第二章第五節(jié)1第一頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一煙草質(zhì)體色素的分類、含量

植物色素按照其在細(xì)胞內(nèi)的存在位置分為兩類：

質(zhì)體色素——存在于細(xì)胞內(nèi)質(zhì)體中，有葉綠素和類胡蘿卜素；

細(xì)胞液色素——溶解在細(xì)胞液中，包括黃色素和花色素。

煙草質(zhì)體色素主要包括葉綠素和類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素等）。含量：

一般新鮮煙葉中葉綠素的含量范圍為0.5～4%；

成熟煙葉中類胡蘿卜素的總量約為葉綠素含量的1/5～1/3。第二頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、煙草中的葉綠素（Chlorophyll,Chl）

高等植物葉綠體中的葉綠素主要有葉綠素a和葉綠素b兩種。在顏色上：葉綠素a(C55H72O5N4Mg)呈藍(lán)綠色,

葉綠素b

呈黃綠色。第三頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、葉綠素的結(jié)構(gòu)

葉綠素是一個(gè)含氮雜環(huán)化合物。整個(gè)分子由一個(gè)卟啉環(huán)的“頭部”和一個(gè)葉綠醇的“尾巴”組成：卟啉環(huán)——由四個(gè)吡咯環(huán)的α-碳原子通過(guò)甲烯基（=CH-）相連而成（卟吩環(huán)），呈平面型，中間的空隙里以共價(jià)鍵和配位鍵與鎂結(jié)合（取代卟吩稱為卟啉化合物）；葉綠醇（phytol

）：

第四頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一葉綠素a的結(jié)構(gòu)式當(dāng)C3上的甲基（－CH3）被醛基（－CHO）取代時(shí)，為葉綠素b

C3葉綠醇

共價(jià)鍵配位鍵

頭

尾第五頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、葉綠素的含量新鮮煙草中葉綠素的含量（mg/g）煙草類型葉綠素a葉綠素b烤煙NC952.180.67烤煙SC581.310.37白肋煙212.210.58第六頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不同部位葉片葉綠素的含量（mg/g）部位含量下部葉1.258中部葉1.445上部葉2.154第七頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、

葉綠素對(duì)煙質(zhì)的影響

煙葉在調(diào)制過(guò)程中，絕大部分葉綠素降解消失。由于葉綠素是與蛋白質(zhì)、脂類相結(jié)合以復(fù)合體的形式存在，那么當(dāng)葉綠素降解的同時(shí)，蛋白質(zhì)同時(shí)也降解。因?yàn)闊熑~中與葉綠素結(jié)合的蛋白質(zhì)約占蛋白質(zhì)總量的50%左右，所以當(dāng)葉綠素絕大部分被分解、煙葉顯現(xiàn)黃色的時(shí)候，蛋白質(zhì)也得到了充分的降解，淀粉的轉(zhuǎn)化、分解也達(dá)到了充分的程度，煙葉內(nèi)部可自行調(diào)節(jié)的生化過(guò)程即將結(jié)束（即調(diào)制變黃期結(jié)束）。第八頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、類胡蘿卜素類胡蘿卜素是以異戊二烯殘基為單元組成的一類物質(zhì)，也稱萜類化合物。煙草中的主要類胡蘿卜素：葉黃素（lutein）、新黃質(zhì)(neoxanthin)、紫黃質(zhì)(violaxanthin)、玉米黃質(zhì)(zeaxanthin)、隱黃質(zhì)（cryptoxanthin）、六氫番茄紅素(lycopene)、八氫番茄紅素（phytoene）、β-胡蘿卜素(β-carotene)及其上述物質(zhì)的異構(gòu)體等。

第九頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、類胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)按類胡蘿卜素的化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為：

①雙環(huán)化合物，如α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素；②單環(huán)化合物，如γ-胡蘿卜素；③無(wú)環(huán)化合物，如番茄紅素。已知三類胡蘿卜素達(dá)300種以上。這些化合物的分子中都含有一個(gè)較長(zhǎng)的共軛體系，是具有吸光特性而呈現(xiàn)顏色的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。其顏色從黃色、橙色、紅色以及紫色都有。大多數(shù)的天然胡蘿卜素類都可以看作是番茄紅素的衍生物。（番茄紅素的結(jié)構(gòu)）

第十頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一番茄紅素結(jié)構(gòu)式為：

在分子結(jié)構(gòu)上有11個(gè)共軛雙鍵和2個(gè)非共軛雙鍵（▲）組成的直鏈型碳?xì)浠衔?為脂肪烴),分子式為C40H56。

▲▲第十一頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一主要類胡蘿卜素：α-胡蘿卜素（熔點(diǎn)187~188℃）β-胡蘿卜素（熔點(diǎn)181~184℃）γ-胡蘿卜素（熔點(diǎn)154℃）

八氫番茄紅素雙環(huán)化合物雙環(huán)化合物單環(huán)化合物無(wú)環(huán)化合物雙鍵位置第十二頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、葉黃素類的結(jié)構(gòu)

