CN104619165A - 用酶处理烟草植物的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了改变烟草材料中某些化学化合物的含量的方法，该方法包括用至少一种酶处理烟草植物或其部分。例如，该方法可改变烟草材料中烟草烟毒物前体的含量，当烟草材料暴露于升高的温度时这可导致毒物产生的改进。根据本发明处理的烟草植物或其部分的类型可以是例如烟草种子、烟草苗、未成熟的活植物、成熟的活植物、收获的植物、或植物衍生物。也提供了包括这种酶处理的烟草材料的发烟制品和其他烟草产品。

Description

用酶处理烟草植物的方法
发明领域
本发明涉及植物以及对生长、收获和/或处理植物(例如，烟草)的方法的改进。具体而言，本发明涉及从烟草制造或来源于烟草的产品，或者以其他方式并入烟草并且旨在用于人消费的产品。
发明背景
一般的发烟制品例如香烟具有大致圆柱杆状的结构，并且包括可抽吸材料例如切碎烟草(例如，以切断的填料形式)的装载、卷或圆柱，例如由纸包装材料围绕，从而形成所谓的“烟草杆”。通常，香烟具有圆柱形过滤元件，其以端对端关系与烟草杆对齐。一般地，过滤元件包括塑化的醋酸纤维素纤屑，其由称为“成型纸(plug wrap)”的纸材料包围。某些香烟并入了具有多段的过滤元件，并且这些段之一可包括活性炭颗粒。一般地，过滤元件采用称为“滤嘴纸(tippingpaper)”的圆周包装材料连接至烟草杆一端。也已经期望将滤嘴材料和成型纸打孔，以提供环境空气对被吸主流烟的稀释。香烟通过吸烟者点燃其一端并燃烧烟草杆而应用。然后吸烟者通过在香烟的相对端(例如滤嘴端)抽吸而将主流烟接收到他/她的口中。
用于制造香烟的烟草通常以掺合形式使用。例如，一些流行的烟草掺合物，通常称为“美国掺合物(American blends)”，包括下列烟草的混合物：烤烟型烟草、白肋烟草和东方烟草，以及在许多情况下某些处理的烟草，例如重构的烟草和处理的烟草茎。用于制造特定香烟品牌的烟草掺合物中每种烟草的精确量在品牌之间不同。然而，对于烟草掺合物，烤烟型烟草占掺合物的相对大比例，而东方烟草占掺合物的相对小比例。参见，例如，Tobacco Encyclopedia(烟草百科全书),Voges(Ed.)p.44-45(1984)、Browne,The Design of Cigarettes(香烟的设计),3rd Ed.,p.43(1990)以及Tobacco Production,Chemistry andTechnology(烟草生产、化学和技术),Davis等人(Eds.)p.346(1999)。
烟草也可以所谓的“无烟”形式享用。尤其流行的无烟烟草产品通过将一些形式的处理的烟草或含烟草制剂插入使用者的口中而应用。各种类型的无烟烟草产品是已知的。参看，例如，无烟烟草制剂的类型、成分和处理技术在以下中提出：美国专利，Schwartz的1,376,586；Levi的3,696,917；Pittman等人的4,513,756；Sensabaugh,Jr.等人的4,528,993；Story的4,624,269；Tibbetts的4,991,599；Townsend的4,987,907；Sprinkle,III的5,092,352；White等人的5,387,416；Williams的6,668,839；Williams的6,834,654；Atchley等人的6,953,040；Atchley等人的7,032,601；和Atchley等人的7,694,686；美国专利公布，Williams的2004/0020503；Quinter的2005/0115580；Strickland等人的2006/0191548；Holton,Jr.等人的2007/0062549；Holton,Jr.等人的2007/0186941；Strickland等人的2007/0186942；Dube等人的2008/0029110；Robinson等人的2008/0029116；Robinson等人的2008/0173317；Engstrom等人的2008/0196730；Neilsen等人的2008/0209586；Crawford等人的2008/0305216；Essen等人的2009/0065013；Kumar等人的2009/0293889；Gao等人的2010/0291245；和Mua等人的2011/0139164；Arnarp等人的PCT WO 04/095959和Atchley的WO 2010/132444，通过引用将其每一个并入本文。
一种类型的无烟烟草产品被称为“鼻烟”。通常称为“含烟(snus)”的湿鼻烟产品的代表性类型已经在欧洲、尤其是瑞典制造，由或通过下列公司，例如Swedish Match AB、Fiedler&Lundgren AB、Gustavus AB、SkandinaviskTobakskompagni A/S以及Rocker Production AB。在美国可得到的含烟产品已经上市，商品名为Camel Snus Frost、Camel Snus Original和Camel Snus Spice，R.J.Reynolds Tobacco Company生产。也参看，例如，Bryzgalov等人1N1800LifeCycle Assessment,Comparative Life Cycle Assessment of General Loose andPortion Snus(2005)。此外，与含烟制造相关的一些质量标准已经组合成所谓的GothiaTek标准。代表性无烟烟草产品也已经上市，商品名为Oliver Twist，Houseof Oliver Twist A/S生产；Copenhagen、Skoal、SkoalDry、Rooster、Red Seal、Husky和Revel，U.S.Smokeless Tobacco Co.生产；“taboka”，Philip MorrisUSA生产；Levi Garrett、Peachy、Taylor’s Pride、Kodiak、Hawken Wintergreen、Grizzly、Dental、Kentucky King和Mammoth Cave，Conwood Company,LLC生产；和Camel Orbs、Camel Sticks和Camel Strips，R.J.Reynolds Tobacco Company生产。
经过多年，各种处理方法和添加剂已经提出来，用于改变烟草产品中使用的烟草材料的总体特性或性质。例如，已经利用添加剂或处理方法以改变烟草材料的化学或感官性质，或者在可抽吸烟草材料的情况，改变包含烟草材料的发烟制品产生的主流烟的化学或感官性质。各种类型的酶、细菌和微生物(例如真菌和酵母)已经结合烟草应用，目的是改变烟草的化学组成，例如，通过减少某些化学化合物的含量。参见，例如，美国专利，Keifer的3,132,651；Silberman的3,513,857；Bavley的3,240,214；Harvey的3,636,097；Rosen的3,612,065；Rosen的3,943,945；Malan的4,135,521；Geiss等人的4,140,136；Newton等人的4,151,848；Teng的4,307,733；Mattina等人的4,308,877；Gaisch的4,407,307；Gravely等人的4,476,881；Gravely等人的4,556,073；Gravely等人的4,557,280；Semp等人的4,566,469；Gaisch的4,572,219；Gaisch的4,709,710；Poulose的4,716,911；Bernasek的4,887,618；Clapp的4,941,484；White的5,099,862；Teague的5,343,879；Roth等人的5,372,149；DeGranpreet的5,601,097；Koga等人的7,549,425；Koga等人的7,549,426；和Koga等人的7,556,046；Kierulff的国际申请公开WO 2000/02464以及Kierulff的欧洲申请1094724，通过引用将其全部并入本文。
