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古引四号雪茄烟叶主要苦味物质的鉴定与微生物降解研究

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古引四号雪茄烟叶主要苦味物质的鉴定与微生物降解研究

作者：邓帅军中国农业科学院

学位级别：硕士

苦味是雪茄烟的重要感官评价指标之一。苦味对雪茄烟的影响是双重的,苦味强度过小时,不能引起回甘效应,苦味强度过大时,会使抽吸时整体的舒适感、愉悦感下降。调控雪茄烟的苦味在一个合适的范围,制定苦味的合适范围,首先需要明晰雪茄烟... 详细信息

苦味是雪茄烟的重要感官评价指标之一。苦味对雪茄烟的影响是双重的,苦味强度过小时,不能引起回甘效应,苦味强度过大时,会使抽吸时整体的舒适感、愉悦感下降。调控雪茄烟的苦味在一个合适的范围,制定苦味的合适范围,首先需要明晰雪茄烟叶中主要苦味物质。通过微生物对主要苦味物质的降解,以期在雪茄烟叶发酵过程中实现生物脱苦。本文综合应用感官评价、溶剂萃取、逐级分离、仪器分析、微生物降解等方法,对古引四号雪茄烟叶主要苦味物质组成进行初步分离鉴定,筛选出降解此物质的微生物并做相关研究。具体研究结果如下:(1)无水乙醇对烟叶所含物质进行初步提取,提取物经连续溶剂萃取(依次用正己烷、乙酸乙酯和水饱和正丁醇)分别得到馏分FⅠ、FⅡ、FⅢ和水相FⅣ,感官评价确定馏分FⅡ最苦。馏分FⅡ经大孔树脂分离得到5个馏分FⅡ-1～FⅡ-5,馏分FⅡ-2和FⅡ-3苦味强度较大。馏分FⅡ-2和FⅡ-3再分别经过硅胶色谱分离,得到馏分FⅡ-2-a～FⅡ-2-e和FⅡ-3-a～FⅡ-3-e。馏分FⅡ-2-b在其分离的5个馏分中苦味明显,馏分FⅡ-3分离得到5个馏分苦味都明显但苦味强度无差别。采用液相色谱-高分辨率质谱(LC-HRMS)对馏分FⅡ-2-b和馏分FⅡ-3组分鉴定,在正离子模式下,在馏分FⅡ-2-b和FⅡ-3总离子流色谱图的1.5 min色谱峰被鉴定为烟碱。烟碱经过Bitter X网站预测为苦味物质,且存在与Bitter DB数据库中。烟碱在苦味馏分FⅡ-2-b和FⅡ-3的高比例(在馏分FⅡ-2-b占比42.04%,在馏分FⅡ-3占比18.07%),在加上自身低的苦味阈值(3.1 mg/L),本研究认为烟碱是雪茄烟叶中主要的苦味化合物之一。当然,也不排除馏分中某些物质虽然含量较低,但可能阈值更低,造成苦味贡献度较大的情况。馏分中所检测出的2,3-联吡啶预测为苦味物质,而可替宁预测可能不是苦味物质。两种物质都不存在Bitter DB数据库中。(2)以主要苦味物质的烟碱为唯一碳源和氮源,从植烟土壤中分离筛选到了一株降解烟碱的细菌,结合形态学观察、生理生化研究和16S r DNA分子鉴定技术,确定该菌株属于节杆菌属(Arthrobacter),编号为D4。利用单因素实验方法,确定菌株D4降解烟碱的最适温度和p H分别为30℃和7。菌株D4在1 g/L的烟碱浓度下具备较快的烟碱降解速率,培养18 h时烟碱降解率可达到90%以上;在烟碱浓度≥4 g/L时菌株生长受到明显抑制。菌株D4在1 g/L烟碱培养基的摇瓶发酵过程中,随着发酵时间的增加,培养基的颜色会发生显著变化,从无色到蓝色,到墨绿色,到最后的浅黄色,表明菌株D4在降解烟碱过程中有明显的代谢产物变化。利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)检测四个阶段的培养基样品,发现该菌株降解烟碱过程中产生了新的终产物N-甲基吡咯烷酮、可替宁以及中间产物麦斯明,与目前报道的节杆菌属降解途径所产生的物质不同,推测D4可能存在新的降解烟碱的途径。总之,烟碱在苦味馏分FⅡ-2-b和FⅡ-3的高比例,及其自身低的苦味阈值,本研究认为烟碱是古引四号雪茄烟叶中主要的苦味化合物之一。2,3-联吡啶预测为苦味物质,而可替宁预测可能不是苦味物质。菌株D4降解烟碱最适条件为1 g/L的烟碱浓度,温度30℃,p H=7。菌株D4降解烟碱过程中产生了N-甲基吡咯烷酮、麦斯明和可替宁,有别于典型的吡啶代谢途径,推测该菌株可能存在新的烟碱降解途径。

