废弃烟叶可溶性蛋白的提取工艺

集合超声波、超滤、弱碱性等电点沉淀技术,开发了一种从废弃烟叶中提取可溶性蛋白的新工艺,并构建了一套物理、化学、生物参数评价体系.经优化后的工艺路线如下:在0.085 mol/L磷酸缓冲液(pH=7.85)条件下,以1∶8料液比进行超声波提取,经分级离心、过滤/超滤,并通过0.11 mol/L[H^(+)]溶液调节等电点pH=5.5,成功提取了分子量约为55 kDa及大于200 kDa的混合蛋白,其氨基酸组成分析能满足成人必需氨基酸需求.红外光谱分析未见明显果胶、多糖特征.采用温和弱碱-等电点提取技术结合物理提取方法,有效解决了传统提取方法存在的问题,展现了良好的通用性,为废弃烟叶的资源化利用及工业化生产提供了新的思路.

近红外光谱融合电子鼻数据对烟叶产地判别研究

基于烟叶近红外光谱、Heracles电子鼻及二者的融合数据,建立了云南、河南、福建和吉林4个省份的烟叶产地识别模型以及河南省内漯河、南阳、平顶山、许昌和驻马店5个地级市的烟叶产地识别模型.对于地理位置相距比较远的不同省份的烟叶,基于单一数据源就可以建立准确率比较高的产地识别模型.对于河南省内5个地级市的烟叶,其地理位置相距近,气候变化小,烟叶相似性高,仅基于单一信息源的数据,该产地识别模型的准确率偏低.为了提高河南省内5个地级市烟叶产地识别的准确率,将烟叶近红外光谱数据与Heracles电子鼻数据进行融合,由于增加了烟叶数据信息量,这5个产地的识别效果明显提升,其留一法内部交叉验证准确率为98.26%,高于数据融合前单一数据源判别模型的86.96%.研究表明Heracles电子鼻数据可以在不同的数据维度上,对近红外光谱数据进行信息量补充,为烟草品种溯源、质量监测、市场监督等方面提供新思路.

非优质烤烟烟叶外观质量与化学成分特征分析

[目的]归纳非优质烤烟烟叶的常见特征,为其品质改良提供参考。[方法]以8个地市产区各10个工业等级样品为研究对象,比较不同质量档次烟叶外观质量得分和化学成分含量情况,并分析指标间的相关性。[结果]非优质烟叶外观质量主要特征部位间表现不同,下部叶为油分少、身份薄、均匀度差,中部叶为油分少、均匀度差、有杂色,上部叶为身份厚、有杂色、均匀度差;化学成分主要特征部位间表现趋势相似,均为含氮化合物、类胡萝卜素、有机酸含量偏高,糖类化合物偏低,但下部烟叶差异程度更大。烟叶颜色深度、身份厚度、叶片结构紧密度主要与含氮化合物及部分中性致香成分含量呈正相关;烟叶油分、均匀度、杂色得分主要与糖类化合物含量呈正相关,与部分有机酸含量呈负相关;杂色得分与含氮化合物含量呈负相关。[结论]非优质烤烟烟叶外观质量相对特征3个部位的侧重指标有所不同,化学成分差异有共性规律并与外观指标存在较强相关性。

