogen Transformation Mechanism of Cigar Tobacco during Discoloration Period

Jin Mingke1(), Chen Yongwei1, Wu Yongbing1, Yang Weili2, He Zhengchuan2, Zhao Mingqin1()   

  1. 1College of Tobacco Science, Henan Agricultural University/National Tobacco Physiological and Biochemical Research Center, Zhengzhou 450002, Henan, China
    2Dazhou Tobacco Company of Sichuan Province, Dazhou 635000, Sichuan, China
  • Received:2021-11-02 Revised:2022-05-16 Online:2023-02-15 Published:2023-02-22

摘要:

为探究变色期不同晾制温度对雪茄烟叶氮素转化机制的影响,以川雪1号为试验材料,设置4个温度处理(23℃、25℃、27℃和29℃),测定分析不同处理下的烟叶主要含氮化合物含量及相关酶活性。结果表明,随着变色期晾制温度的增加,烟叶内部硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性呈先升后降的趋势,23℃与29℃温度处理的烟叶酶活性显著降低。随着变色期晾制温度的增加,各处理的硝酸盐和亚硝酸盐含量呈先降后升的趋势,氨和总挥发碱含量显著降低,蛋白质含量显著升高,其中温度为27℃处理的烟叶内NH4+-N和氨基酸含量显著升高,亚硝酸盐含量显著降低。烟叶内氨转化产物的相关性分析表明,各处理烟叶中的氨与总挥发碱、总氮和蛋白质含量整体呈显著负相关,与NH4+-N和氨基酸含量相关性不显著。当变色期温度控制在27℃时,烟叶内化学成分较协调,烟叶物理特性和感官质量最好,25℃处理次之。综上所述,变色期适宜的晾制温度条件有利于雪茄烟叶品质的提高。

关键词: 雪茄烟叶, 晾制温度, 变色期, 氨, 氮转化

Abstract:

In order to explore the effects of drying temperature conditions on the nitrogen transformation mechanism of cigar tobacco leaves during discoloration period, taking Chuanxue No.1 as the test material, four temperature treatments(23°C, 25°C, 27°C and 29°C)were set, and the contents of main nitrogen compounds and the activities of key enzymes for nitrogen conversion in tobacco leaves were determined and analyzed. The results showed that, the activities of nitrate reductase and nitrite reductase in tobacco leaves increased first and then decreased with the increase of drying temperature during discoloration period. The enzyme activities of tobacco leaves treated at 23°C and 29°C were significantly decreased. With the increase of the drying temperature, the contents of nitrate and nitrite in each treatment showed a trend of first decreasing and then increasing, the contents of ammonia and total volatile alkali decreased significantly, and the protein content increased significantly, the contents of NH4+-N and amino acids in tobacco leaves treated at 27°C were significantly increased, and the content of nitrite was significantly decreased. The correlation analysis of ammonia conversion products in tobacco leaves showed that the ammonia content of each treatment had a significant negative correlation with total volatile alkali, total nitrogen and protein while having no significant correlation with NH4+-N and amino acid content. When the temperature in discoloration period was controlled at 27°C, the chemical components in tobacco leaves were more coordinated, and the physical properties and sensory quality of tobacco leaves were the best, and the treatment with 25°C took the second place. To sum up, suitable drying temperature conditions during discoloration period are beneficial to improve the quality of cigar tobacco leaves.

Key words: Cigar tobacco leaves, Drying temperature, Discoloration period, Ammonia, Nitrogen conversion

表1

变色期不同晾制温度条件下烟叶含水率的变化

处理
Treatment
鲜烟叶
Fresh tobacco leaf
凋萎期
Withering period
变色期
Discoloration period
干筋期
Dry gluten period
0d 3d 6d 9d 12d 15d 18d 23d
C1 89.03±0.84a 83.38±2.03a 81.19±1.21a 73.73±1.37a 62.36±0.93a 51.39±0.07a 41.89±5.50a 26.63±2.95a
C2 88.75±0.99a 82.88±1.63a 79.36±1.50ab 65.83±2.47b 53.55±2.42b 41.93±1.60b 35.78±1.15b 23.37±2.16a
C3 88.87±1.06a 82.57±0.75a 73.73±0.70bc 56.67±0.98c 44.92±0.41c 33.65±2.54c 27.78±1.32c 18.70±0.85b
C4 88.85±1.03a 83.13±1.77a 69.66±4.11c 51.83±1.10d 39.13±1.37d 28.81±0.38d 21.77±1.58d 15.09±0.32c

