喷施金属离子对初烤烟叶颜色变化的影响

胡亚杰，刘 高，王 维，韦建玉，王 闯

（1广西中烟工业有限责任公司，南宁530001；2华南农业大学，广东广州510642；3广西药用植物园，南宁530023）

喷施金属离子对初烤烟叶颜色变化的影响

胡亚杰1，刘 高2，王 维2，韦建玉1，王 闯3*

（1广西中烟工业有限责任公司，南宁530001；2华南农业大学，广东广州510642；3广西药用植物园，南宁530023）

研究金属离子与初烤烟叶色素降解的关系，有助于分析初烤烟叶颜色变化的原因，制定减少烟叶变色现象的措施。试验中对初烤烟叶喷施不同的金属离子，测定其叶绿素、类胡萝卜素含量变化情况。结果表明，与喷施纯水相比，喷施金属离子能够加速初烤烟叶色素的降解，其中Fe3+和Fe2+处理的烟叶色素含量下降较为明显，其次是Al3+处理；而Ca2+和Mg2+处理影响较小，其中Mg2+处理影响最小。因此，在烟叶仓储或运输过程中应尽量避免烟叶接触金属，尤其是铁制品，减少影响烟叶变色的因素。

烟叶；金属离子；颜色；褪色

初烤烟叶颜色不但是烟叶分级标准中重要的指标［1］，而且其颜色变化直接影响烟叶品质和工业可用性。宋朝鹏等［2］系统探讨了调制过程中色素降解程度对烟叶品质的决定性影响；王红丽等［3］指出，色素残留量随着光照强度的降低而升高；赵铭钦等［4］研究不同种植密度对烟叶色素和品质的影响，目的是通过各种措施调控烟叶色素的含量，提升初烤烟质量。而初烤烟含水率一般为16%～18%，采烤收购季节在每年的6～10月份，尤其是在南方烟区，烟叶很容易出现褪色、变色现象，因褪色、变色造成的烟叶损失难以估算［5］。初烤烟之所以发生褪色现象，一般是由于仓储硬件条件达不到要求、管理机制不健全、收购管理不善等，造成如温度、光照、pH值等因素的变化和干扰引起色素降解［6，7］。邵兰军等［8］研究表明，金属离子存在的条件下，类胡萝卜素稳定性较差。笔者选择贺州烟区且褪色现象较重的村镇烟叶，采用外喷金属离子的方法，研究初烤烟叶色素含量变化与金属离子的关系，旨在分析比较不同种类的金属离子对烟叶色素含量变化的影响程度，以为减少初烤烟叶变色、褪色提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试烤烟品种为‘云烟87’。在广西贺州烟区的白溪村、大龙村和烂泥塘村，选取当季烘烤时间基本一致的C3F烟叶为试验材料。

1.2 方法

选取烘烤时间一致的C3F烟叶，设置8个处理，7个处理喷施不同金属离子，以1%的喷雾量均匀喷洒在烟叶表面，1个不喷施金属离子，正反两面各喷2mL蒸馏水为对照。金属离子的配制：分别取0.01 mol／L Al3+、Mg2+、Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ca2+溶液，以1%的喷雾量均匀喷在烟叶表面，正反两面各喷2 mL，于室内自然光照条件下，分别于12、24、36、48 h时采用分光光度法测定烟叶叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜含量。

1.3 数据处理与分析

数据分析采用SPSS 17.0和Excel 2007等软件。

2 结果与分析

2.1 金属离子对初烤烟叶绿素a含量的影响

叶绿素含量直接影响着烤烟颜色的变化，在初烤烟叶中，叶绿素a和叶绿素b含量较低。从图1～3可以看出，不同金属离子处理的初烤烟叶绿素a含量均有一定程度下降，具体表现为：各村镇烤烟叶绿素a含量在0～24 h区间内下降幅度较大，24 h后下降较为平缓；喷施金属离子的处理叶绿素a含量下降值均高于对照CK。从各金属离子对叶绿素a含量的影响来看，Fe3+、Fe2+和Al3+处理的初烤烟叶叶绿素a含量下降较为显著，尤其是Fe3+处理的烟叶叶绿素a含量下降最为明显；而Ca2+和Mg2+处理对烟叶叶绿素a含量的影响较小。