葉黃素類是類胡蘿卜素的含氧衍生物，多呈淺黃色、黃色、橙色等。煙葉中常見的葉黃素類有：葉黃素：化學(xué)名稱為3，3’-二羥基-α-胡蘿卜素；玉米黃素：化學(xué)名稱為3，3’-二羥基-β-胡蘿卜素；隱黃質(zhì)：化學(xué)名稱為3-羥基-β-胡蘿卜素；紫黃素：化學(xué)名稱為5，6-環(huán)氧-5，6’-環(huán)氧-玉米黃素。其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：第十三頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一葉黃素玉米黃素

(-胡蘿卜素)（α-胡蘿卜素）第十四頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一隱黃質(zhì)

新黃質(zhì)

（具有環(huán)氧結(jié)構(gòu)）(-胡蘿卜素,單羥基)第十五頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、煙草中的類胡蘿卜素HPLC分離新鮮煙葉中的類胡蘿卜素

圖中：1—順式-新黃質(zhì)；2?新黃質(zhì)；3?紫黃質(zhì)；4?黃體黃質(zhì)；5?順式-黃體黃質(zhì)；6?順式-紫黃質(zhì)；7?葉黃素；8?玉米黃質(zhì)；9?順式-葉黃素a；10?順式-葉黃素b；11?內(nèi)標(biāo)(β-阿樸-8'-胡蘿卜醛)；12-β-胡蘿卜素第十六頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖中：1-順式-新黃質(zhì)；2?新黃質(zhì)；3?紫黃質(zhì)；4?黃體黃質(zhì)；5?順式-黃體黃質(zhì)；6?順式-紫黃質(zhì)；7?葉黃素；8?玉米黃質(zhì)；9?順式-葉黃素a；10?順式-葉黃素b；11?內(nèi)標(biāo)(β-阿樸-8'-胡蘿卜醛)；12-β-胡蘿卜素調(diào)制后煙草中的類胡蘿卜素第十七頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

從新鮮煙葉和調(diào)制后煙葉的色譜圖上看：新鮮煙葉中分離出了11種類胡蘿卜素及其異構(gòu)體；

玉米黃質(zhì)在新鮮煙葉中未檢測(cè)出，而出現(xiàn)在烘烤后的煙葉中（這可能是由于在烘烤的熱處理過(guò)程中，煙葉中紫黃質(zhì)在脫環(huán)氧化酶的作用下轉(zhuǎn)化成玉米黃質(zhì)）。烘烤后的煙葉色譜圖上，沒(méi)有檢測(cè)到紫黃質(zhì)、黃體黃質(zhì)以及它們的異構(gòu)體（這可能是由于這些極性類胡蘿卜素在熱處理過(guò)程中不穩(wěn)定，發(fā)生了降解）。

無(wú)論是新鮮煙葉還是烘烤后的煙葉都沒(méi)有檢測(cè)到α-胡蘿卜素；黃體黃質(zhì)及其異構(gòu)體是第一次在新鮮煙葉中定性。第十八頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

不同品種、不同部位新鮮煙葉中類胡蘿卜素含量（μg/g）峰標(biāo)號(hào)類胡蘿卜素K326云煙85CB?1上部中部下部上部中部下部上部中部下部1順式-新黃質(zhì)9.647.954.0410.216.745.218.765.424.812新黃質(zhì)70.2262.3340.8865.4750.1238.5759.2451.0936.463紫黃質(zhì)68.1847.8337.6960.2744.6732.4652.3640.6629.534黃體黃質(zhì)30.8921.0217.5326.8517.5914.2424.7316.7713.275順式?黃體黃質(zhì)2.553.163.774.693.622.964.023.953.066順式?紫黃質(zhì)11.4112.579.5812.9210.348.7511.8410.229.377葉黃素311.3259.4206.7326.2272.4198.6300.4245.5187.88玉米黃質(zhì)?????????9順式?葉黃素a60.8344.6941.7853.4347.4137.1249.8742.8334.7910順式?葉黃素b21.7720.6518.6224.8120.1316.7420.6215.3312.5212β-胡蘿卜素164.5154.8128.5160.2147.6119.3156.4134.7117.9總類胡蘿卜素751.3634.4509.1746.1620.6473.9688.2566.5449.5第十九頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一相同品種、不同部位煙葉在烘烤前后類胡蘿卜素含量（μg/g）峰標(biāo)號(hào)類胡蘿卜素新鮮紅大煙葉烘烤紅大煙葉上部中部下部上部中部下部1順式-新黃質(zhì)12.1111.465.95??2新黃質(zhì)79.4271.4356.8452.4346.2730.473紫黃質(zhì)75.8266.7147.32???4黃體黃質(zhì)34.8620.8618.94???5順式?黃體黃質(zhì)3.522.881.85???6順式?紫黃質(zhì)11.9610.238.08???7葉黃素372.5308.5274.7272.4258.1178.98玉米黃質(zhì)???27.8122.0219.529順式?葉黃素a6.855.194.567.186.486.0210順式?葉黃素b33.6532.8425.3339.4534.67?11β-胡蘿卜素189.4168.7136.5156.4144.8114.2總類胡蘿卜素820.1698.8580.1555.7512.3349.1第二十頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一分析結(jié)果表明：

