烟草特有亚硝胺是烟叶和烟气中重要的有害成分,主要在烟叶调制、贮藏及发酵等过程中形成和积累。降低烟叶特有亚硝胺含量对提高烟叶安全性、促进中式卷烟健康发展意义重大。本书汇集了作者团队自21世纪初开始至今20多年在烟草特有亚硝胺积累规律、形成机理、抑制技术等方面的研究成果。全书共5章,分别为绪论、烟草特有亚硝胺的形成与烟碱转化、烟草特有亚硝胺的形成与栽培调制、烟叶贮藏过程中烟草特有亚硝胺的形成与抑制、雪茄烟叶烟草特有亚硝胺的形成与抑制等。
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浓香型特色优质烟叶形成的生态基础研究与应用,河南省科技进步三等奖,2017年,排名第1(本书依托项目)
目录
第1章 绪论 1
1.1 亚硝胺与烟草特有亚硝胺 1
1.1.1 N-亚硝胺 1
1.1.2 挥发性N-亚硝胺 1
1.1.3 非挥发性N-亚硝胺 2
1.1.4 烟草特有N-亚硝胺 2
1.2 烟草特有亚硝胺生物合成与积累 3
1.2.1 烟草特有亚硝胺的前体物 3
1.2.2 烟草特有亚硝胺的生物合成 5
1.2.3 烟草特有亚硝胺的形成和积累 7
1.3 烟草特有亚硝胺的代谢及危害 9
1.3.1 NNK的代谢途径 9
1.3.2 NNK/NNAL的体内代谢 14
1.3.3 NNN的代谢途径 18
1.3.4 NAT、NAB的代谢途径 20
1.3.5 TSNA的致癌性 20
1.4 烟草特有亚硝胺的研究意义及本团队的研究历程 21
1.4.1 烟草特有亚硝胺的研究意义 21
1.4.2 本团队烟草特有亚硝胺的研究历程 22
第2章 烟草特有亚硝胺的形成与烟碱转化 27
2.1 我国烟草及其制品中TSNA含量及其与前体物的关系 27
2.1.1 我国不同类型烟叶中TSNA含量分析 28
2.1.2 我国不同类型卷烟中TSNA含量分析 31
2.1.3 TSNA含量与生物碱含量的相关性 32
2.1.4 小结 33
2.2 我国不同类型烟叶烟碱向降烟碱转化的研究 33
2.2.1 不同类型烟叶烟碱和降烟碱含量及变异性 34
2.2.2 不同群体烟碱向降烟碱转化株的比例和转化程度 35
2.2.3 小结 36
2.3 我国不同类型烟叶烟碱转化株的比例和转化程度分布 37
2.3.1 我国白肋烟杂交种和品种不同烟株调制后烟叶的烟碱转化率 38
2.3.2 我国烤烟主栽品种不同烟株调制后烟叶的烟碱转化率 40
2.3.3 香料烟、马里兰烟和晒红烟不同烟株调制后烟叶的烟碱转化率 42
2.3.4 不同类型烟叶烟碱转化株的分布情况 44
2.3.5 小结 45
2.4 白肋烟叶片和主脉烟碱转化率的变化及其在不同叶位间的差异 45
2.4.1 白肋烟叶片和主脉烟碱转化率的差异 46
2.4.2 烟叶晾制过程中叶片和主脉烟碱转化率的变化 47
2.4.3 不同叶位烟叶烟碱转化率的差异 49
2.4.4 小结 50
2.5 烟碱转化率与卷烟感官评吸品质和烟气TSNA含量的关系 50
2.5.1 不同试验卷烟的生物碱含量和烟碱转化率 52
2.5.2 烟碱转化率与卷烟感官评吸品质的关系 53
2.5.3 烟碱转化率对卷烟烟丝和烟气TSNA含量的影响 57
2.5.4 小结 58
2.6 烟碱向降烟碱转化对烟叶麦斯明和TSNA含量的影响 58
2.6.1 烟碱向降烟碱转化对烟叶麦斯明含量的影响 59
2.6.2 烟碱转化对叶片和主脉TSNA含量的影响 60
2.6.3 烟碱向降烟碱转化对TSNA组成比例的影响 62
2.6.4 小结 63
2.7 不同产地和品种白肋烟TSNA含量与前体物的关系 63
2.7.1 不同产地白肋烟TSNA、生物碱及硝酸盐含量差异 64
2.7.2 白肋烟样品TSNA含量与前体物含量的关系 67
2.7.3 不同白肋烟品种TSNA含量与生物碱和硝酸盐的相关性 68
2.7.4 小结 69