本领域期望提供改变植物例如烟草植物的特性和性质的进一步方法，以及可用于发烟制品或无烟烟草产品中的烟草组合物和制剂。
发明概述
本发明提供处理植物或其部分以改进(例如提高和/或降低)其中存在的某些化合物的量和/或提供其味道改进的方法。本发明方法可应用的植物可不同并且非限制地包括任何开花植物或松柏科植物，包括各种类型的藤本植物、树、灌木和其他植物，例如带果实的那些、蔬菜和豆类以及谷物。
在一个方面，本发明包括获取用于生产日用品的植物，特别是用作食物或口服产品的来源的植物，以及处理所述植物以改变收获的植物该部分中存在的某些组分的量。这种方法可导致收获的植物该部分显示某些味道变化，例如较少苦味。该方法可应用的某些具体植物包括但不限于蔬菜植物例如豆类(例如，利马豆、青豆、黄豆、咖啡豆)、甘蓝、秋葵、南瓜、莴苣、西红柿、辣椒、芦笋、芹菜等；根和鳞茎蔬菜(例如，萝卜、洋葱、大蒜和胡萝卜)；谷物类(例如，小麦、大麦、燕麦、玉米、稻子、黑麦、高粱)；带果实植物(例如草莓)；带果实藤本植物(例如，葡萄、瓜类和酸果蔓)；带果实灌木(例如蓝莓)和带果实树(例如，水果如柑橘、柠檬、酸橙、柚子、樱桃、桃子、香蕉、车前草和苹果)；荚果(例如核桃)；茶；蛇麻草；以及药草和香料植物。在某些实施方式中，该方法涉及烟草。
在某些方面，本发明也涉及改进(例如降低)烟草材料中一种或多种组分的含量，包括使未收获的烟草植物或其部分与一种或多种酶接触，以形成处理的烟草植物或其部分。在一些实施方式中，未收获的烟草植物或其部分选自烟草种子、烟草苗、未成熟活植物、成熟活植物、或其部分。使用的酶的量通常可以是足以以期望的方式(例如，通过提高或降低这种组分的含量)影响烟草植物或其部分中一种或多种组分的含量的任何量的酶。
在某些实施方式中，一种或多种组分包括包括烟毒物或烟毒物前体。示例性烟毒物前体包括但不限于Hoffmann分析物前体(包括但不限于儿茶酚前体)。例如，在本发明的某些实施方式中有利地改变含量的某些组分选自：绿原酸、芸香苷、蛋白质、氨基酸、胶质、纤维素、吡啶、喹啉、2-氨基萘、4-氨基联苯、氢醌、咖啡酸及其混合物。例如，在一个具体实施方式中，天冬酰胺酸是如本文所述有利地改变含量的代表性氨基酸。
在某些实施方式中，本方法可涉及改变影响植物的感官特性(例如味道)的某些混合物的含量。虽然本发明着重于影响烟草植物中存在的组分，但应注意本发明更一般地可应用于各种类型的植物，例如上面描述的那些。在某些实施方式中，本方法可涉及改变(例如降低)植物中氨基酸含量，所述植物随后可加工成烟草产品、食物产品或饮料产品，其包括施加热(例如，通过烘焙、煎炸或微波处理)。通过施加热可加工成食物产品的示例性植物包括但不限于谷类例如小麦和面粉(例如，用于生产早餐谷物、软饼、脆饼、薄饼、面包、酥面包和饼干)、麦芽和大麦(例如，用于生产啤酒)、马铃薯(例如，用于生产土豆片和炸薯条)、咖啡和菊苣(例如，用在炒咖啡饮料中)。例如，可改变某些植物中天冬酰胺酸的水平，这可导致由其生产的产品的丙烯酰胺含量相对于未处理产品减小。
在一些实施方式中，已经根据本发明与一种或多种酶接触的植物或其部分的天冬酰胺酸含量与未与酶接触的植物的天冬酰胺酸含量相比是按重量计大约50％或更少、按重量计大约40％或更少、按重量计大约30％或更少、或按重量计大约20％或更少。换句话说，根据本发明方法处理的植物或其部分(例如，烟草植物或其部分)可显示根据上述任何百分含量的天冬酰胺酸含量的减少。
根据本发明使用的酶的类型可不同，并且不同的酶在一些实施方式中可实现改变植物(例如烟草植物或其部分)内的不同化合物。在某些实施方式中，一种或多种酶包括水解酶、异构酶、裂合酶、氧化还原酶、转移酶或其组合。在一些实施方式中，一种或多种酶包括天冬酰胺酶。在一些实施方式中，一种或多种酶包括蛋白酶、淀粉酶、或其组合。在一些实施方式中，一种或多种酶包括多酚氧化酶(例如儿茶酚氧化酶)。
在某些实施方式中，接触步骤包括使未收获的烟草植物或其部分与以下接触：i)减少其中一种或多种酚的量的有效量的氧化酶或ii)减少天冬酰胺含量的有效量的天冬酰胺酶。例如，在具体的实施方式中，未收获的烟草植物或其部分与选自单酚氧化酶、邻二酚氧氧化还原酶或漆酶的氧化酶接触。接触步骤在一些实施方式中可包括以水中的溶液、悬液或分散液应用一种或多种酶。
本发明可进一步包括其他步骤，包括但不限于收获未收获的烟草植物或其部分和/或应用一种或多种益生细菌、益生酵母或其组合至未收获的或收获的烟草植物或其部分，和/或将烟草材料并入无烟烟草产品或发烟制品。烟草材料的形式在一些实施方式中可以是切断填料的形式或烟草掺合物的形式。
在一些实施方式中，烟草材料的特征在于绿原酸含量相对于未处理烟草材料减少。例如，烟草材料中按重量计绿原酸减少量在一些实施方式中可以是相对于未处理烟草材料至少大约40％。在一些实施方式中，烟草材料的特征在于芸香苷含量相对于未处理烟草材料减少。例如，烟草材料中按重量计芸香苷减少量在一些实施方式中可以是相对于未处理烟草材料至少大约10％。
在本发明的另一方面，提供香烟或无烟烟草产品形式的烟草产品，其通过以下制备：改变(例如降低)烟草材料中一种或多种化合物的含量，包括使未收获的烟草植物或其部分与一种或多种酶根据本文所述的方法接触，以给出处理的烟草植物或其部分；加工该处理的烟草植物或其部分，以提供适合并入烟草产品中的形式的处理的烟草材料；以及将处理的烟草材料并入无烟烟草产品或发烟制品。如此产生的发烟制品可以是例如香烟的形式。因此，在一个实施方式中，提供发烟制品或无烟烟草产品形式的烟草产品，该烟草产品包括烟草组合物，其中烟草组合物包括酶处理的烟草材料。
在一些实施方式中，由酶处理的烟草材料生产的发烟制品在抽吸后特征在于主流烟的Hoffmann分析物含量相对于未处理的对照发烟制品减少。在一些实施方式中，发烟制品在抽吸后特征在于主流烟的丙烯酰胺含量相对于未处理的对照发烟制品减少。例如，主流烟中按重量计丙烯酰胺的减少量与未处理的对照发烟制品比较可以是至少大约40％。在一些实施方式中，发烟制品在抽吸后特征在于主流烟的儿茶酚相对于未处理的对照发烟制品减少。例如，主流烟中按重量计儿茶酚的减少量与未处理的对照发烟制品比较可以是至少大约5％。
本发明非限制地包括以下实施方式：
实施方式1:一种改变烟草材料中一种或多种组分的含量的方法，包括使未收获的烟草植物或其部分与一种或多种酶接触，以形成处理的烟草植物或其部分。
实施方式2:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中未收获的烟草植物或其部分选自烟草种子、烟草苗、未成熟的活植物、成熟的活植物、或其部分。
实施方式3:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中一种或多种组分包括烟毒物或烟毒物前体。
实施方式4:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中一种或多种烟毒物前体包括Hoffmann分析物前体。
实施方式5:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中Hoffmann分析物前体是儿茶酚前体。
实施方式6:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中一种或多种烟毒物前体选自蛋白质、氨基酸、胶质、纤维素、吡啶、喹啉、2-氨基萘、4-氨基联苯、绿原酸、氢醌、芸香苷、咖啡酸、和其混合物。
实施方式7:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中一种或多种酶包括水解酶、异构酶、裂合酶、氧化还原酶、转移酶、或其组合。
实施方式8:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中一种或多种酶包括天冬酰胺酶。
实施方式9:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中一种或多种酶包括蛋白酶、淀粉酶、或其组合。
实施方式10:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中一种或多种酶包括多酚氧化酶。