——相同品種，不同部位煙葉中，總類胡蘿卜素含量從上部到下部依次降低（光照、溫度和營(yíng)養(yǎng)等不同的生長(zhǎng)條件可能是類胡蘿卜素含量差異的原因）。

——在不同品種以及不同部位煙葉中，各種類胡蘿卜素含量大小依次為：葉黃素及其異構(gòu)體>β-胡蘿卜素>新黃質(zhì)及其異構(gòu)體>紫黃質(zhì)及其異構(gòu)體>黃體黃質(zhì)及其異構(gòu)體；

——不同部位煙葉在烘烤前后各種類胡蘿卜素含量可以發(fā)現(xiàn)，烘烤過(guò)程中，各種類胡蘿卜素均發(fā)生不同程度的降解。第二十一頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一結(jié)論：

——葉黃素和β-胡蘿卜素是烤煙煙葉中含量最高、最具代表性的兩種類胡蘿卜素；

——不同品種、不同部位煙葉中類胡蘿卜素在組成分布上相似，含量上存在一定差異；

——烘烤前后煙葉中類胡蘿卜素?zé)o論在組成上或是含量上均存在明顯差異。第二十二頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、調(diào)制(烘烤)過(guò)程中煙葉顏色的變化

煙葉烘烤——根據(jù)鮮煙葉素質(zhì)以及在烘烤過(guò)程的變化，采用燒火供熱和通風(fēng)排濕等調(diào)控手段，提供相應(yīng)的溫度、濕度和持續(xù)時(shí)間等，促進(jìn)煙葉發(fā)生充分和完善的生理生化變化，使煙葉變黃和失水干燥協(xié)調(diào)一致，最終實(shí)現(xiàn)煙葉烤黃、烤干、烤香的過(guò)程。煙葉的烘烤過(guò)程一般包括變黃階段、定色階段、干筋階段等三個(gè)時(shí)期。第二十三頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一變黃期：主要目標(biāo)：使煙葉失水25～30%，葉片基本變黃。變黃前期：點(diǎn)火后以1℃/h將干球溫度升至36～38℃至底臺(tái)葉片發(fā)軟、葉尖變黃10cm以上；二棚葉尖發(fā)軟；三棚以上煙葉開始發(fā)汗，一般需12h左右，保持干濕差1～2℃。變黃中期：為主要變黃時(shí)期，以0.5℃/h將干球溫度升至38~41℃

，穩(wěn)溫至二棚葉片基本全黃、完全塌架，頂棚葉片變黃七成以上，主脈逐漸變軟，支脈遙漸變黃。變黃后期：以1℃/h將干球溫度升至41～44℃，穩(wěn)溫至全炕葉片基本交黃、支脈全都褪去青色、主脈基本變軟，此時(shí)是香氣物質(zhì)的原初物質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期，在不過(guò)度變黃的情況下，適度延長(zhǎng)時(shí)間對(duì)提高煙葉香氣很有好處。第二十四頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

鮮煙葉第二十五頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一變黃期第二十六頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一定色期：主要目標(biāo)：固定煙葉顏色、促使全炕葉片干燥。定色前期：將干球溫度升至47～48℃穩(wěn)溫，濕球溫度（標(biāo)定空氣相對(duì)濕度的一種手段

）穩(wěn)定38℃，促使主脈變軟、變黃，底棚煙葉大卷筒，二棚煙葉小卷筒。定色后期：以1℃/h將干球溫度升至52~54℃穩(wěn)溫至全炕葉片干燥，濕球溫度繼續(xù)穩(wěn)定在38~39℃；第二十七頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一定色期第二十八頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一干筋期：主要目標(biāo)：主脈完全干燥；干筋前期：以1℃/h將干球溫度升至58～60℃，二棚主脈全干；干筋后期：以1.5℃/h將干球溫度升至68℃穩(wěn)溫至全炕葉脈干燥，要防止干球溫度超過(guò)70℃，避免出現(xiàn)烤紅現(xiàn)象。第二十九頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一干筋期第三十頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一煙葉烘烤曲線第三十一頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、煙葉在烘烤過(guò)程中色素的降解規(guī)律1）煙葉在烘烤過(guò)程中葉綠素的降解規(guī)律新鮮煙葉中既存在著葉綠素合成酶，也存在著葉綠素分解酶。因此，煙葉中的葉綠素在代謝過(guò)程中一方面合成，一方面分解，不斷地更新，在烘烤過(guò)程中主要發(fā)生降解。

