烟草综合应用研究进展

1.4 烟籽
• 烟籽因含油脂较高可用于榨油，烟籽出油 率为25%，浸提法出油率可达30%。烟籽油 可作油漆、肥皂、医药及其它化工产品原 料。 • 烟籽榨油后的饼粕为烟籽饼，其含蛋白质 高达29.7%，因此可作为畜禽蛋白质饲料资 源加以开发利用。
• 烟草废弃物(waste tobacco)是指未能用于制 烟的烟草组成部分(制烟包括了用下脚料制 造的膨胀烟丝与薄片等)，包括烟茎(又称烟 秆、烟秆、烟梗)、无法进行卷烟加工的低 等级或者等外级烟叶、烟草植株的上部烟 叶、烟花、烟种、叶脉(烟筋)、腋芽、卷烟 企业积存的烟末、烟根、根出条。
2.3烟酸
• 从烟草中提取出烟碱后，将烟碱进一步氧 化反
• 应制备烟酸是本综合利用研究的重要内容。 烟酸、烟 • 维生素E酯、烟酸胴醇脂是降血脂的重要药 物，烟 • 酸还可制备烟酰胺，它是维生素K类药物。
2.4 果胶
• 烟叶中果胶含量较大，烤烟一般可达6%-7%。
• 肖厚荣等利用混酸萃取和乙醇沉淀法从烟 梗中提取果胶，提取率达12.4%左右，脱色 效果理想。
• 转基因烟草更是取得了其他植物难以比拟 的巨大成就，已经成功地作为生物反应器 应用于多种药用蛋白、抗体以及疫苗的生 产。
3.1 药用蛋白
• 转基因烟草被成功表达生产其他多种医用蛋白 ห้องสมุดไป่ตู้，如α-干扰素、人胰岛素、人生长激素、葡 萄脑苷脂酶和水蛙素等，其中值得重视的是葡 萄脑苷脂酶和人体外激素的产生。葡萄脑苷脂 酶用于人类Gaucher氏病的临床治疗，是世界 上最昂贵的药物之一。现在利用转基因烟草则 可大量且低成本地生产葡萄脑苷脂酶。此外， 韩国研究者利用转基因烟草生产人的胰岛素； 北京大学已将对早中期妊娠引产极为有效的天 花粉蛋白基因导入烟草并成功表达该种蛋白。 1999年，美国学者宣称他们成功地将人体必需 基因导入烟草以生产人体血液成分。
• 烟碱通常是指烟草碱及其类似生物碱的总 称。自然界中存在最丰富的烟碱有烟草碱、 假木贼碱和原烟草碱3种。
2.2 茄尼醇
• 大量的研究结果表明，茄尼醇具有较强的抗癌生物活性， 是合成治疗心血管疾病、抗癌、抗溃疡等药物的中间体， 如作为合成辅酶Q10和维生素K2的侧链，在医学上用途 广泛。 • 由于国内茄尼醇精制工艺较为落后，无法达到制药工业 原料要求，只能以3万元／吨左右低价出售给日本，日 本加工成95％ 纯度再返销给我国。 • 2003年7月22日，从废弃烟叶中提取茄尼醇合成辅酶Q10、 年产3吨的一条龙工业化生产线建成。此项目由云南高 新创业投资有限公司出资1200万元参与，与云南大学组 织技术力量潜心研发辅酶Q10的合成工艺，历时三年。 预计每年会给云南烟农带来数千万的收入［21］。
2.6可制烟草薄片
• 烟草薄片又称再造烟叶或匀质烟叶，它是烟草 工农业生产中的综合利用产物．该技术是将整 个卷烟生产过程中废弃的烟梗、烟末以及部分 低档次烟叶采用不同加工方法处理，制备成性 状接近或优于天然烟叶的产品，再应用于卷烟 生产．它不仅能使烟叶原料最大限度地得到应 用，有效降低卷烟的生产成本，而且可以在一 定程度上使卷烟物理性能和化学成分按人们的 意愿和要求得到调整和改善，从而有助于卷烟 内在品质的提高，有利于卷烟的降焦减害．
