CN105142429A - 用于减少烟草材料中的一种或多种烟草特有的亚硝胺的方法 - Google Patents
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Abstract
在本文中描述了减少烟草材料中的至少基质结合的NNK的量的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含至少基质结合的NNK；(b)任选地测量所述烟草材料中至少基质结合的NNK的水平；(c)在有液体或蒸汽存在下将烟草材料加热至少约30秒达到大于约110摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放基质结合的NNK的至少一部分；(d)在步骤(c)以后，任选地测量所述烟草材料中至少基质结合的NNK的水平；(e)任选地对比在步骤(b)和(d)中得到的基质结合的NNK的水平；和(f)鉴别这样的烟草材料，在所述烟草材料中至少基质结合的NNK已经从所述烟草材料除去。
Description
技术领域
本发明涉及用于减少烟草材料中的一类或多类烟草特有的亚硝胺的量的方法，所述亚硝胺包括4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)。还描述了烟草产品，所述烟草产品包含通过所述方法得到或可得到的烟草材料。
背景技术
在烟草产品的制造和加工过程中，产生副产物诸如烟草茎、散叶和在制造过程(包括除茎、老化、掺合、切割、干燥、冷却、筛选、成形和包装)中产生的烟草尘，且可以将副产物再循环以回收它们的有用烟草内含物。例如，得自制造过程的烟草茎和烟草碎料不适合直接用于制造烟草产品。由于所述茎和碎料占原料投资的重大量，已经开发了方法来将这些茎和碎料进一步转化成产品诸如重构烟草片，其然后可以以相对大量与可接受的经加工的烟草叶混合使用。可以在浆或浇铸片工艺中制造重构烟草，其中将磨碎的烟草茎的浆和烟草叶的其它部分研磨，并与可能含有不同添加剂的溶液混合。然后将得到的烟草浆喷雾以形成薄膜，干燥，滚轧和切成条，将所述条加入填充物中。
亚硝胺是在许多消费者产品(诸如烟草、食物产品和化妆品)中发现的有机化合物。亚硝胺已经引起强烈的科学兴趣，因为在该类别中的有些化合物已经被证实在实验室动物中是致癌的。已经报道，晾干的和烟道烘烤的烟草含有在无烟烟草、香烟的主流烟气和侧流烟气中可以发现的烟草特有的亚硝胺。在烟草中，以可察觉的数量产生4种亚硝胺。这些是4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基去甲烟碱(NNN)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)和N-亚硝基八角枫碱(NAB)。不认为烟草特有的亚硝胺以显著数量存在于生长中的烟草植物或新鲜切割的烟草(绿烟草)中，但是可以在干制工艺过程中形成。除了在绿叶的干制工艺过程中形成烟草特有的亚硝胺以外，烟草特有的亚硝胺也可以在用于制备水性烟草浆的工艺(诸如用于制备重构烟草的工艺)中形成。
在减少烟草特有的亚硝胺的尝试中，已经提出了烟草植物或收获的烟叶的不同处理，包括辐射处理、化学处理和萃取。MacKown等人(1988)J.Agric.FoodChem.36,1031-1035已经提出了用于减少烟草特有的亚硝胺的其它方法。这些方法涉及使用灭菌、微生物抑制剂、碱(用于增加pH)或抗坏血酸(用于减少在重构烟草片的生产过程中烟草特有的亚硝胺的积累)的处理。WO2012160133描述了通过增加其pH而降低烟草匀浆物中的烟草特有的亚硝胺的水平的方法，特别是当用升高的亚硝酸盐水平建立升高的亚硝胺水平时。
与设法降低烟草中的一种或多种烟草特有的亚硝胺的水平有关的一个问题是，晾干的烟草中的一些亚硝胺(包括NNK)以基质结合的形式存在。例如，白肋烟草基网(baseweb)(即水提取的白肋烟草纤维)的烟气含有在原始烟草的烟气中发现的NNK的70％，而NNN和NAT水平降低了超过95％(Haut,S.A.,Lambert,E.A.,1988,TheDeterminationofTSNAinFillersfromtheCrossedSoluble/BasewebStudy.LegacyTobaccoDocumentsLibrary)。基质结合的NNK可以用0.1NKOH溶液从经水洗涤的白肋烟草填充物中提取。该碱性处理也会降低烟气中的NNK水平(Keene,C.K.,1992,TheEffectofBaseDigestiononTSNAinExtractables-DepletedFillers.LegacyTobaccoDocuments)。但是，所述处理可以将毒理学上有关的化合物引入烟草中，并显著地恶化烟草的质量。使用pH中性水性提取方法，不可以容易地溶解基质结合的形式。
仍然需要有效的且有成本效益的用于减少烟草特有的亚硝胺(特别是那些烟草特有的亚硝胺，包括NNK)的方法，所述亚硝胺在烟草的加工过程中形成且处于基质结合的形式。
发明内容
本发明至少部分地基于以下惊人发现：通过将烟草和源自烟草的材料加热至100℃以上的温度，可以释放烟草特有的亚硝胺，包括基质结合的烟草特有的亚硝胺，适当地，基质结合的NNK。通常，在有液体(诸如水或蒸汽)存在下执行加热步骤。在某些实施方案中，排它地使用水，例如，呈蒸汽形式的加热的水。通过洗涤可以容易地除去释放的基质结合的一种或多种烟草特有的亚硝胺，包括基质结合的NNK，所述洗涤可以产生具有比未处理的起始原料更低的一种或多种烟草特有的亚硝胺含量、浓度或量的烟草材料。它还可以产生这样的烟草材料：与未处理的起始原料相比，所述烟草材料产生更低的气溶胶(包括烟气)中的烟草特有的亚硝胺浓度。因此，在加热后释放的相同的基质结合的NNK也在吸烟过程中转移至气溶胶。有利地，该方法可以应用于许多类型的不同烟草材料，且特别是具有高烟草特有的亚硝胺值的烟草材料。具体地，所述方法可以应用于高烟草特有的亚硝胺、低值材料，包括在某些烟草工艺中使用的茎或纤维。与在100℃以下的温度利用水或有机溶剂的其它方法相比，提议的方法可以除去与烟草的不溶性聚合物基质结合的烟草特有的亚硝胺。还有利的是，所述方法在某些实施方案中可以在不使用任何添加剂的情况下进行，并由此不会将任何另外的毒理学上有关的化合物引入烟草中。本公开内容的一个一般目的是，基本上消除、降低或减少烟草中的一种或多种亚硝胺(包括NNK)的含量，所述烟草意图用于通过其它装置吸烟或消费。另一个一般目的是减少烟草产品(包括香烟、雪茄、嚼烟、鼻烟和含烟草的口香糖和锭剂)的致癌潜力。另一个一般目的是基本上消除、降低或减少烟草产品中的烟草特异性的亚硝胺(包括NNK)的量。另一个一般目的是减少完全干制的烟草中的一种或多种烟草特异性的亚硝胺的含量。另一个一般目的是减少气溶胶(包括烟气)中的一种或多种烟草特异性的亚硝胺的含量。本公开内容的另一个目的是减少人中的一种或多种烟草特有的亚硝胺(包括NNK)及其代谢物的含量，所述人如下抽吸、消费或以其它方式摄入某些形式的烟草：提供适合用于人消费的烟草产品，所述烟草产品含有大幅减少的数量的一种或多种烟草特异性的亚硝胺，由此降低这样的产品的致癌潜力。
在第一方面，提供了减少烟草材料中至少基质结合的NNK的量的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草产品包含至少基质结合的NNK；(b)任选地测量所述烟草材料中至少基质结合的NNK的水平；(c)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度或大于约110摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放基质结合的NNK的至少一部分；(d)在步骤(c)以后，任选地测量所述烟草材料中至少基质结合的NNK的水平；(e)任选地对比在步骤(b)和(d)中得到的基质结合的NNK的水平；和(f)鉴别这样的烟草材料，在所述烟草产品中至少基质结合的NNK已经从烟草材料释放或除去。
在一个实施方案中，所述方法包括以下其它步骤：在步骤(c)之前用第一水性溶液或溶剂洗涤所述烟草材料，和在步骤(c)之后用第二水性溶液或溶剂洗涤所述烟草材料。
在一个实施方案中，在步骤(c)之前使在步骤(a)中提供的烟草材料与所述第一水性溶液或溶剂接触。
在一个实施方案中，通过用第二水性溶液或溶剂洗涤一次或多次，从样品除去基质结合的NNK。
在一个实施方案中，所述第一水性溶液或溶剂和/或第二水性溶液或溶剂是相同的或不同的。
在一个实施方案中，所述方法可以在步骤(a)和(b)之间包括以下其它步骤：将所述烟草材料与所述第一水性溶液或溶剂组合。这可以形成混合物。
在一个实施方案中，使在步骤(a)中加热的烟草材料与水性溶液或溶剂接触。例如，烟草材料可以是被润湿的或湿的。例如，烟草材料可以呈至少5％(w/v)水性混合物(诸如溶液或混悬液)的形式。
