煙草綜合應用研究進展

1、煙草各部位的綜合利用煙草廢次物的綜合利用轉基因煙草的利用前景展望1.1 煙葉 煙葉約占煙草生物產(chǎn)量的一半，是煙草生產(chǎn)的主產(chǎn)品，主要作為卷煙工業(yè)的主要原料供人們吸食。但因其各種化學成分的含量高，也是多種功效的工業(yè)原料，可以制成食品、飼料、醫(yī)藥及農(nóng)藥等許多產(chǎn)品。 舒特希思在美國化學會發(fā)表研究報告煙草除去尼古丁等毒素后，可制成高蛋白粉，每667m2煙草可產(chǎn)56kg高蛋白粉或151kg含50%蛋白的飼料。 其營養(yǎng)價值高于酪蛋白和雞蛋，可以成為它們的替代物，用于配制精美的糕點，提高營養(yǎng)價值；作乳糖缺乏病人的牛奶代用品，制成白嫩的豆腐。 煙莖富含纖維素，含量為38%45%，纖維質量好，且比一般木材和草類秸

2、稈纖維易于提取有助于卷煙內在品質的提高，有利于卷煙的降焦減害 煙草薄片又稱再造煙葉或勻質煙葉，它是煙草工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的綜合利用產(chǎn)物該技術是將整個卷煙生產(chǎn)過程中廢棄的煙梗、煙末以及部分低檔次煙葉采用不同加工方法處理，制備成性狀接近或優(yōu)于天然煙葉的產(chǎn)品，再應用于卷煙生產(chǎn)它不僅有效降低卷煙的生產(chǎn)成本，還有利于卷煙的降焦減害1.2 煙莖 煙莖可制紙。制得的煙草栽培用紙不僅具有較好的保溫、保濕、遮光、透氣性，又能促進煙苗生長，且是綠色環(huán)保的可替代塑料薄膜的煙草栽培用紙 煙草中纖維素含量較高，且碳元素含量也較高，所以煙稈主要被用來制取活性炭及纖維板和刨花板。 煙莖含N2.5%-3%，P2O50.5%-0.8

3、%，K2O 3%-5.5%，MgO 0.12%，這些含量是一般植物莖類含量的幾倍乃至10多倍，經(jīng)適當?shù)奶幚砜芍谱鳂O好的元素有機肥料或煙用特征元素肥料。1.3煙草花蕾、腋芽 煙草打頂所棄的花蕾含有豐富的香精香料，是天然植物香源之一，經(jīng)提取可作為極好的煙草香精香料。 用煙草花蕾制作的香膏新產(chǎn)品，能增加煙氣濃度，提高卷煙香味，改善吃味，減輕梗絲木質氣息，對改善膨脹梗絲和薄片的色澤有一定效果。 煙草腋芽是高植物蛋白源，比一般植物葉片中的蛋白質和微量元素含量要高幾倍，用1%的石灰水處理后可成為極好的豬飼料；也可從中提取制藥工業(yè)所需的特殊蛋白和高級飼料蛋白。1.4 煙籽 煙籽因含油脂較高可用于榨油，煙籽出

4、油率為25%，浸提法出油率可達30%。煙籽油可作油漆、肥皂、醫(yī)藥及其它化工產(chǎn)品原料。 煙籽榨油后的餅粕為煙籽餅，其含蛋白質高達29.7%，因此可作為畜禽蛋白質飼料資源加以開發(fā)利用。 煙草廢棄物(waste tobacco)是指未能用于制煙的煙草組成部分(制煙包括了用下腳料制造的膨脹煙絲與薄片等)，包括煙莖(又稱煙稈、煙稈、煙梗)、無法進行卷煙加工的低等級或者等外級煙葉、煙草植株的上部煙葉、煙花、煙種、葉脈(煙筋)、腋芽、卷煙企業(yè)積存的煙末、煙根、根出條。2.1 煙堿 煙堿在天然煙葉中的含量較高，一般可達12%-16%，而在煙梗中的含量稍低一些，大約為5%-7%。 高純度的天然煙堿在醫(yī)藥工業(yè)上用