关键词：雪茄烟叶苦味物质分离鉴定烟碱降解降解途径

王金龙代表：当好播火者让真理之火在基层燃烧 006

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光明日报

作者：章文邓帅军

“我们是‘学习践行党的创新理论模范连’，必须自觉做到学习宣传先行、贯彻落实先行。”党的十九大代表、陆军第83集团军某旅“大功三连”指导员王金龙从北京回到连队，看到连队学习党的十九大精神正如火如荼，非常高兴，“新时代党的...

“我们是‘学习践行党的创新理论模范连’，必须自觉做到学习宣传先行、贯彻落实先行。”党的十九大代表、陆军第83集团军某旅“大功三连”指导员王金龙从北京回到连队，看到连队学习党的十九大精神正如火如荼，非常高兴，“新时代党的强军思想是强军兴军的‘指南针’，我们要?

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砥砺前行，备战打仗勇当排头 005

解放军报

作者：周远邓帅军李赞

春节前夕，中原某地气温降至零摄氏度以下。记者走进已转隶到第83集团军的“大功三连”所在旅训练场，一幅火热的练兵场景映入眼帘：有的官兵在进行400米障碍训练，有的正进行单兵掩体构筑……该旅领导欣喜地告诉记者，去年，“大功三...

春节前夕，中原某地气温降至零摄氏度以下。记者走进已转隶到第83集团军的“大功三连”所在旅训练场，一幅火热的练兵场景映入眼帘：有的官兵在进行400米障碍训练，有的正进行单兵掩体构筑……该旅领导欣喜地告诉记者，去年，“大功三连”先后被中宣部和中央军委授予“时?

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不负重托，开拓前行 001

解放军报

作者：邓帅军杨清刚

开栏的话90年风雨征程，90年战旗飞扬。90年前，南昌城头的枪声划破旧中国沉沉的夜空。在中国共产党的创建和领导下，一支富有变革精神的人民军队诞生了。“军叫工农革命，旗号镰刀斧头。”带着南昌起义的雄风和井冈山斗争的基因，这支...

开栏的话90年风雨征程，90年战旗飞扬。90年前，南昌城头的枪声划破旧中国沉沉的夜空。在中国共产党的创建和领导下，一支富有变革精神的人民军队诞生了。“军叫工农革命，旗号镰刀斧头。”带着南昌起义的雄风和井冈山斗争的基因，这支军队一路走来，书写了人类

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基层干部如何成为“多面手” 006

解放军报

作者：康克邓帅军颜兴旺

“上面千条线，下面一根针。”基层是部队一切工作的终端，各级部署的工作和任务，最终都要靠基层干部具体组织实施，并带领官兵去执行落实。基层干部处在基层工作的第一线，是基层建设的直接领导和中坚力量，是部队管理的“重要关节”...

“上面千条线，下面一根针。”基层是部队一切工作的终端，各级部署的工作和任务，最终都要靠基层干部具体组织实施，并带领官兵去执行落实。基层干部处在基层工作的第一线，是基层建设的直接领导和中坚力量，是部队管理的“重要关节”和“神经末梢”，其能力素质直接影响着战?

