一种防控烟叶烘烤过程中酶促褐变的复合制剂及其应用的制作方法

本发明属于烟草烘烤加工，涉及一种防控烟叶烘烤过程中酶促褐变的复合制剂及其应用，尤其涉及一种适配于华南高温高湿烟区的防控烟叶烘烤过程中酶促褐变的复合制剂及其应用。

背景技术：

1、烘烤是决定烟叶外观等级、内在化学成分协调性与感官评吸品质的核心工序。烟叶在烘烤高温高湿、失水胁迫的逆境环境下，细胞膜结构易发生破损，细胞区室化平衡被打破，液泡内储存的多酚类物质与细胞质中的多酚氧化酶（ppo）大量接触，快速诱发酶促褐变反应，导致烟叶叶面出现挂灰、色泽暗沉、杂气加重、刺激性增大等问题，最终造成烟叶等级大幅下降，严重影响烟农经济效益与卷烟工业原料品质。

2、华南高温高湿烟区（以广西百色、贺州、河池等地为代表）烤烟集中采烤期为5月至8月，此阶段普遍具有温度高、湿度大、昼夜温差小的气候特征，加之喀斯特地貌导致烤房内温湿度波动大；k326作为当地主栽品种，田间成熟后衰老速度快、细胞膜损伤程度高，烘烤过程中酶促褐变反应更为剧烈，烟叶挂灰发生率常年达40%以上，远高于国内平均水平，是制约当地烟叶提质增收的核心技术瓶颈。

3、目前行业内针对烟叶烘烤褐变挂灰的防控技术主要分为三类：一是物理工艺调控法，通过微调烘烤温湿度、升温节奏防控褐变，该方法高度依赖操作人员经验，广西烟区农户烘烤技术水平参差不齐，效果稳定性差，且无法从根源抑制酶促褐变反应；二是单一化学抑制法，仅通过单一药剂抑制ppo活性，作用靶点单一、防控效果有限，部分药剂存在残留风险；三是生物调控法，利用生物菌剂、植物提取物调控烟叶状态，活性物质易受高温高湿环境影响，稳定性差，无法适配广西烟区的烘烤环境。

4、现有公开技术中，cn105146706a公开了一种减少k326上部叶挂灰的密集烘烤方法，通过调控变黄初期温度促进脱水；cn202011095777公开了以纤维素酶、果胶酶、溶菌酶复合酶制剂防治玉米花粉引起的k326挂灰。上述技术或依赖专用烘烤工艺，或针对特定致灰因子，无法从根本上抑制酶促褐变反应。

5、由于现有技术多为单一机理调控模式，挂灰降低效果有限，上等烟比例提升不明显，且普遍需要配套专用烘烤工艺，与广西烟农传统生产习惯冲突，无法适配百色、贺州、河池产区的高温高湿烘烤环境与常规烘烤模式，本地化推广局限性极大，因此，亟需研发一种多靶点协同、操作简便、无需改造烘烤工艺、适配华南高温高湿烟区烟叶烘烤褐变挂灰难题的防控技术。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防控烟叶烘烤过程中酶促褐变的复合制剂及其应用，尤其提供一种适配于华南高温高湿烟区的防控烟叶烘烤过程中酶促褐变的复合制剂及其应用。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种防控烟叶烘烤过程中酶促褐变的复合制剂，所述复合制剂中的活性组分由甘草查尔酮a、油菜素唑和褪黑素组成。

4、本发明创造性地将甘草查尔酮a、油菜素唑和褪黑素三种活性组分进行联用，用于在烘烤前施用于烟叶，具有优异的防控烟叶烘烤过程中酶促褐变，改善烟叶挂灰现象，提升烟叶品质的效果。

5、其中甘草查尔酮a为高效的多酚氧化酶抑制剂，可通过竞争性结合ppo活性位点、阻断底物邻苯二酚进入催化中心，从源头抑制酶促褐变起始反应，同时其分子结构中的多个酚羟基赋予其自由基清除能力，可阻断氧化链式反应。

