微生物降解尼古丁的研究与应用进展

尼古丁是烟草中的主要生物碱和有害成分,对烟叶品质有很大影响。从尼古丁降解菌的种类、微生物降解尼古丁的途径,以及微生物在烟草加工和含尼古丁废物处理等方面综述了研究和应用进展。表明利用微生物的降解作用来降低烟草和环境中尼古丁的含量具有广阔的应用前景。     

尼古丁降解菌株的分离及其降解特性

从烟草种植土壤中分离可降解尼古丁的菌株并分析其降解特性。通过形态学观察和分子生物学方法分离、鉴定菌株,利用单因素试验方法确定最适发酵条件和降解率,并利用色谱分离技术检测降解过程中的主要代谢产物,最后采用基因工程手段分析尼古丁降解的关键基因。筛选到1株具有尼古丁稳定降解能力的细菌,经鉴定为嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila),命名为AH2016菌株。该菌株在最适生长条件(尼古丁质量浓度2 g·L^-1,温度30℃,pH 6.0)下培养16 h即可降解90%的尼古丁(初始尼古丁的质量浓度为2 g·L^-1),表现出较强的尼古丁降解活性。且AH2016菌株的中间代谢产物在310 nm处未出现吡咯途径特有的6-羟基-3琥珀酰吡啶吸收峰,与假单胞菌属的降解途径不同。最后筛选出一个具有降解尼古丁能力的阳性克隆子AH2016-Y,并初步推测出尼古丁降解的相关基因。     

尼古丁降解菌及其在工业上的应用研究进展

综述了国内外尼古丁降解菌的主要菌属及Arthrobacter nicotinovorans菌代谢尼古丁途径的酶学、分子生物学机理研究进展,并对其在未来工业上可能的应用进行展望,以期为我国烟草科学研究、尼古丁污染生物修复和降解菌的应用提供参考。     

尼古丁猝灭牛血清蛋白荧光机制的研究

研究了尼古丁对牛血清蛋白荧光光谱变化,以及牛血清蛋白荧光猝灭机制,同时利用同步荧光研究了尼古丁对酪氨酸和色氨酸的影响,结果表明:尼古丁猝灭牛血清蛋白荧光是通过静态机制,形成常数为KA=2.1×107 L.mol-1,每一个牛血清蛋白分子结合尼古丁的位点数为0.22,牛血清蛋白与尼古丁的这种结合是很弱的,没有影响分子的构象,酪氨酸残基荧光没有变化,只是色氨酸荧光强度降低,荧光峰位置不变。     

尼古丁成瘾的相关因素分析

吸烟者中有很多人对尼古丁成瘾(nicotine addiction)或依赖(nicotine dependence)。尼古丁成瘾及由此而引起的副作用是对人类的生命和生活质量的又一威胁。该文拟就近年来国内外研究尼古丁成瘾或尼古丁依赖取得的成果作一综述,以期对今后深入开展相关研究以借鉴作用。     

烟草尼古丁育种

烟草中含有的生物碱其主要成分为尼古丁,又称烟碱或烟精,它能刺激中枢神经末梢,使之兴奋,增加呼吸,升高血压,而后满足生理上的需要。当前“两烟”生产上的主要问题是品质,而烟叶品质与尼古丁含量密切相关。因为尼古丁是烟叶品质化学成分的重要指标,它代表了相当程度的香气和吃昧。尼古丁含量少,就抽而无味,反之,则香气浓,吃味好。因之,有人认为尼古丁含量为2％时烟味才强;也有人认为尼古丁含量为1.5～2％,卷烟工业上才能利用。可见,尼古丁含量的重要。现时国际烤烟型尼古丁标准是:美国下部叶     

尼古丁分子印迹聚邻氨基酚敏感膜传感器

研制了电化学聚合制备尼古丁分子印迹聚邻氨基酚敏感膜传感器,并对分子印迹膜的结构和性能进行了探讨与研究.在弱酸性条件下,以邻氨基酚为单体,尼古丁为模板分子,用循环伏安法电聚合成膜制备传感器.该传感器对尼古丁具有良好的选择性和敏感度,用恒电位计时安培法,尼古丁浓度在4.0×10-7～3.3×10-5mol/L范围内与电流增量成线性关系,检测下限为2.0×10-7mol/L,加标回收率在99%～102%之间.     