在一个实施方案中，步骤(b)包括加热含有烟草材料的水性混合物。在一个实施方案中，NNK的至少一部分最初结合至烟草材料中的不溶性烟草基质，且加热步骤(b)从不溶性烟草基质释放NNK的至少一部分。
在一个实施方案中，所述方法包括以下其它步骤：(c)从所述烟草材料除去释放的NNK的至少一部分。在一个实施方案中，通过用第二水性溶液或溶剂洗涤一次或多次，从样品释放NNK。
在一个实施方案中，在使用之前，使在步骤(a)中提供的烟草材料与第一水性溶液或溶剂接触。
在一个实施方案中，所述水性溶液是溶剂。
在一个实施方案中，所述烟草材料选自烟草叶和/或烟草茎和/或烟草尘和/或烟草叶初生薄片条或它们中的两种或更多种的组合。
在一个实施方案中，在有水或从水产生的蒸汽存在下加热所述烟草材料。
在另一个实施方案中，在有水、蒸汽或水和蒸汽二者存在下加热所述烟草材料。
在另一个实施方案中，在有水和/或蒸汽存在下在压力下加热所述烟草材料。示例性的压力水平是约1至至少约40psi，约5至至少约40psi，和10至至少约40psi。
在另一个实施方案中，使用加压的饱和蒸汽加热所述烟草材料。
在另一个实施方案中，使用过热蒸汽加热所述烟草材料。
在另一个方面，提供了通过本文描述的方法得到或可得到的烟草材料。
在另一个方面，提供了(经处理的或经加工的)烟草材料，所述烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约2400ng/gNNK和至少约1000ng/g游离的NNK。
在另一个方面，提供了(经处理的或经加工的)烟草材料，在所述烟草材料中基质结合的NNK的量或浓度与未处理的或未加工的烟草材料相比低至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。
在另一个方面，提供了用于减少气溶胶中的一种或多种烟草特有的亚硝胺的量或浓度的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放所述一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；和(d)加热得自步骤(b)的烟草材料以产生气溶胶。适当地，与得自没有进行至少步骤(b)的对照烟草材料的气溶胶相比，得到的气溶胶具有更低的NNK水平。
在另一个方面，提供了用于减少气溶胶中的一种或多种烟草特有的亚硝胺的量或浓度的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；和(d)加热得自步骤(b)的烟草材料以产生气溶胶。适当地，与得自没有进行至少步骤(b)的对照烟草材料的气溶胶相比，得到的气溶胶具有更低的NNK水平。
在另一个方面，提供了通过本文描述的方法得到的或可得到的气溶胶。
在另一个方面，提供了用于生产重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)用水性溶液或溶剂洗涤得自步骤(b)的烟草材料，以从所述烟草材料释放一种或多种烟草特有的亚硝胺；(d)将得自步骤(c)的烟草材料制造成重构烟草；和(d)任选地将所述重构烟草掺入烟草产品中。
在另一个方面，提供了用于生产重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)通过使烟草纤维与可溶物分离，将所述烟草材料制造成重构烟草；(c)在有液体或蒸汽存在下将分离的纤维加热至少约30秒达到至少100摄氏度的温度，以从分离的纤维的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(d)用水性溶液或溶剂洗涤纤维；(e)将纤维和可溶物重组以形成重构烟草片；和(f)任选地将所述重构烟草掺入烟草产品中。
在另一个方面，提供了用于生产重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；和(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(d)将所述烟草材料浇铸成一个或多个片；(e)干燥所述一个或多个浇铸片；和(f)任选地将所述一个或多个片掺入烟草产品中。
在另一个方面，提供了通过本文描述的方法得到的或可得到的重构烟草。
在另一个方面，提供了用于制备用作烟草切割填充物的烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料(诸如烟草茎)，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；和(d)将所述烟草材料滚轧和切割。
在另一个方面，提供了生产包含经滚轧的烟草茎的切割填充物的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草茎，所述烟草茎包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草茎加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从烟草茎的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从烟草茎除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(d)将经处理的茎与烟草薄片、膨胀的烟草或重构烟草中的至少一类掺合；和(e)生产切割填充物。
在另一个方面，提供了通过本文描述的方法得到的或可得到的烟草切割填充物。
在另一个方面，提供了减少烟草材料中的至少基质结合的NNK的量的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含至少基质结合的NNK；(b)用第一水性溶液或溶剂洗涤烟草材料；(c)在有液体或蒸汽存在下将烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度或110摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放基质结合的NNK的至少一部分；(d)用第二水性溶液洗涤得自步骤(c)的烟草材料；和(e)从烟草材料除去或释放至少基质结合的NNK。上面讨论的每个实施方案都被公开为本发明的多个方面中的每一个的实施方案。预见到一个或多个实施方案的组合。
附图说明
图1显示了选择的烟草样品中的游离的和基质结合的NNK浓度。
图2显示了根据本公开内容的实施方案之一通过高压灭菌从经水洗涤的白肋烟草茎释放的NNK。
图3显示了根据本公开内容的实施方案之一通过高压灭菌从3R4F填充物释放的NNK。
图4显示了根据本公开内容的实施方案之一高压灭菌和洗涤对白肋烟草茎中的游离的和结合的NNK的影响。
图5显示了如使用填充了玻璃绒的巴氏吸管尖部中的热电偶和试验的烟草材料所确定的，在递增温度下NNK、NNN和烟碱从经洗涤的白肋烟草茎或经洗涤的-高压灭菌的-经洗涤的白肋烟草茎的释放。
具体实施方式
定义
在本申请的范围内使用的技术术语和表达通常被赋予在植物和分子生物学的相关领域中经常应用于它们的含义。所有以下术语定义适用于本申请的整个内容。词语“包含/包括”不排除其它元件或步骤，且不定冠词“一个”或“一种”不排除多个/多种。单个步骤可以完成在权利要求中列出的几个特征的功能。关于属性或值的术语“基本上”、“约”、“大约”等各自也特别地限定刚好该属性或刚好该值。关于给定的数字值或范围的术语”约”表示在给定的值或范围的20％内、10％内或5％内的值或范围。
本文中使用的术语“减少”、“减小”、“抑制”或“遏制”包括数量的至少约5％、至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约98％、至少约99％或直到100％的减少。
本文中使用的术语“至少一部分”包括数量的至少约5％、至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约98％或至少约99％。
术语“烟草材料”表示烟草植物的任何部分或不同烟草植物的混合物，且包括但不限于烟草散叶、烟草绿散叶、烟草茎、在烟草加工过程中产生的烟草尘和烟草叶初生薄片条和它们的组合。所述烟草材料可以具有经加工的烟草部分或块的形式、呈基本上天然的薄片或茎形式的干制的和老化的烟草、烟草提取物或前述物质的混合物，例如，将提取的烟草浆与造粒的干制的和老化的天然烟草薄片组合的混合物。所述烟草材料可以呈固体形式、呈液体形式、呈半固体形式等。所述烟草材料可以呈已经进行匀浆化(包括、但不限于切割和碾磨)的烟草匀浆物的形式。所述烟草匀浆物可以从完整烟草植物制备，或从已经进行匀浆化的植物组分的混合物(诸如茎和叶的混合物)制备。所述烟草材料可以呈烟草浆的形式，包括烟草材料或烟草匀浆物在水性溶液或溶剂中的混悬液。所述浆可以是5％(w/v)、10％(w/v)、15％(w/v)、20％(w/v)或25％(w/v)或更高的烟草在水性溶液或溶剂中的混合物。
