應(yīng)用生物技術(shù)降低煙草中特有N-亞硝胺

　　人類對 N-亞硝胺的認(rèn)識(shí)已經(jīng)有了近百年的歷史，煙草特有 N-亞硝胺（TSNAs，Tobacco Specific N-nitrosamines）是煙草特有的 N-亞硝基類化合物，主要有 4 種：4-（N-甲基-亞硝胺）-1-（3-吡 啶基）-1- 丁酮 [ NNK，4-（N-methyl-N-nitrosami）-1-（3-pyridyl）-1-butanone ]、N-亞硝 基去甲基煙堿（NNN，N′-Nitrosonornicotine）、N-亞硝基新煙堿（NAT，N′-Nitrosoanatabine）和 N-亞硝基假木賊煙堿（NAB，N′-Nitrosoanabasine）。TSNAs 是卷煙煙氣中特有的一類致癌性物質(zhì)， 是煙葉中存在的一種特有的有害成分。在煙草中 TSNAs 普遍被認(rèn)為是由煙草中的生物堿和亞硝酸鹽 反應(yīng)形成的。NNK、NNN、NAT、NAB 是煙草和煙氣中主要的 TSNAs。NNK 被認(rèn)為來源于煙堿， NNN 來源于煙堿和降煙堿，NAT 來源于新煙草堿，NAB 來源于新煙堿。煙葉中 TSNAs 在綠葉中 的含量非常少，其形成通常被認(rèn)為主要發(fā)生在調(diào)制、貯藏等階段，卷煙煙氣中 TSNAs 主要是卷煙燃 燒時(shí)形成和煙葉中 TSNAs 轉(zhuǎn)移而來的，其含量與煙葉中 TSNAs、硝酸鹽、煙堿及其衍生物的含量， 以及燃燒條件有關(guān)。 近半個(gè)世紀(jì)以來，如何降低 TSNAs 一直是世界煙草業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵問題。從一粒種子開始，到 卷煙產(chǎn)品呈現(xiàn)給消費(fèi)者，科學(xué)家試圖在農(nóng)業(yè)和工業(yè)階段通過各種手段降低煙草中 TSNAs 的含量，從 而降低煙草制品對消費(fèi)者健康的影響。然而目前已有的方法適用性較低，這也導(dǎo)致降低甚至除掉煙 草中的 TSNAs 成為世界性的難題。從 TSNAs 的生成機(jī)制可以看出，煙堿類物質(zhì)是 TSNAs 生成的前 體物，因此，只要煙堿存在于煙草中，TSNAs 便難以清除；而煙堿類物質(zhì)是滿足煙草吸食者的重要 成分，不可能從煙草中完全剔除。因此，降低煙葉和煙氣中 TSNAs 的含量就成為長期困擾煙草科學(xué) 界的難題。 目前已有多種方法可降低 TSNAs 的含量，但大多數(shù)集中在實(shí)驗(yàn)室研究階段，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng) 用的不多，且多集中于 TSNAs 生成前的控制階段，真正從生成后階段進(jìn)行降解或減少的手段不多。 本書從生物技術(shù)角度出發(fā)，敘述了酶和煙草微生物在不同煙草加工過程中的作用機(jī)制及對煙草品質(zhì) 的影響，并結(jié)合打葉復(fù)烤生產(chǎn)線和卷煙生產(chǎn)線的工藝質(zhì)量控制要求，進(jìn)行生物技術(shù)加料工藝技術(shù)研究。 重點(diǎn)推薦了酶技術(shù)、煙草內(nèi)生菌及植物源減害劑在 TSNAs 生成后階段的減害作用，并著重介紹了卷 煙工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用生物技術(shù)降低煙草中 TSNAs 含量的系列方法，從而為從事煙草行業(yè)減害的科 技人員提供解決問題的思路和技術(shù)參考，因此是非常有益的。 本書包含七章內(nèi)容和附錄：第一章綜述了降低煙草中TSNAs含量的研究歷史，簡要介紹了應(yīng)用酶煙草微生物及植物源減害劑降低煙草中TSNAs的含量的研究進(jìn)展；第二章講述了TSNAs的生成機(jī)制、 生物學(xué)作用及其檢測方法；第三章講述了酶工程及其在煙草中的應(yīng)用、酶降低 TSNAs 的作用機(jī)制、 煙堿去甲基酶對 TSNAs 前體物的影響；第四章講述了煙草內(nèi)生微生物的特性和作用、內(nèi)生菌應(yīng)用、 煙草內(nèi)生菌降低白肋煙中 TSNAs 含量的機(jī)制；第五章講述了煙堿的基本特性、對煙草中 TSNAs 的 影響，微生物代謝煙堿的機(jī)制及微生物降低煙堿的應(yīng)用；第六章講述了微生物技術(shù)在煙草調(diào)制和醇 化過程中的作用及其對品質(zhì)的影響和控制；第七章簡要介紹了打葉復(fù)烤和卷煙生產(chǎn)線的工藝質(zhì)量控 制、加料工藝技術(shù)研究，重點(diǎn)推薦了酶技術(shù)在卷煙生產(chǎn)中降低 TSNAs 的應(yīng)用，典型煙草內(nèi)生菌降低 煙草中 TSNAs 的應(yīng)用和植物源減害劑降低煙草中 TSNAs 的機(jī)制及應(yīng)用。附錄介紹了煙草中 TSNAs 新檢測分析方法，降煙堿微生物菌劑的控制處理技術(shù)，煙草微生物分離、培養(yǎng)、鑒定及篩選技術(shù)。 本書用較多篇幅介紹了酶、煙草微生物及植物源減害劑 3 種生物技術(shù)降低煙草 TSNAs 的機(jī)制和 應(yīng)用，這些內(nèi)容均來自編者們近 10 年來的新科研成果，是眾多科研項(xiàng)目工作的總結(jié)積累與提煉。 本書主要編寫人員：第一章緒論，周駿和雷麗萍；第二章TSNAs的生成、生物學(xué)作用和檢測方法， 劉興余和張杰；第三章酶技術(shù)在煙草中的應(yīng)用，劉興余和白若石；第四章煙草內(nèi)生微生物特性與作用， 夏振遠(yuǎn)和吳玉萍；第五章降低煙草中 TSNAs 的前體物——煙堿，白若石和張杰；第六章微生物技術(shù) 在煙草調(diào)制和醇化過程中的作用，馬雁軍和馬莉；第七章生物技術(shù)在煙草生產(chǎn)中的應(yīng)用，楊春雷、 馬雁軍、王金明和閆洪洋。附錄A二維在線固相萃取LC-MS/MS法測定主流煙氣中的TSNAs，張杰； 附錄 B 降煙堿微生物菌劑的控制處理技術(shù)規(guī)范，汪安云；附錄 C 常用培養(yǎng)基配方，吳玉萍；附錄 D 煙草微生物分離技術(shù)，雷麗萍；附錄 E 煙草微生物培養(yǎng)技術(shù)，夏振遠(yuǎn)；附錄 F 煙草微生物鑒定技術(shù)， 雷麗萍；附錄 G 煙草微生物的篩選技術(shù)，夏振遠(yuǎn)和吳玉萍；附錄 H 煙草內(nèi)生細(xì)菌的分離方法，夏振 遠(yuǎn)和吳玉萍。在本書出版之際，真誠感謝所有給予幫助的老師和科研技術(shù)人員。本書在出版過程中， 得到了科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社張丹編輯的大力幫助，特此誠摯感謝！

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