雌激素与尼古丁对软骨细胞基质代谢影响

雌激素和尼古丁是2种对骨关节炎发病有影响的重要因素,但其影响的具体分子机制仍然存在争议。本研究旨在探讨这2种因素单独和叠加对软骨细胞代谢的影响,从而为骨关节炎的发病机制研究提供一定的参考。鼠胚胎瘤来源的软骨前体细胞系ATDC5在进行铁硒传递蛋白ITS定向诱导能够分化为软骨细胞。研究中对诱导后获得的软骨细胞用雌激素及尼古丁进行了处理。处理后细胞胞外基质蛋白聚糖和二型胶原表达水平分别用甲苯胺蓝染色和免疫组化进行检测,蛋白表达水平和mRNA水平分别进行了Western blot和Real-time PCR验证。研究结果显示尼古丁会造成软骨细胞2种胞外基质分泌的降低,并且促进分解酶MMP13的表达,抑制合成相关蛋白BMP-7的表达。而雌激素能够通过抑制分解酶MMP13和促进基质合成相关蛋白BMP-7的表达来挽回尼古丁对软骨细胞胞外基质的破坏作用。但在mRNA水平,与仅用尼古丁处理相比,雌激素会同时促进mmp13和bmp-7的表达,推测是因为雌激素增强了细胞的代谢效率。这些结果表明,雌激素对受到尼古丁影响的软骨细胞具有保护作用,这可能是骨关节炎初期防治的一个潜在治疗方案。     

尼古丁降解菌的分离筛选及初步鉴定

分别采用基础平板培养法和富集培养法,从河南烟叶表面分离筛选尼古丁降解菌。结果表明:采用基础平板培养法分离出来的30个菌株中,有效菌株仅占所分离菌株的60.0%,对尼古丁降解效率大于30%的仅有6株菌(37℃,24 h)。而富集培养法分离出来的30个菌株中,有效菌株占所分离菌株的比例达93.3%,对尼古丁降解效率大于30%的有14株菌,表明富集培养法是一种快速高效分离筛选尼古丁降解菌的理想方法。经初步鉴定,分离到的2株具有较高活性的尼古丁降解菌分别为短芽孢杆菌(B.brevis)和侧孢芽孢杆菌(B.laterosporus)。     

一种市售绿茶的抗氧化作用研究

[目的]探讨一种绿茶浸提物的最佳提取工艺及其抗氧化活性.[方法]以保定市售绿茶为研究对象,通过对不同浸提时间、浸提温度与料液比等浸提条件对浸提效果影响得出绿茶浸提物的最佳提取工艺并鉴定提取物的抗氧化活性.[结果]试验表明,绿茶在提取时间为30 min,料液比为1∶20 g/ml,提取温度为80℃时,具有最佳的提取效果.通过在豆油中的抗氧化活性研究表明,提取物有着比维生素E强的抗氧化性.[结论]研究可为绿茶资源的进一步开发利用提供参考.     

尼古丁通过蛋白激酶B和糖原合成酶激酶-3调节γ网络振荡

目的:探讨尼古丁调节海马γ网络振荡的机制。方法:健康雄性Wistar大鼠,取其脑组织制备海马脑片,制备好的海马脑片放入恒温(30~32℃)界面浴槽式灌流系统孵育。灌流液是充有混合气体(95%O2+5%CO2)的人工脑脊液(pH:7.35~7.50,流速2~3mL/min)。孵育1h后,采用细胞外微电极方式记录。应用红藻氨酸激动剂(Kainate)对大鼠海马脑片灌流,诱导γ(20~60Hz)网络振荡。分组加入mTOR(Mammalian target of rapamycin)激酶阻断剂雷帕霉素,糖原合成酶激酶-3(Glycogen synthase kinase-3,GSK-3)阻断剂SB415286,蛋白激酶B阻断剂Triciribine,待γ网络振荡稳定后再加入尼古丁,观察三者对尼古丁增强γ网络振荡作用的影响。结果:雷帕霉素不能阻断尼古丁增强γ网络振荡的效应,SB415286和Triciribine能阻断尼古丁的效应。结论:尼古丁可能通过激活糖原合成酶激酶-3(GSK-3)和蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)来增强γ网络振荡。     

气相色谱-质谱法测定小鼠血浆的尼古丁和可替宁

建立了一种同时测定小鼠血浆中尼古丁和可替宁含量的气相色谱-质谱方法.以二苯胺为内标,采用HPDB-225毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm i.d.,膜厚0.25μm)和选择离子监测.该方法尼古丁和可替宁的线性范围均为40～1 000 ng/mL,线性相关系数分别为0.998 9和0.999 7,检出限均为2 ng/mL.平均回收率尼古丁为83.2%～94.6%,可替宁为79.3%～101.6%.该方法简便、特异、灵敏、重现性好.     

气相色谱-质谱法测定小鼠血浆的尼古丁和可替宁

建立了一种同时测定小鼠血浆中尼古丁和可替宁含量的气相色谱-质谱方法.以二苯胺为内标,采用HPDB-225毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm i.d.,膜厚0.25μm)和选择离子监测.该方法尼古丁和可替宁的线性范围均为40～1 000 ng/mL,线性相关系数分别为0.998 9和0.999 7,检出限均为2 ng/mL.平均回收率尼古丁为83.2%～94.6%,可替宁为79.3%～101.6%.该方法简便、特异、灵敏、重现性好.     