中心切割二维液相色谱-串联质谱法测定卷烟主流烟气中4种芳香胺类化合物的含量

提出了中心切割二维液相色谱-串联质谱法(2DLC-MS/MS)测定卷烟主流烟气中1-氨基萘(1-NA)、2-氨基萘(2-NA)、3-氨基联苯(3-ABP)和4-氨基联苯(4-ABP)等4种芳香胺类化合物含量的方法。用剑桥滤片捕集20支卷烟烟气粒相物,加入200μL 1 mg·L^(-1)混合内标溶液和20 mL 5%(质量分数)盐酸溶液,超声萃取30 min。分取10 mL,加入1 mL 50%(质量分数)氢氧化钠溶液调节溶液酸度至pH 7,再加入2 mL二氯甲烷,涡旋振荡15 min,有机相经0.2μm聚四氟乙烯滤膜过滤。第一维液相色谱法采用强阳离子交换(SCX)色谱柱对目标物进行分离除杂,通过补偿泵在线稀释、中和有机相,目标物被保留于捕集柱,随后目标物被洗脱至第二维反相(RP)色谱系统,分离后在质谱检测器的多反应监测(MRM)模式下,采用内标法定量分析。结果表明:1-NA和2-NA标准曲线的线性范围为0.50~50.0μg·L^(-1),3-ABP和4-ABP标准曲线的线性范围为0.25~50.0μg·L^(-1),检出限(3S/N)为0.002~0.008 ng·支^(-1);4种目标物在3个加标浓度水平下的回收率为86.0%~97.4%,日间精密度与日内精密度试验所得测定值的相对标准偏差均小于8.0%。对市售烤烟型和混合型卷烟样品进行分析,所得混合型卷烟烟气芳香胺类化合物的测定值与盒标焦油量呈正相关,而烤烟型卷烟无明显线性关系。

烟草瞬时表达技术的多途径应用研究进展

烟草瞬时表达是通过农杆菌介导的方式将目标基因导入烟草,短时间内获得目的重组蛋白质的现代生物工程技术。相较于传统的微生物发酵和动物细胞表达体系,烟草瞬时表达系统具有生产周期短、产量高、成本相对较低以及安全性好等优势。本文综述了烟草瞬时表达技术的发展历程,梳理了该技术在农业、工业和生物医药等领域的多元化应用现状,以及植物工厂和智慧农业对烟草瞬时表达技术产业化的支撑作用。同时,对于当前烟草瞬时表达技术向产业化迈进过程中面临的关键问题进行了探讨,提出了针对性的解决方案和策略建议,旨在为烟草瞬时表达技术的产业化应用提供参考。

中心切割反相/反相二维液相色谱-串联质谱法测定烟叶潜香类糖苷

为解决烟叶潜香类糖苷含量低、基质干扰严重、难以准确测定的问题,本研究建立了中心切割反相/反相二维液相色谱-串联质谱法定量检测烟叶中3种潜香类糖苷。样品前处理简单,仅需提取后直接上样,方法的日内和日间重复性相对标准偏差(RSD)分别为1.0%~3.2%和2.8%~8.4%,可以满足大量烟叶样品的日常检测需求。对烤烟、白肋烟、香料烟、晒烟等不同类型烟叶进行测定,结果表明,不同类型烟叶还原糖含量与潜香类糖苷呈正相关。对不同香型、不同产地的157个烤烟样品的糖苷含量进行分析,结果表明,烤烟糖苷含量不仅受还原糖的影响,还可能受类胡萝卜素、成熟期温度等多种因素的影响。

基于电子鼻和GC-MS/O技术分析烟用内衬纸挥发性成分

为了更加准确快速地对烟用内衬纸的品质进行评价,采用电子鼻技术对不同厂家生产的真空镀铝转移内衬纸和复合铝内衬纸的挥发性成分进行差异分析,同时利用气相色谱-质谱/嗅闻(GCMS/O)技术进一步剖析内衬纸气味差异的原因。结果表明,真空镀铝转移内衬纸的整体气味强度高于复合铝内衬纸,且具有油墨味、柚子皮苦味的化合物和具有肥皂泡气味的化合物等关键挥发性成分对其整体气味的贡献度较高。此外,不同厂家生产的同一复合铝内衬纸的总体气味强度接近,但是气味成分却有显著差异。