2.8 通过遗传改良降低白肋烟杂交种烟碱转化率和TSNA的研究 70
2.8.1 白肋烟鄂烟1号亲本的选择和改良 72
2.8.2 鄂烟1号改良对降低群体烟碱转化率的效果 74
2.8.3 鄂烟1号改良对烟叶品质和TSNA含量的影响 77
2.8.4 小结 78
2.9 四川白肋烟亲本改良及低烟碱转化杂交种的增质减害效果 79
2.9.1 四川白肋烟达白系列杂交种亲本的选择和改良 80
2.9.2 达白改良杂交种烟碱转化株比例和烟碱转化率的降低效果 82
2.9.3 改良杂交种与常规杂交种烟叶感官评吸品质和TSNA含量的差异 83
2.9.4 小结 84
第3章 烟草特有亚硝胺的形成与栽培调制 85
3.1 不同氮素形态对烟草硝态氮含量和TSNA形成的影响 85
3.1.1 不同氮素形态对烟叶中硝态氮含量的影响 87
3.1.2 不同氮素形态对烟叶高温贮藏过程中TSNA形成的影响 87
3.1.3 不同氮素形态烟叶的常规化学成分 89
3.1.4 小结 90
3.2 施氮量与留叶数对万源晒红烟化学成分和TSNA含量的影响 90
3.2.1 施氮量与留叶数对烟叶化学成分的影响 92
3.2.2 不同施氮量、留叶数下烟叶TSNA含量的变化 93
3.2.3 不同施氮量、留叶数对烟叶TSNA前体物含量的影响 94
3.2.4 烟叶TSNA含量与生物碱、硝酸盐含量的相关分析 96
3.2.5 小结 96
3.3 嫁接对白肋烟烟叶硝酸盐及TSNA含量的影响 97
3.3.1 嫁接对白肋烟鲜烟叶色素含量和净光合速率的影响 99
3.3.2 嫁接对白肋烟调制后烟叶硝态氮和TSNA含量的影响 99
3.3.3 嫁接对苗期白肋烟烟叶干物质积累量的影响 100
3.3.4 嫁接对苗期白肋烟烟叶色素含量和光合速率的影响 100
3.3.5 嫁接对苗期白肋烟烟叶总糖和还原糖含量的影响 101
3.3.6 嫁接对苗期白肋烟烟叶氮代谢酶活性和含氮化合物含量的影响 102
3.3.7 嫁接对苗期白肋烟烟叶转录组的影响 103
3.3.8 小结 110
3.4 减氮配施丙三醇和生长素对烟叶硝酸盐和TSNA含量的影响 112
3.4.1 减氮配施丙三醇和生长素对烟叶光合指标的影响 114
3.4.2 减氮配施丙三醇和生长素对烤后烟物理性状的影响 115
3.4.3 减氮配施丙三醇和生长素对烟叶硝态氮和TSNA含量的影响 116
3.4.4 减氮配施丙三醇和生长素对调制后烟叶化学成分的影响 118
3.4.5 减氮配施丙三醇和生长素对烟叶感官质量的影响 119
3.4.6 小结 119
3.5 基于烟茄嫁接的超低烟碱含量烟叶的TSNA含量及感官质量和烟气特性 120
3.5.1 烟茄嫁接对烟叶和烟气有害成分含量的影响 122
3.5.2 烟茄嫁接对烤后烟中部叶中性香气物质含量的影响 123
3.5.3 烟茄嫁接对烤后烟感官质量和消费者反应的影响 124
3.5.4 小结 125
3.6 白肋烟与茄子嫁接对烟叶生物碱等化学成分含量和感官质量的影响 127
3.6.1 白肋烟与茄子嫁接对白肋烟烟株农艺性状的影响 128
3.6.2 白肋烟与茄子嫁接对白肋烟生物碱含量的影响 128
3.6.3 白肋烟与茄子嫁接对白肋烟常规化学成分的影响 130
3.6.4 白肋烟与茄子嫁接对调制后烟叶TSNA含量的影响 131
3.6.5 白肋烟与茄子嫁接对调制后中部叶氨基酸含量的影响 131
3.6.6 白肋烟与茄子嫁接对调制后烟叶感官质量的影响 132
3.6.7 小结 133
3.7 不同采收方式对调制后烟叶TSNA含量的影响 134
3.7.1 不同采收方式对调制后烟叶叶片和主脉硝酸盐含量的影响 136
3.7.2 不同采收方式对调制后烟叶叶片和主脉亚硝酸盐含量的影响 136
3.7.3 不同采收方式对调制后烟叶叶片和主脉生物碱含量的影响 137
3.7.4 不同采收方式对调制后烟叶叶片和主脉TSNA含量的影响 138
3.7.5 小结 139
