应用生物技术降低烟草中特有N-亚硝胺

　　人类对 N-亚硝胺的认识已经有了近百年的历史，烟草特有 N-亚硝胺（TSNAs，Tobacco Specific N-nitrosamines）是烟草特有的 N-亚硝基类化合物，主要有 4 种：4-（N-甲基-亚硝胺）-1-（3-吡 啶基）-1- 丁酮 [ NNK，4-（N-methyl-N-nitrosami）-1-（3-pyridyl）-1-butanone ]、N-亚硝 基去甲基烟碱（NNN，N′-Nitrosonornicotine）、N-亚硝基新烟碱（NAT，N′-Nitrosoanatabine）和 N-亚硝基假木贼烟碱（NAB，N′-Nitrosoanabasine）。TSNAs 是卷烟烟气中特有的一类致癌性物质， 是烟叶中存在的一种特有的有害成分。在烟草中 TSNAs 普遍被认为是由烟草中的生物碱和亚硝酸盐 反应形成的。NNK、NNN、NAT、NAB 是烟草和烟气中主要的 TSNAs。NNK 被认为来源于烟碱， NNN 来源于烟碱和降烟碱，NAT 来源于新烟草碱，NAB 来源于新烟碱。烟叶中 TSNAs 在绿叶中 的含量非常少，其形成通常被认为主要发生在调制、贮藏等阶段，卷烟烟气中 TSNAs 主要是卷烟燃 烧时形成和烟叶中 TSNAs 转移而来的，其含量与烟叶中 TSNAs、硝酸盐、烟碱及其衍生物的含量， 以及燃烧条件有关。 近半个世纪以来，如何降低 TSNAs 一直是世界烟草业发展中的关键问题。从一粒种子开始，到 卷烟产品呈现给消费者，科学家试图在农业和工业阶段通过各种手段降低烟草中 TSNAs 的含量，从 而降低烟草制品对消费者健康的影响。然而目前已有的方法适用性较低，这也导致降低甚至除掉烟 草中的 TSNAs 成为世界性的难题。从 TSNAs 的生成机制可以看出，烟碱类物质是 TSNAs 生成的前 体物，因此，只要烟碱存在于烟草中，TSNAs 便难以清除；而烟碱类物质是满足烟草吸食者的重要 成分，不可能从烟草中完全剔除。因此，降低烟叶和烟气中 TSNAs 的含量就成为长期困扰烟草科学 界的难题。 目前已有多种方法可降低 TSNAs 的含量，但大多数集中在实验室研究阶段，真正实现产业化应 用的不多，且多集中于 TSNAs 生成前的控制阶段，真正从生成后阶段进行降解或减少的手段不多。 本书从生物技术角度出发，叙述了酶和烟草微生物在不同烟草加工过程中的作用机制及对烟草品质 的影响，并结合打叶复烤生产线和卷烟生产线的工艺质量控制要求，进行生物技术加料工艺技术研究。 重点推荐了酶技术、烟草内生菌及植物源减害剂在 TSNAs 生成后阶段的减害作用，并着重介绍了卷 烟工业生产过程中应用生物技术降低烟草中 TSNAs 含量的系列方法，从而为从事烟草行业减害的科 技人员提供解决问题的思路和技术参考，因此是非常有益的。 本书包含七章内容和附录：第一章综述了降低烟草中TSNAs含量的研究历史，简要介绍了应用酶烟草微生物及植物源减害剂降低烟草中TSNAs的含量的研究进展；第二章讲述了TSNAs的生成机制、 生物学作用及其检测方法；第三章讲述了酶工程及其在烟草中的应用、酶降低 TSNAs 的作用机制、 烟碱去甲基酶对 TSNAs 前体物的影响；第四章讲述了烟草内生微生物的特性和作用、内生菌应用、 烟草内生菌降低白肋烟中 TSNAs 含量的机制；第五章讲述了烟碱的基本特性、对烟草中 TSNAs 的 影响，微生物代谢烟碱的机制及微生物降低烟碱的应用；第六章讲述了微生物技术在烟草调制和醇 化过程中的作用及其对品质的影响和控制；第七章简要介绍了打叶复烤和卷烟生产线的工艺质量控 制、加料工艺技术研究，重点推荐了酶技术在卷烟生产中降低 TSNAs 的应用，典型烟草内生菌降低 烟草中 TSNAs 的应用和植物源减害剂降低烟草中 TSNAs 的机制及应用。附录介绍了烟草中 TSNAs 新检测分析方法，降烟碱微生物菌剂的控制处理技术，烟草微生物分离、培养、鉴定及筛选技术。 本书用较多篇幅介绍了酶、烟草微生物及植物源减害剂 3 种生物技术降低烟草 TSNAs 的机制和 应用，这些内容均来自编者们近 10 年来的新科研成果，是众多科研项目工作的总结积累与提炼。 本书主要编写人员：第一章绪论，周骏和雷丽萍；第二章TSNAs的生成、生物学作用和检测方法， 刘兴余和张杰；第三章酶技术在烟草中的应用，刘兴余和白若石；第四章烟草内生微生物特性与作用， 夏振远和吴玉萍；第五章降低烟草中 TSNAs 的前体物——烟碱，白若石和张杰；第六章微生物技术 在烟草调制和醇化过程中的作用，马雁军和马莉；第七章生物技术在烟草生产中的应用，杨春雷、 马雁军、王金明和闫洪洋。附录A二维在线固相萃取LC-MS/MS法测定主流烟气中的TSNAs，张杰； 附录 B 降烟碱微生物菌剂的控制处理技术规范，汪安云；附录 C 常用培养基配方，吴玉萍；附录 D 烟草微生物分离技术，雷丽萍；附录 E 烟草微生物培养技术，夏振远；附录 F 烟草微生物鉴定技术， 雷丽萍；附录 G 烟草微生物的筛选技术，夏振远和吴玉萍；附录 H 烟草内生细菌的分离方法，夏振 远和吴玉萍。在本书出版之际，真诚感谢所有给予帮助的老师和科研技术人员。本书在出版过程中， 得到了科学技术文献出版社张丹编辑的大力帮助，特此诚挚感谢！

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