烟草酶促棕色化反应及调控技术研究进展

由多酚氧化酶(PPO)介导的酶促棕色化反应是烟草调制、醇化过程中普遍存在的问题,严重影响烟叶质量。本文介绍了影响酶促棕色化反应的因素,对农学、物理、化学和生物学等酶促棕色化反应调控技术进行了综述,探讨了各种调控方法的优缺点。     

鲜切甘薯酶促褐变调控的研究

采用不同浓度的D-异抗坏血酸钠和柠檬酸分别处理鲜切甘薯,研究其在10℃贮藏过程中的酶促褐变反应,揭示不同褐变抑制剂对鲜切甘薯酶促褐变的调控机制。结果表明,0.5%～1.5%D-异抗坏血酸钠和低浓度(0.01%～0.03%)柠檬酸均延缓了鲜切甘薯酶促褐变的发生,有效抑制了PPO和POD的活性,降低了总酚含量;但高浓度(≥0.05%)柠檬酸处理反而加速了酶促褐变反应的进行。比较两种褐变抑制剂,D-异抗坏血酸钠抑制效果更好,其最佳浓度为1.0%。     

钼对烤烟烘烤过程中酶促棕色化反应相关指标的影响

采用田间试验,对K326、云烟85、CB-1、红花大金元(红大)4个烤烟品种进行叶面喷施钼肥处理,研究了施钼对上部烟叶烘烤前期抗坏血酸(AsA)含量、多酚氧化酶(PPO)活性和烤后烟叶等级的影响。结果表明:在土壤缺钼(有效钼0.03 mg/kg)条件下,施钼的K326和云烟85品种成熟烟叶AsA含量提高,并且4个品种在烘烤前期(0～72 h内)烟叶AsA含量基本高于对照。施钼处理的K326、红大和CB-1成熟烟叶体内PPO活性明显降低,4个品种在烘烤前期(特别是48 h内)PPO活性基本低于对照;施钼的烤后上中等烟叶比例明显提高,杂色烟比例显著降低。     

鲜切果蔬酶促褐变发生机理的研究

为了进一步揭示鲜切果蔬酶促褐变发生过程及其机理,采用鲜切茄子和鲜切甘薯为实验材料,研究了与酶促褐变发生密切相关的酶活性变化及伤害胁迫生理。结果表明:两种果蔬经鲜切处理后诱发了酶促褐变的快速发生,鲜切甘薯的酶促褐变反应滞后于鲜切茄子。在贮藏期间两种果蔬的过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量逐渐上升,总酚含量与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性变化一致,均先升后降。鲜切甘薯多酚氧化酶(PPO)活性逐渐上升,但鲜切茄子的PPO却呈下降趋势。结果还表明:鲜切果蔬不仅在切割表面发生酶促褐变反应,在远离切割部位也诱发了生理生化反应,这可能是由于切割伤害胁迫产生的刺激信号转导而引致组织的整体协同伤害防御反应的结果。     

外源EBR对烤烟成熟期氮代谢及烟碱代谢的影响

为探明外源2, 4-表油菜素内酯（2, 4-epibrassinolide,EBR）对烤烟成熟期氮代谢及烟碱代谢的影响,以清水为对照,比较了烤烟打顶后叶面喷施和灌根两种EBR施用方式下成熟期叶片光合特性、干物质积累、氮代谢相关酶活性、烟碱代谢相关基因表达量和烤后烟叶化学成分的差异。结果表明,与对照相比,叶面喷施和灌根两种EBR施用方式均可提升成熟期烟株的光合能力,增加烟株各部位的干物质积累量,显著提升中部和上部烤后烟叶总氮和烟碱含量（质量分数）,且叶面喷施处理的效果好于灌根处理。两种施用方式上部叶氮素吸收同化关键酶NR和GS活性显著高于对照处理,叶面喷施处理叶片中氮同化相关基因NtGS2、NtGDH1和NtNR的相对表达量显著高于对照和灌根处理。两种EBR施用方式烟株不同部位烟碱合成基因NtQPT、NtPMT和转运基因NtJAT1、NtJAT2和NtNUP1的相对表达量均极显著高于对照,且叶面喷施处理叶片中烟碱合成与转运基因的表达量均极显著高于对照和灌根处理。因此,外源EBR可促进烟株的生长发育、提高氮代谢及烟碱代谢水平,增加中部和上部烤后烟叶烟碱含量,叶面喷施的效果好于灌根。      

