【精品ppt】1999-2000年度 述职报告 - 中国烟草科教网

从烟草化学谈发展“中式卷烟”与降焦减害,许国旺中国科学院大连化学物理研究所电话一、烟草化学的现状,烟草化学是研究烟草、烟制品及烟气中化学成分的组成、性质、含量、变化规律、影响因素及其与烟草品质的关系的科学。烟草化学分析是研究烟草化学的重要手段。,烟草化学的研究从研究烟草的化学成分开始，随着研究烟草化学成分与烟草品质的关系而深入，因吸烟与健康研究而受到重视，并随植物化学、生物化学、分析化学的发展而发展。,烟草化学的特点,1、烟草的化学成分在调制过程中发生变化;2、烟草的品质受多种化学成分制约，优良的品质需多种化学组成相互协调作用；3、烟草燃烧后产生的烟气是人们吸食的对象，烟草经燃烧热裂解发生了多种化学反应使得烟气的成分比烟草更复杂。,烟草化学的发展历史,烟草种植：1500多年（国外），400多年（国内）烟草化学：100多年（国外），国内：50年代开始,1809年，对烟草中的生物碱作了分离提取20世纪初，R Kissling认为烟叶内的糖分对烟味有利，而蛋白质含量则对烟味不利30年代，施木克发表烟叶吃味品质及化学成分的论文； 施木克值=可溶性糖（%）/蛋白质（%）,布吕克纳将烟草中化学成分分成有利或不利于烟叶质量两大类。 （糖+淀粉+草酸+单宁+树脂）x400烟味醇度=- 细胞膜物质+灰分组分+柠檬酸+氮化合物+酸碱值,1954年，英国皇家医学会分离鉴定了一些烟草中的化学成分，动物实验后，提出了“吸烟和健康”的报告。1964年，美国外科医生联合咨询委员会发表了“吸烟和健康”的报告，提出吸烟和肺癌有关。至此，掀起了全世界规模最大的持续时间最长的反吸烟浪潮。烟气化学成分的研究也得到了迅速发展。,烟草化学研究的主要内容,1、烟草及烟气的化学成分与品质的关系2、烟草化学成分的变化规律及影响因素3、吸烟与健康的关系4、烟草化学成分分析的方法和设备5、烟草化学成分的提取利用6、新型香精、香料的开发7、生物技术在烟草中的应用,一）烟草和烟气的主要化学成分,烤烟、白肋烟及其它晾晒烟等不同类型烟草，它们所含化学成分的种类绝大部分是相同的，不同的是含量差别。差异的结果使各种类型烟叶的外观和内在质量产生明显不同。,烟草和烟气中的化学成分决定了卷烟的品质,烟叶的化学成分大致可分为10类,1、碳水化合物及相关物质2、氨基酸、蛋白质和酶类3、生物碱及其它含氮杂环化合物4、酚类5、有机酸6、其它含氧化合物7、色素8、石油醚提取物9、矿物质10、水,三种类型烟草叶片主要化合物和pH值的差异,卷烟的燃烧历程,烟支的“燃烧”300 ，挥发450 ， 烟丝开始焦化热馏600 以上，无火焰燃烧整支烟的燃烧经历了三个步骤：挥发（蒸发） 焦馏（热解） 燃烧成灰三个过程产生的气体（烟雾）汇合在一起，组成了烟气的整体。,主流烟气的主要化学组成,气相组成分布,粒相物组成分布,1959年，在烟草和烟气发现了约400个-数据引自Chemical Review,59, 19591967年，约1200个化学组分被报道-数据引自Chemical Review,68, 19671977年，约2200个化学组分被报道-数据引自Chemical Review,77, 19771982年，被报道的化合物总数约5289个 -数据引自Rec.Adv. Tob. Sci 8, 1982.至今，被报道的化合物总数每年都在增加。,烟草中发现的化合物与日俱增,烟气中化合物总数：5289,二）吸烟与健康,40多年来，与烟草相关的产品对健康引起的负面效应一直是公众关注的焦点之一。因此，评价新烟草产品可能有的负面效应十分重要。如何进行这样的评价还远未解决。一个原因是烟草产品在引起疾病方面有太多的科学不确定性。其次，没有已知的毒理试验能预料吸烟者的疾病危险性。不象其它消耗品，烟草产品没有统一的来自科学界的或管理部门的指南以说明新的烟草产品的特性以及如何进行这样的测试。也正由于此，评价新产品所需的可能的健康作用需要很多的科学判断。,吸烟对健康的危害,国际癌症研究组织（IARC)做出的结论：吸入烟草烟气以及局部涂抹烟气凝聚物可使实验动物产生癌症。烟草烟气可以使人类致癌。恶性肿瘤在呼吸道以及上消化道系统的产生与抽吸各种烟草有关。膀胱、肾及胰恶性肿瘤的产生也与吸烟有关。,烟气中有害于人类健康的化学成分,气相：一氧化碳、氢氰酸、挥发性醛类、挥发性亚硝胺、氯乙烯、氮氧化合物、胺、吡咯等。