褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用转让专利
申请号 : CN202010986293.0
文献号 : CN111972698B
文献日 : 2021-08-27
发明人 : 史宏志 , 李晶晶 , 赵园园 , 秦艳青 , 刘德水 , 王俊 , 周迪 , 阳苇丽
申请人 : 河南农业大学 , 中国烟草总公司四川省公司
摘要 :
本发明属于雪茄制备领域，涉及如何降低雪茄中的亚硝胺含量，特别是指褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用。步骤为：向待发酵雪茄烟叶上喷施的Na2CO3‑NaHCO3缓冲液调节pH；配制不同浓度的褪黑素的喷施液；将配制的褪黑素的喷施液均匀喷洒在雪茄烟叶上即可。经过处理的发酵后的雪茄烟叶中的亚硝胺含量下降14.61‑17.83%，用经过处理的发酵后的雪茄烟叶卷制的成品雪茄，经三段检测成品雪茄中的TSNAs含量，降幅为12.92‑16.04%。
权利要求 :
1.褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，其特征在于，褪黑素通过抑制微生物的亚硝化作用，进而降低发酵后雪茄烟叶中的亚硝胺，步骤为：（1）向待发酵雪茄烟叶上喷施Na2CO3‑NaHCO3缓冲液调节pH；
（2）配制不同浓度的褪黑素的喷施液；其中褪黑素的喷施液中褪黑素的浓度为20‑100 μmol/ml；
（3）将步骤（2）配制的褪黑素的喷施液，均匀喷洒在经步骤（1）处理过的雪茄烟叶上即可。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述步骤（1）中Na2CO3‑NaHCO3缓冲液由浓度0.1 mol/l的Na2CO3溶液和0.1 mol/l的NaHCO3溶液分别按照9:1的比例配制而成；调节pH值为5.50‑6.34。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述步骤（3）中喷施液的喷洒量为叶重的
25%。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：经过处理的发酵后的雪茄烟叶中的亚硝胺含量下降14.61‑17.83%，用经过处理的发酵后的雪茄烟叶卷制的成品雪茄中的TSNAs含量，降幅为12.92‑16.04%。
说明书 :
褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的
应用
技术领域
[0001] 本发明属于雪茄制备领域，涉及如何降低雪茄中的亚硝胺含量，特别是指褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用。
背景技术
[0002] 烟草特有亚硝胺（Tobacco Specific Nitrosamines，TSNAs）是存在于烟草及烟草制品中的重要有害成分，一直是国际烟草研究的热点。常见的TSNAs有四种，分别是N‑亚硝
基降烟碱（NNN）、4‑（N‑甲基亚硝胺基）‑1‑（3‑吡啶基）‑1‑丁酮（NNK）、N‑亚硝基新烟碱（NAT）
和N‑亚硝基假木贼碱（NAB），其中NNN、NNK已被证实具有动物致癌性。我国烟草行业非常重
视烟草减害研究，将TSNAs列为烟草“七种有害成分”之一进行了重大专项研究，取得了显著
成就。烤烟中TSNAs含量较低，晾晒烟特别是晾烟（如白肋烟）中TSNAs含量较高，雪茄烟叶主
要采用晾制方式进行调制，烟叶TSNAs含量普遍较高。此外，雪茄加工制作主要依赖手工，无
法通过工业手段降低雪茄成品中的TSNAs，因此烟叶TSNAs含量对雪茄制品TSNAs含量影响
很大。
基降烟碱（NNN）、4‑（N‑甲基亚硝胺基）‑1‑（3‑吡啶基）‑1‑丁酮（NNK）、N‑亚硝基新烟碱（NAT）
和N‑亚硝基假木贼碱（NAB），其中NNN、NNK已被证实具有动物致癌性。我国烟草行业非常重
视烟草减害研究，将TSNAs列为烟草“七种有害成分”之一进行了重大专项研究，取得了显著
成就。烤烟中TSNAs含量较低，晾晒烟特别是晾烟（如白肋烟）中TSNAs含量较高，雪茄烟叶主
要采用晾制方式进行调制，烟叶TSNAs含量普遍较高。此外，雪茄加工制作主要依赖手工，无
法通过工业手段降低雪茄成品中的TSNAs，因此烟叶TSNAs含量对雪茄制品TSNAs含量影响
很大。
[0003] 发酵是雪茄烟叶生产过程中的重要环节，对烟叶品质有重要的提升作用。不仅田间收获后需要对烟叶进行初发酵，卷烟企业还会根据用途对烟叶进行二次发酵，卷制的成
品也要继续进行烟支养护，可以说发酵是影响雪茄烟成品质量的主要因素。发酵后烟叶的
颜色变深，蛋白质淀粉等大分子物质进一步降解转化，香气成分增加，化学成分更加协调，