实施方式11:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中多酚氧化酶包括儿茶酚氧化酶。
实施方式12:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中接触步骤包括以水中溶液、悬液或分散液应用一种或多种酶。
实施方式13:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中处理的烟草植物或其部分的特征在于，相对于未处理烟草材料，选自下列化合物的减少的含量：蛋白质、氨基酸、胶质、纤维素、吡啶、喹啉、2-氨基萘、4-氨基联苯、绿原酸、氢醌、芸香苷、咖啡酸、天冬酰胺、和其混合物。
实施方式14:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中处理的烟草植物或其部分的特征在于相对于未处理烟草材料减少的绿原酸含量。
实施方式15:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中处理的烟草植物或其部分中按重量计绿原酸减少的量是相对于未处理烟草材料至少大约40％。
实施方式16:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中处理的烟草植物或其部分的特征在于相对于未处理烟草材料减少的芸香苷含量。
实施方式17:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中处理的烟草植物或其部分中按重量计芸香苷减少的量是相对于未处理烟草材料至少大约10％。
实施方式18:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中接触步骤包括使未收获的烟草植物或其部分与下列接触：i)减少其中一种或多种酚的量的有效量的氧化酶；或ii)减少天冬酰胺含量的有效量的天冬酰胺酶。
实施方式19:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中将未收获的烟草植物或其部分与选自、单酚氧化酶、邻二酚氧氧化还原酶或漆酶的氧化酶接触。
实施方式20:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，进一步包括收获处理的烟草植物或其部分并将一种或多种益生细菌、益生酵母或其组合应用至未收获的或收获的烟草植物或其部分。
实施方式21:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，进一步包括：
收获处理的烟草植物或其部分；加工处理的烟草植物或其部分，以提供适合并入烟草产品中的形式的处理的烟草材料；以及并入处理的烟草材料到无烟烟草产品或发烟制品中。
实施方式22:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中处理的烟草材料为切断填料的形式。
实施方式23:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中处理的烟草材料为烟草掺合物的形式。
实施方式24:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中发烟制品在抽吸后特征在于相对于未处理的对照发烟制品减少的主流烟Hoffmann分析物含量。
实施方式25:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中发烟制品在抽吸后特征在于相对于未处理的对照发烟制品减少的主流烟丙烯酰胺含量。
实施方式26:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中与未处理的对照发烟制品相比，主流烟中按重量计丙烯酰胺减少的量至少大约40％。
实施方式27:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中发烟制品在抽吸后特征在于相对于未处理的对照发烟制品减少的主流烟儿茶酚。
实施方式28:根据任一前面或后面实施方式所述的方法，其中与未处理的对照发烟制品相比，主流烟中按重量计儿茶酚减少的量至少大约5％。
实施方式29:香烟或无烟烟草产品形式的烟草产品，其根据任何前面或后面实施方式的方法制备。
从阅读下面的详细描述连同附图，本公开的这些和其他特征、方面和优势将是明显的，下面简要描述附图。本发明包括上述实施方式的两个、三个、四个或更多个的任何组合以及本公开中提出的任何两个、三个、四个或更多个特征或要素的组合，而不管这些特征或要素是否在本文所述的具体实施方式中明确地组合。本公开旨在整体地理解，以便所公开发明在其多个方面和实施方式的任一个中的任何可分离的特征或要素应该视为旨在是可组合的，除非上下文清楚地以其他方式指出。
附图简述
为了提供对本发明实施方式的理解，参看附图，附图不必是按比例绘制，并且其中附图标记指本发明示例性实施方式的组件。附图只是示例性的，并且不应当解释为限制本发明。
图1是发烟制品的分解透视图，该发烟制品具有香烟形式，显示了香烟的发烟材料、包裹材料组件和过滤元件；和
图2是无烟烟草产品实施方式的剖视图，在产品的宽度上截取，显示了装填有本发明无烟烟草组合物的外袋。
发明详述
现在在下面更全面描述本发明。然而，本发明可体现为不同的形式，并且不应当被解释为限于本文提出的实施方式；而是，提供这些实施方式以便本公开是全面和完整的，并且将本发明的范围充分传递给本领域技术人员。如在说明书和权利要求书中使用的，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物，除非上下文清楚地以其他方式指出。提及“干重量百分比”或“干基重量”指基于干成分的重量(即除了水的所有成分)。
本发明提供具有改变水平的某些混合物的植物、植物组分和植物材料。在一个示例性方面，本发明提供具有改变水平的某些混合物的烟草植物、植物组分或烟草材料，并入了源自这种烟草的烟草材料的烟草产品，以及制备具有改变水平的某些化合物的烟草和在烟草产品中并入源自该烟草的烟草材料的方法。改变烟草材料中某些化合物的水平的方法通常包括使烟草(以各种形式，例如，未收获的或收获的形式)与一种或多种酶接触。注意，虽然本文提供的讨论大部分着重于烟草的处理，但各种其他植物(包括水果、蔬菜、花朵及其组分)可根据本文提供的方法处理，以提供其中某些化合物水平改变的植物、植物组分以及由其生产的材料和产品。
植物或植物组分可在植物生命周期的各个阶段用一种或多种酶处理。例如，该方法可包括用一种或多种酶处理未收获的或收获的植物或植物组分。术语“植物”和“植物组分”涉及植物生命周期任何阶段的植物(例如，产生日用品的植物)。植物或植物组分可以是例如种子、秧苗、未成熟活植物、成熟活植物、收获的植物、或上面任一种的一部分(例如，活植物的一部分例如仅仅梗或仅仅叶，或者种子表面的一部分)的形式。由植物产生的日用品可包括植物的任何部分(例如，叶、可食用部分、果实、花、种子、梗或整个植物)，并且因此由于根据本文提供的酶处理，植物的各个部分可显示改变的某些化合物水平。
具体地，在某些实施方式中，本发明方法具体涉及酶处理烟草植物或其部分。“烟草”、“烟草植物”或“烟草植物组分”指在烟草植物生命周期的各个阶段的烟草。例如，应用酶的烟草植物组分可以是烟草种子、烟草苗、未收获的烟草植物(处于不同的成熟阶段)、收获的植物、或上面任一种的一部分，其都被认为是烟草植物的阶段，如本文进一步详细描述的。根据本发明，收获的烟草植物可以以下述形式用一种或多种酶处理，例如，未熟化(原始)材料、熟化/干燥(例如风干或烤干)材料、老化材料、完整材料、切断料、切碎料、或磨碎材料、提取材料、或烟草提取物。在某些实施方式中，烟草在干燥之前处理(即收获之前或刚好在收获之后)。在一些实施方式中，烟草以被认为是“活着”的形式被处理。在某些实施方式中，烟草在田间处理，这表示酶或其混合物被应用至未收获形式的烟草植物的至少一部分。在一些实施方式中，一种或多种酶应用的未收获的烟草植物可以被进一步描述为在田间生长、在地里具有其根以及继续进行活生物体的正常生物活动。