乙醇冷藏处理对鲜切马铃薯酶促褐变的抑制及其机理研究

以鲜切马铃薯为原料,研究了乙醇处理对其多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性、褐变指数(BI)和丙二醛(MDA)含量的影响,以及酶促褐变底物L-酪氨酸和L-多巴的紫外和红外光谱图的变化来研究乙醇处理对鲜切马铃薯酶促褐变抑制机理。结果表明,分别用4%、5%、6%体积分数的乙醇溶液处理后的鲜切马铃薯在贮藏过程中,PPO活性、POD活性、BI值和MDA含量均低于对照组,且5%体积分数的乙醇溶液处理对酶促褐变的抑制效果最优;通过酶促褐变底物的紫外及红外光谱图可知,乙醇溶液处理对马铃薯酶促褐变的底物的结构没有产生影响,由此可知,乙醇溶液是通过抑制PPO、POD等相关酶的活性来抑制鲜切马铃薯的酶促褐变。     

烟草PPO基因家族鉴定与不同成熟度烟叶烘烤过程中PPO活性分析

【背景与目的】多酚氧化酶（PPO）参与的棕色化反应是生产高品质烟草产品的关键环节，为了明确烟草中PPO基因的结构与功能。【方法】通过生物信息学的方法鉴定烟草PPO基因家族成员及其特征；利用qRT-PCR方法分析了翠碧一号上部4种成熟度烟叶（M1～M4）PPO基因的表达，并采用多酚氧化酶活性检测试剂盒测定烘烤过程中烟叶PPO酶活性变化。【结果】烟草基因组中共鉴定到12个NtPPO基因，大多数成员具有类似的基因结构、相近的蛋白长度和保守的蛋白结构域。系统进化分析将菠萝、高粱、番茄、马铃薯和烟草的PPO蛋白分为3个亚族，其中Ⅱ，Ⅲ亚族中均为双子叶植物的PPO成员。NtPPOs基因家族成员的表达量随着成熟度提高表现出不同的变化模式，大多数成员在过熟烟叶中表达量最低。烘烤过程中不同成熟度烟叶中PPO活性也存在明显差异，其中M2、M3和M4成熟期烟叶PPO活性呈现先下降后上升再下降的趋势，在45℃达到最大值，且M2>M3>M4。【结论】研究结果可为烟草PPO基因的功能研究、烟叶棕色化的调控和品种遗传改良奠定基础。     

钼对烤烟烘烤过程中酶促棕色化和烟叶质量的影响

采用大田试验,在贵州平塘、独山和福泉烟区缺钼土壤上进行烤烟叶面喷施钼肥试验,研究钼对烟叶烘烤前期抗坏血酸(AsA)含量、多酚氧化酶(PPO)活性和烤后烟叶质量的影响。结果表明,施钼能提高各试验点上部成熟烟叶AsA含量,且在烘烤前期(0～90 h内)烟叶AsA含量总体高于CK;使烟叶PPO活性明显降低,在烘烤前期(特别是0～42 h内)PPO活性明显低于CK;能改善烤后烟叶特别是上部叶化学成分的协调性;能提高烟叶含钼量以及烤后烟叶上等烟比例。     

柠檬酸对鲜切莲藕酶促褐变的影响研究

研究柠檬酸处理的鲜切莲藕在4℃条件下贮藏15d期间,色差、整体感官质量(OVQ)、多酚氧化酶(PPO)活性、丙二醛(MDA)和总酚(TP)含量的变化。结果表明:与对照组相比,不同浓度的柠檬酸处理对鲜切莲藕的酶促褐变均有一定的抑制作用,且在本实验条件下,柠檬酸浓度越大,护色效果越好。对潜在机理的研究表明,1.5%的柠檬酸处理可显著降低鲜切莲藕中的PPO活性和MDA含量(p0.05),总酚含量在贮藏前期(0~3d)显著高于对照组(p0.05),柠檬酸对PPO和MDA的影响可能是其抑制鲜切莲藕酶促褐变的部分原因。本研究可为鲜切莲藕的保鲜护色提供一定的理论依据。     