6、其中油菜素唑为油菜素甾醇（br）生物合成特异性抑制剂，可抑制c-22羟化酶（cyp90b1）活性。烘烤逆境下，烟叶内源br信号通路过度激活可加速细胞代谢周转和膜脂降解，油菜素唑通过适度降低内源br水平，调控膜脂代谢平衡与细胞渗透压稳态，维持细胞膜完整性与细胞区室化结构，减少褐变反应发生的物质接触条件。

7、其中褪黑素具备极强的抗氧化活性，可直接清除烘烤过程产生的活性氧自由基，上调sod、pod等抗氧化酶活性，维持细胞氧代谢平衡，减轻膜脂过氧化损伤。

8、三种组分形成“酶活性抑制—细胞结构保护—氧化损伤修复”的闭环调控网络，分别作用于酶促褐变的起始、结构、放大三个关键环节：甘草查尔酮a在褐变起始阶段阻断ppo催化反应；油菜素唑在结构维持阶段保护细胞膜与液泡完整性，减少底物与酶的空间接触概率；褪黑素在氧化放大阶段清除已产生的ros及醌类中间产物，防止氧化链式反应扩散。三者作用靶点互补、增效作用显著（三位一体协同作用机理示意图如图1所示），防控效果远超单一组分或二元复配体系。

9、在一些实施方式中，所述复合制剂中的活性组分以质量份数计由甘草查尔酮a 5-20份、油菜素唑1-30份和褪黑素6-18份组成。

10、其中甘草查尔酮a的质量份数可以选择5份、8份、10份、12份、14份、15份、16份、18份、20份等；其中油菜素唑的质量份数可以选择1份、5份、10份、12份、15份、20份、22份、25份、30份等；其中褪黑素的质量份数可以选择6份、8份、10份、12份、14份、15份、16份、18份等。

11、在一些实施方式中，所述复合制剂中还包括渗透助剂。

12、在复合制剂中加入渗透助剂可降低药液表面张力，提升活性组分在烟叶表面的渗透性与吸收率，适配广西等烟区烟叶角质层较厚的特性。

13、在一些实施方式中，所述渗透助剂选自丙二醇、甘油或乙醇中的任意一种或至少两种的组合，更优选丙二醇。

14、本发明研究发现，丙二醇、甘油、乙醇三种助剂均可显著降低药液表面张力，提升活性组分在烟叶表面的渗透吸收效率，挂灰防控效果均显著优于无助剂对照组；其中丙二醇综合效果最优，甘油、乙醇效果相当，均满足生产使用要求。

15、在一些实施方式中，所述渗透助剂在复合制剂中的质量百分含量为1%-5%，例如1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%等。更优选2%-4%。

16、渗透助剂1%-5%为有效安全区间，可显著降低药液表面张力、提升药剂吸收效率，其中2%-4%为更优添加量，兼顾防控效果与无残留的生产要求。

17、在一些实施方式中，所述复合制剂中还包括溶剂。

18、在一些实施方式中，所述复合制剂中还包括助溶剂。

19、在一些实施方式中，所述甘草查尔酮a的质量浓度为0.005%-0.02%（例如0.005%、0.008%、0.01%、0.012%、0.015%、0.018%、0.02%等）（w/v），所述油菜素唑的质量浓度为0.001%-0.03%（例如0.001%、0.005%、0.01%、0.015%、0.02%、0.025%、0.03%等）（w/v），所述褪黑素的质量浓度为0.006%-0.018%（例如0.006%、0.008%、0.01%、0.012%、0.014%、0.016%、0.018%等）（w/v）。

20、在一些实施方式中，所述甘草查尔酮a的质量浓度为0.008%-0.012%（w/v），所述油菜素唑的质量浓度为0.002%-0.008%（w/v），所述褪黑素的质量浓度为0.01%-0.015%（w/v）。