5、于研制治療心血管、皮膚、蛇毒、蟲咬傷和無名腫毒等疾病的藥物；用煙堿制得的檸檬酸煙堿還是生產(chǎn)高級香煙品質改良劑的主要組份。 目前在國內市場上，含量為98的天然煙堿的售價已達8萬元噸以上，國際市場上每千克100美元左右。 煙堿通常是指煙草堿及其類似生物堿的總稱。自然界中存在最豐富的煙堿有煙草堿、假木賊堿和原煙草堿3種。2.2 茄尼醇 大量的研究結果表明，茄尼醇具有較強的抗癌生物活性，是合成治療心血管疾病、抗癌、抗?jié)兊人幬锏闹虚g體，如作為合成輔酶Q10和維生素K2的側鏈，在醫(yī)學上用途廣泛。 由于國內茄尼醇精制工藝較為落后，無法達到制藥工業(yè)原料要求，只能以3萬元噸左右低價出售給日本，日本加工成95

6、純度再返銷給我國。 2003年7月22日，從廢棄煙葉中提取茄尼醇合成輔酶Q10、年產(chǎn)3噸的一條龍工業(yè)化生產(chǎn)線建成。此項目由云南高新創(chuàng)業(yè)投資有限公司出資1200萬元參與，與云南大學組織技術力量潛心研發(fā)輔酶Q10的合成工藝，歷時三年。預計每年會給云南煙農(nóng)帶來數(shù)千萬的收入21。2.3煙酸 從煙草中提取出煙堿后，將煙堿進一步氧化反 應制備煙酸是本綜合利用研究的重要內容。煙酸、煙 維生素E酯、煙酸胴醇脂是降血脂的重要藥物，煙 酸還可制備煙酰胺，它是維生素K類藥物。2.4 果膠 煙葉中果膠含量較大，烤煙一般可達6%-7%。 肖厚榮等利用混酸萃取和乙醇沉淀法從煙梗中提取果膠，提取率達12.4%左右，脫色效果

7、理想。2.5利用煙草廢棄物提取植物蛋白的技術發(fā)展趨勢 美國科學家發(fā)現(xiàn)煙草的蛋白質含量10.68，與玉米、甘蔗等作物的白蛋質含量相當按當時美國大豆種植產(chǎn)量水平測算，每畝密植煙草獲取的植物蛋白約是大豆的4倍。 據(jù)美國科學家最近的研究表明，從煙草中制取的食用蛋白其營養(yǎng)價值高于酪蛋白和雞蛋，可以成為它們的替代物，用于配制精美的糕點，提高營養(yǎng)價值2.6可制煙草薄片 煙草薄片又稱再造煙葉或勻質煙葉，它是煙草工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的綜合利用產(chǎn)物該技術是將整個卷煙生產(chǎn)過程中廢棄的煙梗、煙末以及部分低檔次煙葉采用不同加工方法處理，制備成性狀接近或優(yōu)于天然煙葉的產(chǎn)品，再應用于卷煙生產(chǎn)它不僅能使煙葉原料最大限度地得到應用，有

8、效降低卷煙的生產(chǎn)成本，而且可以在一定程度上使卷煙物理性能和化學成分按人們的意愿和要求得到調整和改善，從而有助于卷煙內在品質的提高，有利于卷煙的降焦減害2.7煙梗直接切絲工藝 煙葉中約含有25的煙梗，煙梗纖維素含量較高，經(jīng)膨脹工藝生產(chǎn)的梗絲使用在卷煙產(chǎn)品上，不僅可降低原料消耗，而且能夠降低卷煙焦油含量、平衡煙氣、改善煙支燃燒性能5 ESS是一種新型的梗絲處理技術，由英DICKINSONIEGG公司研發(fā)的ESS工藝是和傳統(tǒng)的梗絲處理方法完全不同的處理工藝經(jīng)過ESS設備處理后產(chǎn)品呈顆粒狀，富有彈性，填充能力強，而且與傳統(tǒng)的梗絲相比，ESS梗絲的降焦效果更加顯著目前這種設備已被江蘇中煙工業(yè)公司徐州卷煙