图1 不同金属离子处理下白溪村初烤烟叶叶绿素a含量的变化动态

图2 不同金属离子处理下大龙村初烤烟叶叶绿素a含量的变化动态

图3 不同金属离子处理下烂泥塘村初烤烟叶叶绿素a含量的变化动态

2.2 金属离子对初烤烟叶叶绿素b含量的影响

不同金属离子处理的烟叶，叶绿素b含量均有不同程度的下降，CK下降较为缓慢。由图4～6可以看出，各村镇的烤烟叶绿素b含量在0～24 h区间内下降较快，之后趋于平缓；从金属离子对烤烟叶绿素b含量的影响来看，Fe3+处理的烟叶叶绿素b含量下降最明显，而Ca2+和Mg2+处理对烟叶叶绿素b含量的影响较小。

图4 不同金属离子处理下白溪村初烤烟叶绿素b含量的变化动态

图5 不同金属离子处理下大龙村初烤烟叶绿素b含量的变化动态

图6 不同金属离子处理下烂泥塘村初烤烟叶绿素b含量的变化动态

2.3 金属离子对初烤烟叶类胡萝卜素含量的影响

由图7～9可知，随着时间的延续，各金属离子处理的初烤烟叶类胡萝卜素含量均有所下降，而CK下降趋势比较缓慢，这说明金属离子会加快烟叶中类胡萝卜素的降解。从下降值来看，烂泥塘村的烤烟类胡萝卜素总体下降幅度较大。从金属离子对类胡萝卜素含量的影响来看，Fe3+处理的烤烟类胡萝卜素含量下降最明显，其次是Fe2+和Al3+处理，而Ca2+和Mg2+处理对烤烟类胡萝卜素含量的影响较小。

图7 不同金属离子处理下白溪村初烤烟类胡萝卜素含量的变化动态

图8 不同金属离子处理下大龙村初烤烟类胡萝卜素含量的变化动态

图9 不同金属离子处理下烂泥塘初烤烟类胡萝卜素含量的变化动态

3 结论

（1）喷施金属离子会加速烤后烟叶色素降解，影响色素稳定性。研究发现，随着初烤烟放置时间的增加，喷施清水的处理烟叶色素含量变化趋势比较缓慢；而喷施金属离子的处理，烟叶叶绿素含量和类胡萝卜素含量均有一定程度的下降，说明金属离子会加速烤后烟叶色素的降解，从而影响色素的稳定性，容易造成初烤烟叶变色、褪色。

（2）不同的金属离子，对烤后烟叶色素的稳定性影响程度不同。从不同金属离子对于烟叶色素含量的影响来看，Fe3+和Fe2+处理的烟叶色素含量下降较为明显，其次是Al3+处理的；而Ca2+和Mg2+处理对烟叶色素含量变化的影响较小，其中尤以Mg2+处理对烟叶色素含量影响最小。

4 讨论

高等植物的叶绿体含有两大色素，即叶绿素和类胡萝卜素，叶绿体色素对叶片的颜色影响较大。在叶绿素降解的机理中，一般认为镁离子极易从卟啉环中脱落，一定条件下，一些金属离子可以进入到脱镁叶绿素卟啉环中心，易取代镁离子，从而影响色素的稳定性［9］。根据叶绿素降解机制和本研究中各处理中以Mg2+处理对烟叶色素含量影响最小，推测烤后烟叶变色机理：在烟叶中喷施的金属离子像其他农作物、果蔬一样，金属离子与降解的叶绿素发生反应取代Mg2+，产生叶绿素金属离子络合物，使烟叶呈现金属离子络合物的颜色，从而导致烟叶颜色变化。胡迎芬［10］研究了紫叶小檗的色素稳定性，于娜［11］对蓝莓花色素苷稳定性进行了研究，张亚红等［12］研究了越橘红色素稳定性，都验证了金属离子对色素稳定性有一定的影响。所以，在烟叶的仓储和运输过程中，除遮光、控制水分外，还应避免与金属直接接触，尤其是铁制品，以免造成初烤烟叶变色、褪色。

［1］ 闫克玉.烟叶分级［M］.北京：中国农业出版社，2003.

