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      “兩燉一停”烘烤工藝烤煙蛋白酶活性及蛋白質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化

      2021-04-27 05:05:36龍慶祥林小淇艾復(fù)清
      關(guān)鍵詞:幅度煙葉蛋白酶

      潘 洪,龍慶祥,林小淇,劉 婕,艾復(fù)清,3

      (1貴州大學(xué),貴陽(yáng)550025;2貴州省煙草公司黔南州公司,貴州黔南558000;3貴州省煙草品質(zhì)重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)室,貴陽(yáng)550025)

      0 引言

      煙葉烘烤過(guò)程是在酶參與下的生理生化變化過(guò)程[1-2],而酶活性的高低直接影響煙葉內(nèi)含物的分解和轉(zhuǎn)化,從而影響烤后煙葉的化學(xué)成分含量[3-6]。酶活性除受鮮煙葉素質(zhì)影響,還受到烘烤過(guò)程中溫濕度的影響[7-10]。蛋白質(zhì)是煙葉中重要的化學(xué)成分之一,對(duì)煙葉質(zhì)量具有重要的影響[11-14]。目前常規(guī)烘烤中有關(guān)烘烤過(guò)程中酶活性或化學(xué)成分的研究已有一些報(bào)道[15-23],但在烘烤過(guò)程中蛋白質(zhì)含量及蛋白酶活性研究的報(bào)道卻不多[19-23],對(duì)常規(guī)烘烤和“兩燉一?!焙婵痉绞降南到y(tǒng)研究未見(jiàn)報(bào)道。筆者比較常規(guī)烘烤和“兩燉一?!焙婵驹诤婵具^(guò)程中蛋白質(zhì)含量及蛋白酶活性的變化,旨在為“兩燉一停”烘烤工藝提供試驗(yàn)依據(jù),為烤煙烘烤技術(shù)的改進(jìn)提供參考。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

      研究田間試驗(yàn)于2017年4—9月在黔南州龍里縣灣灘河鎮(zhèn)進(jìn)行,室內(nèi)試驗(yàn)在貴州大學(xué)作物科學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。黔南州龍里縣灣灘河鎮(zhèn)屬北亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候,海拔1480 m,土壤類型為黃壤、肥力中等,土壤pH 6.35,前茬空閑。

      1.2 試驗(yàn)材料

      烤煙品種為‘云煙87’,部位為中部葉。采用漂浮育苗,4月20日移栽,密度為16500株/hm2,施氮量為105 kg/hm2,N:P2O5:K2O為1:1:2.5,留葉數(shù)20片。成熟采收,中部葉主脈全部白,支脈1/3~2/3變白,葉面5~6成黃。其他栽培措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)要求進(jìn)行。

      1.3 試驗(yàn)方法

      試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)處理,以常規(guī)密集烘烤為對(duì)照、“兩燉一?!泵芗婵荆ㄗ凕S中后期不排濕)為處理,具體設(shè)置見(jiàn)表1。在烘烤過(guò)程中每隔6 h取樣一次,測(cè)定煙葉的蛋白質(zhì)含量(取樣至168 h)和蛋白酶活性(取樣至120 h)。

      表1 烘烤技術(shù)簡(jiǎn)表

      1.4 測(cè)定方法

      選擇正常成熟煙葉掛桿烘烤,每次隨機(jī)從對(duì)照和處理烤房取樣15片(每層5片,即3次重復(fù))。取樣后立即切去葉尖、葉基和主脈后按半葉法分為2份,一份放入自封袋置于-20℃環(huán)境中保存,用于測(cè)定蛋白酶活性;另一份置于烘箱中在105℃殺青15 min后,80℃烘干后保存,用于測(cè)定蛋白質(zhì)含量。取樣完成后統(tǒng)一送回貴州大學(xué)作物科學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定,總氮采用凱氏定氮法測(cè)定[25],蛋白質(zhì)含量采用間接法計(jì)算;蛋白酶活性采用紫外比色法[26]測(cè)定,所用蛋白酶測(cè)定試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。

      1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

      數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2019、SPSS 22數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 烘烤過(guò)程中蛋白酶活性變化規(guī)律

