[发明专利]一种提高烟草次生代谢产物含量和香气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟草生产技术领域，具体涉及一种基于次生代谢调控原理提高烟草次生代谢产物含量和香气品质的方法及烟草增香诱导剂。

背景技术

在生物体内，利用初生代谢产物为原料，通过一系列生化反应进一步合成某些非生长发育所必需的小分子化学物质，称为次生代谢。植物次生代谢产物从化学结构上可简要分为酚类化合物(芳香族)、萜类化合物和含氮有机物三大类；其产物种类繁多，如黄酮类、单宁类、萜类、甾类及其甙、生长素类、生物碱类、有机酸类、醇类、酮类、酯类、烷烃等。烟草中的主要香味成分如挥发油、石油醚提取物、腺毛分泌物等，多属烟草次生代谢产物。因此，次生代谢是烟草香味成分生物合成的重要途径，烟草次生代谢的加强将有利于香味成分的形成与积累。

次生代谢是植物在长期进化中与环境相互作用的结果。近来的研究发现，植物次生代谢产物具有多种重要生物学功能，植物次生代谢调控与机体抗性、信号传导、适应性调节、生长发育以及植物的花色香味等现象有关。诱导子(elicitor)是植物抗病生理过程中诱发植物产生抗性反应或自身防御反应的因子，能引起植物产生和积累次生代谢产物。因此，可以通过诱导因子调控次生代谢，提高次生代谢产物产量。

由于植物次生代谢物具有广泛的开发应用价值，如药物、香料和化工原料等，对人类的生产生活具有重要作用，在利用诱导因子调控次生代谢，提高次生代谢产物产量领域的研究越来越多，成为植物生物技术研究的热点，已形成了许多成熟的应用技术。迄今为止，全世界已对近1000种植物进行了次生代谢产物诱导研究，生产的天然产物包括药品、香料、色素、食品、化妆品等500多种。

例如，茄尼醇是药物合成的重要原料，它本身具有抗菌、消炎和止血作用，同时也是辅酶Q₁₀和维生素K₂的侧链。目前世界许多发达国家已生产和应用的辅酶Q₁₀，依赖高纯度的茄尼醇作为原料。茄尼醇是植物中普遍存的次生代谢产物之一，烟叶、马铃薯叶和桑叶中含量突出，尤其是烟叶中茄尼醇高达0.3％～3％。因此，从烟草(尤其是废次烟草)中提取茄尼醇，是目前获得重要医药原料茄尼醇的主要途径之一。但在通过次生代谢调控原理提高烟叶中茄尼醇等重要次生代谢产物含量方面，至今尚缺乏有效应用技术。

胡群等研究了植物毒素类似物6-取代茚满酰异亮氨酸共轭物对烟草挥发性成分及吸味品质的影响(烟草科技，2007，6：35-38)，结果表明，6-取代茚满酰异亮氨酸共轭物对个别香气成分有提高作用，对烟草吸味品质略有改善。

专利申请(申请号98116814.0)公开了一种类胡萝卜素诱导剂2-二氨基乙基-4-甲苯基醚盐(MPTA)的合成方法及其在烟草中应用，将其与醇类溶剂配成溶液后施加在烟叶上，放置数天后可提高类胡萝卜素含量。专利申请(申请号200810140819.2)也公开了一种通过诱导类胡萝卜素合成提高烟叶香气品质的方法，它是通过在烟株或烟叶表面施加类胡萝卜素合成诱导剂MPTA或2-(4-氯苯硫)三乙胺(CPTA)，提高烟叶中类胡萝卜素含量、以达到改善烟叶外观质量和香气品质的目的。上述两项专利都是基于共同的原理，利用番茄红素环化酶抑制剂2-(4-氯苯硫)三乙胺(CPTA)或MPTA(不属于诱导子)，抑制番茄红素的环化，从而使番茄红素(属无环类胡萝卜素)积累。但由于环化是番茄红素向有环类胡萝卜素转化的关键步骤，因此，该方法虽然可以促进烟叶中无环类胡萝卜素番茄红素的积累，但却抑制和降低了有环类胡萝卜素如β-胡萝卜素的积累(S.Al-Babili.CPTA Modulates Levels of Carotenogenic Proteins and their mRNAs and Affects Carotenoid and ABA Content as well as Chromoplast Structure in Narcissus pseudonarcissus Flowers.Plant Biology，1999，1：607-612)。而已知番茄红素本身并无增香作用，其环化产物有环类胡萝卜素如β-胡萝卜素、叶黄素、隐黄质等才是烟叶重要香气成分β-大马酮、β-二氢大马酮、β-紫罗兰酮、氧化异佛尔酮、巨豆三烯酮等的前体物。可见，抑制番茄红素的环化将抑制烟叶中重要香气成分有环类胡萝卜素衍生物或降解物的形成，有可能对烟草香气产生负面影响。

发明内容