第三十二頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一煙葉在烘烤過(guò)程中葉綠素的降解

隨著烘烤的進(jìn)行，煙葉中葉綠素的含量逐步減少，說(shuō)明葉綠素隨著烘烤的進(jìn)行而逐漸降解，尤其是在變黃期降解量最大。第三十三頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一烘烤時(shí)間/hNC89云煙85商丘信陽(yáng)南陽(yáng)三門峽商丘信陽(yáng)南陽(yáng)三門峽0--------122.011.741.251.281.431.211.281.28242.502.080.430.661.811.951.881.72360.170.051.882.180.950.690.710.60480.410.190.830.940.020.080.340.55600.080.110.110.410.020.080.020.12720.020.180.180.190.050.040.040.1684--0.050.10--0.070.2296--0.110.08--0.200.13

烘烤過(guò)程中葉綠素的降解速度

（mg·100g-1·h-1）第三十四頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

從葉綠素的降解速度看，不同生態(tài)區(qū)、不同品種煙葉表現(xiàn)了較大差異(上表)。降解速度——云煙85都是在24h降解速度最快；NC89中商丘和信陽(yáng)煙葉是在24h最快，南陽(yáng)、三門峽煙葉則是在36h最快。24～36h以后降解速度明顯減慢。降解量——變黃期結(jié)束時(shí)，NC89中的平均降解量占鮮葉含量的74%；云煙85的平均降解量占鮮葉含量的75.5%。

煙葉完成變黃期以后，葉綠素仍然緩慢降解，直至干筋期時(shí)趨于穩(wěn)定。不同品種表現(xiàn)出相似的規(guī)律性。

第三十五頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不同部位煙葉中葉綠素在烘烤過(guò)程中的降解

第三十六頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

煙葉部位葉綠素a葉綠素b葉綠素總量上部烘烤前（mg/g）1.0770.4621.539變黃后(mg/g)0.1980.0790.277降解量（%）81.682.982.0降解速度（%/h）1.701.731.71不同部位煙葉在變黃期葉綠素的降解量和降解速度

第三十七頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一中部烘烤前（mg/g）0.9490.5111.460變黃后(mg/g)0.1530.0660.219降解量（%）83.887.185.0降解速度（%/h）1.741.811.77下部烘烤前（mg/g）0.8130.5431.356變黃后(mg/g)0.1220.0540.176降解量（%）84.990.087.0降解速度（%/h）1.771.881.81續(xù)表

第三十八頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

實(shí)驗(yàn)表明：

——烘烤前，上部葉中葉綠素a和葉綠素b的總量最高，其次為中部葉和下部葉。

——烘烤過(guò)程的變黃期是兩種葉綠素降解量最大的時(shí)期。

——定色期，各部位煙葉中兩種葉綠素的含量都有所回升，而且葉綠素a回升的量要高于葉綠素b。——干筋期，兩種色素的含量基本保持穩(wěn)定。第三十九頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

烘烤后，不同部位煙葉中總?cè)~綠素?fù)p失量在83～86%范圍內(nèi)變化，降解量最大的是下部葉，其次是上部和中部葉。這與Pack報(bào)道的在烘烤45小時(shí)后葉綠素含量是烤前的15~20%基本一致。

第四十頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

不同部位煙葉烘烤的難易程度：

如果使用相同的烘烤方法，一般情況下，下部煙葉比較易于烘烤，其次是中部煙葉，最后是上部煙葉。下部煙葉葉片較薄，結(jié)構(gòu)較松，干物質(zhì)較少，含水量較高，這些葉片在烘烤過(guò)程中變黃較快，脫水也較快，因而色素的降解也比較快；中部葉片厚度適中，含水適宜，干物質(zhì)積累充足，葉片結(jié)構(gòu)較為疏松，烘烤時(shí)變黃速度和失水速度易于協(xié)調(diào)，色素變化適中。

上部葉由于通風(fēng)透光條件較好，葉片厚實(shí)，含水量少，變黃較慢，同時(shí)定色期的脫水相對(duì)也比較快，定色難，不易烘烤。第四十一頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一2）煙葉烘烤過(guò)程中類胡蘿卜素的降解規(guī)律

在烘烤過(guò)程中，類胡蘿卜素的含量總體趨勢(shì)是隨著烘烤的進(jìn)行逐漸下降。其中以變黃期降解速度較快。

第四十二頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不同部位煙葉在烘烤過(guò)程中類胡蘿卜素含量的變化第四十三頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一煙葉部位紫黃質(zhì)葉黃素β

-胡蘿卜素類胡蘿卜素總量上部烘烤前（mg/g）0.0880.1870.1300.405變黃后(mg/g)0.0220.0560.0440.122降解量（%）75.070.066.269.8降解速度（%/h）1.561.461.381.45不同部位煙葉在變黃期類胡蘿卜素的降解量和降解速度

第四十四頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一煙葉部位紫黃質(zhì)葉黃素β

-胡蘿卜素類胡蘿卜素總量中部烘烤前（mg/g）0.0750.1750.1140.365變黃后(mg/g)0.0180.0490.0340.101降解量（%）76.172.270.172.3降解速度（%/h）1.581.501.441.51下部烘烤前（mg/g）0.0620.1680.1090.339變黃后(mg/g)0.0140.0420.0280.084降解量（%）77.475.074.375.2降解速度（%/h）1.611.561.541.57續(xù)表