      由圖1可見(jiàn),處理和對(duì)照烘烤過(guò)程中蛋白酶活性總體上的變化趨勢(shì)一致,均呈現(xiàn)出升高—降低—升高—降低的“雙峰曲線”,第一個(gè)峰值在變黃期(0~66 h)出現(xiàn),第二個(gè)峰值在定色期(66~120 h)出現(xiàn)。對(duì)照第一個(gè)峰值酶活性從18 h開(kāi)始上升,在30 h達(dá)到最大值后開(kāi)始下降,42 h降到低點(diǎn),這段時(shí)間酶活性的平均值為81.47 U/mg;處理的酶活性從18 h開(kāi)始上升,在36 h達(dá)到最大值后開(kāi)始下降,48 h降到低點(diǎn),這段時(shí)間酶活性的平均值為99.17 U/mg。第二個(gè)峰值對(duì)照的酶活性從60 h開(kāi)始上升,在72 h達(dá)到最大值后開(kāi)始下降,78 h降到低點(diǎn),這段時(shí)間酶活性的平均值為98.22 U/mg;處理的酶活性從66 h開(kāi)始上升,在78 h達(dá)到最大值后開(kāi)始下降,90 h降到低點(diǎn),這段時(shí)間酶活性的平均值為114.27 U/mg。

      從蛋白酶活性峰值比較,2個(gè)峰值均以處理的酶活性更高,分別為208.5、199.26 U/mg,分別較對(duì)照高19.46、30.63 U/mg,但出現(xiàn)較對(duì)照晚;從2個(gè)階段平均值看,也以處理的酶活性更高,持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng),整個(gè)過(guò)程處理的酶活性平均值為74.66 U/mg,高出對(duì)照20.26 U/mg。綜上,2種烘烤方式的酶活性以“兩燉一停”烘烤的酶活性更高。

      2.2 烘烤過(guò)程中蛋白質(zhì)含量變化規(guī)律

      由圖2可知,烘烤過(guò)程中2種烘烤方式的蛋白質(zhì)含量變化表現(xiàn)出下降趨勢(shì),但不同的烘烤方式下降的速度不同,在30 h前對(duì)照和處理的變化差異不大,30 h后處理明顯低于對(duì)照。其中,對(duì)照在0~30 h蛋白質(zhì)的降解速率為每小時(shí)0.095個(gè)百分點(diǎn),30~120 h為每小時(shí)0.017個(gè)百分點(diǎn);處理在0~42 h的降解速率為每小時(shí)0.092個(gè)百分點(diǎn),42~120 h為每小時(shí)0.016個(gè)百分點(diǎn);2種方式均在120 h后變化不明顯??梢?jiàn),2種方式的蛋白質(zhì)含量下降速率均表現(xiàn)為快速下降—緩慢下降—變化不大的趨勢(shì),但處理在快速下降階段的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng),此階段的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)與“兩燉一?!焙婵镜拿富钚愿哂嘘P(guān)。

      圖2 2種烘烤方式烘烤過(guò)程中蛋白質(zhì)含量的變化規(guī)律

      從烘烤時(shí)期來(lái)看,變黃期(0~66 h)的降解速率對(duì)照和處理分別為每小時(shí)0.054個(gè)百分點(diǎn)和每小時(shí)0.069個(gè)百分點(diǎn);定色期(66~120 h)分別為每小時(shí)0.013個(gè)百分點(diǎn)和每小時(shí)0.009個(gè)百分點(diǎn);干筋期(120~168 h)均變化不大??梢?jiàn),從烘烤時(shí)期上也表現(xiàn)為快速下降—緩慢下降—基本不變的趨勢(shì)。2種方式以處理在變黃期的降解速率較大,高出對(duì)照每小時(shí)0.15個(gè)百分點(diǎn),但在定色期降解速率稍低。

      綜上,2種烘烤方式在烘烤過(guò)程中的蛋白質(zhì)含量變化均表現(xiàn)為快速下降—緩慢下降—基本不變的趨勢(shì)。2種方式中以“兩燉一?!焙婵驹诳焖傧陆惦A段的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng),故烘烤結(jié)束時(shí)蛋白質(zhì)含量“兩燉一?!焙婵緸?.68%,較常規(guī)烘烤低0.86個(gè)百分點(diǎn)。