高效液相色谱-串联质谱法测定电子烟烟液及气溶胶中4种烟草特有N-亚硝胺类化合物

建立了高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)测定电子烟烟液及气溶胶中4种烟草特有N-亚硝胺类化合物(TSNAs)[包括N-亚硝基去甲基烟碱(NNN)、N-亚硝基假木贼碱(NAB)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)和4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮(NNK)]含量的方法。取1 g电子烟烟液,加入0.1 mol·L^(-1)乙酸铵溶液20 mL及4 mg·L^(-1)混合内标溶液50μL,超声萃取30 min后,经0.2μm聚四氟乙烯(PTFE)滤膜过滤后进样。将在最大功率下抽吸20口电子烟释放的气溶胶捕集在一张直径为44 mm剑桥滤片上,用上述提取烟液的方法提取气溶胶中的TSNAs。所得滤液中的目标物用Agilent Eclipse Plus C_(18)RRHD色谱柱在60℃柱温下固定,以不同体积比的0.01 mol·L^(-1)甲酸铵溶液和含0.025%(体积分数)甲酸的乙腈溶液的混合溶液为流动相在0.3 mL·min^(-1)流量下进行梯度洗脱;用配有电喷雾正离子源(ESI~+)的串联质谱仪在多反应监测(MRM)模式下检测,以4种TSNAs的氘代试剂作内标物进行内标法定量。结果显示:4种TSNAs的质量浓度均在0.010~5.0μg·L^(-1)内与其对应的峰面积与内标物峰面积的比值呈线性关系,检出限(3S/N)分别为0.002~0.015 ng·g^(-1)(烟液)和0.001~0.008 ng/20口(气溶胶);日内测定值的相对标准偏差(RSD,n=5)分别为0.78%~1.5%(烟液)和0.96%~2.5%(气溶胶),日间测定值的RSD(n=5)分别为1.3%~2.1%(烟液)和4.9%~6.3%(气溶胶);对实际样品进行3个浓度水平的加标回收试验,回收率分别为90.7%~103%(烟液)和92.0%~108%(气溶胶);方法用于14个实际样品的分析,NNN、NAT、NNK、NAB在烟液中的最大检出量分别为40.57,31.94,11.22,8.33 ng·g^(-1),在气溶胶中的最大检出量分别为6.40,5.03,1.89,1.28 ng/20口。

近红外和电子鼻数据融合识别不同香型风格

分别基于近红外和电子鼻融合数据、近红外数据以及电子鼻数据建立判别烟叶清香型、中间香型和浓香型三种香型风格的定性判别模型,结果表明虽然三种模型的建模准确率差异不大,都超过了89.00%,但基于融合数据建立的模型对中间香型和浓香型的预报准确率分别为82.67%和80.00%,比仅仅利用近红外数据建立模型的72.41%和73.33,也比仅仅基于电子鼻数据建立模型的68.97%和53.33%都有明显的提高。融合后预报准确率提高的可能原因是:电子鼻风味分析仪对于影响中间香型和浓香型的烟叶致香成分感应更加灵敏,捕获的信息也更多,这些新的信息可以作为NIR数据信息的有利补充,可用于建立烟叶香型分类判别准确率更高的模型。同时本研究还基于相同的融合数据,对比不同数据挖掘算法建模和预报结果差异性。实验结果表明:人工神经网络的建模结果高于支持向量机建模,人工神经网络模型的预报结果准确率只有65.00%,远低于支持向量机模型的预报结果的83.75%。这也验证了支持向量机算法可以在建模过程中减少过拟合。该研究可以为快速鉴别烟叶香型风格提供支撑,而且随着研究的深入可以争取为烟草系统的专业评吸人员提供辅助的鉴别方法。

利用特征中性丢失和非靶向液相色谱-质谱联用技术鉴定烟草中的糖苷成分

烟草中的糖苷化合物是非常重要的香气前体物质,了解糖苷化合物的种类和结构对于烟草的种植和加工均有重要意义。该文基于糖苷化合物在质谱分析中的特征中性丢失和非靶向液相色谱-质谱分析技术,建立了一种对烟草中糖苷化合物进行筛选和鉴别的方法。共筛选出60种糖苷化合物,其中糖元部分主要由己糖、脱氧己糖或两者的二糖或三糖组成。对苷元的二级质谱碎片离子进行了详细的结构解析,结合文献资料和现有数据库共鉴定出酚酸类、黄酮类、生物碱类、萜烯类、固醇脂类及神经酰胺类苷元共23种结合态糖苷化合物。所发现的糖苷化合物种类丰富,为后续研究烟草的香气成分及其影响因素提供了重要的物质基础。