第四十五頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

——發(fā)現(xiàn)烘烤過(guò)程中易氧化的紫黃質(zhì)降解最多；

——烘烤過(guò)程中，不同部位煙葉中總類胡蘿卜素的損失最大的是下部葉，其次是上部葉和中部葉；

——總類胡蘿卜素的降解速度要比總?cè)~綠素小，所以在變黃后，表現(xiàn)出的一個(gè)最明顯也是最重要的煙葉外觀變化就是煙葉由綠變黃。兩類色素的不同降解機(jī)理可能是導(dǎo)致其降解速度不同的主要原因。

第四十六頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、色素的降解實(shí)質(zhì)：煙葉變黃的本質(zhì)是葉綠素、類胡蘿卜素等色素的降解以及黃色色素比例的增加。降解過(guò)程如下：類胡蘿卜素降解香氣成分第四十七頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一葉綠體蛋白調(diào)制分解游離葉綠素葉綠素酶葉綠醇（無(wú)色）+甲醇葉綠醇（又叫植醇）可以脫水形成新植二烯（一種重要的煙草增香劑，屬于二萜類化合物），主要在調(diào)制和陳化過(guò)程中產(chǎn)生。第四十八頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一降解速度：葉綠素>葉黃素>胡蘿卜素變黃后：葉綠素——僅為原含量的10～20%；類胡蘿卜素——占烘烤后色素總量的80%～90％。調(diào)制過(guò)程中顏色變化：色素均分解，但分解速度不同，使

各種色素含量比例發(fā)生改變，葉綠素大大減少，類胡蘿卜素的黃色顯現(xiàn)出來(lái)。第四十九頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、煙葉調(diào)制過(guò)程中的酶促棕色化反應(yīng)及其調(diào)控途徑酶促棕色化反應(yīng)——指調(diào)制變黃后期和定色期，在酶的催化下煙葉由黃逐漸變棕、變褐的過(guò)程。實(shí)質(zhì)：酚類物質(zhì)的快速氧化及產(chǎn)物的聚合（嚴(yán)重的褐變可致多酚降低85%左右）。

第五十頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一酶促褐變發(fā)生的條件：酚類底物酶氧三者缺一不可a、酶外滲：變黃后期和定色期，細(xì)胞破裂、死亡，使原本在細(xì)胞內(nèi)的酶外滲；b、氧氣大量進(jìn)入；c、酶活性提高（溫度升高使酶活性增大，45～50℃活性最高，大于55℃抑制活性）。

第五十一頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

酶促棕色化反應(yīng)是一系列復(fù)雜的生物化學(xué)過(guò)程，它的劇烈發(fā)生會(huì)導(dǎo)致煙葉烤后色澤和香吃味的大幅度降低，造成煙葉使用價(jià)值的下降甚至喪失。研究調(diào)制過(guò)程中酶促棕色化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及其影響因素，探索有效防止煙葉棕色化變褐的途徑，對(duì)于提高煙葉烘烤質(zhì)量具有十分重要的意義。第五十二頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一1）多酚氧化酶的酶學(xué)特性

多酚氧化酶是煙葉在烘烤過(guò)程中導(dǎo)致變成深色的主要原因之一，這是由于多酚氧化酶催化各種酚類物質(zhì)（兒茶酚、單寧酸、酪氨酸等）氧化成醌，再經(jīng)聚合形成黑色素所致。因此，研究多酚氧化酶在煙葉中的酶學(xué)特性，以及如何使用抑制劑抑制多酚氧化酶的活性，對(duì)于提高煙葉烤后質(zhì)量具有重要意義。第五十三頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一（1）熱穩(wěn)定性

按照酶活性測(cè)定系統(tǒng)，分別在35℃、45℃、55℃、65℃下進(jìn)行酶活性測(cè)定，經(jīng)計(jì)算測(cè)得不同溫度、不同時(shí)間下煙草多酚氧化酶的活性結(jié)果如下圖所示。不同溫度條件下酶的活性差異很大。第五十四頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

溫度越高，酶活性持續(xù)的時(shí)間越短，溫度越低，酶活性持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)。即在35℃，煙草多酚氧化酶的活性在40min時(shí)仍然很高，而在65℃時(shí)，煙草多酚氧化酶在2min時(shí)幾乎沒(méi)有活性了。上述分析表明，煙草多酚氧化酶在35～45℃以下時(shí)是相當(dāng)穩(wěn)定的，最終表現(xiàn)出高活性；但當(dāng)溫度在55℃以上時(shí)，易迅速鈍化失去活性。第五十五頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一（2）耐酸堿性

分別在pH值為4、5、6、7、8六個(gè)條件下測(cè)定煙葉中多酚氧化酶的活性,當(dāng)pH值達(dá)到6時(shí)，多酚氧化酶活性達(dá)到高峰,然后隨著pH的繼續(xù)增加（見下圖）。