术语“烟草产品”包括吸烟制品或可抽吸的制品以及无烟烟草产品。
本文中使用的术语“游离的亚硝胺”或其语法变体表示在烟草的提取物中计算的亚硝胺浓度。
本文中使用的术语“总亚硝胺”或其语法变体表示在对提取混合物进行本文所述的方法(例如，通过加热至约130℃保持约4小时)以后计算的亚硝胺浓度。
本文中使用的术语“结合的亚硝胺”或“基质结合的亚硝胺”或其语法变体代表“总亚硝胺”和“游离的亚硝胺”浓度之间的差异。
本发明可应用于预期用于人消费的、收获的烟草的处理。一般而言，所述方法可以应用于包含一种或多种烟草特有的亚硝胺(包括NNK)的任何形式的烟草材料。适当地，一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分结合至不溶性烟草基质。适当地，NNK的至少一部分结合至不溶性烟草基质。用于测量游离的一种或多种亚硝胺和结合至不溶性烟草基质的一种或多种亚硝胺的方法是本领域众所周知的且在本文描述。简而言之，提取烟草样品的等分试样，并使用超高效液相色谱法-串联质谱法(UPLC-MS/MS)分析其中的亚硝胺含量。通常，将一种或多种与要定量的亚硝胺对应的标准品掺入烟草样品的等分试样中。从提取物计算的样品浓度对应于样品中的“游离的NNK”浓度。用本文所述的方法处理提取混合物(例如，通过加热至约130℃保持约4小时)以后，再次通过UPLC-MS/MS测量亚硝胺浓度。从这些值，可以计算样品中的“总NNK”浓度。“结合的NNK”浓度是“总NNK”和“游离的NNK”浓度之间的差异。已经对烟草进行了许多研究，特别是关于烟草特异性的亚硝胺。新鲜收获的烟叶被称作“绿烟草”，且认为不含有已知的致癌原，但是绿烟草不适合用于人消费。干制绿烟草的方法取决于收获的烟草的类型。例如，弗吉尼亚烟烤(淡色(bright))烟草通常是烟道烘烤的，而白肋烟草和某些深色品系经常是晾干的。与风干一至两个月相比，烟草的烟道烘烤通常在五至七天的时段内进行。许多重大的化学和生化变化在干制工艺过程中开始，且持续贯穿叶干燥的早期阶段。烟草从它的黄色至棕色的颜色转变通常导致亚硝胺的形成和大量积累，以及增加的微生物含量。形成烟草特异性的亚硝胺的确切机制不明，但是据信会被微生物活性增强，在干制工艺过程中在亚硝酸盐的产生中涉及微生物硝酸还原酶。
根据一个实施方案，本发明提供了用于降低烟草材料中的一种或多种烟草特有的亚硝胺的水平、量或浓度的方法。根据另一个实施方案，本发明提供了用于降低烟草材料中的至少NNK的水平、量或浓度的方法。根据一个实施方案，本发明提供了用于降低烟草材料中的一种或多种烟草特有的亚硝胺(诸如NNK，其结合至不溶性基质)的水平、量或浓度的方法。
在一个方面，提供了减少烟草材料中的一种或多种烟草特有的亚硝胺的量的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)任选地将所述烟草材料与第一水性溶液或溶剂组合(例如，混合)；和(c)在有液体或蒸汽存在下将烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度或101摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分。在一个实施方案中，在步骤(c)中加热的烟草材料是被润湿的或湿的。例如，所述烟草材料可以呈至少5％(w/v)混合物的形式。在一个实施方案中，步骤(c)包括加热得自步骤(b)的含有烟草材料的混合物。通过一个或多个洗涤步骤，从烟草材料释放出释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分。所述方法可以减少烟草材料中的一种或多种烟草特有的亚硝胺的总量。如以上所讨论的，烟草特有的亚硝胺包括4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基烟碱(NNN)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)和N-亚硝基八角枫碱(NAB)。所述方法可以减少烟草材料中的至少NNK的总量。所述方法可以减少烟草材料中结合至不溶性基质的一种或多种烟草特有的亚硝胺的总量。所述方法可以减少烟草材料中结合至不溶性基质的至少NNK的总量。
在一个实施方案中，所述烟草材料可以用于制备重构烟草，诸如重构烟草(叶)片。这些片是可以用再循环的烟草碎料、烟草茎和“等级烟草”制成的纸样材料，所述”等级烟草”由在烟草加工的任何阶段收集的通常小于30目大小的烟草颗粒组成。所述重构烟草可以如下制备：提取烟草副产物中的可溶性化学物质，将得自提取的残余烟草纤维加工成纸，然后将呈浓缩形式的提取的材料重新施加于纸上。
因而，在一个方面，提供了用于生产重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(d)将得自步骤(c)的烟草材料制造成重构烟草；和(e)任选地将所述重构烟草掺入烟草产品中。
在另一个方面，提供了用于生产重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)任选地将所述烟草材料与所述第一水性溶液或溶剂组合；(c)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(d)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(e)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(f)将所述烟草材料浇铸成一个或多个片；(g)干燥所述一个或多个浇铸片；和(h)任选地将所述一个或多个片掺入烟草产品中。
在一个实施方案中，所述烟草材料包含干制的烟草材料，或由干制的烟草材料组成，或基本上由干制的烟草材料组成。干制烟叶(特别是绿烟叶)的方法是本领域技术人员众所周知的，并且包括、但不限于风干、火烤、烟道烘烤和太阳晒。干制烟草材料的方法取决于收获的烟草的类型。例如，弗吉尼亚烟烤(淡色)烟草通常是烟道烘烤的，白肋烟草和某些深色品系经常是晾干的，且烟斗烟草、嚼烟和鼻烟经常是火烤的。尽管可以使用得自任何类型的烟草的烟草材料，某些类型的烟草是优选的。特别优选的烟草材料选自烟道烘烤的烟草、土耳其烟草、白肋烟草、弗吉尼亚烟草、马里兰烟草、香料烟草或它们中的两种或更多种的任意组合。烟草材料的形状没有限制。它可以呈匀浆化的烟草材料的形式。它可以呈经研磨的烟草材料的形式。它甚至可以呈精细粉碎的烟草材料的形式。精细粉碎的烟草材料通常具有约30-600微米的颗粒尺寸。精细粉碎的烟草材料可以得自已知的用于将烟草产品制造为这些方法的非主要副产物的任何方法，或可以通过其它尺寸减小方法(诸如碾磨技术，包括撞击碾磨和滚轧碾磨)得到。烟草匀浆物(诸如但不限于干制的烟草匀浆物)可以使用本领域已知的多种方法从烟草材料制备，例如，烟草可以呈撕碎的、研磨的、造粒的、细微粒或粉末形式。烟草可以以部分或块的形式使用，所述部分或块的平均颗粒尺寸小于在所谓的”细切的”烟草产品中使用的撕碎的烟草的部分或块的平均颗粒尺寸。如果将烟草形成为非常精细粉碎的烟草颗粒或块，那么可以使它们的尺寸形成为穿过约18Tyler目、约20Tyler目、约50Tyler目、约60Tyler目、约100Tyler目、或约200Tyler目或更大的筛子。如果需要的话，可以将不同大小的烟草匀浆物混合到一起。适当地，使用用于碾磨、研磨等的设备和技术，将烟草匀浆物研磨或粉末化成粉末类型的形式。适当地，在使用设备(诸如锤式研磨机、刀盘、气控研磨机等)碾磨或研磨的过程中，烟草是相对干燥的形式。例如，当烟草部分或块的含水量是小于约15重量％至小于约5重量％时，可以将其碾磨或研磨。可以用烟叶的某些部分(诸如薄片和茎)或用烟草茎、烟叶和烟草尘形成烟草材料。
在使用之前，可以任选地将烟草材料用第一水性溶液或溶剂预洗涤或与第一水性溶液或溶剂接触。在某些实施方案中，所述第一水性溶液是包含水的无毒水性溶液。在某些实施方案中，所述第一水性溶液排它地是水。在某些实施方案中，所述第一水性溶液是缓冲液或含有缓冲液的无毒水性溶液。如果使用缓冲液，那么它将通常是在合乎需要的pH-诸如至少约pH5.0、pH6.0或pH7.0或更高。当与烟草材料组合或混合时，第一水性溶液或溶剂可以是，例如，5％(w/v)、10％(w/v)、15％(w/v)、20％(w/v)、25％(w/v)、30％(w/v)、35％(w/v)、40％(w/v)或45％(w/v)或更高的混合物。在某些实施方案中，使用烟草材料:水性溶液或溶剂比例为1:5或1:10的混合物。在某些实施方案中，所述预洗涤步骤在约室温下进行至少约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、90、120、150或180分钟或更久。在某些实施方案中，所述预洗涤步骤在约室温或高于或低于室温的温度(诸如约20摄氏度、约30摄氏度、约40摄氏度、约50摄氏度、约60摄氏度、约80摄氏度或约90摄氏度或更高)下进行。在某些实施方案中，所述预洗涤步骤可以在有物理搅拌和/或更严谨的洗涤条件(诸如更高的温度和/或剧烈物理搅拌)存在下进行。认为更严谨的洗涤条件会进一步减少总的烟草特有的亚硝胺含量。
