1、煙草各部位的綜合利用煙草廢次物的綜合利用轉(zhuǎn)基因煙草的利用前景展望1.1 煙葉 煙葉約占煙草生物產(chǎn)量的一半，是煙草生產(chǎn)的主產(chǎn)品，主要作為卷煙工業(yè)的主要原料供人們吸食。但因其各種化學(xué)成分的含量高，也是多種功效的工業(yè)原料，可以制成食品、飼料、醫(yī)藥及農(nóng)藥等許多產(chǎn)品。 舒特希思在美國(guó)化學(xué)會(huì)發(fā)表研究報(bào)告煙草除去尼古丁等毒素后，可制成高蛋白粉，每667m2煙草可產(chǎn)56kg高蛋白粉或151kg含50%蛋白的飼料。 其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于酪蛋白和雞蛋，可以成為它們的替代物，用于配制精美的糕點(diǎn)，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；作乳糖缺乏病人的牛奶代用品，制成白嫩的豆腐。 煙莖富含纖維素，含量為38%45%，纖維質(zhì)量好，且比一般木材和草類秸

2、稈纖維易于提取有助于卷煙內(nèi)在品質(zhì)的提高，有利于卷煙的降焦減害 煙草薄片又稱再造煙葉或勻質(zhì)煙葉，它是煙草工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的綜合利用產(chǎn)物該技術(shù)是將整個(gè)卷煙生產(chǎn)過(guò)程中廢棄的煙梗、煙末以及部分低檔次煙葉采用不同加工方法處理，制備成性狀接近或優(yōu)于天然煙葉的產(chǎn)品，再應(yīng)用于卷煙生產(chǎn)它不僅有效降低卷煙的生產(chǎn)成本，還有利于卷煙的降焦減害1.2 煙莖 煙莖可制紙。制得的煙草栽培用紙不僅具有較好的保溫、保濕、遮光、透氣性，又能促進(jìn)煙苗生長(zhǎng)，且是綠色環(huán)保的可替代塑料薄膜的煙草栽培用紙 煙草中纖維素含量較高，且碳元素含量也較高，所以煙稈主要被用來(lái)制取活性炭及纖維板和刨花板。 煙莖含N2.5%-3%，P2O50.5%-0.8

3、%，K2O 3%-5.5%，MgO 0.12%，這些含量是一般植物莖類含量的幾倍乃至10多倍，經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砜芍谱鳂O好的元素有機(jī)肥料或煙用特征元素肥料。1.3煙草花蕾、腋芽 煙草打頂所棄的花蕾含有豐富的香精香料，是天然植物香源之一，經(jīng)提取可作為極好的煙草香精香料。 用煙草花蕾制作的香膏新產(chǎn)品，能增加煙氣濃度，提高卷煙香味，改善吃味，減輕梗絲木質(zhì)氣息，對(duì)改善膨脹梗絲和薄片的色澤有一定效果。 煙草腋芽是高植物蛋白源，比一般植物葉片中的蛋白質(zhì)和微量元素含量要高幾倍，用1%的石灰水處理后可成為極好的豬飼料；也可從中提取制藥工業(yè)所需的特殊蛋白和高級(jí)飼料蛋白。1.4 煙籽 煙籽因含油脂較高可用于榨油，煙籽出

4、油率為25%，浸提法出油率可達(dá)30%。煙籽油可作油漆、肥皂、醫(yī)藥及其它化工產(chǎn)品原料。 煙籽榨油后的餅粕為煙籽餅，其含蛋白質(zhì)高達(dá)29.7%，因此可作為畜禽蛋白質(zhì)飼料資源加以開(kāi)發(fā)利用。 煙草廢棄物(waste tobacco)是指未能用于制煙的煙草組成部分(制煙包括了用下腳料制造的膨脹煙絲與薄片等)，包括煙莖(又稱煙稈、煙稈、煙梗)、無(wú)法進(jìn)行卷煙加工的低等級(jí)或者等外級(jí)煙葉、煙草植株的上部煙葉、煙花、煙種、葉脈(煙筋)、腋芽、卷煙企業(yè)積存的煙末、煙根、根出條。2.1 煙堿 煙堿在天然煙葉中的含量較高，一般可達(dá)12%-16%，而在煙梗中的含量稍低一些，大約為5%-7%。 高純度的天然煙堿在醫(yī)藥工業(yè)上用

