煙草中特有亞硝胺(TSNAs)的研究進展

黃登峰 何忠 劉浥 孟文濤 陳鑫

摘 要：本文綜述了國內外近年來有關煙草特有亞硝胺的研究進展，闡述了煙草亞硝胺的發現和危害，分析了煙草亞硝胺的各種檢測方法，探討了降低煙草中特有亞硝胺的措施，并提出了目前該領域所面臨的問題與挑戰。

關鍵詞：煙草特有亞硝胺（TSNAs）;危害;分析方法

中圖分類號：S572 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0255-02

近年來，隨著人們對健康問題的重視，社會上對煙草產品影響身體的擔憂與日俱增，煙草降焦減害技術逐漸提上議事日程。當前，煙草行業也對煙氣的組成和危害進行了大量研究，發現煙氣由多種不同化合物組成，加拿大衛生部公布的煙氣有害成分就有46種，包括焦油、煙堿、CO、煙草特有亞硝胺（TSNAs）、苯并芘、氮氧化物和重金屬等，而煙草特有亞硝胺在這些中間是強的致癌物[1]。

煙草特有亞硝胺主要是煙草生物堿發生亞硝化作用而形成的，只存在于煙草和煙草制品中，且在煙葉和煙氣中含量較高，因而受到社會的廣泛關注。目前，煙草行業和各科研院所對煙草特有亞硝胺的研究已越來越多，對其致病原因和分析技術也有了長足進步，但是，在一些關鍵機理和怎樣降低其含量等方面，仍需要去探索和研究。

1 TSNAs的發現

人們對煙草特有亞硝胺的研究比較早，到目前為止，總共有八種煙草特有亞硝胺被鑒定出來，主要為：4-（N-甲基-N-亞硝胺）-1-（3-吡啶基）-丁酮（NNK）、N′-亞硝基降煙堿（NNN）、N′-亞硝基新煙草堿（NAT）、N′-亞硝基假木賊堿（NAB）、4-（N-甲基-N-亞硝胺）-4-（3-吡啶基）-丁醛（NNA）、4-（甲基亞硝胺）-1-（3-吡啶基）-1-丁醇（NNAL）、異-4-（甲基亞硝胺）-1-（3-吡啶基）-1-丁醇（iso-NNAL）以及異-4-（甲基亞硝胺）-4-（3-吡啶基）丁酸（iso-NNAC），其中，人們對前四種成分研究得最多最廣[2]。

2 TSNAs的危害

最早發現并報道煙草特有亞硝胺具有致癌作用始于1962年，隨后，其致病機制和作用機理也被大量研究，這些研究結果大多是通過動物實驗得到的。在NNK、NNN、NAT和NAB這四種煙草特有亞硝胺中，NNK為強致肺癌劑，通過多種方式施藥，可以使多種鼠類誘發肺腫瘤，這一發現還未在人體中得到證實，需要繼續進行深入研究來加以證實。

3 TSNAs的分析測定方法

3.1 氣質聯用法

氣質聯用法（GC/MS）被廣泛應用于復雜組分的分離與鑒定，其具有GC的高分辨率和MS的高靈敏度，是樣品定性定量的有效工具。

在利用氣質聯用法測定煙草特有亞硝胺前，先要對樣品進行薄層預分離，另外，采用毛細管柱，通過質譜中選擇離子掃描模式可測得煙氣中NNK和NNN的含量。

3.2 固相微萃取-液相-質譜聯用法

固相微萃取技術作為一種非溶劑型選擇性萃取法，能對樣品進行前處理和富集，能有利于后續的分析檢測。通過結合液相色譜-質譜聯用法，可對TSNAs含量進行測定，具有操作方便樣品易于處理，且結果的重復性和穩定性較好。張杰[3]等利用該方法測定卷煙煙氣中特有亞硝胺（NAT、NNK、NNN和NAB）的含量。

3.3 液相色譜-質譜-質譜聯用法

測定TSNAs含量時，先借助劍橋濾片收集煙氣中的粒相物，然后通過乙酸銨溶液在超聲儀中萃取劍橋濾片中的TSNAs，最后用水相濾膜過濾萃取液后，采用高效液相色譜-質譜-質譜聯用儀進行定量分析。該方法具有很好的分離能力、較好的靈敏度和選擇性。萬文亞等[4]曾使用該方法測定測流煙氣中的粒相物，說明該方法能簡單、快速、準確地定量測定TSNAs的含量。