可以将烟草材料与水性溶液或溶剂组合以形成混合物。所述水性溶液或溶剂可以与在预洗涤或接触步骤中使用的第一水性溶液或溶剂相同或不同。可以使用烟草材料来形成烟草浆或干制的烟草浆。通过将烟草材料(包括匀浆化的或研磨的烟草材料)与水性溶液或溶剂混合，可以制备烟草浆。水性溶液或溶剂的确切类型或性质没有限制，尽管本发明的一个优点是，所述水性溶液或溶剂不会将任何另外的毒理学上有关的化合物引入烟草中。因而，所述水性溶液或溶剂在处理方法中所用的浓度下通常对人健康是无毒的。在某些实施方案中，所述水性溶液是含有水的无毒水性溶液。在某些实施方案中，所述水性溶液是缓冲液或含有缓冲液的无毒水性溶液。如果使用缓冲液，那么它将是在合乎需要的pH-诸如至少约pH6.0或pH7.0或更高。当与烟草材料组合时，水性溶液或溶剂可以是，例如，5％(w/v)、10％(w/v)、15％(w/v)、20％(w/v)、25％(w/v)、30％(w/v)、35％(w/v)、40％(w/v)或45％(w/v)或更高的混合物。
在所述方法的另一个步骤中，可以将烟草材料加热至少约10秒、20秒、30秒、40秒、50秒或1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、40、45、50、60分钟或2、3、4、5、6、7或8或更多小时达到大于约100摄氏度的温度，以从不溶性烟草基质释放NNK的至少一部分进入烟草材料中。通常，所述加热步骤在有液体存在下进行，所述液体可以在大于约100摄氏度的温度下变成蒸汽，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分。适当地，被加热的烟草材料在加热之前是被润湿的或湿的。例如，所述烟草材料可以呈至少5％(w/v)混合物的形式。适当地，所述烟草材料是呈本文描述的混合物的形式，且将该混合物加热至少约10秒、20秒、30秒、40秒、50秒或1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、40、45、50、60分钟或2、3、4、5、6、7或8或更多小时或更久达到如本文中所述的大于约100摄氏度的温度或达到如本文中所述的大于约200摄氏度的温度，以从不溶性烟草基质释放NNK的至少一部分进入烟草材料中。可以将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约10秒、20秒、30秒、40秒、50秒或1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、40、45、50、60分钟或2、3、4、5、6、7或8或更多小时达到大于约100摄氏度的温度，以从不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺(诸如NNK)的至少一部分进入烟草材料中。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约1分钟达到大于约100摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约5分钟达到大于约100摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约10分钟达到大于约100摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约20分钟达到大于约100摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30分钟达到大于约100摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约45分钟达到大于约100摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约60分钟达到大于约100摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约90分钟达到大于约100摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约120分钟达到大于约100摄氏度的温度。
将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以大于或等于约101、102、103、104、105、106、107、108、109或110摄氏度。将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以大于或等于约115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195或200摄氏度。将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在温度范围内。作为例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约101-200摄氏度、约101-190摄氏度、约101-180摄氏度、约101-170摄氏度、约101-160摄氏度、约101-150摄氏度、约101-140摄氏度、约101-130摄氏度、约101-120摄氏度或约101-110摄氏度、约101-120摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约110-200摄氏度、约120-200摄氏度、约130-200摄氏度、约140-200摄氏度、约150-200摄氏度、约160-200摄氏度、约170-200摄氏度、约180-200摄氏度或约190-200摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约110-190摄氏度、约120-190摄氏度、约130-190摄氏度、约140-190摄氏度、约150-190摄氏度、约160-190摄氏度、约170-190摄氏度、或约180-190摄氏度或约190-200摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约110-180摄氏度、约120-180摄氏度、约130-180摄氏度、约140-180摄氏度、约150-180摄氏度、约160-180摄氏度、或约170-180摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约110-170摄氏度、约120-170摄氏度、约130-170摄氏度、约140-170摄氏度、约150-170摄氏度或约160-170摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约110-160摄氏度、约120-160摄氏度、约130-160摄氏度、约140-160摄氏度或约150-160摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约110-150摄氏度、约120-150摄氏度、约130-150摄氏度、或约140-150摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约110-140摄氏度、约120-140摄氏度或约130-140摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约110-130摄氏度、约110-120摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约101-140摄氏度、约105-140摄氏度、约110-140摄氏度、约115-140摄氏度、约120-140摄氏度、约125-140摄氏度、约130-140摄氏度或约135-140摄氏度的范围内。作为其它例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约101-130摄氏度、约105-130摄氏度、约110-130摄氏度、约115-130摄氏度、约120-130摄氏度或约125-130摄氏度的范围内。