根据本发明，可使用各种酶和其混合物。如本文使用的“酶”指不同大小和结构的任何球状蛋白质。通常，根据本发明可用的酶以一些方式起作用，以催化植物材料内的一种或多种化学反应(例如通过提高其速率)。任何类型的酶或酶类型的组合可根据本发明应用；例如，水解酶(其催化化学键的水解)、异构酶(其催化分子内的异构化)、连接酶(其功能是连接两个或更多个分子)、裂合酶(其通过非水解和氧化的机理裂解化学键)、氧化还原酶(其催化氧化/还原反应)和转移酶(其转移各个部分，例如官能团)。酶的来源可以不同，并且酶可以例如从微生物来源(例如，细菌来源或真菌来源)、植物来源、动物来源获得，和/或可以合成产生。
优选的是，根据本发明使用的酶是“GRAS”(通常认为安全的)，尽管非GRAS酶可在某些实施方式中使用。在某些优选的实施方式中，酶是能够减少植物或植物组分内毒物或能够减少毒物前体的酶，所述毒物是在一般加工(例如热处理)或使用植物或其组分的过程中产生的。
用酶对活植物和/或田地的一般处理用于例如帮助减小植物中压力(例如AgProTM Foliaraplex)、刺激植物生长和维持植物健康(例如Bio-Stimulants,Verde BioScience)、控制害虫(即用作杀虫剂)(例如weetMintTM,SafeSolutionsTM，公开在Tvedten的美国专利7,393,528中，通过引用将其并入本文)以及增强土壤中肥料和矿物质的消化和输送至植物根部(Agzyme,InternationalEnzymes)。处理烟草材料，特别是用某些类型的酶处理，是已知的，并且公开在例如美国专利Kiefer的3,132,651；Bavley的3,240,214；Teng的4,307,733；Gaisch等人的4,407,307；Poulose的4,716,911；Clapp等人的4,941,484；DeGrandPré等人的5,601,097；Teague的5,343,879；和Kierulff等人的6,298,859；美国专利申请公开Harris等人的2011/0155152和Coleman,III等人的2011/0174323；国际申请公开Kierulff的WO 2000/02464；Kierulff的欧洲申请1094724；以及Liu等人Food and Chem.Toxic.(2011),doi:10.1016中，通过引用将其并入本文。
根据本发明，在一些实施方式中，应用至烟草植物或植物组分的一种或多种酶包括淀粉酶(其催化淀粉分解为糖)或蛋白酶(其催化蛋白质肽键的水解)或其组合。淀粉酶可包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶、或其组合。蛋白酶可包括丝氨酸蛋白酶、苏氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、金属蛋白酶和谷氨酸蛋白酶，并且某些示例性蛋白酶包括但不限于地衣芽孢杆菌蛋白酶、芽孢杆菌属某种蛋白酶、米曲霉蛋白酶、解淀粉芽胞杆菌蛋白酶、芽孢杆菌属蛋白酶和灰色链霉菌蛋白酶，其可包括商业上可得到的酶产品AlcalaseTM、EsperaseTM、EverlaseTM、FlavourzymeTM、NeutraseTM、ProtamexTM、SavinaseTM和Substilisin ATM，来自Novozymes A/S。在某些实施方式中，一种或多种酶包括天冬酰胺酶(例如，PreventASeTM，DSM Food Specialties,Heerlen,NL和Novozymes,A/S,Bagsvaerd,DK)。在某些实施方式中，一种或多种酶包括多酚氧化酶(PPO)。在一些实施方式中，一种或多种酶包括氧化酶，例如单酚氧化酶(络氨酸酶)或邻二酚氧氧化还原酶(儿茶酚氧化酶)。根据本发明使用的另一示例性氧化酶是漆酶。
根据本发明，除了一种或多种酶或者代替一种或多种酶，植物或植物组分在一些实施方式中可接触一种或多种其他类型的试剂。示例性试剂包括氨基酸(例如，赖氨酸、甘氨酸、组氨酸、丙氨酸、甲硫氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和精氨酸)，并入二和/或三价阳离子的组合物，某些非还原多糖，某些还原剂，酚化合物(例如，具有至少一个酚官能度的化合物)，具有至少一个游离硫醇基团或官能度的某些化合物，氧化剂(例如，过氧化氢或臭氧)，氧化催化剂(例如，二氧化钛)，天然植物提取物(例如，迷迭香提取物)，以及其组合。
在某些实施方式中，本文所述的酶处理可结合益生菌处理使用，如2012年4月11日提交的Marshall等人的美国专利申请13/444,272中描述的，通过引用将其并入本文。如本文公开的，某些示例性益生菌包括但不限于青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、两歧双歧杆菌、短双岐杆菌、婴儿双岐杆菌、乳双歧杆菌、长双歧杆菌、假链状双歧杆菌、假长双岐杆菌、双岐杆菌属、嗜热双岐杆菌、嗜酸乳酸杆菌、消化乳杆菌、嗜淀粉乳杆菌、保加利亚乳杆菌、双歧乳杆菌、短乳杆菌、干酪乳杆菌、高加索乳杆菌、卷曲乳杆菌、弯曲乳杆菌、德氏乳杆菌、发酵乳杆菌、鹑鸡乳杆菌、格氏乳杆菌、瑞士乳杆菌、约氏乳杆菌、乳酸乳杆菌、莱希曼氏乳杆菌、类干酪乳杆菌、植物乳秆菌、罗伊氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、唾液乳杆菌、乳杆菌属某种、芽孢乳酸杆菌、乳酸乳球菌、cermoris链球菌、屎链球菌、婴儿链球菌、嗜热链球菌、屎肠球菌、乳酸片球菌、嗜热葡萄球菌、肉葡萄球菌、木糖葡萄球菌、布拉酵母菌、酿酒酵母、布拉酵母、蜡样芽孢杆菌变种东洋、枯草芽胞杆菌、凝结芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。在进一步的实施方式中，酶处理可用于结合用一种或多种酵母处理。在酶处理烟草植物或植物组分用于结合一种或多种附加类型的处理(例如，用氨基酸、阳离子、多糖、还原剂、酚化合物、含硫醇化合物、氧化剂、氧化催化剂、天然植物提取物和/或益生菌处理)的情况下，所述处理可以同时、紧密衔接或在显著不同的时间点进行。酶和一种或多种试剂可以并入相同制剂或不同制剂中。在一些实施方式中，酶和一种或多种试剂可以提供在单独的制剂中，并且在烟草植物生命周期的不同点应用(例如，一种应用于在田间生长的植物，一种在收获后应用，或者一种应用于种子并且一种应用于在田间生长的植物)。
根据本文提供的方法酶处理烟草材料对形成的烟草材料可具有多种效果。例如，已知某些酶促进抗病性，改进植物的生长，改变植物细胞的结构和/或实现植物中某些化合物的释放和/或反应等等功能。应注意，获得的具体效果可能至少部分与在处理中使用的一种或多种酶的具体类型相关。
例如，在某些实施方式中，用一种或多种酶处理烟草显示某些化学化合物改进的水平。认为，不同的酶对烟草中各种化合物的水平可具有不同的影响。例如，已知淀粉酶和蛋白酶分别分解淀粉和蛋白质，并且因此根据本发明相应地预期降低烟草植物或植物组分中某些淀粉和/或蛋白质的含量。
这些变化在一些实施方式中可导致烟草的感官性质的改进，例如味道或香味的改变(例如，苦味减小或风味更柔和)。尽管不意欲被理论所限制，但这些变化可能例如由烟草或烟草组分中某些化合物的分解和/或某些化合物的转化引起。在一些实施方式中，所述变化可导致烟草材料中一种或多种毒物和/或毒物前体(例如，烟草烟毒物的前体)的量的减少。可有利地根据本发明某些方面通过酶处理减少的各种烟毒物前体包括但不限于结构性碳水化合物例如胶质和纤维素以及糖类、蛋白质和氨基酸、吡啶和喹啉、丙烯酰胺、儿茶酚、2-氨基萘、4-氨基联苯、多酚(例如，绿原酸)、芸香苷和咖啡酸。