第五十六頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

煙草多酚氧化酶在不同pH下的活性第五十七頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

從圖中可以看出,隨著pH值的逐漸增加，煙草多酚氧化酶的活性先增加，達(dá)到最大值后又逐漸減弱，呈拋物線型。此外，從圖中還可看出，該酶對(duì)堿性條件敏感，在偏堿情況下酶活性下降得快。第五十八頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一（3）底物的專一性

將配制的不同濃度的焦兒茶酚、焦性沒(méi)食子酸、苯酚與煙草多酚氧化酶作用，測(cè)定酶活性,求解煙草多酚氧化酶對(duì)焦兒茶酚（二元酚）、焦性沒(méi)食子酸（三元酚）、苯酚（一元酚）三種底物的米氏常數(shù)（Km）值，結(jié)果如下表和圖。第五十九頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一煙草多酚氧化酶對(duì)三種底物的Km值底物名稱底物濃度S（M）反應(yīng)速度（V）S/VKm值（米氏常數(shù)）焦兒茶酚（二元酚）0.0020.722.77×10－31.52×10－30.0040.864.65×10－30.0050.955.84×10－30.0101.109.05×10－3焦性沒(méi)食子酸（三元酚）0.0020.464.31×10－23.31×10－20.0040.685.68×10－20.0060.777.32×10－20.0080.888.04×10－2苯酚（一元酚）0.0020.01831.100－0.0040.0550.7270.0060.1300.4620.0080.4770.168第六十頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

米氏常數(shù)Km是表示酶與底物親合力大小的一個(gè)特征常數(shù)。Km值大時(shí)，說(shuō)明酶和底物的親合力小；Km值小時(shí)，則說(shuō)明酶和底物的親合力大。從上述結(jié)果可以看出，焦兒茶酚和煙草多酚氧化酶作用時(shí)，其Km值最小，為1.52×10-3，說(shuō)明焦兒茶酚和多酚氧化酶的親合力最強(qiáng)，故常用焦兒茶酚作底物，加速酶促反應(yīng)的進(jìn)行。焦性沒(méi)食子酸和煙草多酚氧化酶作用的親合力次之（Km值為3．3×10-2），而煙草多酚氧化酶不催化氧化苯酚，二者不表現(xiàn)出親合力。

實(shí)驗(yàn)表明，煙草多酚氧化酶只作用于多元酚化合物，不催化氧化一元酚化合物。第六十一頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一（4）抑制劑效應(yīng)

在EDTA、亞硫酸氫鈉、硼酸、檸檬酸四種抑制劑的抑制效果中，以硼酸和亞硫酸氫鈉對(duì)酶活性的抑制效應(yīng)最為明顯，EDTA和檸檬酸次之。亞硫酸氫鈉能抑制煙草多酚氧化酶的活性,是由于亞硫酸氫鈉是還原劑，它使多酚氧化酶的二價(jià)銅還原為一價(jià)酮，使酶失活；硼酸、檸檬酸也能抑制煙草多酚氧化酶的活性,其原因可能是硼酸、檸檬酸改變了其酸堿性，降低了pH值，使多酚氧化酶和底物的結(jié)合力減小,進(jìn)而降低了酶活性。硼酸降低百分?jǐn)?shù)高于檸檬酸，說(shuō)明硼酸的酸性比檸檬酸的酸性強(qiáng)。

EDTA對(duì)煙草多酚氧化酶的抑制作用，可能是由于EDTA能和一些金屬離子（如Cu2+）結(jié)合形成螯合物沉淀，從而降低了酶活性。第六十二頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一（5）激活劑激活效應(yīng)

將用不同濃度的激活劑硫酸銅溶液處理的酶液在分光光度計(jì)上400nm處測(cè)其吸光度。實(shí)驗(yàn)表明，隨著硫酸銅溶液濃度的增加，煙葉中酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為醌類物質(zhì)增多,吸光度增大。這說(shuō)明，多酚氧化酶活性是增大的。

多酚氧化酶是一種含銅的蛋白質(zhì)，銅離子有增強(qiáng)酶活性的功能，是煙草多酚氧化酶的良好激活劑。第六十三頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一2）酶促棕色化反應(yīng)（1）酶促棕色化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)烘烤過(guò)程中煙葉酶促棕色化反應(yīng)的發(fā)生其實(shí)質(zhì)在于煙葉中的多酚類物質(zhì)，如咖啡酸、綠原酸、蕓香苷等，在過(guò)多氧化酶和多酚氧化酶的作用下，經(jīng)氧化產(chǎn)生淡紅色至黑褐色的醌類物質(zhì)。煙葉中醌類物質(zhì)積累和縮聚的結(jié)果導(dǎo)致了煙葉顏色由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌潭鹊暮稚６喾宇愇镔|(zhì)中的綠原酸和蕓香苷酶促氧化是褐色素形成和積累的先決條件。第六十四頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一兒茶酚酶促棕色化反應(yīng)的過(guò)程：