杂气、刺激性降低，苦涩、滞舌等不良感官影响减小，余味舒适，烟叶品质显著改善，工业可
用性提高。然而，发酵也是烟叶中的有害成分烟草特有亚硝胺形成的重要时期之一。一般来
说，新鲜烟叶的细胞完整，各种生物膜的选择透过性使得形成TSNAs的底物相互隔离，不易
发生亚硝化反应，因此，TSNAs在鲜烟叶中含量极低，甚至没有，其形成和积累的主要阶段是
烟叶的调制、发酵和贮藏过程。已有研究表明，雪茄烟发酵阶段TSNAs的积累量可达到甚至
超过整个烟叶生产阶段TSNAs积累总量的50%，如果能抑制此阶段TSNAs的合成，雪茄烟叶中
的TSNAs含量将大幅下降。
品也要继续进行烟支养护，可以说发酵是影响雪茄烟成品质量的主要因素。发酵后烟叶的
颜色变深，蛋白质淀粉等大分子物质进一步降解转化，香气成分增加，化学成分更加协调，
杂气、刺激性降低，苦涩、滞舌等不良感官影响减小，余味舒适，烟叶品质显著改善，工业可
用性提高。然而，发酵也是烟叶中的有害成分烟草特有亚硝胺形成的重要时期之一。一般来
说，新鲜烟叶的细胞完整，各种生物膜的选择透过性使得形成TSNAs的底物相互隔离，不易
发生亚硝化反应，因此，TSNAs在鲜烟叶中含量极低，甚至没有，其形成和积累的主要阶段是
烟叶的调制、发酵和贮藏过程。已有研究表明，雪茄烟发酵阶段TSNAs的积累量可达到甚至
超过整个烟叶生产阶段TSNAs积累总量的50%，如果能抑制此阶段TSNAs的合成，雪茄烟叶中
的TSNAs含量将大幅下降。
发明内容
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提出褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，大大降低了雪茄烟叶中亚硝胺的含量。
[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0006] 褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，步骤为：
[0007] （1）向待发酵雪茄烟叶上喷施Na2CO3‑NaHCO3缓冲液调节pH；
[0008] （2）配制不同浓度的褪黑素的喷施液；
[0009] （3）将步骤（2）配制的褪黑素的喷施液，均匀喷洒在经步骤（1）处理过的雪茄烟叶上即可。
[0010] 所述步骤（1）中Na2CO3‑NaHCO3缓冲液由浓度0.1 mol/l的Na2CO3溶液和0.1 mol/l的NaHCO3溶液分别按照（1‑9）:1的比例配制而成；调节pH值为5.50‑6.34。
[0011] 所述步骤（2）中褪黑素的喷施液中褪黑素的浓度为20‑100 μmol/ml。
[0012] 所述步骤（3）中喷施液的喷洒量为叶重的25%。
[0013] 经过处理的发酵后的雪茄烟叶中的亚硝胺含量下降14.61‑17.83%，用经过处理的发酵后的雪茄烟叶卷制的成品雪茄，经三段检测成品雪茄中的TSNAs含量，降幅为12.92‑
16.04%。
16.04%。
[0014] 本发明具有以下有益效果：
[0015] 本申请的褪黑素抑制亚硝胺的机理见附图1，由图1可知主要是通过抑制微生物的亚硝化作用，进而降低发酵后雪茄烟叶中的亚硝胺。经过处理的发酵后的雪茄烟叶中的亚
硝胺含量下降14.61‑17.83%，用经过处理的发酵后的雪茄烟叶卷制的成品雪茄，经三段检
测成品雪茄中的TSNAs含量，降幅为12.92‑16.04%。
硝胺含量下降14.61‑17.83%，用经过处理的发酵后的雪茄烟叶卷制的成品雪茄，经三段检
测成品雪茄中的TSNAs含量，降幅为12.92‑16.04%。
[0016] 雪茄烟叶发酵过程中，烟叶表面存在许多具有硝酸还原功能的微生物，这将导致形成TSNAs的直接前体物亚硝酸盐含量显著升高，亚硝酸盐进一步与生物碱反应形成
TSNAs，导致发酵后烟叶中的TSNAs含量升高。本发明结果显示在此过程中喷施褪黑素溶液
可有效抑制微生物活性，进而显著减少雪茄烟叶TSNAs的积累量。此外，与其他的微生物活
性抑制剂相比，褪黑素对人体的健康有更积极的作用。褪黑素不仅是一种具有很强的抗氧
化作用的内源性自由基清除剂，还是人体各种内分泌腺的控制者，在延缓衰老、提高免疫力
方面作用很大。
TSNAs，导致发酵后烟叶中的TSNAs含量升高。本发明结果显示在此过程中喷施褪黑素溶液
可有效抑制微生物活性，进而显著减少雪茄烟叶TSNAs的积累量。此外，与其他的微生物活
性抑制剂相比，褪黑素对人体的健康有更积极的作用。褪黑素不仅是一种具有很强的抗氧
化作用的内源性自由基清除剂，还是人体各种内分泌腺的控制者，在延缓衰老、提高免疫力
方面作用很大。
附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1为褪黑素抑制亚硝胺的机理图。
[0019] 图2为褪黑素降低发酵雪茄烟叶中亚硝胺的曲线图。
具体实施方式