图1

变色期不同晾制温度条件下烟叶主要含氮化合物的含量变化 不同小写字母表示在P < 0.05水平上差异显著,下同

图2

变色期不同晾制温度条件下NR和NiR的活性

表2

变色期不同晾制温度条件下氮转化酶与主要含氮化合物之间的相关性


Enzyme
处理
Treatment
硝酸盐
Nitrate
亚硝酸盐
Nitrite

Ammonia
NH4+-N 总挥发碱
Total volatile alkali
总氮
Total nitrogen
蛋白质
Protein
氨基酸
Amino acid
NR C1 -0.739* -0.884** -0.867** -0.569 0.947** 0.925** 0.982** -0.541
C2 -0.704 -0.878** -0.903** -0.497 0.989** 0.959** 0.964** -0.529
C3 -0.696 -0.866** -0.861** -0.587 0.987** 0.981** 0.970** -0.591
C4 -0.769* -0.894** -0.757* -0.562 0.970** 0.949** 0.976** -0.607
NiR C1 0.762* 0.789* 0.202 0.962** -0.333 -0.260 -0.622 0.931**
C2 0.638 0.801* 0.191 0.968** -0.443 -0.363 -0.663 0.945**
C3 0.775* 0.819* 0.174 0.963** -0.525 -0.488 -0.701 0.933**
C4 0.822* 0.798* 0.080 0.942** -0.501 -0.547 -0.694 0.931**

表3

变色期不同晾制温度条件下烟叶含水率与主要含氮化合物之间的相关性

指标
Index
处理
Treatment
硝酸盐
Nitrate
亚硝酸盐
Nitrite

Ammonia
NH4+-N 总挥发碱
Total volatile alkali
总氮
Total nitrogen
蛋白质
Protein
氨基酸
Amino acid
含水率
Moisture content
C1 -0.608 -0.721* -0.991** -0.187 0.974** 0.974** 0.825* -0.223
C2 -0.724* -0.809* -0.977** -0.328 0.980** 0.966** 0.887** -0.380
C3 -0.725* -0.841** -0.945** -0.466 0.986** 0.996** 0.913** -0.506
C4 -0.763* -0.874** -0.913** -0.381 0.988** 0.989** 0.917** -0.490

表4

变色期不同晾制温度条件下氨转化产物之间的相关性

指标
Index
处理
Treatment
NH4+-N 总挥发碱
Total volatile alkali
总氮
Total nitrogen
蛋白质
Protein
氨基酸
Amino acid

Ammonia
C1 0.185 -0.970** -0.963** -0.827* 0.221
C2 0.147 -0.942** -0.945** -0.799* 0.211
C3 0.181 -0.901** -0.930** -0.744* 0.245
C4 0.005 -0.862** -0.868** -0.685 0.147

表5

变色期不同晾制温度条件下烟叶物理特性比较

处理
Treatment
叶质重
Leaf weight (g/m2)
叶厚
Leaf thickness (μm)
拉力
Pull (N)
含梗率
Stem ratio (%)
平衡含水率
Equilibrium moisture content (%)
C1 22.63c 42.37c 1.27c 20.87a 23.53a
C2 24.26b 47.14b 1.41b 18.34b 22.46b
C3 25.72a 51.96a 1.58a 15.66c 18.13c
C4 22.31c 41.29d 1.12d 15.13c 14.73d

