植物叶片衰老机理及在烟叶生产上的应用

植物叶片衰老机理及在烟叶生产上的应用

娄栋

贾悦镇洛庄烟站   山东省潍坊市    262204

摘要：植物叶片最后的生长阶段是衰老和死亡，烟叶在后半期具有类似的衰老机理，同时这也是提高卷烟品质的重要阶段。适时收获和烘烤可以让烟叶新陈代谢产物得到更好转化，是提高香烟品质的关键因素。研究者们发现可以对烟叶的衰老过程进行人为调控，近年来理论研究成果和学说层出不穷。植物叶片的衰老伴随着外部形态特征改变以及新陈代谢和生理过程改变，是基因和环境因子共同作用的结果，将植物叶片衰老机理应用于烟叶生产活动有重要的意义。

关键词：植物叶片；衰老机理；烟叶生产；应用

引言

自1960年代以来，许多科学家深入研究了高质量绿色叶片老化的机理和影响因素，在发展开放性损伤理论、内源性激素调控理论和#年理论等理论方面取得了重大进展。研究表明，随着植物叶片的老化，生物化学代谢和生理过程发生了变化，伴随着植物老化的外部形态特征也发生了变化，这是一组与老化有关的基因及其特性有序表达的结果,近年来，对高级别绿叶老化及其影响因素的生理变化的研究有所加强，许多理论已应用于农业生产，从而为增加农业生产和收入作出了积极贡献。

1 烟叶叶片衰老的生理生化变化

1.1蛋白质含量变化

烟草自身组织的主要成分之一是蛋白质。在烟草的生长发育阶段，蛋白质的总量在增长，合成的速度也在逐渐地增加。在衰老阶段，和生长发育阶段完全不同，蛋白质的合成速度逐渐下降，降解速度在逐渐提高，使得含量下降，叶片衰老时经过酶的分解可以进一步提高蛋白质的分解效率。蛋白质水解酶活性和蛋白质的含量变化有密切的关系，水解酶的活性提高，则蛋白质被分解的量会增加，速度也会增加。水解酶以及底物所处的位置不同，只有在进入衰老阶段以后才会遇到，这两者都会被投入细胞质之中。叶片一旦进入衰老的程序之后就会让蛋白质水解酶和底物在空间上结合。伴随着水解程度的提高，蛋白质不断地被分解，但是蛋白质的基本组成单元氨基酸的数量却在增加。

1.2 SOD活性变化

SOD烘烤开始至定色中期其活性呈先升后降的单峰曲线，峰值出现在变黄中期；干湿差越大，峰值出现越早，其活性下降也越快，其原因可能与变黄中期膜脂过氧化程度增加、SOD响应抗氧化机理有关；36h后各处理SOD的活性表现为T3>T2>T1，说明随着干湿差越大，烟叶的含水量下降越快，促使烟叶的生理代谢速度加快，从而导致SOD的活性下降速度加快。

1.3自由基对植物叶片衰老的影响

自由基是原子、离子、分子、基群和含有非相关电子的化合物，称为细胞杀手。Harman ( Harman)在1955年提出，衰老过程是对细胞和组织中自由基损伤的持续反应的总和。叶片中的自由基是活性氧的组或分子，如O2、oh-等。在感恩节过程中产生的，当它们对叶子造成的氧化损伤累积到一定程度时，叶子就会老化。然而，在长期演变过程中，叶片在体内形成了一种抗氧化系统，通常由于植物中存在主动氧去除系统，细胞通过减少自由基的积累和消除过多的自由基而受到保护。叶片的抗氧剂有两大类，一类是抗氧剂，主要包括SOD、CAT、POX等；二是非酶类抗氧化剂，主要是维生素e、维生素c、谷胱甘肽(GSH)、花色素等。研究表明，植物清除自由基的能力随着年龄的增长而下降。自由基和活性氧对叶片造成损害的机制是对生物膜的损害、对呼吸链的损害、线粒体DNA的损害等。膜脂过氧化物是一系列自由基反应(o2，oh-等)。)脂肪中不饱和脂肪酸。其中，游离自由基和乙醛最终产物会严重损害生物膜，游离自由基也会损害线粒体呼吸链和线粒体DNA。