在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30秒达到至少约110摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约1分钟达到至少约110摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约5分钟达到至少约110摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约10分钟达到至少约110摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约15分钟达到至少约110摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约20分钟达到至少约110摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30分钟达到至少约110摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约60分钟达到至少约110摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30秒达到至少约120摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约20分钟达到至少约120摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30分钟达到至少约120摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约60分钟达到至少约120摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30秒达到至少约130摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约20分钟达到至少约130摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30分钟达到至少约130摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约60分钟达到至少约130摄氏度的温度。
在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以大于或等于约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度。将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在温度范围内。作为例子，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约200-300摄氏度、约200-290摄氏度、约200-280摄氏度、约200-270摄氏度、约200-260摄氏度、约200-250摄氏度的范围内。
在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约20秒达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30秒达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约40秒达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约1分钟达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约5分钟达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约10分钟达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约15分钟达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约20分钟达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约30分钟达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。在某些实施方案中，将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热至少约60分钟达到至少约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300摄氏度的温度。将烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物加热达到的温度可以是在约200-300摄氏度、约200-290摄氏度、约200-280摄氏度、约200-270摄氏度、约200-260摄氏度、约200-250摄氏度、约200-240摄氏度、约200-230摄氏度、约200-220摄氏度或约200-210摄氏度的范围内。
在本公开内容的方法中，通常在有水和/或蒸汽存在下加热烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物。在本公开内容的方法中，通常排它地在有水存在下和/或排它地在有蒸汽存在下，加热烟草材料、被润湿的或湿的烟草材料或包含烟草材料的混合物。理想地，如果使用单独的蒸汽，那么所述烟草材料是呈被润湿的或湿的烟草材料的形式或呈混合物的形式。所述加热步骤可以在压力下进行，这可以造成液体的沸点增加。在一个实施方案中，在使烟草材料经受蒸汽(包括加压的蒸汽)的条件下进行所述加热步骤。在另一个实施方案中，在封闭(contained)的体积或容器中使烟草材料经受加压的蒸汽。在本文中讨论了示例性的压力水平。可以使用加压的饱和蒸汽。饱和蒸汽是在相同压力下与加热的水得到平衡的蒸汽。可以在高压釜中制备和使用加压的饱和蒸汽。如技术人员充分理解地，高压釜通过用压力增加密封外壳中的温度而工作。引入水来帮助热量的穿透，因为水比干燥空气更有效地传递热量。通常，需要在一段时间内将温度增加至约121摄氏度或更高。压力增加有助于使蒸汽的温度增加到它的闪点(蒸发点)以上。还可以使用过热蒸汽形式的蒸汽。过热蒸汽是这样的蒸汽：在进行温度测量时的绝对压力下，所述蒸汽的温度高于它的蒸发(沸腾)点。通过使用过热蒸汽干燥器，可以实现过热蒸汽的使用。
在加热和任选的压力步骤以后，可以任选地在后洗涤步骤中用第二水性溶液或溶剂洗涤烟草材料。所述第二水性溶液或溶剂可以与在预洗涤步骤中使用的第一水性溶液或溶剂相同或不同，和/或与在加热/压力步骤中使用的液体相同或不同。在某些实施方案中，所述第二水性溶液是含有水的无毒水性溶液。在某些实施方案中，所述第二水性溶液是缓冲液或含有缓冲液的无毒水性溶液。如果使用缓冲液，那么它将是在合乎需要的pH-诸如至少约pH6.0或pH7.0或更高。当与烟草材料组合时，第二水性溶液或溶剂可以是，例如，5％(w/v)、10％(w/v)、15％(w/v)、20％(w/v)、25％(w/v)、30％(w/v)、35％(w/v)、40％(w/v)或45％(w/v)或更多的混合物。在某些实施方案中，使用烟草材料:水性溶液或溶剂比例为1:5或1:10的混合物。在某些实施方案中，所述后洗涤步骤在室温下进行至少约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、90、120、150或180分钟或更久。在某些实施方案中，所述后洗涤步骤在约室温或甚至高温(诸如约20摄氏度、约30摄氏度、约40摄氏度、约50摄氏度、约60摄氏度、约80摄氏度或约90摄氏度或更高)下进行。在某些实施方案中，所述后洗涤步骤可以在有物理搅拌和/或更严谨的洗涤条件存在下进行。认为更严谨的洗涤条件(诸如更高的温度和/或剧烈的物理搅拌)可以进一步减少总的烟草特有的亚硝胺含量。
在另一个任选的步骤中，将使用本文所述的方法得到的或可得到的经加工的或经处理的烟草材料干燥。用于干燥烟草材料的合适条件是本领域众所周知的，且包括，例如，约50摄氏度的温度持续约17小时。
在该过程的任何阶段，可以测量烟草特有的亚硝胺含量，诸如至少NNK含量。在一个实施方案中，在所述过程开始时和/或在所述过程结束时，测量一种或多种烟草特有的亚硝胺。在另一个实施方案中，在所述过程结束时测量一种或多种烟草特有的亚硝胺，以检查烟草特有的亚硝胺含量以所需的量或浓度存在。在另一个实施方案中，在加热步骤之前，然后在加热步骤之后，测量一种或多种烟草特有的亚硝胺。因而，本文所述的方法可以包括测量本文描述的一种或多种烟草特有的亚硝胺的另一个任选步骤。所述方法可以包括测量处于它们的游离和/或结合形式的一种或多种烟草特有的亚硝胺的步骤。在一个实施方案中，至少测量NNK的水平或量。可以在烟草材料中、在烟草原料中或在烟草匀浆物等中测量这些化合物的水平。在使用本文所述的方法处理之后，可以测量这些一种或多种化合物的水平。在使用本文所述的方法处理之前、在使用本文所述的方法处理过程中或在使用本文所述的方法处理结束时，可以测量这些一种或多种化合物的水平。甚至在使用本文所述的方法处理过程中，可以间歇地测量这些化合物的水平。可以将所述水平与例如没有进行本文所述的方法的对照烟草材料进行对比。因而，测量步骤可以任选地伴有对比步骤，以对比烟草中的一种或多种亚硝胺水平。本领域已知的多种方法可以用于测量烟草特有的亚硝胺，诸如液相色谱法，包括超高效液相色谱法和质谱法，包括本领域广泛已知的串联质谱法。在一个实施方案中，使用超高效液相色谱法-串联质谱法(UPLC-MS/MS)。
