1.学科发展历程
烟草科学与工程学科是国家烟草专卖局与河南省人民政府共建郑州轻工业大学的核心学科。源于1984年设立的全国首个烟草工程本科专业,2002年开始招收硕士研究生,2010年设立烟草科学与工程学院,2022年批准设立“烟草科学与工程” 河南省特色行业学院,2023年招收博士研究生。
2.主要研究方向
经过40年的建设与发展,形成了以烟草化学与香精香料、烟草加工工程、烟草工业生物技术、烟草生理生化等为特色的稳定学科方向。
(1)烟草化学与香精香料
聚焦烟草和天然香料非挥发成分缺乏鉴定专用质谱数据库和自动化分析工具等“卡脖子”问题,开展香味前体物液相色谱-质谱数据库构建及应用和卷烟调香香气和合与修饰等重大基础和共性关键技术问题研究。以烟草香味前体物的制备、高质量数据集获取、模型算法的优化、识别系统的开发和应用平台建立为基础,实现香味前体物LC-MS数据库的构建和应用,发掘一批新型香味前体物质,阐明香气和合作用机制,为烟草、食品、日化等行业非挥发香味前体物发掘和产品数字化调香提供科技支撑。
(2)烟草加工工程
聚焦烟草行业卷烟产品数字化设计和智能化制造发展重大需求,开展原料配伍性及多维品质表征技术、基于大工艺协同条件下的配方原料质量特征演变与重塑技术研究,利用大数据分析及数据挖掘等手段,研究面向卷烟生产及质量管控等过程的全要素数字化解析及建模方法,推进信息技术和卷烟制造业融合发展,为卷烟工业智能制造体系数字基础建设提供科技支撑。
(3)烟草生理生化
面向植物抗性生理分子机制和烟田光能高效利用国际前沿重大问题,加强多学科交叉融合,重点研究作物水肥-光能协同节本增效、烟草株型理论、调控途径和产质量形成机理、作物抗性生理分子机制与光能高效利用、优质雪茄茄衣品质提升与调控、雪茄烟病虫害绿色防控技术、雪茄烟叶发酵机理与调控技术等重大问题取得突破,为我国农业高质量发展提供科技支撑。
(4)烟草工业生物技术
针对烟草专用微生物资源库构建、烟草生物处理分子催化作用机制阐释以及烟草生物技术工程化、高值化合物绿色合成效率低等科技问题,加强生物学、生物工程、作物学等一级学科交叉融合,联合国家烟草专卖局基因中心、郑州烟草研究院等重点研发单位和多家烟草工业及打叶复烤企业,研究非水相生物催化、菌-酶协同催化及烟草相关代谢通路调控等关键技术,以烟草植物为底盘,合成疫苗、保健食品及其它高值化合物,阐明相关作用机制,建立高效稳定的烟草工业生物处理新技术,为食品、生物医药、烟草等行业高质量发展提供重要科技支撑。
3.学科特色和优势
本学科以谢剑平院士为领衔,以中原学者、省基础研究领军人才和行业知名专家等高层次人才为核心,以中青年学术骨干为支撑的人才队伍。设有烟草行业工业生物技术重点实验室、河南省烟草香精香料工程技术研究中心、国家烟草卷烟调香人才培养基地等一批特色优势平台。承接并完成行业科技项目及工程项目300余项,为行业培养“卷烟调香工程硕士”人才三期100余人,为上海烟草集团、云南中烟工业有限公司、河南中烟工业有限责任公司等共计培养工程硕士和专业人才1000余名;一大批毕业生成为行业企业关键技术骨干和领导干部,被誉为烟草行业的“黄埔军校”,学科整体实力位居同类学科国内领先水平。
4.标志性成果
本学科致力解决制约行业发展的重大科技问题,近年来产出了丰硕的成果,标志性的成果如下:
(1)提出卷烟调香分子感官科学新理论,突破烟草香味前体物开发和香精剖析“卡脖子”关键技术,实现行业香精香料自主掌控;
(2)揭示多元醇选择性氧化机制和电子传递路径,突破了细胞催化氧化技术瓶颈,实现了多种食品、烟草添加剂手性醇工业化绿色生产;
(3)提出卷烟配方计算机设计新算法,构建烟草配方和卷烟纸参数与主流烟气指标的关系模型,实现了低危害卷烟配方设计在工业生产中的应用;
(4)阐明外部因子对植物根系生长发育和雪茄烟叶品质形成的内在机制,攻克了作物光能高效利用关键技术,实现高品质雪茄烟叶生产。
以上研究成果参与获得国家技术发明二等奖“定向转化多元醇的细胞催化剂创制及其应用关键技术”和国家自然科学二等奖“植物应答干旱胁迫的气孔调节机制”各1项,主持获得“糖类衍生物香味前体物质合成单离及其应用技术研究”“新型辅酶“吡咯喹啉醌”的创制应用研究”“卷烟叶组配方焦油、烟气、烟碱量预测模型研究”“作物蓝光信号感知和高光效基因的克隆及技术应用”等省部级科技进步二等奖5项。
5.定位及意义
在学校“十四五”发展规划和学科相关发展规划中都将本学科纳入重点发展学科。在学校争创一流学科规划中,将本学科定位为:以食品科学与工程学科为依托,以轻工、化工等相关学科交叉为支撑,努力将烟草科学与工程打造成具有中国特色的世界“一流学科”。