电子烟气溶胶成分释放的主要影响因素

为研究不同因素对电子烟气溶胶中烟碱、羰基化合物等高度关注物释放量的影响,考察了功率、抽吸口数、甘油比例对烟碱、羰基化合物、TSNAs以及重金属释放量的影响。结果表明:①不同电子烟之间各种高度关注物的释放量差异较大,功率是影响电子烟气溶胶中高度关注物释放量的重要因素,随着功率的升高,烟碱、羰基化合物、TSNAs、重金属的释放量均增加;②羰基化合物释放量受功率的影响最为显著,随着功率的升高,羰基化合物的单位气溶胶捕集量(ACM)释放量增加,而烟碱、TSNAs的单位ACM释放量基本不变,重金属中Ni在功率80 W以上时单位ACM释放量基本不变;③抽吸口数对气溶胶中烟碱、羰基化合物、TSNAs的释放量均有影响,但高功率电子烟的重金属释放量在抽吸口数超过20口后基本不变;④甘油比例会影响电子烟气溶胶中羰基化合物的释放,甘油比例的增加会导致羰基化合物释放量快速增加,其中甲醛释放量的增加最为显著。

在线热脱附-GC/MS法检测人体尿液中烟碱及可替宁

为检测人体尿液中的烟碱及可替宁,建立了自动化的在线热脱附-气相色谱-质谱联用(GC/MS)方法。以水蒸气焙烧改性的SBA-15为吸附-脱附材料,结合GC/MS,自主设计了高效富集和在线快速分析尿液中烟碱及其代谢物可替宁的实验装置。结果表明:该装置实现了集样品的吸附、热脱附、进样、分析于一体的在线评价功能;选用700℃下水蒸气焙烧6h的SBA-15为吸附-脱附材料,可显著提高烟碱及可替宁分子的热脱附能力;烟碱及可替宁在质量浓度1~2000ng/mL范围内工作曲线具有良好的线性关系(R^2≥0.9995),方法回收率为97.28%~104.55%,相对标准偏差(RSD)为0.25%~3.18%;烟碱及可替宁的检测限分别为0.5和0.4ng/mL。该方法自动化程度高,分析速度快,适用于吸烟者尿液中烟碱及可替宁含量的分析。

2DLC-MS/MS法测定人尿液中多环芳烃暴露生物标志物

为解决分析卷烟烟气多环芳烃(PAHs)暴露的生物标志物——羟基多环芳烃(OHPAHs)时基质干扰较大、前处理复杂等问题,建立了中心切割二维液相色谱-串联质谱(2DLC-MS/MS)同时测定人尿液中10种OHPAHs的方法。尿液样品仅需酶解过滤后直接上机,第一维色谱以水-甲醇体系为流动相,C;色谱柱分离除杂;第二维色谱以水-乙腈体系为流动相,PAH色谱柱梯度洗脱,多反应监测模式(MRM)下进行MS/MS分析;两维间通过在线稀释将目标流份切割至捕集柱保留。结果表明:(1)10种OHPAHs均达到基线分离。(2)方法的检出限和定量限分别为0.001~0.021、0.005~0.070 ng/mL,回收率为87.9%~129.1%,日内和日间RSD在5%以内。(3)该方法成功应用于6名吸烟者和6名非吸烟者的尿液分析。该方法前处理简单便捷,仪器全自动,有效解决了5种羟基菲同分异构体准确定量的难题,可为烟气PAHs暴露标志物测定提供更为高效、准确的技术手段。

实验室条件下活性炭吸附法降低口含烟中烟草特有亚硝胺

为探寻降低口含烟中烟草特有亚硝胺(TSNAs)的方法,利用烟末润湿后其表面黏性增加的特点,在实验室将少量活性炭材料微粒充分铺展分散在烟末表面,通过原位吸附方式降低烟末中TSNAs,并对方法进行了生产工艺模拟应用验证。结果表明,提高活性炭材料添加量、降低活性炭材料粒径、采用氧化锌对活性炭材料改性、提高口含烟原料含水率以及增加活性炭材料与烟末的接触时间等方法可提高活性炭材料对口含烟中TSNAs的吸附率。应用结果表明,在口含烟含水率40%左右时,加入占原料质量4%、粒径大小约为400目(0.037 mm)的椰壳活性炭材料,可吸附口含烟产品中26.9%的TSNAs。该方法操作简单,口含烟粉末润湿后保持原形,椰壳活性炭材料易获得且添加量少,同时该活性炭材料无细胞毒性,其在与现有口含烟生产工艺结合应用方面具有一定前景。