在另一个方面，提供了减少烟草材料中与不溶性烟草基质结合的一种或多种烟草特有的亚硝胺的量的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含与不溶性烟草基质结合的一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)任选地将所述烟草材料与第一水性溶液或溶剂组合；和(c)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；和(d)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分。在一个实施方案中，在步骤(c)中加热的烟草材料在加热之前是被润湿的或湿的。例如，所述烟草材料可以呈至少5％(w/v)混合物的形式。在一个实施方案中，步骤(c)包括加热得自步骤(b)的含有烟草材料的水性溶液或溶剂。在另一个方面，提供了减少烟草材料中与不溶性烟草基质结合的NNK的量的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含与不溶性烟草基质结合的NNK；(b)任选地将所述烟草材料与第一水性溶液或溶剂组合；和(c)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；和(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分。在一个实施方案中，在步骤(c)中加热的烟草材料在加热之前是被润湿的或湿的。例如，所述烟草材料可以呈至少5％(w/v)混合物的形式。在一个实施方案中，步骤(c)包括加热得自步骤(b)的含有烟草材料的混合物。
在某些实施方案中，烟草特有的亚硝胺(例如NNK)释放的最大速率发生在加热烟草材料的30-60分钟内。在某些实施方案中，在加热烟草材料的约30-60分钟内释放至少约10,000ng/gNNK，或在加热烟草材料的约30-60分钟内释放至少约13,000ng/gNNK。在某些实施方案中，释放速率在更高的温度下增加。例如，可以在130摄氏度下在加热烟草材料的约30-60分钟内释放约10,000ng/gNNK，而可以在140摄氏度下在加热烟草材料的约30-60分钟内释放约13,000ng/gNNK。NNK释放的量可以在约130摄氏度下持续超过约4小时，且在约140摄氏度下持续超过约8小时。
可以观察到温度依赖性的总NNK(也就是说，游离的和结合的NNK)的减少。例如，在约110摄氏度下约1小时以后，烟草材料中的总NNK含量可以是约3400ng/g。在120摄氏度下约1小时以后，总NNK含量可以是约2900ng/g。在130摄氏度下约1小时以后，总NNK含量可以是约2600ng/g。
可以观察到温度依赖性的基质结合的NNK的减少。在110摄氏度下约1小时以后，基质结合的NNK含量可以是约2480ng/g。在120摄氏度下约1小时以后，基质结合的NNK含量可以是约1520ng/g。在130摄氏度下约1小时以后，基质结合的NNK含量可以是约810ng/g。
烟草材料可以包含添加剂，所述添加剂包括、但不限于下述组分中的一种或多种以及它们的组合：调味剂、有机填充物和无机填充物(例如，细粒、已加工细粒、疏松细粒、麦芽糊精、右旋糖、碳酸钙、磷酸钙、玉米淀粉、乳糖、甘露醇、木糖醇、山梨醇、精细粉碎的纤维素等)、粘合剂(例如，聚维酮、羧甲纤维素钠和其它改性的纤维质类型的粘合剂、海藻酸钠、黄原胶、基于淀粉的粘合剂、阿拉伯树胶、卵磷脂等)、着色剂(例如，染料和颜料，包括焦糖色和二氧化钛等)、保湿剂(例如，甘油、丙二醇等)、口腔护理添加剂、防腐剂(例如，山梨酸钾等)、糖浆(例如，蜂蜜、高果糖玉米糖浆等，用作调味剂)和崩解助剂(例如，微晶纤维素、交联羧甲纤维素钠、交聚维酮、淀粉羟乙酸钠、预胶凝化玉米淀粉等)。这样的添加剂是本领域技术人员已知的，且可以以本领域已知的量和形式存在。
不受任何特定理论约束，除了它们在干制过程中形成以外，烟草特有的亚硝胺被理解为在烟草的加工过程中形成。因此，本文所述的方法可以特别有效地减少在烟草产品(包括从其中可能积累高烟草特有的亚硝胺水平的干制烟草或烟草浆制备的烟草产品)中产生的一种或多种烟草特有的亚硝胺(诸如NNK)的水平、量或浓度。如本文所讨论的，本文所述的方法可以特别适合用于制备重构烟草。
在另一个方面，提供了(经加工的或经处理的)烟草材料，所述烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约2400ng/gNNK和至少约900ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约2480ng/gNNK和至少约930ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约2481ng/gNNK和至少约934ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约1550ng/gNNK和至少约1300ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约1520ng/gNNK和至少约1390ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约1520ng/gNNK和至少约1397ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约810ng/gNNK和至少约1800ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约809ng/gNNK和至少约1850ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的小于约809ng/gNNK和至少约1859或1860ng/g游离的NNK。
在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的约2500ng/gNNK至800ng/gNNK和约900ng/g至1900ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的约2480ng/gNNK至810ng/gNNK和约930ng/g至1860ng/g游离的NNK。在某些实施方案中，所述(经加工的或经处理的)烟草材料包含在不溶性烟草基质中的约2481ng/gNNK至809ng/gNNK和约934ng/g至1859ng/g游离的NNK。
通过本文所述的方法得到的或可得到的烟草材料可以掺入多种可消费的产品(诸如烟草产品)中。本文还描述了从通过本文所述的方法得到的或可得到的烟草材料形成的烟草产品。本公开内容还包括用于制备这样的烟草产品的方法。烟草产品包括、但不限于吸烟制品或可抽吸的制品和无烟烟草产品，包括非燃烧的产品、加热的产品和产生气溶胶的产品。吸烟制品或可抽吸的制品的非限制性例子包括香烟、小雪茄、雪茄和烟斗烟草。无烟烟草产品的非限制性例子包括嚼烟、鼻烟和用在产生气溶胶的产品中的基质。无烟烟草产品可以包含任意形式的烟草，包括作为干燥的颗粒、碎片、微粒、粉末或浆，沉积在其它成分上、混合在其它成分中、被其它成分包围或以其它方式与其它成分组合，所述其它成分呈任意形式，诸如薄片、膜、突片、泡沫或珠子。可以将无烟烟草产品的液体内容物包含在装置中或包封在诸如珠子等形式中，以阻碍与水溶性包装纸的相互作用。所述包装纸可以成形为袋以部分地或完全地包封包含烟草的组合物或作为粘合剂起作用以将烟草的多个突片、珠子或薄片保持在一起。示例性的用于构造包装纸的材料包括膜组合物，其包含HPMC、CMC、果胶、海藻酸盐、普鲁兰糖和其它商业可得到的、可食用的成膜用聚合物。其它包装材料可以包括从明胶、HPMC、淀粉/角叉菜胶或其它商购可得的材料生产的预形成的胶囊。这样的包装材料可以包括烟草作为成分。不可经口崩解的包装纸可以由织造的或非织造的编织物组成，由包被的或未包被的纸组成，或由穿孔的或以其它方式具有多孔的塑料膜组成。包装纸可以包含矫味剂或着色剂。利用商业包装领域的技术人员已知的任何方法，包括诸如泡罩包装(其中小包可以用垂直成形/填充/密封包装机形成)等方法，可以将无烟产品与包装纸装配在一起。