烟草浸提液对烟草种子萌发的化感作用研究

通过烟草浸提液对野生烟、南肋半晒烟和云烟85的种子的处理分析比较,结果表明,烟草浸提液对烟草种子具有一定化感效应,不同品种烟草化感程度不同,烟草浸提液浓度不同化感程度也不同。在低浓度下烟草的发芽率和鲜重略有增加,但是浓度增高后对烟草发芽率和烟草生长表现出显著抑制作用,随着烟草浸提液浓度的增加化感效应指数减小。     

银杏废叶中类胡萝卜素的提取

为了利用提取黄酮后的银杏叶废弃液,并开发天然类胡萝卜素的新资源,对提取黄酮后的银杏叶废弃液中类胡萝卜素的浸提条件进行了研究.结果得到最佳提取条件为：用石油醚作浸提剂,以1：150的物料比,在50℃下提取1 h,重复2次.其提取液的吸光度最高.     

黑大豆异黄酮浸提的研究

采用石油醚回流技术脱去大豆豆粉中的油脂,将残渣真空烘干后,作为浸提原料.通过比较浸提溶剂、乙醇浓度、浸提温度、液固比、浸提时间和浸提次数等单因素试验结果,结合正交试验设计,得出提取大豆异黄酮的最佳浸提条件:乙醇浓度40%、液固比10∶1、浸提时间3 h、浸提温度90℃.     

仙鹤草总生物碱提取工艺研究

[目的]确定仙鹤草总生物碱提取的最佳工艺,为仙鹤草的开发利用奠定理论基础.[方法]采用乙醇浸提法对仙鹤草总生物碱进行提取,探讨溶剂浓度、浸提温度、浸提时间和料液比对总生物碱提取的影响,并采用正交法对提取工艺进行优化.[结果]溶剂浓度对仙鹤草总生物碱提取的影响较大,其次是温度,料液比影响较小.优化后的最佳提取工艺条件为:乙醇浓度80%、浸提时间1.5 h、浸提温度70℃、料液比1:20,在此工艺条件下仙鹤草总生物碱的平均提取量为1.31 mg/g.[结论]以乙醇浸提法提取仙鹤草总生物碱简单方便,且提取率较理想.     

从废次烟草中提取茄尼醇的工艺研究

[目的]探讨从废次烟草(根、茎、叶)中提取茄尼醇的最佳条件,从而降低茄尼醇的生产成本,以便工业化生产。[方法]通过单因素试验和正交试验,对茄尼醇的提取工艺条件进行了选择与优化。[结果]废次烟草样品最佳浸提条件为:浸提溶剂甲醇∶正已烷为40∶60(V/V),浸提温度40℃,浸提时间3 h,浸提液料比12∶1 ml/g。在最佳浸提条件下对废次烟草的根、茎、叶进行了提取和回收率试验,其提取率分别为0.06%、0.45%、0.66%,其平均回收率(n=5)分别为89.6%、98.4%、102.5%。[结论]茄尼醇是一种弱极性物质,提取溶剂宜选弱极性物质,但考虑到废次烟草本身特点及提取成本,选择组合溶剂较理想且溶剂要适量;茄尼醇在高温下易氧化,故提取温度需温和。     

灵芝多糖提取--水浸提条件的研究

为确定灵芝多糖的提取条件,以苯酚-硫酸法作为灵芝多糖的测定方法,对浸提过程中的温度、时间以及固液比3个因素进行了单因素试验和正交试验.结果表明,灵芝多糖的最佳提取条件为浸提温度90 ℃,浸提时间2.0 h,料液比115;浸提温度对多糖提取率的影响最大,其次为浸提固液比和浸提时间.     

超声辅助去除烟草薄片烟梗中果胶的方法研究

[目的]研究去除烟梗中果胶的有效方法,以降低烟梗中果胶含量,改善烟草薄片吸味。[方法]以草酸铵溶液作为浸提液,在超声辅助作用下,研究溶液浓度、超声功率、料液比以及提取总时间对烟梗中果胶去除率的影响,并采用L9（34）正交试验进行优化。[结果]最终选定草酸铵浸提液浓度为1.2%,超声功率300W,料液比1∶15,超声提取总时间50min为最优条件,为了能应用于工业生产,研究表明用浓度为0.12%的EDTA络合自来水替代蒸馏水配制草酸铵溶液作为浸提液溶剂去除果胶具有同样的效果。[结论]优化得到超声辅助下草酸铵溶液浸提去除烟梗中果胶的方法,该法能有效地降低烟梗中的果胶含量,为改善烟草薄片吸味质量奠定了应用基础。