不同成熟度烟叶烘烤过程中生理生化变化研究

对不同成熟度的鲜烟叶在烘烤过程中主要生理生化变化规律及其烤后质量进行了系统的研究.结果表明,不同成熟度烟叶在烘烤过程中淀粉酶活性的变化规律均呈双峰曲线,变黄前、中期各处理烟叶淀粉酶活性的升高和淀粉相对降解量呈动态正相关,但后期相关性不高,说明淀粉的降解与多种因素有关,不仅仅受淀粉酶的影响.烟叶淀粉和色素的降解规律一致,均在变黄期(45℃以前,含水量30%以上)快速降解,特别是烘烤的前48 h降解量最大,之后变缓.淀粉和叶绿素含量随成熟度的提高而明显降低.在烘烤过程中,成熟度适宜的烟叶SOD和POD等保护酶活性较高,而PPO活性较低,棕色化发应不容易发生.适熟鲜烟叶淀粉含量较高,烘烤中降解较快,烤后烟叶外观质量较好,淀粉含量低而糖含量高,主要化学成分比较协调,感官评吸质量较理想.     

不同采收方式对雪茄烟上部叶晾制效果的影响

[目的]为了解不同采收方式对雪茄烟上部叶晾制效果的影响.[方法]以H382为实验材料,于海南五指山试验点设置了3种采收方式:带茎采收、一次性采收和逐片采收,研究不同采收方式对雪茄烟上部叶晾制过程中含水率、多酚氧化酶活性、多酚类物质含量、淀粉酶活性及内在化学成分的影响.[结果](1)上部叶一次性采收烟叶含水率在晾制过程中...     

诱导子对烟草植株叶片酶活性及香气物质积累的效应

采用盆栽试验,通过叶面喷施诱导子,考察了诱导子对烟草次生代谢关键酶活性及香气物质积累的影响.结果表明,经诱导子处理过的烟草叶片苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性均高于对照,且腺毛分泌物、石油醚提取物、类胡萝卜素、多酚类物质含量也高于对照.综合考虑,100 mg/L浓度的茉莉酸甲酯诱导子和200 mg/L浓度的壳聚糖诱导子处理烟叶较有利于烟草香气成分的生成.     

不同商品有机肥对烤烟根际土壤环境及烟叶质量的影响

为探讨不同商品有机肥的施用效果,通过大田试验,研究了商品有机肥对玉溪山地烟区烤烟根际土壤环境及烟叶质量的影响。试验结果表明,施用商品有机肥均可提高烤烟团棵期根际土壤有机质含量及碱解氮含量。SC有机肥在烤烟全生育期对根际土壤有机质含量影响更为显著;SCG有机肥对团棵期根际土壤碱解氮含量的影响更为显著,且在成熟期与对照水平相当,同时可显著提高成熟期根际土壤蔗糖酶活性;FH和YT有机肥可显著提高团棵期根际土壤脲酶活性和碱解氮含量,成熟期碱解氮含量也显著高于对照。烟叶质量方面,施用商品有机肥均可提高中部烟叶外观质量和感官质量,SC有机肥可显著改善中部烟叶总糖含量和两糖差,SCG和SC有机肥对中部烟叶香韵和香气量改善更为明显。本研究认为,施用商品有机肥对烤烟根际土壤养分、酶活性及烟叶质量等均有不同程度的改善效果,其中SCG和SC有机肥在改善土壤养分及烟叶香气方面效果更为明显。     

烤烟K326成熟期五种酶动态的研究

本文定期测定烤烟K326成熟期不同处理烟叶的五种酶及主要化学成分的动态变化,以研究其对烟叶品质形成的影响。结果表明,NR活性与施N水平,叶片含N量,烟碱、叶绿体色素呈正相关,与成熟度、留叶数呈负相关;PPO活性与留叶数呈正相关,上二棚叶高于腰叶;腰叶和上二棚叶分别以11gN/株、8gN/株为高。抗坏血酸氧化酶活性初熟叶最高,而后稍有下降,过熟叶又有所回升,上二棚叶大于腰叶,施N量以8gN/株的高。淀粉酶同工酶以α-淀粉酶活性最强,出现谱带1-3条;而β-淀粉酶活性较弱,但谱带数较多,有4-8条,淀粉酶同工酶活性与留叶数,施N量呈正相关,与叶片成熟度呈负相关;酶活性消长规律与淀粉积累呈负相关。POD同工酶有谱带10-12条;酶活性随叶片的生长而增强,谱带数增多,完熟期开始回降。设计处理的最优组合是:完熟叶×施8gN/株×留17片叶。      