一个方面涉及用于从烟草材料生产气溶胶的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供通过本文所述的方法得到的或可得到的烟草材料；和(b)加热所述烟草材料以产生气溶胶。另一个方面涉及用于减少气溶胶中的一种或多种烟草特有的亚硝胺(诸如NNK)的量或浓度的方法。通常，所述气溶胶是呈烟气的形式。所述方法包括以下步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；和(d)加热得自步骤(c)的烟草材料以产生气溶胶。还提供了通过本文所述的方法得到的或可得到的气溶胶。适当地，与得自没有进行至少步骤(b)的对照烟草材料的气溶胶相比，得到的气溶胶具有更低的NNK水平。通过本文所述的方法得到的或可得到的烟草材料可以形成重构烟草。通常可以以多种方式形成重构烟草。例如，在一个实施方案中，可以利用带浇铸来形成重构烟草。带浇铸通常采用精细粉碎的烟草部分和粘合剂的浆，所述浆涂布在钢带上，然后干燥。干燥以后，将片与天然烟草条掺合或撕碎并用在不同的烟草产品中，包括作为香烟填充物。用于生产重构烟草的方法的一些例子描述在US3,353,541、US3,420,241、US3,386,449、US3,760,815和US4,674,519中。还可以通过造纸方法形成重构烟草。根据该方法用于形成重构烟草的方法的一些例子描述在US3,428,053、US3,415,253、US3,561,451、US3,467,109、US3,483,874、US3,860,012、US3,847,164、US4,182,349、US5,715,844、US5,724,998；和US5,765,570。例如，使用造纸技术的重构烟草的形成可以包括以下步骤：将烟草与水混合，从其提取可溶性的成分，浓缩可溶性的成分，精制烟草，形成网，重新施加浓缩的可溶性的成分，干燥，和捶打。可以将多种成分(诸如味道或颜色处理剂)施加于网。因而，根据另一个方面，提供了制备重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)将烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度；和(c)将得自步骤(b)的烟草材料制造成重构烟草。适当地，通过带浇铸方法或造纸方法制备重构烟草。可以任选地在加热步骤之前和/或之后洗涤烟草材料。
根据另一个实施方案，可以将通过本文所述的方法得到的或可得到的烟草材料形成烟草片，诸如重构烟草片。根据该实施方案，所述方法可以包括以下步骤：(a)根据本文所述的方法得到(经处理的或经加工的)烟草材料，诸如烟草匀浆物；(b)制备烟草匀浆物的浆；(c)浇铸烟草匀浆物的浆；和(d)干燥烟草匀浆物的浆以形成重构烟草片。
根据另一个实施方案，所述方法可以包括以下步骤：(a)根据本文所述的方法得到(经处理的或经加工的)烟草材料，诸如烟草匀浆物，和制备烟草浆；(b)浇铸烟草匀浆物的浆；和(c)干燥烟草匀浆物的浆以形成烟草片。
使用本领域已知的任何浇铸或造纸方法，可以进行浇铸烟草匀浆物的浆的步骤。作为例子，浇铸方法描述在US5,724,998和US5,584,306中；造纸方法描述在US4,341,228、US5,584,306和US6,216,706中。浇铸方法通常包括：将浆浇铸在连续不锈钢带上，干燥浇铸的浆以形成重构烟草片，和取下所述片。造纸方法通常包括：将水性浆从头盒浇铸到网筛上用于形成期望的片。可以将水性浆分离成可溶性部分和纤维部分。将水从纤维部分排出，并随后将如此形成的片处理和干燥。
烟草浆可以进一步包含一种或多种粘合剂，诸如树胶和果胶。如上所述，用于制备重构烟草片的烟草浆可以进一步包含常见的添加剂，所述添加剂包括、但不限于下述组分中的一种或多种以及这些的组合：木材纤维素纤维、气溶胶形成剂、糖和矫味剂和粘合剂。上述列表的添加剂是本领域技术人员已知的，且可以以本领域已知的量和形式存在于这些水性浆中。
制备后，可以以与完整叶烟草类似的方式切割本文描述的重构烟草片，以产生适合用于香烟和其它烟草产品的烟草填充物。可以将本文描述的重构烟草片用机械指进一步撕扯(trash)或剥离成类似于天然烟草薄片条的一定大小的块，或切割成在侧边为约50-100mm的菱形块。本文描述的重构烟草片块可以与其它烟草(诸如烟道烘烤的烟草、白肋烟草、马里兰烟草、香料烟草、稀有烟草、专门烟草、膨胀的烟草等)进一步掺合。用于制造特定香烟品牌的烟草掺合物中的每类烟草的精确量随品牌而不同。参见，例如，TobaccoEncyclopaedia,Voges(编)第44-45页(1984),Browne,TheDesignofCigarettes,第3版,第43页(1990)和TobaccoProduction,ChemistryandTechnology,Davis等人(编)第346页(1999)。然后可以将整个掺合物撕碎成切割填充物并掺入烟草产品中。因此，提供了用于制备包含烟草(例如，重构烟草片)的烟草产品的方法，所述烟草具有减少量的烟草特有的亚硝胺，诸如NNK。
根据本文公开内容得到的或可得到的烟草材料还可以用在烟草切割填充物中和用在从切割填充物的烟丝条形成的吸烟制品中。常规地，用于吸烟制品的切割填充物烟草产品主要从烟草叶的薄片部分形成，所述薄片部分在捶打过程中与叶的茎部分分离。在薄片已经除去和分离以后剩余的大多数茎部分没有使用。为了增加商业上可以使用的烟草材料的量，可以将一些烟草茎与薄片一起加回到切割填充物中。为了改善用在切割填充物中的烟草茎的味道和燃烧特征，经常首先对茎进行一种或多种处理操作，所述操作可以包括本文描述的操作。可以在已经经受本公开内容的方法的烟草茎上进行滚轧步骤。可以将茎滚轧至期望的厚度，诸如约0.6mm至0.8mm的平均厚度。在随后的加工和贮存步骤中，可以使茎膨胀至约0.8mm至约1.0mm的最终厚度。滚轧以后，将茎干燥并转移至烟草生产工厂，在此处将它们切割并加入烟草切割填充物中。在某些情况下，滚轧步骤可以可替换地作为切割填充物的在线生产方法的一部分而被包括。通常，在滚轧之前烟草茎的含水量是约28％至约34％烘箱挥发物，以便防止对茎的结构的损伤。如果必要的话，在滚轧之前可以调节烟草茎，以便将含水量增加至该水平。已知的用于调节烟草茎的方法包括：使所述茎与水、蒸汽、或水和蒸汽的混合物接触。在其中在线包括滚轧步骤和使用干燥的茎的方法中，调节步骤通常进行的更久，且可能需要浸泡步骤，在浸泡步骤中在滚轧之前将茎在水中浸泡数小时。可以使用一步滚轧法滚轧烟草茎，以将茎的厚度减小至期望的平均厚度。滚轧以后，可以将茎切成0.1mm至0.2mm的切割宽度。然后任选地使用已知的茎膨胀技术使经切割滚轧的茎膨胀，然后干燥。在将茎预滚轧和干燥的情况下，通常必须在切割之前调节茎，以便使烟草茎的含水量增加回28％至34％烘箱挥发物。这会增加烟草茎的柔软性，以便限制在切割过程中茎的损伤或断裂。最后，将经切割滚轧的茎与烟草切割薄片和任何另外的烟草材料组合，以便形成具有至少5重量％的经切割滚轧的烟草茎的切割填充物。因而，在另一个方面，提供了用于制备用作烟草切割填充物的烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(d)用水性溶液或溶剂洗涤得自步骤(c)的烟草材料以从所述烟草材料释放一种或多种烟草特有的亚硝胺；和(e)将所述烟草材料滚轧和切割。还描述了处理用在烟草切割填充物中的烟草材料(诸如烟草茎)的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(d)用水性溶液或溶剂洗涤得自步骤(c)的烟草材料以从所述烟草材料释放一种或多种烟草特有的亚硝胺；(e)滚轧所述烟草材料；(f)切割所述经滚轧的烟草材料；和(g)任选地干燥所述经切割滚轧的茎。可以将经滚轧的烟草茎与烟草薄片组合，使得所述步骤在组合的烟草茎和薄片上进行。所述切割步骤可以包括将经滚轧的茎切割成约0.3mm至1.3mm的切割宽度。所述方法可以包括以下步骤：从烟草叶除去茎；将所述茎切割成约15mm至80mm的平均长度；和将所述茎滚轧成0.1mm至0.5mm的厚度。还提供了生产包含经滚轧的烟草茎的切割填充物的方法，所述方法包括：使用本文描述的方法处理烟草茎；和将经处理的茎与烟草薄片、膨胀的烟草或重构烟草中的至少一类掺合以产生切割填充物。
通过该方法得到的或可得到的烟草切割填充物可以包含至少60重量％且优选至少80重量％的烟草薄片，所述烟草薄片具有0.8mm至1.1mm(适当地，约0.9mm)的平均切割宽度和约0.2mm的平均厚度。烟草切割填充物可以包含至多95重量％的烟草薄片，所述烟草薄片具有约0.8mm至1.1mm、更适当地约0.9mm的平均切割宽度和约0.2mm的平均厚度。因此，切割填充物中的烟草薄片的颗粒具有与烟草茎的颗粒类似的尺寸。这样，烟草茎在视觉上不会不同于烟草薄片，甚至在高包含比率下。另外，可以有利地运输和有效地加工烟草茎和薄片的掺合物，而没有茎的显著沉降。适当地，经切割滚轧的烟草茎的平均切割宽度是在切割填充物内的烟草薄片的平均厚度的约0.1mm内，更适当地在约0.05mm内。可以将切割填充物掺入多种吸烟制品中。例如，可以将切割填充物用在可燃烧的吸烟制品(诸如过滤嘴香烟、小雪茄或雪茄)的烟丝条中。可替换地，可以使用切割填充物来在基于蒸馏的吸烟制品或电加热的吸烟系统中提供产生烟草气溶胶的基质。可替换地，可以将切割填充物用作自卷(roll-your-own)产品，或松烟产品，例如，用在烟斗中。