      2.3 烘烤過(guò)程中蛋白質(zhì)降解幅度

      由表2可見(jiàn),無(wú)論哪種烘烤方式,蛋白質(zhì)降解幅度均表現(xiàn)出變黃期>定色期>干筋期。變黃期為蛋白質(zhì)降解的最主要時(shí)期,降解幅度達(dá)總降解幅度的80%以上,此期如何提高并保持蛋白酶活性,對(duì)于蛋白質(zhì)降解極其重要;處理在變黃期蛋白質(zhì)降解幅度為33.3%(占總降解幅度比值89.3%),較對(duì)照高7.8個(gè)百分點(diǎn)(占比較常規(guī)烘烤高8.6個(gè)百分點(diǎn));烘烤結(jié)束時(shí)處理的蛋白質(zhì)總降解幅度為37.3%,較對(duì)照高5.7個(gè)百分點(diǎn),說(shuō)明“兩燉一?!焙婵靖诘鞍踪|(zhì)的分解。

      表2 2種烘烤方式烘烤過(guò)程中煙葉蛋白質(zhì)降解幅度 %

      3 結(jié)論

      2種烘烤方式烘烤‘云煙87’過(guò)程中蛋白酶活性均呈升—降—升—降的“雙峰曲線”變化規(guī)律,蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)出變黃期快速下降—定色期緩慢下降—干筋期變化不大的趨勢(shì),變黃期降解幅度達(dá)總降解幅度的80%以上。2種烘烤方式以“兩燉一?!焙婵镜拿富钚愿?,蛋白質(zhì)的降解幅度更大,烤后煙葉蛋白質(zhì)含量更低。

      4 討論

      研究結(jié)果表明,‘云煙87’中部葉在烘烤過(guò)程中,2種烘烤方式蛋白酶活性呈升—降—升—降的“雙峰曲線”,與艾復(fù)清等[9-10]對(duì)‘K326’研究結(jié)果吻合;蛋白質(zhì)含量的變化均表現(xiàn)為變黃期快速下降,定色期緩慢下降,干筋期變化不大;變黃期的蛋白質(zhì)降解幅度均達(dá)總降解幅度的80%以上,是蛋白質(zhì)降解的最主要時(shí)期,這與前人[22-24]的研究結(jié)果相似,但本研究以“兩燉一停”烘烤在變黃期蛋白質(zhì)降解幅度更大,烤后煙葉蛋白質(zhì)含量更低。

      2種烘烤方式比較,“兩燉一停”烘烤酶活性的平均值和峰值酶活性均高于對(duì)照,其主要原因可能是“兩燉一停”烘烤在變黃中后期采用不排濕的方式,其環(huán)境相對(duì)濕度高于對(duì)照的一直排濕方式,較高的變黃相對(duì)濕度使蛋白酶活性更高[1]。因此,“兩燉一停”烘烤在變黃期蛋白質(zhì)降解幅度更多,總降解幅度也高于對(duì)照。而在30 h后“兩燉一?!焙婵镜牡鞍踪|(zhì)含量明顯低于對(duì)照也正是該階段酶活性較高所致。

      一般來(lái)說(shuō),蛋白酶的活性越高分解蛋白質(zhì)能力越強(qiáng)[1,19-23],但本研究定色期蛋白酶的活性測(cè)值高于變黃期,而蛋白質(zhì)降解卻遠(yuǎn)低于變黃期,其原因主要是實(shí)際烘烤過(guò)程中定色期的溫度較高、濕度較低,限制了酶活性的降解能力,而所測(cè)值高則是與測(cè)定過(guò)程中加水有關(guān)。

      “兩燉一?!焙婵臼琴F州煙區(qū)在生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)出的一種全新烘烤方式,其烘烤的核心是中溫高濕慢變黃,變黃期初期到變黃中期基本不排濕,通過(guò)研究可見(jiàn),在變黃期較高的濕度有利于酶活性的提高,也是煙葉物質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要時(shí)期。目前該方法已在貴州部分煙區(qū)推廣應(yīng)用,但因生態(tài)條件、品種和栽培技術(shù)措施不同,其是否適宜大面積推廣有待進(jìn)一步研究。

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