［2］ 宋朝鹏，荆永峰，李常军，等.调制过程中烤烟烟叶色素降解及其调控措施研究进展［J］.作物杂志，2008（6）：8-11.

［3］ 王红丽，陈永明，杨军杰，等.遮光对广东浓香型烤烟色素降解产物及质量风格的影响［J］.江西农业学报，2015，27（3）：70-73.

［4］ 赵铭钦，张 迪，赵进恒，等.种植密度对烤烟质体色素及其降解产物的影响［J］.江苏农业学报，2010，26（4）：711-715.

［5］ 李小兰，黄善松，黄聪光，等.烟叶仓储管理存在的主要问题与对策初探［J］.广西农业科学，2007，38（1）：84-87.

［6］ 张 憨，廖红梅.果蔬食品加工贮藏过程中易变色素的降解及调控机理研究与展望［J］.中国食品学报，2011，11（9）：258-267.

［7］ 王子飞，熊源新，罗 睿.不同植物叶片保存方法对色素降解的影响［J］.贵州科学，2013，31（2）：65-68.

［8］ 邵兰军，谢 晋，左安建，等.初烤烟叶类胡萝卜素的稳定性及其影响因素［J］.烟草科技，2015，48（7）：9-13，19.

［9］ 孙彩云，毕春波.金属叶绿素衍生物的研究进展［J］.唐山师范学院学报，2008，30（2）：55-58.

［10］胡迎芬.金属离子对紫叶小檗色素稳定性的影响［J］.青岛大学学报，1998，11（4）：63-67.

［11］于 娜.不同金属离子对蓝莓花色素苷稳定性的影响［J］.现代园艺，2014（3）：8-9.

［12］张亚红，万 莉.光、热、金属离子对越橘红色素稳定性的影响［J］.林业科技，2014，39（1）：35-37.

The Effect of Sprayed Metal Ions on the Color Change of Flue-cured Tobacco Leaf

HU Yajie1，LIU Gao2，WANG Wei2，WEIJianyu1，WANG Chuang3*
（1 China Tobacco Guangxi Industrial Co.，Ltd.Nanning，Guangxi530001，China；2 South China Agricultural University，Guangzhou，Guangdong 510642，China；3 Guangxi Botanical Garden of Medicine Plant，Nanning，Guangxi530023，China）

Study about the relationship betweenmetal ions and pigment degradation of flue-cured tobacco leaf is helpful for the analysis of color change of tobacco leaf，and themeasures to reduce the discoloration of tobacco leaf.Spraying differentmetal ions on the flue-cured tobacco leaves in the experiment，the changing situation in the content of chlorophyll and carotinoid were determined.The results showed that themetal ions could accelerate the degradation of the pigment of flue-cured tobacco leaf，compared with pure water.The decreased pigment contents of flue-cured tobacco leaf by Fe3+and Fe2+were significant，follow by Al3+，while the effect of Ca2+and Mg2+were less，the effect of Mg2+was the lowest. Therefore，in order to reduce the effects of the factors thatmay induce tobacco leaf discoloration，it should be as far as possible to avoid the contact ofmetal and tobacco leaf in the process of storing and transporting.

fule-cured tobacco leaf；metal ion；color；colour fading

S41+2

A

1001-5280（2017）05-0524-04

10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.05.16

2017-05-05

胡亚杰（1982-），女，硕士研究生，农艺师，主要从事烟叶原料技术研究，Email：312665054＠qq.com。*通信作者：王闯，硕士研究生，助理研究员，Email：632202285＠qq.com。

广西中烟公司科技项目（GXZYCX2016B004）。