3.8 不同调制方式对万源晒烟化学成分含量的影响 140
3.8.1 不同调制方式对烟叶常规化学成分的影响 141
3.8.2 不同调制方式下烟叶香气成分的比较 141
3.8.3 不同调制方式对烟叶TSNA含量的影响 143
3.8.4 不同调制方式对烟叶生物碱含量的影响 143
3.8.5 不同调制方式对烟叶感官质量的影响 143
3.8.6 小结 144
3.9 气候和晾制环境对烟叶TSNA含量的影响 145
3.9.1 白肋烟10个主要产区1981~2011年气象因素的变化情况 146
3.9.2 白肋烟10个主要产区气候因素的聚类分析 149
3.9.3 不同产地的白肋烟调制和贮藏后TSNA的变化 150
3.9.4 调制环境互换对白肋烟TSNA的影响 154
3.9.5 小结 156
3.10 不同调制方式对烤烟TSNA形成和积累的影响 156
3.10.1 正常烘烤条件下TSNA的形成和积累 158
3.10.2 烤烟晾制条件下TSNA的形成和积累 159
3.10.3 烤烟先烤后晾条件下TSNA的形成和积累 160
3.10.4 不同调制方式下叶片TSNA积累比例 161
3.10.5 不同调制方式下主脉TSNA积累比例 162
3.10.6 烤烟叶片和主脉TSNA前体物的差异 162
3.10.7 小结 163
3.11 不同初烤烟叶叶片和烟梗TSNA含量及高温贮藏后的变化研究 164
3.11.1 不同烤烟叶片和烟梗TSNA及其前体物含量分析 165
3.11.2 不同产区烤烟TSNA及其前体物含量差异性分析 166
3.11.3 不同品种烤烟TSNA及其前体物含量差异分析 167
3.11.4 不同部位间烤烟TSNA及其前体物含量差异性分析 168
3.11.5 初烤烟叶TSNA含量与生物碱、硝酸盐含量相关分析 168
3.11.6 高温处理对叶片和烟梗TSNA含量的影响 169
3.11.7 小结 170
第4章 烟叶贮藏过程中烟草特有亚硝胺的形成与抑制 171
4.1 烟草贮藏过程中TSNA含量的变化及对高温处理的响应 171
4.1.1 不同类型烟草贮藏过程中TSNA含量的变化 172
4.1.2 温度对不同类型烟草贮藏过程中TSNA及其前体物含量的影响 175
4.1.3 小结 178
4.2 不同类型烟叶长期贮藏过程中TSNA及其前体物含量变化趋势分析 179
4.2.1 烟草贮藏过程中TSNA含量的变化 180
4.2.2 烟草贮藏过程中生物碱含量的变化 185
4.2.3 烟草贮藏过程中硝酸盐含量的变化 188
4.2.4 烟草贮藏过程中TSNA的含量和变化量与生物碱、硝酸盐的相关关系 190
4.2.5 小结 191
4.3 自然贮藏条件下烤烟叶片和烟梗中TSNA及其前体物含量的变化 191
4.3.1 自然贮藏条件下烤烟叶片和烟梗TSNA及其前体物含量变化分析 193
4.3.2 不同含水率对烤烟叶片TSNA及其前体物含量的影响分析 195
4.3.3 小结 196
4.4 硝态氮含量对烟叶高温贮藏过程中TSNA形成的影响 197
4.4.1 高温处理下不同施氮量白肋烟中TSNA及硝态氮含量的变化 198
4.4.2 高温处理下不同类型烟叶烟梗中TSNA及硝态氮含量的变化 199
4.4.3 人工添加硝酸盐对烤烟贮藏过程中TSNA形成的影响 200
4.4.4 小结 200
4.5 白肋烟烟叶含水率与高温贮藏过程中TSNA形成的关系 201
4.5.1 烟叶含水率对白肋烟高温贮藏过程TSNA形成的影响 203
4.5.2 细化梯度的烟叶含水率对白肋烟高温贮藏过程TSNA形成的
影响 203
4.5.3 不同含水率烟叶中添加硝酸盐和亚硝酸盐对其高温贮藏过程中TSNA形成的影响 204
4.5.4 小结 206
4.6 贮藏温度和烟叶含水率互作对白肋烟贮藏期间TSNA形成的影响 206
4.6.1 烟叶含水率和贮藏温度对NNN 形成的影响 208