5、于研制治療心血管、皮膚、蛇毒、蟲(chóng)咬傷和無(wú)名腫毒等疾病的藥物；用煙堿制得的檸檬酸煙堿還是生產(chǎn)高級(jí)香煙品質(zhì)改良劑的主要組份。 目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，含量為98的天然煙堿的售價(jià)已達(dá)8萬(wàn)元噸以上，國(guó)際市場(chǎng)上每千克100美元左右。 煙堿通常是指煙草堿及其類似生物堿的總稱。自然界中存在最豐富的煙堿有煙草堿、假木賊堿和原煙草堿3種。2.2 茄尼醇 大量的研究結(jié)果表明，茄尼醇具有較強(qiáng)的抗癌生物活性，是合成治療心血管疾病、抗癌、抗?jié)兊人幬锏闹虚g體，如作為合成輔酶Q10和維生素K2的側(cè)鏈，在醫(yī)學(xué)上用途廣泛。 由于國(guó)內(nèi)茄尼醇精制工藝較為落后，無(wú)法達(dá)到制藥工業(yè)原料要求，只能以3萬(wàn)元噸左右低價(jià)出售給日本，日本加工成95

6、純度再返銷給我國(guó)。 2003年7月22日，從廢棄煙葉中提取茄尼醇合成輔酶Q10、年產(chǎn)3噸的一條龍工業(yè)化生產(chǎn)線建成。此項(xiàng)目由云南高新創(chuàng)業(yè)投資有限公司出資1200萬(wàn)元參與，與云南大學(xué)組織技術(shù)力量潛心研發(fā)輔酶Q10的合成工藝，歷時(shí)三年。預(yù)計(jì)每年會(huì)給云南煙農(nóng)帶來(lái)數(shù)千萬(wàn)的收入21。2.3煙酸 從煙草中提取出煙堿后，將煙堿進(jìn)一步氧化反 應(yīng)制備煙酸是本綜合利用研究的重要內(nèi)容。煙酸、煙 維生素E酯、煙酸胴醇脂是降血脂的重要藥物，煙 酸還可制備煙酰胺，它是維生素K類藥物。2.4 果膠 煙葉中果膠含量較大，烤煙一般可達(dá)6%-7%。 肖厚榮等利用混酸萃取和乙醇沉淀法從煙梗中提取果膠，提取率達(dá)12.4%左右，脫色效果

7、理想。2.5利用煙草廢棄物提取植物蛋白的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草的蛋白質(zhì)含量10.68，與玉米、甘蔗等作物的白蛋質(zhì)含量相當(dāng)按當(dāng)時(shí)美國(guó)大豆種植產(chǎn)量水平測(cè)算，每畝密植煙草獲取的植物蛋白約是大豆的4倍。 據(jù)美國(guó)科學(xué)家最近的研究表明，從煙草中制取的食用蛋白其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于酪蛋白和雞蛋，可以成為它們的替代物，用于配制精美的糕點(diǎn)，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值2.6可制煙草薄片 煙草薄片又稱再造煙葉或勻質(zhì)煙葉，它是煙草工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的綜合利用產(chǎn)物該技術(shù)是將整個(gè)卷煙生產(chǎn)過(guò)程中廢棄的煙梗、煙末以及部分低檔次煙葉采用不同加工方法處理，制備成性狀接近或優(yōu)于天然煙葉的產(chǎn)品，再應(yīng)用于卷煙生產(chǎn)它不僅能使煙葉原料最大限度地得到應(yīng)用，有

8、效降低卷煙的生產(chǎn)成本，而且可以在一定程度上使卷煙物理性能和化學(xué)成分按人們的意愿和要求得到調(diào)整和改善，從而有助于卷煙內(nèi)在品質(zhì)的提高，有利于卷煙的降焦減害2.7煙梗直接切絲工藝 煙葉中約含有25的煙梗，煙梗纖維素含量較高，經(jīng)膨脹工藝生產(chǎn)的梗絲使用在卷煙產(chǎn)品上，不僅可降低原料消耗，而且能夠降低卷煙焦油含量、平衡煙氣、改善煙支燃燒性能5 ESS是一種新型的梗絲處理技術(shù)，由英DICKINSONIEGG公司研發(fā)的ESS工藝是和傳統(tǒng)的梗絲處理方法完全不同的處理工藝經(jīng)過(guò)ESS設(shè)備處理后產(chǎn)品呈顆粒狀，富有彈性，填充能力強(qiáng)，而且與傳統(tǒng)的梗絲相比，ESS梗絲的降焦效果更加顯著目前這種設(shè)備已被江蘇中煙工業(yè)公司徐州卷煙