• 辊压法薄片的成丝率低、大量添加卷烟后 吃味差，且提高了产品的焦油含量；烟梗 丝由于其香气和风格上的缺陷，也不宜大 量添加．因此开发高品质的造纸法烟草薄 片和梗丝的膨化、调香的配套工艺是产品 研发的方向．
• 从文献上看，国内目前对从烟杆制取活性 炭的技术研究最为深入，其次是茄尼醇与 硫酸烟碱。预计未来国内的烟草废弃物利 用将以这三项为主。国外目前对烟碱及其 衍生物的研究和提取植物蛋白的研究最为 深入。
3.2 抗体
• 抗体是由人或动物免疫系统产生的免疫性球蛋 白，通过与侵染性抗原结合达到抵御病原感染 的目的。抗体的医用潜力无疑是巨大的，但由 于抗体的大批量生产非常困难，从而限制了它 的临床应用。 • Hiutt等1989年首先在烟草中表达重组抗体6Dd， 其表达量达烟叶总蛋白量的1.3%。按照这种表 达水平，美国只需将其烟草种植面积的1%用 来种植这种转基因烟草，就可以生产出270kg 的6Dd抗体，足以供给27万癌症患者1年治疗之 用。
烟草各部位的综合利用
烟草废次物的综合利用 转基因烟草的利用 前景展望
1.1 烟叶
• 烟叶约占烟草生物产量的一半，是烟草生产的主产 品，主要作为卷烟工业的主要原料供人们吸食。但 因其各种化学成分的含量高，也是多种功效的工业 原料，可以制成食品、饲料、医药及农药等许多产 品。 • 舒特· 希思在美国化学会发表研究报告烟草除去尼古 丁等毒素后，可制成高蛋白粉，每667m2烟草可产 56kg高蛋白粉或151kg含50%蛋白的饲料。 • 其营养价值高于酪蛋白和鸡蛋，可以成为它们的替 代物，用于配制精美的糕点，提高营养价值；作乳 糖缺乏病人的牛奶代用品，制成白嫩的豆腐。
1.3烟草花蕾、腋芽
• 烟草打顶所弃的花蕾含有丰富的香精香料，是 天然植物香源之一，经提取可作为极好的烟草 香精香料。 • 用烟草花蕾制作的香膏新产品，能增加烟气浓 度，提高卷烟香味，改善吃味，减轻梗丝木质 气息，对改善膨胀梗丝和薄片的色泽有一定效 果。 • 烟草腋芽是高植物蛋白源，比一般植物叶片中 的蛋白质和微量元素含量要高几倍，用1%的 石灰水处理后可成为极好的猪饲料；也可从中 提取制药工业所需的特殊蛋白和高级饲料蛋白。
2.7烟梗直接切丝工艺
• 烟叶中约含有25％的烟梗，烟梗纤维素含量较高， 经膨胀工艺生产的梗丝使用在卷烟产品上，不仅可 降低原料消耗，而且能够降低卷烟焦油含量、平衡 烟气、改善烟支燃烧性能［5］． • ESS是一种新型的梗丝处理技术，由英DICKINSON— IEGG公司研发的．ESS工艺是和传统的梗丝处理方法 完全不同的处理工艺．经过ESS设备处理后产品呈颗 粒状，富有弹性，填充能力强，而且与传统的梗丝 相比，ESS梗丝的降焦效果更加显著．目前这种设备 已被江苏中烟工业公司徐州卷烟厂国内第一家引进， 生产的产品在卷烟配方中已经得到应用
4 前景展望
• 提取烟碱，茄尼醇，烟酸，烟酰胺，果胶技术 含量高，决定售价的主要是提取物的纯度，适 宜大规模资金技术投入，能做到高纯度利润巨 大。活性炭技术含量也很高，这一类利用最好 由国家或者企业立项研究，投资开厂。纤维板， 刨花板，植物蛋白技术含量低，小规模资金即 可开动。不具备工业化处理条件的地方可以用 作肥料，饲料或者驱虫药。相信随着人类对烟 草吸用、饲用、药用以及食用等多种用途的综 合开发利用，烟草作物必将为人类做出巨大的 贡献，烟草的未来也将呈现出无穷的生机。