21、在一些实施方式中，所述复合制剂中还包括ph缓冲剂。

22、在复合制剂中进一步加入ph缓冲剂能够稳定活性组分的活性，辅助抑制ppo酶活，提升高温高湿环境下的防控稳定性。

23、在一些实施方式中，所述ph缓冲剂选自柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液或磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液。

24、在一些实施方式中，所述ph缓冲剂的添加量为调节复合制剂的ph值为5.5-6.5，例如5.5、5.7、5.8、6.0、6.2、6.4、6.5等。

25、本发明研究发现，复合制剂的ph=5.5-6.5为更优稳定区间，该区间内制剂体系均匀透明、储存稳定性好，对ppo酶活抑制效果佳，烟叶挂灰防控效果优异。

26、第二方面，本发明提供根据第一方面所述的复合制剂在抑制烟叶烘烤过程中酶促褐变反应、改善烟叶烘烤后挂灰现象及提升烟叶感官品质中的应用。

27、第三方面，本发明提供一种防控烟叶烘烤过程中酶促褐变及挂灰的方法，所述方法包括如下步骤：

28、烟叶采收编竿后、装炕前，将第一方面所述的复合制剂施加于烟叶正反面；施加后静置使复合制剂渗透吸收；静置完成后正常装炕，进行烘烤。

29、所述施加标准为：叶面完全湿润、无液滴流淌，施加作业需保证整竿烟叶上下层喷施均匀，杜绝漏喷、重喷。

30、在一些实施方式中，所述静置的时间为1-2 h，例如1 h、1.5 h、2 h等。

31、所示静置在阴凉通风处进行，静置期间避免阳光直射与雨淋。

32、所述烘烤直接采用当地常规烘烤工艺参数完成烘烤，无需更改温湿度、升温节奏等工艺参数。

33、在一些实施方式中，所述复合制剂的施加量为每1000 kg新鲜烟叶施用10-20 l，例如10 l/1000 kg、13 l/1000 kg、15 l/1000 kg、18 l/1000 kg、20 l/1000 kg等。

34、本领域技术人员可依据烟叶田间成熟度、鲜叶含水量，在10-20 l/1000 kg范围内灵活调整施用量。

35、在一些实施方式中，所述复合制剂的制备方法包括：按比例取甘草查尔酮a、油菜素唑和褪黑素，加入总体积3%-5%（例如3%、3.5%、4%、4.5%、5%等）的助溶剂（例如乙醇），再依次加入渗透助剂、ph缓冲剂，加入去离子水定容，15-35℃（例如15℃、20℃、25℃、30℃、35℃等）下搅拌5-30 min（例如5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min等），即得。

36、本发明所涉及的所有数值范围内未一一列举的其他具体点值均可选择，均在本发明的保护范围内，考虑到表述简要，在此不再一一赘述。

37、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

38、（1）三位一体协同增效：本发明采用多靶点立体防控体系，区别于传统单一机理调控技术，针对k326品种在广西6-8月高温高湿环境下的褐变特性，烤后烟叶挂灰面积率降低70%以上，上等烟比例提升19个百分点以上，防控效果远超现有同类技术。

39、（2）工艺适配性极强，多烟区通用：采用装炕前一次性喷施、静置吸收的工艺，无需改造烤房设备、无需调整任何常规烘烤参数，完全适配百色、贺州、河池三地的密集烤房与传统烘烤习惯，解决了烟叶烘烤褐变挂灰的顽固性难题。

40、（3）操作简便、节约人工：一次性喷施即可完成全程防控，烘烤阶段无需人工值守调参，显著降低人工成本，避免烤房开门造成的温湿度波动，适配广西烟区规模化、分户式并存的生产模式。

41、（4）性价比高、本地化推广价值突出：采用工业级植物提取物规模化投料，广西烟区平均投入产出比达10.9:1，远高于常规农业投入品平均收益水平，经济效益显著。