9、廠國(guó)內(nèi)第一家引進(jìn)，生產(chǎn)的產(chǎn)品在卷煙配方中已經(jīng)得到應(yīng)用 轉(zhuǎn)基因煙草更是取得了其他植物難以比擬的巨大成就，已經(jīng)成功地作為生物反應(yīng)器應(yīng)用于多種藥用蛋白、抗體以及疫苗的生產(chǎn)。3.1 藥用蛋白 轉(zhuǎn)基因煙草被成功表達(dá)生產(chǎn)其他多種醫(yī)用蛋白質(zhì)，如-干擾素、人胰島素、人生長(zhǎng)激素、葡萄腦苷脂酶和水蛙素等，其中值得重視的是葡萄腦苷脂酶和人體外激素的產(chǎn)生。葡萄腦苷脂酶用于人類Gaucher氏病的臨床治療，是世界上最昂貴的藥物之一。現(xiàn)在利用轉(zhuǎn)基因煙草則可大量且低成本地生產(chǎn)葡萄腦苷脂酶。此外，韓國(guó)研究者利用轉(zhuǎn)基因煙草生產(chǎn)人的胰島素；北京大學(xué)已將對(duì)早中期妊娠引產(chǎn)極為有效的天花粉蛋白基因?qū)霟煵莶⒊晒Ρ磉_(dá)該種蛋白。1999年

10、，美國(guó)學(xué)者宣稱他們成功地將人體必需基因?qū)霟煵菀陨a(chǎn)人體血液成分。3.2 抗體 抗體是由人或動(dòng)物免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的免疫性球蛋白，通過(guò)與侵染性抗原結(jié)合達(dá)到抵御病原感染的目的。抗體的醫(yī)用潛力無(wú)疑是巨大的，但由于抗體的大批量生產(chǎn)非常困難，從而限制了它的臨床應(yīng)用。 Hiutt等1989年首先在煙草中表達(dá)重組抗體6Dd，其表達(dá)量達(dá)煙葉總蛋白量的1.3%。按照這種表達(dá)水平，美國(guó)只需將其煙草種植面積的1%用來(lái)種植這種轉(zhuǎn)基因煙草，就可以生產(chǎn)出270kg的6Dd抗體，足以供給27萬(wàn)癌癥患者1年治療之用。3.3 疫苗 國(guó)內(nèi)李纓等也成功地將乙肝表明抗原基因在煙草中表達(dá)。 轉(zhuǎn)基因煙草亦被成功生產(chǎn)大量用于預(yù)防人和動(dòng)物疾病的

11、疫苗。美國(guó)的Arntzen等獲得表達(dá)乙型肝炎表面抗原（HbsAg）的轉(zhuǎn)基因煙草，并證明這種抗原與從人血清和酵母中誘導(dǎo)獲得的抗原幾乎相同，可以作為乙肝疫苗使用。Roy Curtis等成功利用轉(zhuǎn)基因煙草生產(chǎn)防御齲齒細(xì)菌的疫苗。4 前景展望 提取煙堿，茄尼醇，煙酸，煙酰胺，果膠技術(shù)含量高，決定售價(jià)的主要是提取物的純度，適宜大規(guī)模資金技術(shù)投入，能做到高純度利潤(rùn)巨大。活性炭技術(shù)含量也很高，這一類利用最好由國(guó)家或者企業(yè)立項(xiàng)研究，投資開(kāi)廠。纖維板，刨花板，植物蛋白技術(shù)含量低，小規(guī)模資金即可開(kāi)動(dòng)。不具備工業(yè)化處理?xiàng)l件的地方可以用作肥料，飼料或者驅(qū)蟲(chóng)藥。相信隨著人類對(duì)煙草吸用、飼用、藥用以及食用等多種用途的綜合開(kāi)發(fā)利用，煙草作物必將為人類做出巨大的貢獻(xiàn)，煙草的未來(lái)也將呈現(xiàn)出無(wú)窮的生機(jī)。 煙草的綜合利用是煙草行業(yè)21世紀(jì)的重要研究方向，也是煙草農(nóng)業(yè)與卷煙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。從煙草中提取煙堿、茄尼醇、泛酮等用作制藥原料；從煙草中提取高純度煙草蛋白質(zhì)、煙草糖，也可能成為解決人類21世紀(jì)糧食問(wèn)題的一種途徑。隨著基因工程的進(jìn)步以及“煙醫(yī)合作”的深入，利用轉(zhuǎn)基因煙草生產(chǎn)治療癌癥的生物藥物和防治其它疾病的疫苗已成為高科技發(fā)展的前沿課題。因此，合理開(kāi)發(fā)、綜合利用，使煙草不僅作為卷煙工業(yè)原料，而且主要成為化工、食品以及醫(yī)藥的重要原料，這樣整個(gè)煙草的生產(chǎn)將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益與生態(tài)效益。