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在“更芯换脑”中打开局面 005

解放军报

作者：李科邓帅军胡春华

中部战区陆军某合成旅合成一营营长张小伟是个有故事的人。到旅里采访，旅领导首先推荐的就是他。原因是，他在合成营抓建上有些“门道”。让我们走近张小伟——事必躬亲，累并郁闷着夜已深，张小伟从连队查完哨，拖着疲惫的身躯向营部...

中部战区陆军某合成旅合成一营营长张小伟是个有故事的人。到旅里采访，旅领导首先推荐的就是他。原因是，他在合成营抓建上有些“门道”。让我们走近张小伟——事必躬亲，累并郁闷着夜已深，张小伟从连队查完哨，拖着疲惫的身躯向营部走去，孤单的身影在路灯的

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海南H382雪茄烟叶不同发酵周期细菌群落多样性表征及演替分析

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中国烟草学报 2021年第2期27卷 117-126页

作者：张鸽李志豪邓帅军李东亮张良蔡斌向小华王娟王帆陈国强张海波刘好宝中国科学院大学研究生院中国科学院青岛生物能源与过程研究所生物基材料重点实验室山东青岛266101 中国农业科学院烟草研究所农业部烟草生物学与加工重点实验室山东青岛266101 中国烟草总公司海南省公司海口雪茄研究所海口571100 青岛农业大学农学院山东青岛266109 四川中烟工业有限责任公司成都610000

【目的】探索海南H382雪茄烟叶发酵中细菌群落组成和演替规律,为揭示发酵机制提供依据,为筛选功能细菌提供参考。【方法】通过16S rRNA测序技术对海南H382雪茄烟叶不同发酵时期的细菌群落多样性及群落演替规律进行表征,并利用PICRUSt预... 详细信息

【目的】探索海南H382雪茄烟叶发酵中细菌群落组成和演替规律,为揭示发酵机制提供依据,为筛选功能细菌提供参考。【方法】通过16S rRNA测序技术对海南H382雪茄烟叶不同发酵时期的细菌群落多样性及群落演替规律进行表征,并利用PICRUSt预测了不同发酵时期细菌群落的功能。【结果】(1)雪茄烟叶发酵中细菌群落多样性较丰富,7个样本共聚类299个OTU,属于27个属;不同发酵时期样本中OTU数目不同,发酵前期呈增加趋势,随后呈现下降趋势,以YB_3(样本-3)中OTU最多,共222个;(2)以细菌占比多少为标准,H382雪茄烟叶发酵过程中细菌群落演替规律为:含量最高由YB_2中的葡萄球菌属(Staphylococcus)到YB_3中海洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus),随后为YB_4(样本-4)中假单胞菌属(Pseudomonas),最后为YB_5、YB_6和YB_7中的葡萄球菌属(Staphylococcus);(3)PICRUSt功能预测结果显示,样本间预测功能种类差异小,而样本间功能种类的丰度差异较大。【结论】H382雪茄烟叶发酵过程中细菌群落组成多样性丰富,优势菌群在本实验条件下是演替的。发酵过程中主要的细菌群落由发酵初期的Staphylococcus、Enterococcus和Pantoea,演变为中期的Oceanobacillus、Paracoccus、Staphylococcus和Bacillus,随后演变为Pseudomonas和Enterobacter,最后稳定为Staphylococcus和Terribacillus。根据细菌的功能预测,它们主要参与氨基酸运输和代谢、碳水化合物的运输和代谢等。

关键词：雪茄烟叶发酵细菌多样性群落演替功能预测

云南雪茄烟叶人工发酵过程中化学成分与细菌群落变化及其相关性分析

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中国烟草学报 2023年第4期29卷 124-134页

作者：吴丽君张鸽陈晓娜张瑶金永明段如敏邓帅军白晓莉王帆张海波云南中烟工业有限责任公司技术中心云南昆明650231 中国科学院青岛生物能源与过程研究所山东青岛266101 中国农业科学院烟草研究所山东青岛266101

