基于前体物控制降低白肋烟特有亚硝胺农艺技术研究

摘要

随着社会和经济的发展，烟草及烟草制品的安全性越来越受到重视。烟草中特有亚硝胺(Tobacco-specific nitrosamines，TSNAs)具有致癌性，尤其是N-亚硝基降烟碱(NNN)和4-（N-甲基亚硝基胺）-1-（3-吡啶基）-1-丁酮(NNK)由于毒性高被国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer，IARC)认定为Ⅰ类致癌物。白肋烟是混合型卷烟的重要原料，但其较高的TSNAs含量已成为其应用瓶颈。降低白肋烟TSNA含量且不劣化原有的风格特征是国际烟草业的一个难题。本论文旨在田间农艺措施的改变，在降低TSNAs前体物的基础上，探求一条稳定、可靠的降低白肋烟TSNAs且能维持白肋烟原有风格特征的技术途径。论文研究了打顶后应用仿生型信号分子（Bionic Signal Molecule，BSM）、BSM与田间其它栽培措施组合、田间烟叶的采收方式（预凋萎时间）等农艺对白肋烟TSNAs含量及品质的影响，取得主要研究结果如下:
　　1.BSM对白肋烟TSNAs含量及品质的影响
　　BSM是实验室前期基于昆虫与烟草互作研究中研发的一种可调控烟草机械损伤的信号分子，被证实可影响烟草打顶后生物碱合成与运输及硝酸盐含量。本试验于2014～2015年在我国四川达州白肋烟产区，研究应用BSM（用量）对白肋烟TSNAs含量及品质的影响。结果表明:打顶后应用BSM能有效降低TSNAs，TSNAs总量的降低率在10.40～24.75％，NNN和NNK的降低率分别为9.01～24.23％和11.43～26.86％;同时降低了晾制后烟叶中生物碱、硝酸盐和亚硝酸盐含量;烟叶样品评吸结果表明:BSM的应用对评吸质量没有负面影响，烟叶的风格特征没有劣化，香气更加纯净，杂气有所减少。证明在生产上应用BSM可在降低TSNAs的同时维持白肋烟的风格特征，提升了白肋烟的工业可用性。
　　2.施氮量、打顶时间和BSM对白肋烟TSNAs含量及品质的影响
　　为揭示不同栽培措施组合对白肋烟TSNAs含量及品质的影响，根据我国四川达州白肋烟产区的实际情况，通过设计正交实验，研究了施氮量、打顶时间和BSM剂量3因素组合对白肋烟TSNAs含量及品质的影响。结果表明:①施氮量是三因素中影响白肋烟TSNAs含量变化的主要因素，对中、上部烟叶的4种TSNAs及其总量影响差异（极）显著，且TSNAs及其前体物含量随着施氮量的增加而增加。因此在达州烟区控制氮肥用量，不仅是降低白肋烟TSNAs含量的需要，也是提高烟叶品质的需要。②打顶时间对白肋烟中、上部烟叶的4种TSNAs及其总量的影响差异均达到极显著水平，同时现蕾期打顶TSNAs各组分及其前体物含量均较低。因此适时打顶也是降低TSNAs含量和提高烟叶安全性的重要措施。③打顶后应用BSM，烟叶中TSNAs及其前体物含量均较低。④综合考虑，在四川达州白肋烟产区采用施氮量210kg·hm-2+现蕾打顶+涂抹0.3μmol·L-1BSM这一栽培技术组合，不仅可以有效降低白肋烟TSNAs含量，同时其常规化学成份协调、中上等烟叶比例高，尤其重要的是这一技术组合不仅保持而且改善了白肋烟感观品吸质量。
　　3.品种、施氮量和BSM对白肋烟TSNAs含量及品质的影响
　　试验在我国湖北恩施建始县进行，根据这一产区的实际情况，采用正交试验研究了品种、施氮量和BSM剂量3因素组合对白肋烟TSNAs含量及品质的影响。结果表明:①三因素中品种是影响白肋烟NNN、降烟碱和烟碱含量的主要因素，鄂烟1号LC和鄂烟3号LC烟叶中NNN和TSNAs总量极显著低于TN90，说明种植筛选选育后的低转化率品种的白肋烟TSNAs含量相对较低，所以白肋烟生产中“低转化率”品种的筛选与利用是降低TSNAs含量和提高烟叶安全性的重要手段。②施氮量对中、上部烟叶的4种TSNAs及其总量的影响差异均达极显著水平（中部烟叶的NNK除外），因此控制田间施氮量能有效降低烟叶中TSNAs含量。③打顶后应用BSM，烟叶中NNN和TSNAs总量均较低。④在湖北恩施地区白肋烟生产中积极推广应用低烟碱转化率品种是降低白肋烟TSNAs含量的关键，确立合理的施氮量并结合应用BSM可降低烟叶中TSNAs含量，提高烟叶的安全性。
　　4.采收方式（预凋萎时间）对白肋烟TSNAs含量及品质的影响
　　研究了不同时间的预凋萎处理对白肋烟TSNAs含量和品质的影响。结果表明:(1)在湖北恩施白肋烟生产区，随着烟叶预凋萎时间的增加（3d→7d），烟叶中TSNAs含量总体是呈上升趋势;(2)烟叶的外观质量、评吸质量和常规化学成分含量也表现为随着预凋萎时间的增加逐渐变差。