1.4光合速率的变化

光合作用的速度和烟草叶片中的叶绿素的含量有很大的关系，伴随着叶片衰老，叶绿素的含量下降，光合能力和光合速率也在逐渐下降。有的叶片叶绿体的内部结构会发生破坏的现象，此时光合作用的速率会受到影响。植物根系的发展水平并不是一直处在较高的位置，同时生长的速度也会受到自身生长阶段的影响。在衰老期根系的各项指标下降，营养物质和水的输送能力降低，在分配方面也会优先向生殖器官或者新组织倾斜。以烟草为例，在衰老期叶片获得水的量在下降，无法为叶绿体营造良好的环境，导致叶绿体结构破坏无法开展光合作用，或者使得光合作用的效率降低。整体而言，在烟草叶片衰老的过程中光合速率呈下降趋势。

2 植物叶片衰老机理在烟叶生产中的应用策略

2.1湿度控制

烘烤过程湿度减小，会促使烟叶衰老速度加快而导致烟叶体内大分子物质转化不充分，其结果会导致烤后烟叶化学成分不协调；湿度加大，可延缓烟叶衰老，虽然大分子物质转化充分，但可能会导致烟叶干物质过分消耗，同样使烟叶体内化学成分不协调，甚至会导致PPO活性升高而诱导酶促棕色化反应。因此烘烤过程应注意合理调控湿度，从而提高烘烤质量。本研究仅针对云烟85中部叶进行研究，结果仅供参考。

2.2温度调控

对环境温度和烟叶组织温度都要进行调控，在烘烤过程中要将烘烤时期分为变黄期、定色期、干筋期。变黄期烤房的温度应当在32℃~44℃，定色期则为45℃~53℃，干筋期则为55℃~71℃。这样确保温度最适宜，烘烤的烟草品质和质量也最适合，同时也能够防止烧坏烟叶。在变黄期应当将组织温度控制在35℃左右，如果温度过低，则变黄的速度较慢，如果温度过高则烟叶会被烧坏。变黄以后，烟叶的组织温度不应超过38℃，超过则叶片颜色会变成褐色，品质也会逐渐下降。技术研究者应当根据烟叶烘烤的具体操作要求和细则来进一步优化温度调整工作，提高温度控制的精准度，对提高卷烟口感及产品质量而言有重要的作用，操作者根据相关的细则来开展操作活动才能更好地调控烘烤的过程。

2.3光的调节

一定的光线可以延缓烟叶的老化，而黑暗可以加速衰老和死亡。因此，在烟叶的烘烤过程中，必须把烟叶放在一个没有照明的烘烤室内进行烘烤。因此，烟叶烤房的密封设备不应该透明，即使观察窗在烤箱里面，也应该用遮光织物复盖。烟叶完全处于黑暗的环境中，有利于衰老和发黄。

2.4严控分级标准，提高烟叶等级纯度

针对分级标准把握不当，烟叶等级纯度不够的问题，一要加强对分级、收购人员的技术培训，学会正确识别成熟烟叶。二是要引导烟农每次取同一竿的烟叶进行初分，分清部位，再挑拣出副组烟叶，如：青黄烟叶，微带青烟叶、光滑烟叶、杂色烟叶等，之后将余下的正组烟叶按颜色分为柠檬黄、橘黄两类，再按品质因素进行分级。副组烟叶集中到一起，按烟叶公司要求进行统一销毁处理，不予收购，从而杜绝正组烟叶含青、含杂现象。三要由烟叶公司统一安排预检员，根据烟农生产进度，逐户建立初分台账。入户指导烟农进行初分，要求达到部位清、颜色清，主组无青黄烟叶，并按等级进行堆放。经预检合格后，由包户预检员填写《预检合格证》，按规定时间到烟站交售，预检不合格的限期重新整理，不予进站交售。

结语

植物叶片衰老机理已经在烟叶生产的过程中得到了广泛运用，烟叶的采收和烘烤以及储存都用到了植物叶片衰老的相关机理，越来越多的技术人员和研究者认识到掌握烟草叶片衰老规律的重要性，在工艺设计、设备改造和使用、烘烤环境优化等方面进行了深入研究。技术人员结合烟草衰变的相关机理来调控衰老过程，提高了烘烤的水平。今后，需要有针对性地开展一些自动化研究工作，在储存和使用方面都要进行相应的研究，有利于提高烟草的质量和产量。

参考文献：

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