【背景和目的】解析云南雪茄烟叶人工发酵过程中化学成分与细菌群落的变化规律及两者之间相关性。【方法】基于常规化学成分分析和高通量测序技术,研究了雪茄烟叶人工发酵过程中4个发酵周期5个样本的细菌群落组成、多样性、变化规律及其... 详细信息

【背景和目的】解析云南雪茄烟叶人工发酵过程中化学成分与细菌群落的变化规律及两者之间相关性。【方法】基于常规化学成分分析和高通量测序技术,研究了雪茄烟叶人工发酵过程中4个发酵周期5个样本的细菌群落组成、多样性、变化规律及其与13种化学成分变化的关联性。【结果】(1)不同发酵时期烟叶样本中可溶性总糖、葡萄糖、异戊酸、丁二酸、草酸、柠檬酸和油酸含量均有所增加,水分、烟碱、果糖、苹果酸、丙二酸和反丁烯二酸含量逐渐降低。(2)云南雪茄烟叶人工发酵过程中的优势细菌菌属是鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Aureimonas、甲基杆菌属(Methylobacterium-Methylorubrum)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和泛菌属(Pantoea)。(3)云南雪茄烟叶人工发酵过程中5个样本之间细菌群落结构差异明显,细菌群落多样性和丰富度呈逐渐上升趋势。(4)雪茄烟叶发酵过程中烟碱、草酸和油酸显著影响细菌群落组成,甲基杆菌属和鞘氨醇菌属细菌与烟碱显著相关。【结论】云南雪茄烟叶人工发酵过程中5个样本表面细菌群落的结构和组成是不断变化的,且所测化学成分与细菌群落结构变化相互影响。

关键词：雪茄烟叶人工发酵化学成分变化细菌群落变化相关性分析

林烟草Shaker钾通道基因NsylNKT6启动子的克隆与功能分析

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分子植物育种 2021年第7期19卷 2156-2162页

作者：徐方正史素娟靳义荣貊志杰邓帅军毛静静安璐璐刘好宝刘贯山王倩中国农业科学院烟草研究所青岛266101 德州市农业科学研究院德州253000

Shaker家族钾离子通道在植物钾素的吸收转运中发挥重要作用。前期从林烟草(Nicotiana sylvestris)中克隆到Shaker家族GroupⅡ的一个成员NsylNKT6,但其具体的组织表达模式尚不清楚。本研究以林烟草基因组DNA为模板,克隆获得NsylNKT6上游... 详细信息

Shaker家族钾离子通道在植物钾素的吸收转运中发挥重要作用。前期从林烟草(Nicotiana sylvestris)中克隆到Shaker家族GroupⅡ的一个成员NsylNKT6,但其具体的组织表达模式尚不清楚。本研究以林烟草基因组DNA为模板,克隆获得NsylNKT6上游长1981 bp的启动子序列。生物信息学分析表明,NsylNKT6启动子含有多个光、激素和胁迫等响应元件及分生组织表达元件。利用叶盘转化法,获得转NsylNKT6启动子驱动GUS报告基因的林烟草材料。GUS染色结果显示,正常培养条件下,在林烟草出苗期的叶片保卫细胞检测到GUS活性;在林烟草团棵期,叶片的叶脉维管组织、腺毛及保卫细胞均检测到GUS活性。上述结果表明NsylNKT6在保卫细胞、叶脉维管组织和腺毛细胞中表达。推测该基因可能通过调节钾吸收参与气孔运动,或介导维管组织和腺毛中的钾离子吸收转运过程,且其表达可能受光、激素和胁迫等的调控。本研究为解析NsylNKT6钾通道的生理功能提供理论基础。

关键词： Shaker钾通道烟草启动子保卫细胞维管组织