目录

声明

致谢

摘要

插图和附表清单

缩略词表(Abbreviations)

第一章 文献综述

1．1 研究意义

1．2 国内外关于烟草特有亚硝胺(TSNAs)的研究现状

1．2．1 烟草特有亚硝胺的形成

1．2．2 烟草特有亚硝胺的危害

1．2．3 烟草特有亚硝胺与前体物之间的关系

1．2．4 降低烟草中TSNAs的基本途径

1．3 研究内容

第二章 BSM剂量对白肋烟TSNAs含量及品质的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料、试剂与仪器

2．1．2 试验设计

2．1．3 测定项目与方法

2．1．4 数据统计与分析

2．2 结果与分析

2．2．1 BSM剂量对白肋烟TSNAs含量的影响

2．2．2 BSM剂量对白肋烟生物碱含量的影响

2．2．3 BSM剂量对白肋烟NO3-N和NO2-N含量的影响

2．2．4 BSM剂量对白肋烟评吸质量的影响

2．3 讨论

2．4 结论

第三章 施氮量、打顶时间和BSM剂量对白肋烟TSNAs含量及品质的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料、试剂与仪器

3．1．2 试验设计

3．1．3 测定项目与方法

3．1．4 数据统计与分析

3．2 结果与分析

3．2．1 不同栽培措施组合对白肋烟TSNAs含量的影响

3．2．2 不同栽培措施组合对白肋烟生物碱含量的影响

3．2．3 不同栽培措施组合对白肋烟NO3-N和NO2-N含量的影响

3．2．4 白肋烟中TSNAs与生物碱、NO3-N和NO2-N含量的相关性分析

3．2．5 不同栽培措施组合对白肋烟常规化学成分含量的影响

3．2．6 不同栽培措施组合对白肋烟等级质量的影响

3．2．7 不同栽培措施组合对烟叶评吸质量的影响

3．3 讨论

3．4 结论

第四章 品种、施氮量和BSM剂量对白肋烟TSNAs含量及品质的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料、试剂与仪器

4．1．2 试验设计

4．1．3 测定项目与方法

4．1．4 数据统计与分析

4．2 结果与分析

4．2．1 不同栽培措施组合对白肋烟TSNAs含量的影响

4．2．2 不同栽培措施组合对白肋烟生物碱含量的影响

4．2．3 不同栽培措施组合对白肋烟NO3-N和NO2-N含量的影响

4．2．4 白肋烟中TSNAs与生物碱、NO3-N和NO2-N含量的相关性分析

4．2．5 不同栽培措施组合对白肋烟常规化学成分含量的影响

4，2．6 不同栽培措施组合对白肋烟外观质量的影响

4．2．7 不同栽培措施组合对烟叶评吸质量的影响

4．3 讨论

4．4 结论

第五章 采收方式(预凋萎时间)对白肋烟TSNAs含量及品质的影响

5．1 材料与方法

5．1．1 试验材料、试剂与仪器

5．1．2 试验设计

5．1．3 测定项目与方法

5．1．4 数据统计与分析

5．2 结果与分析

5．2．1 预凋萎时间对白肋烟TSNAs含量的影响

5．2．2 预凋萎时间对白肋烟常规化学成分含量的影响

5．2．3 预凋萎时间对白肋烟外观质量的影响

5．2．4 预凋萎时间对烟叶评吸质量的影响

5．3 结果与讨论

第六章 主要结论、创新点和研究展望

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 研究展望

参考文献

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