表6

变色期不同晾制温度条件下烟叶感官质量比较

处理
Treatment
香气质(9.0)
Quality of aroma
香气量(9.0)
Volume of aroma
浓度(9.0)
Concentration
劲头(9.0)
Strength
刺激性(9.0)
Irritating
杂气(9.0)
Offensive taste
余味(9.0)
Aftertaste
灰色(9.0)
Ash
燃烧性(9.0)
Combustibility
总分(81.0)
Total score
C1 5.7 5.4 5.3 5.5 5.9 6.0 5.2 5.1 5.2 49.3
C2 6.0 6.1 5.9 5.7 5.7 5.8 5.7 5.5 5.5 51.9
C3 6.2 6.4 6.1 5.9 5.5 5.6 6.0 5.7 5.8 53.2
C4 5.9 5.9 5.8 5.2 5.4 5.5 5.5 5.5 5.7 50.4
[1] 张倩颖, 罗诚, 李东亮, 等. 雪茄烟叶调制及发酵技术研究进展. 中国烟草学报, 2020, 26(4):1-6.
[2] 冯雨晴, 杨惠娟, 史宏志. 烟株发育过程中硝酸盐积累与调控的研究进展. 中国烟草学报, 2019, 25(2):109-120.
[3] 贾保顺, 孙祖正, 张锦中, 等. 烤烟成熟期氮代谢及其关键酶活性和相关基因表达分析. 河南农业大学学报, 2020, 54(4):559-565.
[4] 于宏晓, 赵砚棠, 徐海涛, 等. 主流烟气中的氨与烟叶中的氨、亚硝酸根、硝酸根的相关性. 烟草科技, 2012(3):60-63.
[5] 赵砚棠, 于宏晓, 陈建军, 等. 主流烟气氨释放量与烟叶中蛋白质和氨基酸含量相关性研究. 中国烟草学报, 2014, 20(3):23-29.
[6] 闫克玉, 周献礼, 王天奎, 等. 全国五产区烤烟氨含量的测定及其规律性研究. 郑州轻工业学院学报, 2005(2):1-3,10.
[7] 卢绍浩, 张嘉雯, 赵喆, 等. 晾制温度对雪茄烟叶多酚类物质代谢的影响. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2021, 49(3):18-26.
[8] 顾会战. 调制温湿度条件对雪茄外包皮烟叶生理变化与理化特性的影响. 郑州:河南农业大学, 2006.
[9] 范宁波, 张瑞娜, 路晓崇, 等. 雪茄烟叶晾制过程中颜色与水分含量和膜脂过氧化的关系. 中国烟草科学, 2020, 41(6):96-102.
高娅北, 钟秋, 王松峰, 等. 雪茄茄衣晾制过程中烟叶颜色和含水量变化及其相关分析. 中国烟草科学, 2019, 40(2):57-63,72.
[10] 刘博远, 赵松超, 李一凡, 等. 不同成熟度雪茄烟晾制过程碳水化合物及相关酶活性变化规律研究. 中国农业科技导报, 2021, 23(4):192-201.
doi: 10.13304/j.nykjdb.2019.0411
[11] 国家烟草专卖局. 烟草及烟草制品试样的制备和水分的测定―烘箱法:YC/T 31-1996. 北京: 中国标准出版社, 1996.
[12] 戴亚, 方力, 陆登梯, 等. 分光光度法测定烟草中的硝酸盐. 中国烟草科学, 2000(2):33-35.
[13] 王丽丽, 曹建敏, 于卫松, 等. 紫外-可见分光光度法测定烤烟中亚硝酸盐的含量. 烟草科技, 2013(1):64-67,72.
[14] 朱晓兰, 刘百战, 陈良. 用分光光度法测定烟叶中的氨. 烟草科技, 1998(3):19-21.
[15] 刘春奎, 贾琳, 王晓宾, 等. 广东烤烟总挥发碱、总挥发酸和pH的分析. 南方农业学报, 2014, 45(9):1647-1651.
[16] 李亚飞, 常栋, 冯雨晴, 等. 白肋烟烟叶氮同化能力及其对硝酸盐积累的影响. 中国烟草学报, 2019, 25(1):51-57.
[17] 时向东, 张晓娟, 王卫武, 等. 栽培密度对雪茄外包皮烟叶片化学成分和物理特性的影响. 中国烟草学报, 2005, 11(2):40-42.
[18] 宋世旭, 王佩, 周文, 等. 养护醇化时间对雪茄茄芯烟叶品质的影响. 烟草科技, 2018, 51(4):28-34.
[19] 时向东, 顾会战, 汪文杰, 等. 调制过程中温度对雪茄外包皮烟叶碳水化合物动态变化的影响. 河南农业大学学报, 2006, 40(2):133-136.
[20] 刘国顺. 烟草栽培学. 北京: 中国农业出版社, 2003.
[21] 严浩然. 晾制中白肋烟烟叶内蛋白质、氨基酸和氨的浓度变化. 烟草科技, 1981(2):45-51.