粒相物：烟草中特有的亚硝胺、萘胺、其他亚硝胺、多环芳烃、单元酚、儿茶酚、重金属、烟碱、降烟碱等,烟气中的主要生物活性物质,国家烟草局对44种有害成分正在组织研究,氨、4种芳香胺、4种亚硝胺3,4-苯并a芘8种醛酮化合物氢氰酸、7种重金属氮氧化物、CO、焦油7种酚类化合物8种挥发性有机物,吸烟的正面效应,尼古丁的抗氧化作用大量的流行病学研究表明吸烟能够降低患帕金森氏病和老年痴呆症的风险。尼古丁被认为是烟气中与这一作用相关的化合物之一。对患有老年痴呆的病人服用尼古丁可增强他们的注意力和信息处理能力。动物实验也发现，幼鼠和年老小鼠经尼古丁治疗后，可提高认知能力。 Biochimica et Biophysica Acta 1454 (1999) 143-152,阿尔茨海默氏（Alzheimers)和帕金森氏(Parkinsons)疾病,阿尔茨海默氏疾病：一种神经性智力衰退疾病，主要发病于老人，特征是不断加重的智力和个性衰退，伴随记忆力、知觉、思考力、方位感和判断力的丧失。流行病学研究表明吸烟和Alzheimers负相关。至少有6篇文章支持这种观点。Van Duijin（1991）报道：1）吸烟者中Alzheimers发病的相对危险率大约0.3；2）发病率随着香烟的消耗量而下降3）患有Alzheimers疾病吸烟者的症状的发展至少比那些非吸烟者推迟4年以上,帕金森氏(Parkinsons)疾病：一种大脑中多巴胺细胞减少的神经性智力衰退疾病，以动作震颤和肌肉僵化为特征。流行病学研究表明吸烟和Parkinsons负相关。至少有18篇文章支持这种观点。,阿尔茨海默氏（Alzheimers)和帕金森氏(Parkinsons)疾病,长期的尼古丁给药可以防止中枢多胺神经元的退化。Neurosci. Lett. 134: 88-92, 1991尼古丁在体内的主要代谢物可铁宁（Cotinine)， 对心血管系统有一定的益处。Prostaglandins Leukot. Essent. Fatty Acids. 40: 261-266,1990,动物实验表明,关于烟草对健康的影响,尽管对肺癌、某些心血管病、呼吸道疾病有较大的负面影响，但它对健康也有一些正面作用。只有通过不断的科学研究，我们才能了解烟草对人健康影响的全貌。,三）烟草化学当前研究焦点,1、暴露(Exposure)/生物标记物/Dosimetry2、流行病学研究3、临床和模型系统研究4、烟草烟气和吸烟行为5、降焦、降害，降低吸烟风险,吸烟与基因易感性,吸烟者患癌的几率为什么仍较小？基因损伤和修复是一个平衡， 患病与否和基因有关。体内代谢酶的遗传多态性DNA修复能力的个体差异癌基因及抑癌基因的多态性,基因易感性研究的意义,遗传因素影响机体对致癌物的敏感性，不同个体的疾病风险存在差异对基因易感性的研究有望阐明吸烟与基因易感性之间的关系，做到对某些疾病的及早预防和治疗 ，有利于介烟药的研究。,二、中式卷烟发展的机遇与挑战,机遇中国加入WTO，烟草行业有4-5年的过渡保护期，外烟大量涌入中国市场还有延缓期，这使我们有时间发展自己。有世界上最先进生产设备。有多年培育的烟叶基地。行业科技创新体系初具规模。 有多年形成的消费群体，已形成了一定的中式卷烟口味偏好。,卷烟烟丝中亚硝胺的含量,混合型卷烟中NNN的含量明显高于烤烟型.,烤烟和白肋烟中亚硝胺的含量,白肋烟中NNN的含量明显高于烤烟型.,挑战卷烟产品技术含量较低；尚未形成具有国际市场竞争实力的品牌。基础性研究薄弱，配套技术研究不够，技术储备少，成果转化率低。科技资源配置还不够合理，整体研发能力不强，自主创新能力不足。行业科技人员整体素质有待提高，缺少有较高威望的学术、学科带头人和技术拔尖人才，缺乏强有力的培养、吸引、使用科技人才的激励机制。 外烟强大的品牌优势。,卷烟烟气中的化学成分决定着卷烟的品质和风味,新卷烟创制中要解决的几个关键的与化学物质基础有关的问题,1 种子优化（真、假鉴别）、土壤与烟叶质量关系等2 卷烟原料的质控（农药残留、蛋白、糖等）3 烟叶、烟丝加工规范化（生产过程规范化）4 香精、香料分析（成分剖析、香料调配）5 烟气分析（关键成分分析、降焦前后差别、新卷烟评价）6 体液中关键烟气成分如尼古丁等代谢特征的研究,降焦、降害，降低吸烟风险应注意的新方向,生物