4.6.2 烟叶含水率和贮藏温度对NAT 形成的影响 209
4.6.3 烟叶含水率和贮藏温度对NAB 形成的影响 210
4.6.4 烟叶含水率和贮藏温度对NNK 形成的影响 211
4.6.5 烟叶含水率和贮藏温度对总TSNA含量的影响 211
4.6.6 小结 212
4.7 烟叶异地贮藏环境条件差异对TSNA形成和积累的影响 213
4.7.1 2014 年和2015 年贮藏期间弥渡和郑州气温和相对湿度的变化规律 214
4.7.2 白肋烟在弥渡和郑州贮藏前后烟叶TSNA的差异 214
4.7.3 白肋烟在弥渡和郑州贮藏前后烟叶TSNA合成前体物的差异 216
4.7.4 两地贮藏前后白肋烟叶中性香气成分的变化 217
4.7.5 小结 218
4.8 烟叶生物碱组成差异对白肋烟高温贮藏前后TSNA形成的影响 219
4.8.1 白肋烟TN86 不同转化株的烟叶TSNA前体物含量 221
4.8.2 生物碱组成差异对高温贮藏前后烟叶TSNA含量的影响 222
4.8.3 生物碱含量与高温贮藏前后TSNA含量的关系 223
4.8.4 小结 225
4.9 直接或间接添加硝酸盐和亚硝酸盐对贮藏烟叶TSNA形成的影响 226
4.9.1 烤烟中喷洒硝酸钠和亚硝酸钠对高温贮藏后TSNA形成的影响 228
4.9.2 间接添加硝酸盐和亚硝酸盐对烤烟高温贮藏后TSNA形成的影响 230
4.9.3 间接添加活性炭、硝酸钠和亚硝酸钠对烤烟高温贮藏后TSNA形成的影响 231
4.9.4 间接添加活性炭、硝酸钠和亚硝酸钠对烤烟高温贮藏NOx形成的影响 233
4.9.5 活性炭中NOx的解吸实验 235
4.9.6 小结 235
4.10 烟草类型及贮藏环境对烟叶氮氧化物形成的影响 236
4.10.1 烤烟和白肋烟贮藏过程中气态氮氧化物的形成 237
4.10.2 贮藏条件对白肋烟气态氮氧化物形成的影响 238
4.10.3 吸附材料对白肋烟气态氮氧化物形成的影响 240
4.10.4 小结 240
4.11 氧化剂和抗氧化剂处理对高温贮藏白肋烟TSNA形成的影响 241
4.11.1 氧化剂处理对高温贮藏白肋烟TSNA形成的影响 242
4.11.2 抗氧化剂处理对高温贮藏白肋烟TSNA形成的影响 243
4.11.3 不同浓度维生素C 处理对高温贮藏白肋烟TSNA形成的影响 246
4.11.4 小结 246
4.12 纳米二氧化硅处理对贮藏烟叶TSNA形成和积累的影响 247
4.12.1 纳米二氧化硅对高温贮藏烟叶TSNA形成的影响 249
4.12.2 纳米二氧化硅对添加亚硝酸盐的烤烟TSNA形成的影响 250
4.12.3 小结 250
4.13 烟草贮藏过程中包装方式对TSNA形成的影响 251
4.13.1 包装方式对常温条件下烟叶TSNA及中性致香成分含量的影响 252
4.13.2 真空包装对不同类型烟叶样品叶片和烟梗TSNA含量的影响 255
4.13.3 小结 260
第5章 雪茄烟叶烟草特有亚硝胺的形成与抑制 262
5.1 国内外不同产区和不同类型雪茄烟TSNA及生物碱含量分析 262
5.1.1 雪茄烟生物碱含量及其变异 263
5.1.2 雪茄烟TSNA含量及其变异 266
5.1.3 雪茄烟TSNA与生物碱的关系 269
5.1.4 小结 270
5.2 中美部分品牌烟草制品TSNA及其前体物的含量和关系 271
5.2.1 中美不同品牌烟草制品TSNA及其前体物测定结果 273
5.2.2 中美烟草制品TSNA与其前体物的相关性分析 275
5.2.3 产品类型与产品国别间的效应检验 277
5.2.4 小结 278
5.3 不同雪茄烟品种烟碱转化率差异及与发酵后TSNA含量的关系分析 279
5.3.1 不同雪茄品种TSNA及其前体物含量分析 280
5.3.2 不同雪茄烟品种烟叶TSNA含量分析 282
5.3.3 TSNA与生物碱、硝酸盐含量之间的相关性分析 283