在具体的实施方式中，一种或多种氨基酸和/或氨基酸衍生物的水平可通过本文提供的酶处理改变。例如，烟草材料中天冬酰胺、天冬氨酸和/或脯氨酸的含量可通过用酶例如天冬酰胺酶处理而改变(例如，包括但不限于通过处理烟草种子、秧苗或活植物)。用天冬酰胺酶处理收获的烟草已经例如在Chen等人的美国专利申请公开2011/0048434中讨论，通过引用将其并入本文。在一些实施方式中，天冬酰胺酶处理可导致烟草材料的天冬酰胺酸含量的降低以及该烟草材料中天冬氨酸的增加。虽然不意欲被理论限制，认为，天冬酰胺酶催化天冬酰胺酸水解为天冬氨酸。
天冬酰胺酸可被有利地减少，因为天冬酰胺酸是丙烯酰胺的前体，丙烯酰胺存在于香烟的烟中。通过降低烟草中天冬酰胺酸的水平，包含这种烟草的香烟的烟中丙烯酰胺水平可被降低。此外，降低无烟烟草产品中使用的烟草中天冬酰胺酸含量可降低在应用于该烟草的任何热处理过程(例如巴斯德杀菌法)中产生的丙烯酰胺的量。在一个实施方式中，用一种或多种酶处理烟草可导致天冬酰胺酸含量按重量计小于未处理烟草中的大约50％，小于未处理烟草中的大约40％，小于未处理烟草中的大约30％或小于未处理烟草中的大约20％。例如，酶处理的烟草材料可具有未处理烟草材料的天冬酰胺酸含量的按重量计大约0％至大约70％，例如大约5％至大约60％，并且有利地大约10％至大约40％。
相应地，在某些实施方式中，使用酶处理的烟草可提供在由其产生的烟中显示降低的丙烯酰胺水平的发烟材料。例如，在某些实施方式中，由包含100％酶处理的烟草的烟草产生的烟中丙烯酰胺水平与包含100％未进行酶处理的烟草的对照香烟相比，显示按重量计丙烯酰胺减少大约10％或更多，大约20％或更多，大约30％或更多，大约40％或更多，大约50％或更多，大约60％或更多。进一步，在无烟烟草产品中使用酶处理的烟草可提供具有降低的丙烯酰胺水平的产品酶处理的烟草尤其可用于在加工和/或使用的任何阶段进行热处理的产品。
酶处理烟草材料在一些实施方式中可导致改变烟草中Hoffmann分析物和Hoffmann分析物前体的水平。“Hoffmann分析物”至44种化合物，它们已经被注明是燃烧烟草中产生的烟的组成。Hoffmann分析物的名单包括1-氨基萘、2-氨基萘、3-氨基联苯、4-氨基联苯、甲乙酮、乙醛、丙酮、丙烯醛、丁醛、丁烯酰胺、甲醛、丙醛、儿茶酚、氢醌、m+p-甲酚、o-甲酚、苯酚、间苯二酚、苯并芘、氨、氰化氢、氧化氮、一氧化碳、丙烯腈、1,3-丁二烯、苯、异戊二烯、甲苯、苯乙烯、吡啶、喹啉、烟碱、砷、镉、铬、铅、汞、镍、硒、N’-亚硝基假木贼碱(NAB)、N’-亚硝基新烟草碱(NAT)、4-(甲基亚硝基氨基)-1-(3-吡啶基)-丁酮)(NNK)、N’-亚硝基去甲烟碱(NNN)和不含烟碱的干颗粒物质。参见，例如，Hoffmann,D.,Hecht,S.S.第2章:Advances in tobacco carcinogenesis,Cooper,D.S.,Grover,P.eds.Chemical carcinogenesis and mutagenesis.London:Springer-Verlag(1990)中，通过引用将其并入本文。在某些具体的实施方式中，烟草材料的儿茶酚通过酶处理被减少(例如，用PPO或儿茶酚氧化酶)。
在某些实施方式中，烟草中其他化合物的水平通过用酶处理烟草可以被改变。这些和其他化合物的减少可不同，但与未处理的烟草中存在的化合物的量相比，通常，处理的烟草将包括按重量计大约10％至大约90％的每种这样的化合物。
本文提供的方法可应用的一种或多种烟草可不同。在某些实施方式中，可应用的烟草包括烤烟型或Virginia(例如K326)、白肋、晒干型(例如Indian Kurnool和东方烟草，包括Katerini、Prelip、Komotini、Xanthi和Yambol烟草)、Maryland、深色烟、明火烤烟型(dark-fired)、深色晾干型(dark air cured)(例如Pasado、Cubano、Jatim和Bezuki烟草)、浅色晾干型(light air cured)(例如NorthWisconsin和Galpao烟草)、印第安晾干型(Indian air cured)、Red Russian和Rustica烟草，以及各种其他稀有或专用烟草和任何上述烟草的各种掺合物。各种类型烟草的描述、生长实践和收获实践在Tobacco Production,Chemistry andTechnology,Davis等人(Eds.)(1999)中提出，通过引用将其并入本文。烟草属种的各种代表性其他类型的植物在以下中提出：Goodspeed,The Genus Nicotiana,(Chonica Botanica)(1954)；美国专利4,660,577，Sensabaugh,Jr.等人；5,387,416，White等人和7,025,066，Lawson等人；美国专利申请公开2006/0037623，Lawrence,Jr.和2008/0245377，Marshall等人；通过引用将其每篇并入本文。示例性烟草属种包括红花烟草(N.tabacum)、黄花烟草(N.rustica)、花烟草(N.alata)、N.arentsii、N.excelsior、福尔吉特氏烟草(N.forgetiana)、粉蓝烟草(N.glauca)、粘烟草(N.glutinosa)、哥西氏烟草(N.gossei)、卡瓦卡米氏烟草(N.kawakamii)、奈特氏烟草(N.knightiana)、朗氏烟草(N.1angsdorff i)、耳状烟草(N.otophora)、赛特氏烟草(N.setchelli)、林烟草(N.sylvestris)、域毛烟草(N.tomentosa)、域毛状烟草(N.tomentosiformis)、波叶烟草(N.undulata)、花烟草(N.x sanderae)、非洲烟草(N.africana)、抱茎烟草(N.amplexicaulis)、贝纳末特氏烟草(N.benavidesii)、博内里烟草(N.bonariensis)、迪勃纳氏烟草(N.debneyi)、长苞烟草(N.1ongiflora)、海滨烟草(N.maritina)、特大管烟草(N.megalosiphon)、西方烟草(N.occidentalis)、圆锥烟草(N.paniculata)、蓝茉莉叶烟草(N.plumbaginifolia)、雷蒙德氏烟草(N.raimondii)、莲坐叶烟草(N.rosulata)、拟似烟草(N.simulans)、斯托克同氏烟草(N.stocktonii)、香甜烟草(N.suaveolens)、荫生烟草(N.umbratica)、颤毛烟草(N.velutina)、芹叶烟草(N.wigandioides)、无茎烟草(N.acaulis)、渐尖叶烟草(N.acuminata)、渐狭叶烟草(N.attenuata)、本赛姆氏烟草(N.benthamiana)、洞生烟草(N.cavicola)、克里夫兰氏烟草(N.clevelandii)、心叶烟草(N.cordifolia)、伞床烟草(N.corymbosa)、香烟草(N.fragrans)、古特斯比氏烟草(N.goodspeedii)、狭叶烟草(N.linearis)、摩西氏烟草(N.miersii)、裸茎烟草(N.nudicaulis)、欧布特斯烟草(N.obtusifolia)、蓟马烟Hersperis亚种(N.occidentalissubsp.Hersperis)、少花烟草(N.paucif lora)、矮牵牛状烟草(N.petunioides)、夸德瑞伍氏烟草(N.quadrivalvis)、残波烟草(N.repanda)、圆叶烟草(N.rotundifolia)、煎子烟草(N.solanifolia)和斯佩格茨烟草(N.spegazzinii)。