[0020] 下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，
本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发
明保护的范围。
本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发
明保护的范围。
[0021] 实施例1
[0022] 褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，步骤为：
[0023] （1）向待发酵雪茄烟叶上喷施比例为1:9的Na2CO3‑NaHCO3缓冲液调节pH至5.5；
[0024] （2）配制褪黑素的喷施液，褪黑素的浓度为15 μmol/ml；
[0025] （3）将步骤（2）配制的褪黑素的喷施液，均匀喷洒在经步骤（1）处理过的雪茄烟叶上即可，以喷施液的量为叶重的1/4为准。
[0026] 实施例2
[0027] 褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，步骤为：
[0028] （1）向待发酵雪茄烟叶上喷施比例为9:1的Na2CO3‑NaHCO3缓冲液调节pH至6.34；
[0029] （2）配制褪黑素的喷施液，褪黑素的浓度为30 μmol/ml；
[0030] （3）将步骤（2）配制的褪黑素的喷施液，均匀喷洒在经步骤（1）处理过的雪茄烟叶上即可，以喷施液的量为叶重的1/4为准。
[0031] 实施例3
[0032] 褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，步骤为：
[0033] （1）向待发酵雪茄烟叶上喷施比例为1:1的Na2CO3‑NaHCO3缓冲液调节pH至5.74；
[0034] （2）配制褪黑素的喷施液，褪黑素的浓度为0 μmol/ml；
[0035] （3）将步骤（2）配制的褪黑素的喷施液，均匀喷洒在经步骤（1）处理过的雪茄烟叶上即可，以喷施液的量为叶重的1/4为准。
[0036] 实施例4
[0037] 褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，操作步骤与实施例3相同，仅改变褪黑素的浓度为20 μmol/ml。
[0038] 实施例5
[0039] 褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，操作步骤与实施例3相同，仅改变褪黑素的浓度为40 μmol/ml。
[0040] 实施例6
[0041] 褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，操作步骤与实施例3相同，仅改变褪黑素的浓度为60 μmol/ml。
[0042] 实施例7
[0043] 褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，操作步骤与实施例3相同，仅改变褪黑素的浓度为80 μmol/ml。
[0044] 实施例8
[0045] 褪黑素在降低雪茄烟发酵过程中烟草特有亚硝胺含量中的应用，操作步骤与实施例3相同，仅改变褪黑素的浓度为100 μmol/ml。
[0046] 实施效果例
[0047] 检测实施例3‑8喷洒褪黑素喷施液前后，N‑亚硝基降烟碱（NNN）、4‑（N‑甲基亚硝胺基）‑1‑（3‑吡啶基）‑1‑丁酮（NNK）、N‑亚硝基新烟碱（NAT）和N‑亚硝基假木贼碱（NAB）和总的
亚硝胺（TSNAs）的含量并记录，检测数据见下表：
亚硝胺（TSNAs）的含量并记录，检测数据见下表：
[0048] 表1 施用褪黑素后烟叶TSNAs下降幅度（%）
[0049]
[0050] 表2 施用褪黑素后雪茄成品TSNAs下降幅度（%）
[0051]
[0052] 雪茄烟叶发酵过程中，烟叶表面的微生物将硝酸盐还原成亚硝酸盐，使烟叶中的TSNAs大量积累。与喷施清水对照（实施例3）的烟叶相比，喷施不同浓度褪黑素溶液（实施例
4‑8）的烟叶发酵后叶片中的TSNAs积累量均显著下降，降幅14.61‑17.83%，以发酵后烟叶为
原料卷制的成品雪茄烟的TSNAs含量降幅12.92‑16.04%。结合图2的折线图，可明显看出褪
黑素在100 μmol/ml时对亚硝胺（TSNAs）的抑制作用最大，17.83%。
4‑8）的烟叶发酵后叶片中的TSNAs积累量均显著下降，降幅14.61‑17.83%，以发酵后烟叶为
原料卷制的成品雪茄烟的TSNAs含量降幅12.92‑16.04%。结合图2的折线图，可明显看出褪
黑素在100 μmol/ml时对亚硝胺（TSNAs）的抑制作用最大，17.83%。
[0053] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。