氨基酸对不同烤烟品种烟叶美拉德反应的影响
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作者:李洪臣 朱顺成
摘要 研究了不同烤烟品种烟叶氨基酸含量、烟叶陈化过程中美拉德反应情况，并利用模拟试验研究了不同浓度的氨基酸对不同烤烟品种烟叶美拉德反应的影响。结果表明，不同烤烟品种间各氨基酸组分含量均存在显著差异，豫烟10号和豫烟11号烟叶氨基酸总量较高;豫烟10号烟叶陈化前、后美拉德反应程度均较高，且反应程度变化较大。除与半胱氨酸、甲硫氨酸和精氨酸相关性不显著外，美拉德反应程度与其他氨基酸含量呈显著或极显著正相关;烟叶喷施不同浓度脯氨酸、甘氨酸、赖氨酸和谷氨酸后，美拉德反应程度均提高，但不同氨基酸对美拉德反应的促进作用有差异。
关键词 烤烟;氨基酸;美拉德反应
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2020）03-0026-03
Abstract Amino acid content in tobacco leaf of different tobacco varieties and Maillard reaction during tobacco leaf aging were studied， and the effects of amino acids in different concentrations on the Maillard reaction of tobacco leaf were also studied by simulation tests. The results showed that there were significant differences in the content of each amino acid component， Yuyan No.10 and Yuyan No.11 showed higher total amino acids; the degree of Maillard reaction in Yuyan No.10 was higher before and after the aging with great changes. The relationships were significant or very significant between Maillard reaction and amino acids except cysteine， methionine and arginine; when the proline， glycine， lysine and glutamate were sprayed in tobacco leaves， the degrees of Maillard reaction were all increased， but the promotions were different.
Key words Tobacco;Amino acid;Maillard reaction
美拉德反应是烟草特征香味形成的主要来源之一[1]，反应产物具有多种致香成分，香味物质阈值较低、刺激性较小、香气质好[2]。美拉德反应产物在增加香气同时，可以降低杂气和刺激性，改善低次烟的品质，为烟草感官质量提供较大贡献率[3]。在煙叶自身生长发育及烘烤和陈化过程中，美拉德反应产物不断积累，且品种间存在差异[4-5]。研究表明，品种间的氨基酸和还原糖含量存在显著差异，在外界条件一致的情况下，两者作为美拉德反应的底物，是控制美拉德反应的关键因素[6-7]。鉴于此，为了揭示氨基酸对烟叶美拉德反应的影响及品种间差异，笔者选用了不同品种烟叶喷施不同浓度的氨基酸进行模拟试验，从而筛选优质烤烟品种，控制烟叶美拉德反应，旨在为提高烟叶香气品质提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料 供试材料为烤烟品种豫烟10号、中烟100、云烟85、豫烟11号、云烟87、豫烟8号、豫烟7号、NC71和NC89。
1.2 试验设计
试验在河南农业大学试验室内开展，将烤烟品种豫烟10号和NC89烤后烟叶烘干粉碎后分别装于自封袋内，每包40 g，分别均匀喷施10 mL不同浓度的谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、赖氨酸溶液。试验设3个处理，分别为T0（清水对照处理）、T1（0.01 mol/L氨基酸）、T2（0.03 mol/L氨基酸）。将各处理水分平衡至约13%，放入干燥器中。干燥器底部装有20 ℃饱和碘化钾溶液，其湿度约69%，密闭放入45 ℃恒温培养箱中进行人工发酵。放入前先测定各样品的美拉德反应程度（以420 nm褐变程度表示），之后每7 d测1次，连续测4次，重复3次。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 氨基酸含量的测定。采用高效液相色谱法测定烟叶中氨基酸含量[8]。