可以利用遗传修饰或杂交育种技术衍生烟草属种(例如，烟草植物可以被遗传工程改造或杂交育种以提高或降低组分的生产、特征或属性)。参见，例如，植物的遗传修饰的类型在下述中提出：美国专利5,539,093，Fitzmaurice等人；5,668,295，Wahab等人；5,705,624，Fitzmaurice等人；5,844,119，Weigl；6,730,832，Dominguez等人；7,173,170，Liu等人；7,208,659，Colliver等人和7,230,160，Benning等人；美国专利申请公开2006/0236434，Conkling等人；和PCT WO 2008/103935，Nielsen等人。也参见在美国专利4,660,577，Sensabaugh,Jr.等人；5,387,416，White等人；和6,730,832，Dominguez等人中提出的烟草类型，通过引用将其每一篇并入本文。最优选地，烟草材料是已经适当地熟化和老化的那些。熟化烤烟型烟草的特别优选的技术和条件在Nestor等人BeitrageTabakforsch.Int.,20(2003)467-475和Peele的美国专利6,895,974中提出，将它们通过引用并入本文。晾干烟草的代表性技术和条件在Roton等人BeitrageTabakforsch.Int.,21(2005)305-320和Staaf等人Beitrage Tabakforsch.Int.,21(2005)321-330中提出，通过引用将它们并入本文。不寻常的或罕见的烟草的某些类型可以被晒干。改进东方烟草的发烟质量的方式和方法在Lawson等人的美国专利7,025,066中提出，通过引用将其并入本文。代表性东方烟草包括卡泰里尼(katerini)烟、prelip烟、柯玛蒂尼(komotini)烟、克撒锡(xanthi)烟和扬玻尔(yambol)烟。包括深色晾干烟草的烟草组合物在Marshall等人的美国专利申请公开2008/0245377中提出，通过引用将其并入本文。也参见例如Beeson等人的美国专利申请公开2011/0247640中提出的烟草类型，通过引用将其并入本文。
可针对本文提供的各种化合物的量，选择烟草属种。例如，在某些实施方式中，特别地栽培烟草属种的植物(例如Galpao commun烟)，以获得它们叶表面化合物的丰度。在某些实施方式中，特别地栽培烟草属种的植物，以获得它们相对低水平的某些不期望的化合物(例如天冬酰胺)。烟草植物可在温室、生长室或户外田间生长，或者水栽培法栽培。
可将酶应用至烟草植物的手段可不同。在本发明中可以使用的或可改进后使用的微生物处理植物的某些方法提供在下列中，美国专利4,140,136，Geiss等人；4,151,848，Newton等人；4,308,877，Mattina等人；4,476,881，Gravely等人；4,556,073，Gravely等人；4,557,280，Gravely等人；4,566,469，Semp等人；5,372,149，Roth等人；7,549,425，Koga等人；7,549,426，Koga等人；以及7,556,046，Koga等人，通过引用将所有这些并入本文。
本文所述的应用酶的方法经常至少部分取决于烟草植物的阶段。例如，在某些实施方式中，在种植之前将一种或多种酶应用至烟草种子。在这样的实施方式中，一种或多种酶可以以种子处理或涂层的形式应用。例如，可将种子浸入酶溶液中，浸泡在酶溶液中，或者喷洒酶溶液。在某些实施方式中，将一种或多种酶应用至秧苗或未收获的(活)植物形式的烟草，或者可应用至烟草植物将被种植在其中或目前种植在其中的土壤中。在这样的实施方式中，可采用喷洒应用酶(例如，使用液压喷管式喷洒机、鼓风喷洒机、喷灌系统、喷雾器、或航空喷洒机)，尽管酶应用方法不限于这些。
虽然可能有利的是在烟草植物还处于活的形式的同时施以一种或多种酶，但在一些实施方式中也可能在收获烟草植物后施以某些酶。这种应用可在收获后的任何时间进行，包括收获后立即、收获后加工(例如干燥、熟化和/或物理加工植物)之前或之后、或者其间的任何阶段。酶的应用可以在植物生命周期的一个阶段进行，或者可以在两个或更多个阶段进行。
在一些实施方式中，可能有利的是以液体形式应用酶(例如，作为溶液、分散液或悬液)。与一种或多种酶混合的液体可不同，但通常，液体包括水。在一些其他实施方式中，可干燥地应用一种或多种酶，例如以颗粒或尘埃形式。使用的酶的浓度和量可不同。通常，酶的量为足以改变其应用的烟草材料中一种或多种化合物的量的量。
例如，在酶包括天冬酰胺酶的实施方式中，酶的示例性量可以是每一植物大约100和大约10,000AU之间，例如，每一植物大约500和大约5,000AU之间(对于天冬酰胺酶的制剂，商业产品Preventase L(来自DSM)的典型AU水平是2,600AU/mL)。对于干烟草(～12％水分)，可使用20和100AU/g之间的范围。在酶包括商业多酚氧化酶(PPO)的实施方式中，可使用每一植物大约100和大约10,000AU之间，例如每一植物大约1,000和大约5,000AU之间(对于该制剂，商业产品(来自Worthington)的典型AU水平是1,000AU/mL)。
在某些实施方式中，可将其他组分与酶一起应用至植物。这种组分可添加在相同制剂中(例如溶液、分散液、悬液或干燥形式)，或者可在单独的制剂中应用至烟草。例如，在一些实施方式中，一种或多种表面活性剂可与一种或多种酶应用至烟草。表面活性剂可以是例如非离子表面活性剂。可使用各种表面活性剂，包括但不限于聚山梨醇表面活性剂，例如聚山梨醇20(吐温-20)和聚山梨醇80(吐温-80)以及基于聚乙二醇的表面活性剂，例如TritonTM X系列表面活性剂。其他帮助酶有效涂布烟草的试剂可包括各种糖、植物提取物(例如，丝兰提取物、海草提取物)及其衍生物。某些酶只有在特定的pH范围是活性的，因此在应用这种酶中，使用pH调节剂、酸、碱和/或缓冲剂可能是有益的。
整个烟草植物或烟草属种的植物的某些部分或片可按本文提供的使用和/或处理。例如，植物的基本上全部(例如整个植物)可被收获并且如此应用。可选地，可将植物的多个部分或多件收获或者分离以便在收获后处理。例如，花、叶、茎、梗、根、籽和其各种组合可被分离以便使用或进一步处理。
植物或其部分的收获后加工可不同。收获后，植物或其部分可以以原始形式使用(例如，植物或其部分可以不经任何熟化过程而使用)。例如，植物或其部分可以不经明显的储存、操纵或加工条件而使用。在某些情况下，在收获后基本上立即使用植物或其部分是有利的。可选地，例如原始形式的植物或其部分可被冷藏或冷冻以便以后使用、可被冻干、经历照射、变黄、干燥、熟化(例如采用风干技术或者施加热的技术)、加热或蒸煮(例如烘烤、煎炒或煮沸)，或者以其他方式进行储存或处理以便以后使用。
可物理加工收获的植物或其部分。植物或其部分可被分离成各个部分或小片(例如，可将叶从茎除去，和/或可将茎和叶从梗除去)。收获的植物或各个部分或片可进一步细分为部分或片(例如，可将叶撕碎、切断、粉碎、粉化、研磨或磨碎为可表征为填料型片、颗粒、微粒或细粉的片或部分)。烟草材料可具有以下形式：加工的烟草部分或片、基本上天然叶片和/或茎形式的熟化和老化的烟草、烟草提取物、提取的烟草浆(例如，用水做溶剂)、或前述的混合物(例如，结合提取的烟草浆与颗粒状熟化和老化的天然烟草叶片的混合物)。用于烟草产品的烟草最优选地包括烟草叶片、或者烟草叶片与茎混合物。烟草产品中烟草的部分可具有加工的形式，例如加工的烟草茎(例如，切断-滚压的茎、切断-滚压-膨大的茎、或切断-疏松的茎)、或体积膨大的烟草(例如，疏松的烟草，例如干冰膨大的烟草(DIET))。参见，例如，在下列中提出的烟草膨大工艺：美国专利4,340,073，de laBurde等人；5,259,403，Guy等人；和5,908,032，Poindexter等人；以及7,556,047，Poindexter等人，通过引用将其全部并入本文。此外，烟草产品任选地可并入已经发酵的烟草。也参见，在Atchley等人的PCT WO 05/063060中提出的烟草加工技术的类型，通过引用将其并入本文。
以这些形式提供烟草的方式可不同。可将植物或其部分经受外力或压力(例如，通过压制或经受滚压处理)。当进行这种加工条件时，植物或其部分可具有近似为其天然水分含量的水分含量(例如，刚收获后的其水分含量)、通过加入水分到植物或其部分获得的水分含量、或者由于植物或其部分的干燥产生的水分含量。例如，植物或其部分的粉状的、粉碎的、磨碎的或研磨的片可具有小于大约25重量百分比、通常小于大约20重量百分比和经常小于大约15重量百分比的水分含量。可使用用于研磨、磨碎等的设备和技术将烟草部分或片粉化、磨碎或粉碎为粉末类型的形式。最优选地，在使用例如锤式粉碎机、铣头、空气控制磨的设备进行研磨或磨碎的过程中烟草是相对干燥的形式。例如，当其水分含量小于大约15重量百分比至小于大约5重量百分比时，可研磨或磨碎烟草部分或片。