鲜切苹果抗褐变研究

研究了不同褐变抑制剂对鲜切苹果PPO(多酚氧化酶)活性、褐变度、感官品质的影响。试验结果表明单一的1.5%L-半胱氨酸、1.0%D-异VC钠、1.0?TA-2Na处理均能较好地抑制鲜切苹果褐变。采用0.10%D-异VC钠 0.12?TA-2Na 0.13%L-半胱氨酸,浸泡2min的复合处理,可使鲜切苹果的PPO活性、褐变度、感官品质在14d内保持较优水平。     

上部叶脂质代谢与烟叶褐变的关系研究

  目的  为明确烤烟上部叶脂质代谢对烟叶褐变的影响。  方法  以云烟87和中川208两个品种的上部叶为试验材料,利用转录组学、透射电镜、扫描电镜和荧光实时定量PCR（qRT-PCR）技术从细胞生物学和分子层面对脂质氧化与上部烟叶的褐变关系进行系统的研究。  结果  （1）相比云烟87,易褐变的中川208上部叶褐变速度更快,且叶片达五成的褐变时间更短,褐变反应更剧烈;进一步的转录组GO分析和KEGG富集分析结果显示中川208上部叶差异基因在脂类代谢（亚麻酸和亚油酸代谢）富集较多,表明脂质代谢与上部叶烟叶褐变密切相关。（2）对比云烟87,中川208上部叶成熟期角质层厚度明显增加,蜡质层破碎薄片明显增多,总脂肪酸含量、亚麻酸含量及脂氧合酶（LOX）酶活显著高于云烟87,表明中川208上部叶脂类代谢较旺盛,易发生脂质氧化。（3）qRT-PCR结果表明中川208上部叶中脂类代谢途径关键基因CYP76A2、LOX5、LTP4、MYB108、ALDH2B7等的表达量显著高于云烟87,其中脂质氧化关键基因LOX5表达量上调2.27倍。  结论  相比云烟87上部烟叶,中川208上部叶褐变反应更剧烈,烟叶中的脂肪酸代谢更旺盛,脂类物质更易发生氧化反应,表明脂肪酸代谢引起的脂质氧化是中川208上部烟叶易褐变的一个重要因素。      

鲜切苹果品质保持研究

文研究了不同褐变抑制剂对鲜切苹果PPO活性、褐变度、感官品质的影响。试验结果表明:单一的1.5%L-半胱氨酸、1.0%D-异VC钠、1.0%谷胱甘肽处理均能较好地抑制鲜切苹果褐变。采用0.10%D-异VC钠+0.12%谷胱甘肽+0.13%L-半胱氨酸,浸泡2min的复合处理,可使鲜切苹果的PPO活性、褐变度、感官品质在14d内保持较优水平。     

白肋烟TN86晾制期PPO、POD活性及总酚、类黄酮含量动态研究

TN86晾制期多酚氧化酶（PPO）活性是随晾制进程而增加的双峰曲线，第一峰域矮而小、时值短、在0－6d，第二峰域高而宽大、时值长、在6－21d，酶的活动主要在6d后烟叶的变褐期；过氧化物酶（POD）活性则是随晾制进程而变动的双峰曲线，3d与6d时为高峰期，且第一峰值比第二峰值高，其活动主要在烟叶的凋萎期，其次才是变黄期，PPO与POD活性均随叶位升高而增大。总酚与类黄酮的含量都随晾制进程而下降，随叶位升高而增添，其含量变化稍滞后于PPO的活性动态，证实二者密切相关；晾制后各叶位总酚含量为0．35％－0．58％，属优质白肋烟相应指标，证明本研究的晾制技术规范切实可行，保持了白 肋烟风格。