第一步：兒茶酚在多酚氧化酶作用下氧化成鄰醌；第二步：鄰醌或沒(méi)有氧化的兒茶酚在酚羥化酶的作用下，發(fā)生羥基化反應(yīng)，生成三羥基化合物；

第三步：鄰醌和三羥基化合物在無(wú)酶參加下能自動(dòng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，三羥基化合物被鄰醌氧化生成鄰羥基對(duì)醌，而鄰醌被還原為原來(lái)的酚類物質(zhì)；

第四步：鄰羥基對(duì)醌和對(duì)羥基鄰醌易發(fā)生聚合，生成分子量較大的褐色色素。

第六十五頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一1.2.3.4.黑色素黑色素兒茶酚在多酚氧化酶作用下氧化成鄰醌鄰醌或沒(méi)有氧化的兒茶酚在酚羥化酶的作用下，發(fā)生羥基化反應(yīng)，生成三羥基化合物鄰醌和三羥基化合物在無(wú)酶參加下能自動(dòng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，三羥基化合物被鄰醌氧化生成鄰羥基對(duì)醌，而鄰醌被還原為原來(lái)的酚類物質(zhì)酚羥化酶鄰羥基對(duì)醌和對(duì)羥基鄰醌易發(fā)生聚合第六十六頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一綠原酸酶促棕色化反應(yīng)的過(guò)程：

綠原酸的酶促棕色化反應(yīng)過(guò)程與兒茶堿的酶促棕色化反應(yīng)的過(guò)程完全相同，只是酶促棕色化反應(yīng)的速度慢。

第六十七頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一對(duì)-香豆酸酶促棕色化反應(yīng)的過(guò)程：

對(duì)-香豆酸（對(duì)羥基苯基丙烯酸

），是一元酚，在氧化為相應(yīng)的鄰醌之前，先在酚羥化酶的作用下，發(fā)生羥基化反應(yīng)。之后的反應(yīng)過(guò)程與兒茶酚相同，對(duì)－香豆酸由于開始發(fā)生的羥基化作用較慢，所以酶促棕色化反應(yīng)的速度不如二元酚快。

第六十八頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一氨基酸的酶促棕色化反應(yīng)過(guò)程以酪氨酸為例：第六十九頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一（2）酶促棕色化反應(yīng)對(duì)煙葉烘烤質(zhì)量的影響色澤——烘烤過(guò)程中煙葉內(nèi)發(fā)生的酶促棕色化反應(yīng)，依反應(yīng)程度不同，煙葉的局部或全部會(huì)呈現(xiàn)出深淺不同的雜色，甚至使整片煙葉基本色喪失，造成煙葉掛灰、糊片、黑糟等現(xiàn)象。內(nèi)在品質(zhì)——烘烤期間酶促棕色化反應(yīng)的發(fā)生，是造成煙葉中多酚類物質(zhì)含量大幅度下降的原因之一。研究發(fā)現(xiàn)，一旦煙葉顏色完全變褐，多酚類物質(zhì)含量就會(huì)減少85%，煙葉的芳香吃味因此而變差，雜氣加重。物性——酶促棕色化反應(yīng)還會(huì)使煙葉葉片變薄，重量減輕，彈性變差，破碎度加大，燃燒力減弱，最終將造成煙葉的可用性降低或者完全失去使用價(jià)值。第七十頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一3）酶促棕色化反應(yīng)發(fā)生的條件

在正常的烘烤過(guò)程中，酶促棕色化反是很少發(fā)生的，煙葉棕色化變褐的程度也極其微小，對(duì)煙葉質(zhì)量的影響效應(yīng)并不顯著。當(dāng)烘烤技術(shù)條件不當(dāng)時(shí)，將會(huì)誘導(dǎo)酶促棕色化反應(yīng)劇烈發(fā)生。美國(guó)哈斯勒(F.J.Hassler)在研究烤煙煙葉變黃期因加熱誘導(dǎo)的氧化變褐試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在烘烤溫度為57℃時(shí)，僅6min時(shí)間棕色化反應(yīng)過(guò)程就可全部完成。第七十一頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一（1）誘導(dǎo)酶促棕色化反應(yīng)發(fā)生的外部條件

誘導(dǎo)煙葉酶促棕色反應(yīng)的外部條件有二：一是烘烤溫度，二是烤房?jī)?nèi)空氣的相對(duì)濕度。兩者結(jié)合影響煙葉含水量和葉內(nèi)多酚氧化酶的活性，從而制約酶棕色反應(yīng)的發(fā)生。科學(xué)研究和實(shí)踐證明，在轉(zhuǎn)火定色時(shí)，酶促棕色化反應(yīng)極易發(fā)生。

第七十二頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

若變黃初期煙葉的溫度較高(高于42℃)，在高溫條件下，由于葉內(nèi)水分含量多，呼吸作用強(qiáng)烈，煙葉變褐在43℃時(shí)就會(huì)開始；即使正常成熟的煙葉，在環(huán)境溫度45～46℃，空氣相對(duì)濕度在60%以上時(shí)，煙葉失水量如果少于50%也會(huì)導(dǎo)致酶促棕色化反應(yīng)的發(fā)生；相反，即使鮮煙葉水分較高，在此溫度范圍內(nèi)，只要環(huán)境相對(duì)濕度控制60%在以下，煙葉的失水量不小于50%，則酶促棕色反應(yīng)就不容易發(fā)生。