旨在用于可发烟形式或无烟形式中的烟草组合物可并入单一类型的烟草(例如，所谓的“整齐(straight form)”形式)。例如，烟草组合物中的烟草可仅由烤烟型烟草构成(例如，所有烟草可由烤烟型烟草叶片或烤烟型烟草叶片和烤烟型烟草茎的混合物构成，或者来源于它们。烟草组合物中的烟草可具有所谓的“掺合”形式。例如，本发明的烟草组合物中的烟草可包括烤烟型、白肋(例如，Malawi白肋烟草)和东方烟草的部分或片的混合物(例如，为由烟草叶片或烟草叶片和烟草茎的混合物构成的烟草，或者来源于它们的烟草)。例如，代表性掺合物可包括基于干重大约30至大约70份的白肋烟草(例如，叶片、或者叶片和茎)和大约30至大约70份的烤烟型烟草(例如，茎、叶片、或者叶片和茎)。其他示例性烟草掺合物包括基于干重大约75份的烤烟型烟草、大约15份的白肋烟草和大约10份的东方烟草；或大约65份的烤烟型烟草、大约25份的白肋烟草和大约10份的东方烟草；或大约65份的烤烟型烟草、大约10份的白肋烟草和大约25份的东方烟草。其他示例性烟草掺合物包括大约20至大约30份的东方烟草和大约70至大约80份的烤烟型烟草。
已经根据本公开处理的烟草在某些实施方式中可随后进行提取。可使用各种提取技术。参见，例如，在Beeson等人的美国专利申请公开2011/0247640中描述的提取方法，通过引用将其并入本文。用于提取烟草的组分的其他示例性技术描述在下列中：美国专利4,144,895，Fiore；4,150,677，Osborne,Jr.等人；4,267,847，Reid；4,289,147，Wildman等人；4,351,346，Brummer等人；4,359,059，Brummer等人；4,506,682，Muller；4,589,428，Keritsis；4,605,016，Soga等人；4,716,911，Poulose等人；4,727,889，Niven,Jr.等人；4,887,618，Bernasek等人；4,941,484，Clapp等人；4,967,771，Fagg等人；4,986,286，Roberts等人；5,005,593，Fagg等人；5,018,540，Grubbs等人；5,060,669，White等人；5,065,775，Fagg；5,074,319，White等人；5,099,862，White等人；5,121,757，White等人；5,131,414，Fagg；5,131,415，Munoz等人；5,148,819，Fagg；5,197,494，Kramer；5,230,354，Smith等人；5,234,008，Fagg；5,243,999，Smith；5,301,694，Raymond等人；5,318,050，Gonzalez-Parra等人；5,343,879，Teague；5,360,022，Newton；5,435,325，Clapp等人；5,445,169，Brinkley等人；6,131,584，Lauterbach；6,298,859，Kierulff等人；6,772,767，Mua等人；和7,337,782，Thompson，通过引用将它们并入本文。
在本文所述的酶处理之前、之后或期间，可进一步以其他方式处理和/或加工本发明中讨论的烟草材料。例如，如果期望，烟草材料可被照射、巴氏灭菌或以其他方式进行控制的热处理。这些处理方法在例如Mua等人的美国专利公开2009/0025738中有详述，通过引用将其并入本文。应注意，有利地，在一些实施方式中，根据本发明使用的一种或多种酶在升高的温度下被至少大约75％、至少大约80％、至少大约85％、至少大约90％、至少大约95％、至少大约98％、至少大约99％或完全地失活和/或劣化。因此，在某些实施方式中，在酶处理的烟草被热处理和/或在升高的温度下使用的情况下(例如，并入在升高的温度下燃烧的香烟中)，很少或没有活性酶可以留在烟草材料中。
在某些实施方式中，酶处理的烟草材料可进一步用水以及能够抑制天冬酰胺酸在加热烟草材料后反应形成丙烯酰胺的添加剂和其组合处理(例如，添加剂选自赖氨酸、甘氨酸、组氨酸、丙氨酸、甲硫氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、精氨酸、并入二价和三价阳离子的组合物、天冬酰胺酶、某些非还原多糖、某些还原剂、酚化合物、具有至少一个游离硫醇基团或官能度的某些化合物、氧化剂、氧化催化剂、天然植物提取物(例如迷迭香提取物)和其组合)。参见，例如，Chen等人的美国专利公开2010/0300463和2011/0048434以及2011年9月9日提交的美国专利申请13/228,912中描述的处理方法的类型，通过引用将其全部并入本文。在某些实施方式中，在原始烟草材料在前述的提取和/或蒸馏过程中经受热的情况下这种类型的处理是有用的。虽然可结合本发明的酶处理采用这种类型的处理，但应注意，其可以不是必要的，因为酶处理本身在一些实施方式中可降低丙烯酰胺水平至足够低的水平。
根据本发明，酶处理的烟草可并入各种类型烟草产品中。例如，在一些实施方式中，本发明提供发烟制品，例如香烟，其包括酶处理的烟草材料。参看图1，显示了香烟形式的发烟制品10和加工本发明发烟制品的某些代表性组分。香烟10包括大致圆柱形杆12，其具有可发烟填料材料(例如大约0.3至大约1.0g的可发烟填料材料例如酶处理的烟草材料)的装载或卷包含在周围包装材料16。杆12通常称为“烟草杆”。烟草杆12的末端是敞开的，以暴露可发烟填料材料。香烟10显示为具有一个可选的带22(例如包括成膜剂例如淀粉、乙基纤维素或藻酸钠的印刷涂层)，其施加在包装材料16上，该带在香烟纵轴的横向方向上围绕香烟杆。即，带22提供相对于香烟纵轴的横截面区域。带22可被印刷在包装材料的内表面(即面对可发烟填料材料)，或者较不优选地，在包装材料的外表面。尽管香烟可拥有具有一个可选带的包装材料，但香烟也可拥有具有数目为两个、三个或更多个的进一步可选的相隔带的包装材料。
在烟草杆12的一端是点燃端18，在嘴端20设置过滤元件26。过滤元件26与烟草杆12的一端相邻设置，使得过滤元件和烟草杆以端对端的关系轴向对齐，优选地彼此相邻。过滤元件26可具有大致圆柱形状，并且其直径可基本上等于烟草杆直径。过滤元件26的末端允许空气和烟通过其中。
通风的或空气稀释的发烟制品可设置有可选的空气稀释装置，例如一系列穿孔30，其每一个延伸穿过成型纸28。可选的穿孔30可通过本领域普通技术人员已知的各种技术制成，例如激光穿孔技术。可选地，可使用所谓的离线空气稀释技术(例如，通过使用多孔的成型纸和预先穿孔的滤嘴纸)。过滤元件26由一层外部成型纸28沿着其外圆周或纵向外围环绕。在使用过程中，吸烟者使用火柴或香烟点燃器点燃香烟10的点燃端18。这样，发烟材料12开始燃烧。香烟10的嘴端20被放在吸烟者的嘴唇中。通过燃烧可发烟材料12产生的热分解产物(例如烟草烟的组分)被抽吸通过香烟10、通过过滤元件26并进入吸烟者的口中。
在某些实施方式中，根据本发明，发烟制品包括已经用一种或多种酶处理的烟草。在一些实施方式中，发烟制品中的烟草可仅包括这样的酶处理的烟草，或可结合其他烟草材料包含不同量的酶处理的烟草。例如，酶处理的烟草可以下述量存在：基于发烟制品中所有烟草材料的重量大约25％或更多，大约50％或更多，大约75％或更多，大约80％或更多，大约85％或更多，大约90％或更多，大约95％或更多，或大约100％。有利地，在一些实施方式中，用于处理烟草材料的一种或多种酶没有转移在由这种烟草制成的香烟产生的烟中。