1.3.2 烟叶美拉德反应程度的测定。取在50 ℃下烘干、碾碎后的烟叶5 g放入500 mL烧杯中，添加250 mL的蒸馏水，在超声波清洗仪中进行超声，时间为15 min。之后将液体进行过滤，滤液作为样品储备液。测定时将样品储备液按适当倍数进行稀释，于紫外分光光度计上测定A420。
2 结果与分析
2.1 不同烤烟品种烟叶氨基酸含量比较
由表1可知，不同烤烟品种烟叶氨基酸总量均值7.04 mg/g，变异系数为1403，说明不同品种烟叶氨基酸总量存在显著差异。豫烟10号和豫烟11号烟叶氨基酸总量较高，NC89和豫烟8号较低。烟叶氨基酸含量较高的有脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸，其他氨基酸的均值均小于0.5 mg/g，甲硫氨酸和半胱氨酸含量较低。氨基酸各组分变异系数为11.37～58.33，说明不同烤烟品种间各氨基酸组分含量均存在显著差异。
2.2 不同烤烟品种烟叶陈化过程中美拉德反应程度比较
由表2可知，烟叶陈化前和陈化1年后，美拉德反应程度变异系数分别为10.42和11.04，说明不同烤烟品种间美拉德反应存在差异。陈化后，各品种美拉德反应程度均增加。陈化前豫烟10号、豫烟7号、中烟100和云烟87美拉德反应程度较高，显著高于NC89、云烟85和豫烟8号。陈化1年后，豫烟10号、豫烟7号和豫烟11号美拉德反应程度较高，NC89、豫烟8号和NC71较低，反应程度变化较大的为豫烟10号、豫烟11号、云烟85和豫烟7号，变化较小的为NC89、云烟87、豫烟8号和NC71。 2.3 烟叶氨基酸与美拉德反应的相关性
由表3可知，美拉德反应程度与氨基酸总量呈显著正相关，除与半胱氨酸、甲硫氨酸和精氨酸相关性不显著外，与其他氨基酸含量呈显著或极显著正相关。
2.4 不同谷氨酸处理对烟叶美拉德反应的影响
由图1可知，处理0～7 d时品种间美拉德反应程度差异显著，不同浓度处理间差异不明显。处理7～14 d时，NC89的美拉德反应程度缓慢增加，豫烟10号的对照变化不大，低浓度和高浓度处理均大幅增加。处理14～21 d时变化平稳，至处理28 d时平稳上升，最终高浓度谷氨酸处理美拉德反应程度最高，对照最低，NC89的对照与低浓度处理美拉德反应程度相差不大。在同一浓度处理下豫烟10号的美拉德反应程度高于NC89。
2.5 不同脯氨酸处理对烟叶美拉德反应的影响
由图2可知，处理0～7 d时品种间及不同浓度处理间差异均不明显。处理7～14 d时，NC89和豫烟10号的美拉德反应程度缓慢增加，豫烟10号低浓度与对照相比差异不大，高浓度处理大幅增加。处理14～21 d时变化平稳，至处理28 d平稳上升，最终不同品种间低浓度和高浓度处理均高于对照。在同一浓度处理下豫烟10号的美拉德反应程度高于NC89。
2.6 不同甘氨酸处理对烟叶美拉德反应的影响
由图3可知，处理0～7 d时品种间美拉德反应程度差异显著。处理7～14 d时，NC89的美拉德反应程度缓慢增加，除NC89对照较低外，其他处理间相差不大。处理14～21 d时美拉德反应程度快速增加，至处理28 d时NC89平稳上升，豫烟10号喷施甘氨酸的处理美拉德反应程度仍大幅升高。高浓度甘氨酸处理的美拉德反应程度最高，对照反应程度最低。在同一浓度处理下豫烟10号的美拉德反应程度高于NC89。
2.7 不同赖氨酸处理对烟叶美拉德反应的影响
由图4可知，处理0～7 d时，品种间美拉德反应程度差异显著，不同浓度处理间差异也较大。处理7～14 d时，喷施赖氨酸溶液的处理美拉德反应程度均快速升高。处理14～21 d时，NC89各处理美拉德反应程度变化平稳，豫烟10号各处理的美拉德反应程度快速升高直至处理28 d。高浓度谷氨酸处理的美拉德反应程度最高，其次为低浓度处理，但2个处理相差不大。在同一浓度处理下，豫烟10号的美拉德反应程度高于NC89。
3 结论与讨论
氨基酸是美拉德反应的物质基础之一，烤后烟叶中的脯氨酸、谷氨酸和天冬氨酸含量较高。3种氨基酸含量较高的品种为豫烟10号和豫烟11号，含量较低的为NC89和豫烟8号。不同烤烟品种烤后烟叶氨基酸总量和各组分含量均存在差异，这些差异可导致美拉德反应速度和最终产物的成分及香气特征的不同[9-10]。
不同烤烟品种烤后烟叶陈化前和陈化1年后美拉德反应程度均存在差异，豫烟10和豫烟7号品种陈化前、陈化1年后美拉德反应程度均较高且变化较大，NC89和豫烟8号品种均较低且变化较小。美拉德反应程度除与半胱氨酸、甲硫氨酸和精氨酸相关性不显著外，与其他氨基酸含量呈显著或极显著正相关。通过对比品种间氨基酸含量、烟叶陈化前后美拉德反应程度，可推测品种间氨基酸含量的差异是美拉德反应程度差异的重要原因之一，在一定范围内氨基酸含量越高，美拉德反应程度越高。
喷施不同种类的外源氨基酸后，烟叶美拉德反应程度均有不同程度的提高，脯氨酸、甘氨酸和赖氨酸美拉德反应程度变化较大，谷氨酸变化最小。高浓度谷氨酸和赖氨酸处理美拉德反应程度显著高于低浓度处理，而高浓度脯氨酸处理与低浓度处理相差不大，这可能因为脯氨酸是碱性氨基酸，更易与还原糖发生美拉德反应[9]。
参考文献
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