4 TSNAs含量的降低技術

目前，煙草行業受控煙影響，面臨著越來越大的外界壓力，針對降焦減害技術的研究也越來越多。各煙草公司和科研機構也不斷改良煙葉調制技術，嘗試采用特殊濾嘴，以及采用其他生物減害技術等手段來降低TSNAs含量，滿足市場和生產需要。

4.1 農業技術

近年來，各煙草研究機構通過改良煙草品種，在煙草栽培上進行優化，力爭最大限度降低煙葉中TSNAs含量。

SUZUKIS.[5]等通過基因改造手段，通過調控NtNRT1基因的表達量，能夠有效降低TSNAs的含量，他們將已基因改造過的煙絲和未改造的原株煙絲卷制成成品卷煙，通過ISO抽吸模式，分析主流煙氣中TSNAs的含量，發現TSNAs含量降低了8%。

4.2 生物技術

通過生物技術降焦減害，能減少對煙葉和煙絲品質的影響，是一種環保可行的方法。張玉芹[6]發現反硝化細菌在降解煙絲中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量，降低煙草特有亞硝胺（TSNAs）的過程中起著重要作用。最終結果表明，反硝化細菌B88和B237對TSNAs的降解率能達到24.30%和23.00%，較大程度降低了有害成分含量，而噴施菌液對煙絲質量無明顯影響。

4.3 物理化學技術

目前，采用理化技術降低TSNAs含量還較為成熟。馮敏[7]將市售的成品卷煙，在原包裝下用60Coγ射線進行輻照處理，輻照吸收劑量范圍為5-30kGy，吸收劑量不均勻度<1.25。采用此輻照方法對主流煙氣和煙絲中TSNAs的降解率最高都可達85%以上。

5 TSNAs研究展望及面臨的問題

目前，在行業大力推行降焦減害的大背景下，降低煙草中特有亞硝胺（TSNAs）含量已顯得刻不容緩。綜合來看，主要從生物、物理和化學方面來研究，如可通過雜交育種、分子育種、細胞工程和基因工程選育低TSNAs煙草新品種;通過在煙葉或煙絲中添加化學試劑降低TSNAs含量;通過開發一些分子篩新材料或沸石和石墨烯材料來選擇性降低TSNAs含量。

近年來，隨著儀器設備的更新換代，TSNAs含量檢測技術越來越成熟，但是仍然存在一些急需解決的問題，如前處理復雜，耗時長，檢測穩定性以及儀器檢測設備費用高等問題。所以，通過研究找到一種合理高效的檢測方法，值得煙草公司和研究機構去探索。

卷煙煙氣中含有很多有害成分，一方面要降低卷煙煙氣中TSNAs含量，另一方面還要考慮降低其他有害成分，才能達到全面降焦減害的目的，從這個意義上講，研究出能減少所有有害煙氣成分的低害卷煙是未來的一種趨勢。

參考文獻

[1] Hecht S S.Tobacco carcinogens，their biomarkers and tobacco-induced cancer [J].Nat Rev Can-cer，2003，3：733-744.

[2] 汪安云，雷麗萍，夏振遠，等.白肋煙中煙草特有亞硝胺的研究進[J].安徽農業科學，2010，38（30）：16847-16849.

[3] 張杰，白若石，易小麗，等.在線固相萃取-液相色譜-串聯質譜法測定側流煙氣中的煙草特有亞硝胺[C].中國煙草學會學術年會入選.2014.

[4] 萬文亞，周宛紅，張怡春，等.LC-MS-MS法測定卷煙測流煙氣中的亞硝胺[J].分析實驗室，2012，31（4）：69-72.

[5] SUZUKI S，FUJISAKI T， MATSUURA D，et al.Decrease in contents of TSNAs and NOx in smoke by reduced expression of nitrate transporter gene （NtNRT1）[M].CORESTA Congress，2010，Agronomy/phytopathology Groups.

[6] 張玉芹，宮瑋，劉開啟，等.反硝化細菌對煙草特有亞硝胺的降解作用[J].仲愷農業技術學院學報，2007（1）：5-8.

[7] 馮敏，朱佳廷，楊萍，等.卷煙中煙草特有亞硝胺的輻照降解方法：中國，201110428445.6[P].2012-07-18.