参看图2，显示了包括本发明的酶处理烟草的烟草产品的代表性含烟类型。具体地，图2图解了无烟烟草产品40，其具有可渗水的外袋42，其包含无烟烟草组合物44，其中该烟草组合物包括已经用一种或多种酶处理的切碎的或颗粒状烟草材料。根据本发明，可将进一步的添加剂与无烟烟草组合物混合，或以其他方式并入其中。添加剂可以是人工的，或者可以从药草或生物来源获得或衍生。示例性类型的添加剂包括盐(例如，氯化钠、氯化钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、乙酸钠、乙酸钾等)、天然增甜剂(例如，果糖、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、香草醛、乙基香草醛糖苷、甘露糖、半乳糖、乳糖等)、人工增甜剂(例如，三氯蔗糖、糖精、阿斯巴甜、乙酰磺胺酸钾(acesulfame K)、纽甜(neotame)等)、有机和无机涂料(例如，谷物、加工的谷物、疏松的谷物、麦芽糖糊精、右旋糖、碳酸钙、磷酸钙、玉米淀粉、乳糖、甘露醇、木糖醇、山梨糖醇、细分的纤维素等)、粘结剂(例如，聚维酮、羧甲基纤维素钠和粘结剂的其他改性的纤维素类型、藻酸钠、黄原胶、基于淀粉的粘结剂、阿拉伯胶、卵磷脂等)、pH调节剂或缓冲剂(例如，金属氢氧化物，优选地碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠和氢氧化钾，以及其他碱金属缓冲剂例如金属碳酸盐，优选地碳酸钾或碳酸钠，或金属碳酸氢盐例如碳酸氢钠，等等)、着色剂(例如，染料和颜料，包括焦糖着色和二氧化钛等)、润湿剂(例如，甘油、乙二醇等)、口腔护理调节剂(例如，百里香油、桉油和锌)、防腐剂(例如，山梨酸钾等)、糖浆(例如，蜂蜜、高果糖玉米糖浆等)、崩解助剂(例如，微晶纤维素、交联甲羧纤维素钠、交联聚维酮、淀粉乙醇酸钠、预胶凝玉米淀粉等)、香料和调味混合物、抗氧化剂，和其混合物。如果期望，添加剂可被微胶囊化，如在Dube等人的美国专利申请公开2008/0029110中提出的，通过引用将其并入本文。此外，在例如Atchley的WO 2010/132444A2中描述了示例性胶囊化添加剂，在前面已通过引用将其并入本文。
实验
通过下面实施例更全面地说明本发明，提出这些实施例是为了说明本发明，不应被解释为对其限制。除非另外指出，所有份和百分比都是以重量计，所有重量百分比以干基表示，这意思是排除水含量，除非另外指出。
实施例–儿茶酚的减少
将来自商业上可得的骆驼蓝香烟(R.J.Reynolds Tobacco Company)的切断烟草填料与香烟的其余部分分离。用多酚氧化酶(PPO)的溶液处理切断烟草填料的一个样品。用水处理该切断烟草填料的第二个样品，作为对照。用3％过氧化氢的溶液处理该切断烟草填料的第三个样品，其被制备来提供降低烟草中多酚水平的替代方法。处理后，将切断烟草填料样品干燥并使其适应，重新制成香烟。该香烟是手工制作的，进一步称重并调节至相同重量。在ISO条件下抽吸该重新制作的香烟(参见，例如Bialous&Yach,Tobacco Control 10:96-104(2001)，通过引用将其并入本文)，分析收集的颗粒物质的儿茶酚和其他酚类。
虽然不意欲被理论限制，但认为，儿茶酚形成源于几种前体例如纤维素和多酚(例如，绿原酸和芸香苷)的水解。用酶处理的烟草比未处理的烟草显示了更低的多酚水平，如通过相对于未处理的烟草儿茶酚降低大约9.3％所证明的。用酶处理的烟草比未处理的烟草显示更低的绿原酸水平，如通过相对于未处理的烟草绿原酸含量降低大约46％所证明的。此外，用酶处理的烟草比未处理的烟草显示更低的芸香苷水平，如通过相对于未处理的烟草芸香苷含量降低大约16％所证明的。用过氧化氢溶液处理的烟草在烟草中多酚(例如绿原酸和芸香苷)含量和由其产生的烟中儿茶酚含量方面与未处理的烟草基本上没有差别。
具有前面说明书中呈现的教导益处的本发明相关领域技术人员将想到本发明的许多改进和其他实施方式。因此，应当理解，本发明不限于公开的具体实施方式，并且改进和其他实施方式旨在包括在所附权利要求的范围内。尽管本文采用下位术语，但它们仅以上位的并且描述性含义使用，而不是限制目的。

Claims (29)

1.一种改变烟草材料中一种或多种组分的含量的方法，包括使未收获的烟草植物或其部分与一种或多种酶接触，形成处理的烟草植物或其部分。
2.权利要求1所述的方法，其中所述未收获的烟草植物或其部分选自烟草种子、烟草苗、未成熟的活植物、成熟的活植物或其部分。
3.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种组分包括烟毒物或烟毒物前体。
4.权利要求3所述的方法，其中一种或多种烟毒物前体包括Hoffmann分析物前体。
5.权利要求4所述的方法，其中所述Hoffmann分析物前体是儿茶酚前体。
6.权利要求3所述的方法，其中一种或多种烟毒物前体选自蛋白质、氨基酸、胶质、纤维素、吡啶、喹啉、2-氨基萘、4-氨基联苯、绿原酸、氢醌、芸香苷、咖啡酸和其混合物。
7.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种酶包括水解酶、异构酶、裂合酶、氧化还原酶、转移酶或其组合。
8.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种酶包括天冬酰胺酶。
9.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种酶包括蛋白酶、淀粉酶或其组合。
10.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种酶包括多酚氧化酶。
11.权利要求10所述的方法，其中所述多酚氧化酶包括儿茶酚氧化酶。
12.权利要求1所述的方法，其中接触步骤包括以水中溶液、悬液或分散液应用所述一种或多种酶。
13.权利要求1所述的方法，其中所述处理的烟草植物或其部分的特征在于，相对于未处理烟草材料，选自下述的化合物的含量减少：蛋白质、氨基酸、胶质、纤维素、吡啶、喹啉、2-氨基萘、4-氨基联苯、绿原酸、氢醌、芸香苷、咖啡酸、天冬酰胺和其混合物。
14.权利要求10所述的方法，其中所述处理的烟草植物或其部分的特征在于相对于未处理烟草材料减少的绿原酸含量。
15.权利要求14所述的方法，其中所述处理的烟草植物或其部分中按重量计绿原酸的减少量是相对于未处理烟草材料至少大约40％。
16.权利要求10所述的方法，其中所述处理的烟草植物或其部分的特征在于相对于未处理烟草材料减少的芸香苷含量。
17.权利要求16所述的方法，其中所述处理的烟草植物或其部分中按重量计芸香苷的减少量是相对于未处理烟草材料至少大约10％。
18.权利要求1所述的方法，其中接触步骤包括使未收获的烟草植物或其部分与下列接触：i)减少其中一种或多种多酚的量的有效量的氧化酶；或ii)减少天冬酰胺含量的有效量的天冬酰胺酶。
19.权利要求18所述的方法，其中将所述未收获的烟草植物或其部分与选自单酚氧化酶、邻二酚氧氧化还原酶或漆酶的氧化酶接触。
20.权利要求1所述的方法，进一步包括收获所述处理的烟草植物或其部分并且将一种或多种益生细菌、益生酵母或其组合至未收获的或收获的烟草植物或其部分。
21.权利要求1-19任一项所述的方法，进一步包括：
收获所述处理的烟草植物或其部分；
加工所述处理的烟草植物或其部分，以提供适于并入烟草产品中的形式的处理的烟草材料；以及
将所述处理的烟草材料并入无烟烟草产品或发烟制品中。
22.权利要求21所述的方法，其中所述处理的烟草材料是切断填料的形式。
23.权利要求21所述的方法，其中所述处理的烟草材料是烟草掺合物的形式。
24.权利要求21所述的方法，其中所述发烟制品在抽吸后特征在于相对于未处理的对照发烟制品减少的主流烟Hoffmann分析物含量。
25.权利要求21所述的方法，其中所述发烟制品在抽吸后特征在于相对于未处理的对照发烟制品减少的主流烟丙烯酰胺含量。
26.权利要求25所述的方法，其中与未处理的对照发烟制品相比，主流烟中按重量计丙烯酰胺的减少量是至少大约40％。
27.权利要求21所述的方法，其中所述发烟制品在抽吸后特征在于相对于未处理的对照发烟制品减少的主流烟儿茶酚。
28.权利要求27所述的方法，其中与未处理的对照发烟制品相比，主流烟中按重量计儿茶酚的减少量是至少大约5％。
29.香烟或无烟烟草产品形式的烟草产品，其根据权利要求21所述的方法制备。
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