說(shuō)明環(huán)境濕度以及煙葉含水率對(duì)酶促棕色化反應(yīng)有一定影響。第七十三頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一（2）誘導(dǎo)酶促棕色化反應(yīng)的內(nèi)部因素①變黃期內(nèi)煙葉的失水量

在變黃結(jié)束時(shí)，煙葉水分含量的多少是決定酶促棕色化反應(yīng)能否發(fā)生的先決條件。多數(shù)試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為，變黃期至定色前期溫、濕度條件控制不當(dāng)，煙葉失水量小于50％，就為酶促棕色化反應(yīng)的發(fā)生奠定了基礎(chǔ)；

第七十四頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一②煙葉組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)和破壞程度

在烘烤的變黃期，煙葉中起催化作用的多酚氧化酶等酶類物質(zhì)與其作用底物——多酚類物質(zhì)由于分別位于細(xì)胞的不同區(qū)域，兩者難以接觸。因此，酶促棕色化反應(yīng)也就不易進(jìn)行。當(dāng)煙葉變黃結(jié)束之后，細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，原生質(zhì)結(jié)構(gòu)解體，葉組織的生命活性趨于死亡(一般煙葉致死溫度為50～52℃)。導(dǎo)致細(xì)胞汁液大量外滲，原子氧自由進(jìn)入葉組織，激發(fā)了多酚氧化酶的活性，創(chuàng)造了良好的氧化條件；

另一方面由于細(xì)胞原生質(zhì)結(jié)構(gòu)的解體，細(xì)胞內(nèi)區(qū)隔被破壞，原來(lái)束縛于液泡中的多酚氧化酶得以與多酚類物質(zhì)結(jié)觸，使多酚類物質(zhì)迅速氧化形成醌類物質(zhì)。第七十五頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一③煙葉中多酚氧化酶的活性變化及其影響因素

煙葉的酶促棕色化反應(yīng)是在多酚氧化酶的催化作用下發(fā)生的。因此，多酚氧化酶的活性及其在烘烤過(guò)程中的變化也就成為煙葉棕色化變褐與否的決定因素。煙葉中多酚氧化酶的活性及其變化除決定于煙葉自身素質(zhì)外，還受著環(huán)境溫度、水分、pH值，以及抑制劑、激活劑的影響。第七十六頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一a.不同素質(zhì)鮮煙葉中多酚氧化酶的活性不同素質(zhì)的鮮煙葉中多酚氧化酶活性有很差異。——隨著煙葉成熟度提高，多酚氧化酶(PPO)活性呈下降趨勢(shì)。——據(jù)測(cè)定，中等肥水條件下正常落黃成熟的鮮煙葉中，多酚氧化酶活性較低，常在0.2mg/min·g以下；而在高水肥條件下所形成的葉片肥大、水分含量高的煙葉以及非正常落黃的煙葉當(dāng)中，多酚氧化酶活性往往較高，一般都在0.3mg/min·g以上。

第七十七頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一b.烘烤溫度對(duì)多酚氧化酶活性的影響

烘烤的環(huán)境溫度不同，煙葉的多酚氧化酶活性強(qiáng)弱的表現(xiàn)也不同。據(jù)研究，煙葉中多酚氧化酶在40℃以下時(shí)是相當(dāng)穩(wěn)定的，最終表現(xiàn)出高活性；當(dāng)溫度在55℃以上時(shí)，就會(huì)迅速鈍化失去活性。c.環(huán)境pH值對(duì)多酚氧化酶活性的影響隨pH值逐漸增加，多酚氧化酶活性逐漸增強(qiáng)，當(dāng)pH值達(dá)到6時(shí)，多酚氧化酶活性達(dá)到高峰，之后隨pH值的繼續(xù)增加，酶的活性又逐漸減弱。第七十八頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一4）烘烤過(guò)程中酶促棕色化反應(yīng)的調(diào)控（1）采用科學(xué)的調(diào)制方法是實(shí)現(xiàn)煙葉酶促棕色化反應(yīng)調(diào)控的基礎(chǔ)科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，鮮煙葉只有采用低溫慢烤的優(yōu)質(zhì)煙葉烘烤工藝，正確控制環(huán)境的溫濕度條件，保持煙葉的環(huán)境溫度與變黃程度和失水干燥程度同步，才有利于合理調(diào)控多酚氧化酶的活性。

控制好煙葉變黃的溫、濕度條件，使煙葉在36～38℃條件下實(shí)現(xiàn)充分變黃，當(dāng)煙葉變黃程度達(dá)到90%～100%，葉片塌架發(fā)軟，黃片青筋，才能適時(shí)轉(zhuǎn)火定色。第七十九頁(yè)，共九十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一（