3.3 疫苗
• 国内李缨等也成功地将乙肝表明抗原基因 在烟草中表达。 • 转基因烟草亦被成功生产大量用于预防人 和动物疾病的疫苗。美国的Arntzen等获得 表达乙型肝炎表面抗原（HbsAg）的转基因 烟草，并证明这种抗原与从人血清和酵母 中诱导获得的抗原几乎相同，可以作为乙 肝疫苗使用。Roy Curtis等成功利用转基因 烟草生产防御龋齿细菌的疫苗。
1.2 烟茎
• 烟茎可制纸。制得的烟草栽培用纸不仅具有较 好的保温、保湿、遮光、透气性，又能促进烟 苗生长，且是绿色环保的可替代塑料薄膜的烟 草栽培用纸 • 烟草中纤维素含量较高，且碳元素含量也较高， 所以烟秆主要被用来制取活性炭及纤维板和刨 花板。 • 烟茎含N2.5%-3%，P2O50.5%-0.8%，K2O 3%5.5%，MgO 0.12%，这些含量是一般植物茎类 含量的几倍乃至10多倍，经适当的处理可制作 极好的元素有机肥料或烟用特征元素肥料。
• 烟草的综合利用是烟草行业21世纪的重要研究方向， 也是烟草农业与卷烟工业可持续发展的必然要求。 从烟草中提取烟碱、茄尼醇、泛酮等用作制药原料； 从烟草中提取高纯度烟草蛋白质、烟草糖，也可能 成为解决人类21世纪粮食问题的一种途径。随着基 因工程的进步以及“烟医合作”的深入，利用转基 因烟草生产治疗癌症的生物药物和防治其它疾病的 疫苗已成为高科技发展的前沿课题。因此，合理开 发、综合利用，使烟草不仅作为卷烟工业原料，而 且主要成为化工、食品以及医药的重要原料，这样 整个烟草的生产将会产生巨大的经济效益和良好的 社会效益与生态效益。
• 烟茎富含纤维素，含量为38%~45%，纤维质量 好，且比一般木材和草类秸秆纤维易于提取有 助于卷烟内在品质的提高，有利于卷烟的降焦 减害． • 烟草薄片又称再造烟叶或匀质烟叶，它是烟草 工农业生产中的综合利用产物．该技术是将整 个卷烟生产过程中废弃的烟梗、烟末以及部分 低档次烟叶采用不同加工方法处理，制备成性 状接近或优于天然烟叶的产品，再应用于卷烟 生产．它不仅有效降低卷烟的生产成本，还有 利于卷烟的降焦减害
2.5利用烟草废弃物提取植物蛋白的 技术发展趋势
• 美国科学家发现烟草的蛋白质含量10.68％， 与玉米、甘蔗等作物的白蛋质含量相当按 当时美国大豆种植产量水平测算，每亩密 植烟草获取的植物蛋白约是大豆的4倍。
• 据美国科学家最近的研究表明，从烟草中 制取的食用蛋白其营养价值高于酪蛋白和 鸡蛋，可以成为它们的替代物，用于配制 精美的糕点，提高营养价值
2.1 烟碱
• 烟碱在天然烟叶中的含量较高，一般可达12%16%，而在烟梗中的含量稍低一些，大约为 5%-7%。 • 高纯度的天然烟碱在医药工业上用于研制治疗 心血管、皮肤、蛇毒、虫咬伤和无名肿毒等疾 病的药物；用烟碱制得的柠檬酸烟碱还是生产 高级香烟品质改良剂的主要组份。 • 目前在国内市场上，含量为98％的天然烟碱的 售价已达8万元／吨以上，国际市场上每千克 100美元左右。