5.3.4 小结 284
5.4 四川雪茄系列品种烟碱转化率分析及品种纯化效果 285
5.4.1 四川雪茄系列品种生物碱组成及TSNA含量分析 287
5.4.2 四川雪茄系列品种早期诱导后烟碱转化率株间分布 289
5.4.3 四川主栽雪茄品种烟碱转化性状纯化改良及增质减害效果 290
5.4.4 小结 292
5.5 雪茄茄芯和茄衣不同区段化学成分及品质差异性分析 293
5.5.1 不同区段烟叶的常规化学成分含量变化 295
5.5.2 不同区段烟叶的中性香气成分含量变化 296
5.5.3 不同区段烟叶的TSNA及其前体物含量变化 297
5.5.4 不同区段烟叶的感官质量变化 299
5.5.5 小结 299
5.6 调制方式对四川茄衣和茄芯烟叶化学成分及香气品质的影响 300
5.6.1 不同调制方式对烟叶物理性状的影响 302
5.6.2 不同调制方式对烟叶常规化学成分的影响 302
5.6.3 不同调制方式对TSNA及其前体物含量的影响 303
5.6.4 不同调制方式对烟叶中性香气成分的影响 304
5.6.5 不同调制方式对烟叶感官评吸质量的影响 306
5.6.6 不同调制方式对烟叶外观质量及等级结构的影响 306
5.6.7 小结 307
5.7 留叶数与调制方式互作对四川茄芯烟叶TSNA含量和烟叶香气质量的影响 308
5.7.1 不同留叶数与调制方式对茄芯烟叶物理特性的影响 309
5.7.2 不同留叶数与调制方式对茄芯烟叶TSNA及其前体物含量的影响 310
5.7.3 不同留叶数与调制方式对茄芯烟叶中性香气成分含量和感官质量的影响 311
5.7.4 小结 313
5.8 四川雪茄烟叶在成熟、晾制及发酵过程中TSNA的积累动态 315
5.8.1 雪茄烟叶不同生产环节TSNA含量的动态变化 316
5.8.2 雪茄烟叶不同生产环节生物碱含量的动态变化 317
5.8.3 雪茄烟叶不同时期TSNA、生物碱和硝酸盐含量比较 318
5.8.4 小结 320
5.9 不同抑制技术在调制和发酵过程中对雪茄烟叶TSNA形成的抑制作用 320
5.9.1 不同抑制技术对雪茄烟叶调制和发酵过程中生物碱及硝酸盐含量的影响 322
5.9.2 不同抑制技术对雪茄烟叶调制和发酵过程中TSNA含量的影响 324
5.9.3 小结 326
5.10 雪茄烟叶控温控湿发酵过程中TSNA及其前体物的形成和积累 327
5.10.1 发酵温度对茄衣烟叶的影响 328
5.10.2 发酵温度对引进茄芯烟叶的影响 331
5.10.3 发酵温度对传统茄芯烟叶的影响 335
5.10.4 发酵湿度对茄衣烟叶的影响 338
5.10.5 发酵湿度对引进茄芯烟叶的影响 342
5.10.6 发酵湿度对传统茄芯烟叶的影响 346
5.10.7 小结 349
5.11 雪茄烟叶自然发酵过程中TSNA及其前体物的形成和积累 350
5.11.1 雪茄烟叶自然发酵过程中常规化学成分的变化 352
5.11.2 雪茄烟叶自然发酵过程中中性香气成分的变化 352
5.11.3 雪茄烟叶自然发酵过程中感官质量的变化 355
5.11.4 雪茄烟叶自然发酵过程中TSNA的变化 355
5.11.5 雪茄烟叶自然发酵过程中生物碱和硝酸盐的变化 356
5.11.6 微生物群落物种组成分析 356
5.11.7 雪茄烟叶自然发酵过程中烟叶TSNA及其前体物与微生物关联分析 359
5.11.8 小结 360
5.12 发酵温湿度条件对雪茄芯叶TSNA及其前体物含量变化的影响 361
5.12.1 发酵条件对烟叶4 种TSNA含量的影响 362
5.12.2 发酵条件对烟叶总TSNA含量的影响 363
5.12.3 发酵条件对烟叶4 种TSNA及其总量变化量的影响 364
5.12.4 不同温湿度条件对生物碱和硝酸盐含量的影响 364
5.12.5 小结 365
参考文献 367