9、廠國內第一家引進，生產(chǎn)的產(chǎn)品在卷煙配方中已經(jīng)得到應用 轉基因煙草更是取得了其他植物難以比擬的巨大成就，已經(jīng)成功地作為生物反應器應用于多種藥用蛋白、抗體以及疫苗的生產(chǎn)。3.1 藥用蛋白 轉基因煙草被成功表達生產(chǎn)其他多種醫(yī)用蛋白質，如-干擾素、人胰島素、人生長激素、葡萄腦苷脂酶和水蛙素等，其中值得重視的是葡萄腦苷脂酶和人體外激素的產(chǎn)生。葡萄腦苷脂酶用于人類Gaucher氏病的臨床治療，是世界上最昂貴的藥物之一?，F(xiàn)在利用轉基因煙草則可大量且低成本地生產(chǎn)葡萄腦苷脂酶。此外，韓國研究者利用轉基因煙草生產(chǎn)人的胰島素；北京大學已將對早中期妊娠引產(chǎn)極為有效的天花粉蛋白基因導入煙草并成功表達該種蛋白。1999年

10、，美國學者宣稱他們成功地將人體必需基因導入煙草以生產(chǎn)人體血液成分。3.2 抗體 抗體是由人或動物免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的免疫性球蛋白，通過與侵染性抗原結合達到抵御病原感染的目的?？贵w的醫(yī)用潛力無疑是巨大的，但由于抗體的大批量生產(chǎn)非常困難，從而限制了它的臨床應用。 Hiutt等1989年首先在煙草中表達重組抗體6Dd，其表達量達煙葉總蛋白量的1.3%。按照這種表達水平，美國只需將其煙草種植面積的1%用來種植這種轉基因煙草，就可以生產(chǎn)出270kg的6Dd抗體，足以供給27萬癌癥患者1年治療之用。3.3 疫苗 國內李纓等也成功地將乙肝表明抗原基因在煙草中表達。 轉基因煙草亦被成功生產(chǎn)大量用于預防人和動物疾病的

11、疫苗。美國的Arntzen等獲得表達乙型肝炎表面抗原（HbsAg）的轉基因煙草，并證明這種抗原與從人血清和酵母中誘導獲得的抗原幾乎相同，可以作為乙肝疫苗使用。Roy Curtis等成功利用轉基因煙草生產(chǎn)防御齲齒細菌的疫苗。4 前景展望 提取煙堿，茄尼醇，煙酸，煙酰胺，果膠技術含量高，決定售價的主要是提取物的純度，適宜大規(guī)模資金技術投入，能做到高純度利潤巨大?；钚蕴考夹g含量也很高，這一類利用最好由國家或者企業(yè)立項研究，投資開廠。纖維板，刨花板，植物蛋白技術含量低，小規(guī)模資金即可開動。不具備工業(yè)化處理條件的地方可以用作肥料，飼料或者驅蟲藥。相信隨著人類對煙草吸用、飼用、藥用以及食用等多種用途的綜合開發(fā)利用，煙草作物必將為人類做出巨大的貢獻，煙草的未來也將呈現(xiàn)出無窮的生機。 煙草的綜合利用是煙草行業(yè)21世紀的重要研究方向，也是煙草農(nóng)業(yè)與卷煙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。從煙草中提取煙堿、茄尼醇、泛酮等用作制藥原料；從煙草中提取高純度煙草蛋白質、煙草糖，也可能成為解決人類21世紀糧食問題的一種途徑。隨著基因工程的進步以及“煙醫(yī)合作”的深入，利用轉基因煙草生產(chǎn)治療癌癥的生物藥物和防治其它疾病的疫苗已成為高科技發(fā)展的前沿課題。因此，合理開發(fā)、綜合利用，使煙草不僅作為卷煙工業(yè)原料，而且主要成為化工、食品以及醫(yī)藥的重要原料，這樣整個煙草的生產(chǎn)將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和良好的社會效益與生態(tài)效益。