[22] 王瑞新. 烟草化学. 北京: 中国农业出版社, 2003.
[23] 李常军, 宫长荣, 周义和, 等. 烤烟烘烤过程中变黄温度对氮素代谢的影响. 中国烟草学报, 2001, 7(2):31-35.
[24] 周健飞, 武云杰, 薛刚, 等. 烟叶成熟期氮代谢酶活性、基因表达与烤烟氮素利用效率的关系. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(3):625-632.
[25] May S K, 顾立江, 程红梅. 植物中硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的作用. 生物技术进展, 2011, 1(3):159-164.
[1] 王琦, 许艳丽, 闫鹏, 董好胜, 张薇, 卢霖, 董志强. 聚天门冬氨酸和壳聚糖复配剂对东北春谷农艺性状、产量及氮素利用的影响[J]. 作物杂志, 2023, (1): 58–67
[2] 唐江华, 杜孝敬, 徐文修, 苏丽丽, 房彦飞, 许潮, 安崇霄. 秸秆全量还田下土壤氮素特征对耕作措施的响应[J]. 作物杂志, 2022, (5): 135–140
[3] 贾国涛, 张俊岭, 魏壮状, 袁岐山, 王宝林, 王晓瑜, 马胜涛, 杨欣玲, 张子颖, 张世英, 贾世伟, 陈洋, 刘惠民. 基于因子分析和聚类分析的烤烟游离氨基酸含量区域特征研究[J]. 作物杂志, 2022, (5): 208–214
[4] 杨奥军, 常巧玲, 王鹏, 王芳, 高妍婷, 周广阔, 宋小佳, 韦恩成. 外源5-ALA对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2022, (3): 194–199
[5] 曹丽茹, 鲁晓民, 王国瑞, 党尊, 邱天, 邱建军, 田云峰, 王振华, 党永富. 叶面喷施炭吸附聚谷氨酸对玉米生长发育的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 158–166
[6] 靳丹, 冯乃杰, 郑殿峰, 王诗雅. 5-氨基乙酰丙酸对绿豆碳代谢及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 147–153
[7] 张思唯, 李金奥, 刘博远, 蒋雨辰, 钟秋, 雷云康, 张明月, 赵铭钦. 打顶方式对雪茄烟烟叶氮素积累及品质的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 184–189
[8] 张嘉雯, 卢绍浩, 赵铭钦, 钟秋, 王俊, 易凯, 向欢. 施氮量对四川雪茄烟叶碳氮代谢及品质的影响[J]. 作物杂志, 2021, (4): 159–165
[9] 李瑞杰, 闫鹏, 王庆燕, 许艳丽, 卢霖, 董志强, 张凤路. 5-氨基乙酰丙酸和乙烯利对东北春玉米功能叶光合生理特性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 135–142
[10] 刘晓丽, 韩利涛, 魏楠, 申飞, 蔡一林. 玉米ZmGS5基因克隆、分子特性分析及对拟南芥的遗传转化[J]. 作物杂志, 2021, (1): 16–25
[11] 潘磊,许杰,杨帅,陈云松,陈连红,马文广. 不同贮藏温度条件下3个烟草品种花粉活力、形态及生理指标变化[J]. 作物杂志, 2020, (2): 112–118
[12] 李瑞杰,唐会会,王庆燕,许艳丽,房孟颖,闫鹏,董志强,张凤路. 5-氨基乙酰丙酸和乙烯利复配剂对东北春玉米光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 125–133
[13] 赵海新. 碱胁迫对水稻叶绿素及叶片脯氨酸和可溶性糖含量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (1): 98–102
[14] 郭明明,樊继伟,王康君,孙中伟,张广旭,陈凤,李强,李筠,章跃树,赵广才. 潮盐土条件下不同小麦品种(系)子粒品质差异分析[J]. 作物杂志, 2019, (6): 134–139
[15] 唐会会,许艳丽,王庆燕,马正波,李光彦,董会,董志强. 叶面喷施5-氨基乙酰丙酸对不同密度春玉米生长特性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (2): 136–141
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!