烟草废弃物资源化利用现状?存在问题及建议
时间：2021-02-05 16:05:50 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要作为烟草大国，我国每年产生的烟草废弃物数量不容忽视。烟草废弃物的资源化利用是实现烟草行业可持续发展的有效途径，也是贯彻国家推进绿色生产方式、加快改善生态环境的现实需要。结合国内外研究资料，对目前烟草废弃物资源化利用现状进行了综述，并对烟草资源化利用中存在的问题及建议进行了探讨。
关键词烟草废弃物;资源化利用;存在问题;建议
中图分类号X712文献标识码A
文章编号0517-6611（2019）02-0064-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.02.019
烟草作为一种特殊的经济作物，优质烟叶作为原料用于制作卷烟，而其根、茎、杈、顶以及不适用烟叶则作为废物被丢弃。我国作为烟叶种植大国，生产中不可避免会产生大量的废弃物，这样既造成了资源浪费，也造成了环境污染。近年来，国家逐渐加大了环境保护和农业废弃物的资源化利用力度，烟草行业也不例外。国内外针对烟草的资源化利用也进行了大量研究[1-4]。笔者对目前国内外烟草资源化利用现状进行了综述，并对烟草资源化利用中存在的问题及建议进行了探讨，旨在为烟草废弃物的资源化利用提供参考。
1烟草废弃物资源化利用现状
在烟叶生产和加工的过程中，每年都产生大量的烟草废弃物。据统计，每年约有25%的烟叶、烟秆、烟末等下脚料不能用于卷烟生产而被废弃。若对这些废弃物进行“资源化”利用，不仅可获得符合绿色卫生标准的天然化工原料或燃料等，而且可达到清洁农业和变废为宝的目的，最终实现烟草生产的可持续发展以及生态环境保护和经济效益的双重收益。
烟叶中含有多种化合物，其中茄尼醇、烟碱、蛋白质、氨基酸等都具有较高的利用价值。研究表明，目前国内外对废弃烟草的资源化利用主要是从烟叶中提取茄尼醇、烟碱、植物蛋白等物质[5]，也可用于制作有机肥料、活性炭及生物质燃料等[6]。
1.1重要提取化合物的利用
1.1.1茄尼醇。
茄尼醇作为一种重要的医药原料，在生物化学和药物化学中有着非常重要的作用。它是广泛存在于高等植物、哺乳动物和微生物体内的一种天然产物，在烟草、马铃薯和桑叶中含量较高[7]。茄尼醇最早于1956年由Rowland等[8]从烟叶中分离得到，在烟叶中的含量高达叶片干重的3%[9]。茄尼醇具有抗菌、消炎和止血作用，是合成心血管疾病、抗癌、抗溃疡等新型药物的中间体，也是合成辅酶 Q10 和维生素 K2 的主要原料，在医学上用途十分广泛[10]。由于其特殊效果，
茄尼醇
在北美、日韩及西欧等地区均有较大的销售市场。虽然国际上以茄尼醇为原料的新药研制工作非常活躍，许多已实现药物的极性产品加工及应用，但由于其链长，合成步骤多，暂无法完成工业化合成，主要是从烟叶中提取[11-12]。
烟叶提取法在国内仅能实现工业化粗提纯，即提纯含量仅能达到17%左右。粗品茄尼醇不能直接作为药用原料，我国将粗品茄尼醇出口到日本、美国等国家后，被制成含量在90%以上的精品茄尼醇生产辅酶Q10，然后再以高昂的价格返销国内。
作为一个烟草大国，我国发展精品茄尼醇产业有着得天独厚的资源优势。从烟草尤其是废次烟草中提取茄尼醇，不仅能获得一种重要的医药原料，而且能将废次烟草加以利用，提高烟草的工业附加值。但是，目前我国高纯度茄尼醇工业化生产难度很大，亟待突破其精品和纯品的生产及其转化生产终端药物的技术，加强自主创新，抢占国际和国内市场。一旦解决技术及生产成本问题，高纯度茄尼醇将成为回报迅速、获利稳定的医药化工中间体。
1.1.2烟碱。
烟碱俗称尼古丁，是烟叶中生物碱的一种主要成分，约占烟草总生物碱的95%。烟碱是重要的化工和医药原料，其应用十分广泛[13-14]。烟碱可用于制备无残留、无污染、高效低毒的绿色杀虫剂[15]，高纯度烟碱可用于戒烟膏的制备[16]，同时其合成的一系列药物对于治疗心脏病、蛇咬伤、皮肤病等具有良好的疗效[17]。高纯度的天然烟碱在国际市场上备受青睐，含量为 98.5%的高纯度天然烟碱的价格高达100美元/kg左右[5]。由于通过化学合成的烟碱成本太高，很难进行工业化生产，目前使用的烟碱主要是从茄科植物中提取，因此烟碱具有较高的开发利用价值。
目前从烟叶中提取烟碱的常见方法有离子交换法[18]、水蒸汽蒸馏法[19]、超临界萃取法[20]等。这些方法各有优缺点，其中相当一部分方法因为设备昂贵或蒸馏操作费时等原因而很难进行推广应用[21]。采用超临界CO2提取的天然烟碱产品质量稳定，精制后能达到一级品要求，处理后的烟叶香味和物理性状基本不变，具有一定的工业化价值[22]。
烟碱和茄尼醇都是烟叶中重要的活性物质。目前报道的有关文献大多以烟碱和茄尼醇单独的提取工艺路线为主。如果能够实现对二者的联合提取，将大大降低生产成本。研究表明[23]，先从废烟叶中提取烟碱，再从烟叶渣中提取茄尼醇这条工艺路线是可行的，但实现联合提取的工业化生产还有待进一步研究。
1.1.3蛋白质。
从烟草中提取的蛋白质具有较高的营养价值和药用价值[24]。烟叶蛋白中含有10种氨基酸，营养价值远远高于其他植物蛋白，可以替代酪蛋白和鸡蛋，用于食品制作的添加剂，提高其营养价值，还可以用做牛奶替代品提供给乳糖不耐受病人。研究表明，烟草叶片中可溶性蛋白含量较高，从烟草中提取植物蛋白的产量是大豆产量的4倍，白肋烟中蛋白质含量高达20.48%[25]。烟叶中的蛋白质分为可溶性蛋白和不溶性蛋白。50%左右的可溶性蛋白是一种单独的叶绿体蛋白质（fraction Ⅰ protein，即FⅠ蛋白），另50%为所有其他可溶蛋白质的复合物（fraction Ⅱ protein，即FⅡ 蛋白）[26]。早期研究工作者提取FⅠ 蛋白的生产工艺复杂，投资大，产量低，人们难以接受。后来，科研工作者对烟叶中的FⅠ 蛋白进行了提纯，得到了高纯度的FⅠ蛋白，对烟叶FⅠ蛋白提纯方法的逐步简化做出了很大的贡献[27-28]。然而，这些提取方法因为提取过程比较繁琐，且需低温高速离心等步骤，难以适应大规模工厂化生产的需要[29]。FⅡ 蛋白的提取技术要比FI蛋白简单很多，国内外也进行了深入研究，并已经进入了应用阶段[30-31]。