烟草材料可以源自天然存在的烟草植物、突变烟草植物、非天然存在的烟草植物或转基因的烟草植物。
烟草材料可以源自或可源自烟草植物，所述烟草植物包括烟草属的植物，烟草属的不同种，包括黄花烟草(N.rustica)和普通烟草(N.tabacum)。烟草材料可以源自烟草属种的品种，通常被称作烟道品种或浅色(bright)品种、白肋烟草品种、深色品种和香料烟草/土耳其烟草品种。在某些实施方案中，所述烟草材料源自白肋烟草、弗吉尼亚烟草、烟道烘烤的烟草、晾干的烟草、火烤的烟草、香料烟草或深色烟草植物。在某些实施方案中，所述烟草材料源自例如下述品种中的一种或多种：普通烟草AA37-1，普通烟草B13P，普通烟草Xanthi(Mitchell-Mor)，普通烟草KTD#3杂种107，普通烟草Bel-W3，普通烟草79-615，普通烟草SamsunHolmesNN，得自杂交普通烟草BU21x普通烟草HojaParado的F4，第97系，普通烟草KTRDC#2杂种49，普通烟草KTRDC#4杂种110，普通烟草白肋烟草21，普通烟草PM016，普通烟草KTRDC#5KY160SI，普通烟草KTRDC#7FCA，普通烟草KTRDC#6TN86SI，普通烟草PM021，普通烟草K149，普通烟草K326，普通烟草K346，普通烟草K358，普通烟草K394，普通烟草K399，普通烟草K730，普通烟草KY10，普通烟草KY14，普通烟草KY160，普通烟草KY17，普通烟草KY8959，普通烟草KY9，普通烟草KY907，普通烟草MD609，普通烟草McNair373，普通烟草NC2000，普通烟草PG01，普通烟草PG04，普通烟草P01，普通烟草P02，普通烟草P03，普通烟草RG11，普通烟草RG17，普通烟草RG8，普通烟草SpeightG-28，普通烟草TN86，普通烟草TN90，普通烟草VA509，普通烟草AS44，普通烟草BanketA1，普通烟草BasmaDramaB84/31，普通烟草BasmaIZichnaZP4/B，普通烟草BasmaXanthiBX2A，普通烟草Batek，普通烟草BesukiJember，普通烟草C104，普通烟草Coker319，普通烟草Coker347，普通烟草CriolloMisionero，普通烟草PM092，普通烟草Delcrest，普通烟草Djebel81，普通烟草DVH405，普通烟草GalpaoComum，普通烟草HB04P，普通烟草HicksBroadleaf，普通烟草KabakulakElassona，普通烟草PM102，普通烟草KutsageE1，普通烟草KY14xL8，普通烟草KY171，普通烟草LABU21，普通烟草McNair944，普通烟草NC2326，普通烟草NC71，普通烟草NC297，普通烟草NC3，普通烟草PVH03，普通烟草PVH09，普通烟草PVH19，普通烟草PVH2110，普通烟草RedRussian，普通烟草Samsun，普通烟草Saplak，普通烟草Simmaba，普通烟草Talgar28，普通烟草PM132，普通烟草Wislica，普通烟草Yayaldag，普通烟草NC4，普通烟草TRMadole，普通烟草PrilepHC-72，普通烟草PrilepP23，普通烟草PrilepPB156/1，普通烟草PrilepP12-2/1，普通烟草YakaJK-48，普通烟草YakaJB125/3，普通烟草TI-1068，普通烟草KDH-960，普通烟草TI-1070，普通烟草TW136，普通烟草PM204，普通烟草PM205，普通烟草Basma，普通烟草TKF4028，普通烟草L8，普通烟草TKF2002，普通烟草TN90，普通烟草GR141，普通烟草Basmaxanthi，普通烟草GR149，普通烟草GR153，和普通烟草PetitHavana。
在以下段落中阐述了本公开内容的其它方面。
1.一种减少烟草材料中一种或多种烟草特有的亚硝胺的量的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放所述一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；和(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分。
2.根据段落1所述的方法，其中所述一种或多种烟草特有的亚硝胺包含NNK，由NNK组成，或基本上由NNK组成。
3.根据段落1或段落2所述的方法，其中在步骤(b)之前使在步骤(a)中提供的烟草材料与第一水性溶液或溶剂接触。
4.根据以上段落中的任一段所述的方法，其中通过用第二水性溶液或溶剂洗涤一次或多次，从样品除去一种或多种烟草特有的亚硝胺。
5.根据段落3或段落4所述的方法，其中所述第一水性溶液或溶剂和/或第二水性溶液或溶剂是相同的或不同的。
6.根据以上段落中的任一段所述的方法，其中所述烟草材料选自烟草叶和/或烟草茎和/或烟草尘和/或烟草叶初生薄片条或它们中的两种或更多种的组合。
7.根据以上段落中的任一段所述的方法，其中在有水或从水产生的蒸汽存在下加热所述烟草材料。
8.根据以上段落中的任一段所述的方法，其中在有加压的蒸汽和/或过热蒸汽存在下在步骤(b)中加热所述烟草材料。
9.通过段落1-8中的任一段的方法得到的或可得到的烟草材料。
10.一种烟草材料，其包含在不溶性烟草基质中的小于约2400ng/gNNK和至少约900ng/g游离的NNK。
11.一种用于减少气溶胶中的一种或多种烟草特有的亚硝胺的量或浓度的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放所述一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；和(d)加热得自步骤(b)的烟草材料以产生气溶胶。
12.一种用于生产重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)将烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度；(c)用水性溶液或溶剂洗涤得自步骤(b)的烟草材料，以从所述烟草材料释放一种或多种烟草特有的亚硝胺；(d)将得自步骤(c)的烟草材料制造成重构烟草；和(e)任选地将所述重构烟草掺入烟草产品中。
13.一种用于生产重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)通过使烟草纤维与可溶物分离，将所述烟草材料制造成重构烟草；(c)在有液体或蒸汽存在下将分离的纤维加热至少约30秒达到至少100摄氏度的温度，以从分离的纤维的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(d)用水性溶液或溶剂洗涤纤维；(e)将纤维和可溶物重组以形成重构烟草片；和(f)任选地将所述重构烟草掺入烟草产品中。
14.一种用于制备用作烟草切割填充物的烟草的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供包含一种或多种烟草特有的亚硝胺的烟草材料，诸如烟草茎；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从所述烟草材料除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；和(d)将所述烟草材料滚轧和切割。
15.一种生产包含经滚轧的烟草茎的切割填充物的方法，所述方法包括下述步骤：(a)提供烟草茎，所述烟草茎包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；(b)在有液体或蒸汽存在下将所述烟草茎加热至少约30秒达到大于约100摄氏度的温度，以从烟草茎的不溶性烟草基质释放一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(c)从烟草茎除去释放的一种或多种烟草特有的亚硝胺的至少一部分；(d)将经处理的茎与烟草薄片、膨胀的烟草或重构烟草中的至少一类掺合；和(e)生产切割填充物。
提供以下实施例作为例证，而不是作为限制。除非另有说明，本发明采用分子生物学和植物生物学的常规技术和方法。
实施例
实施例1
用于分析烟草中的游离的和结合的NNK的方法
通过在大约室温下摇动约1小时，用约30mLTris-HCl缓冲液(50mM；pH7.4)提取烟草样品的等分试样(例如，约750mg)。加入内部标准品(100ng/mLNNK-d4)。使用0.2μM过滤器过滤提取物的样品(0.4mL)，并使用超高效液相色谱法-串联质谱法(UPLC-MS/MS)分析NNK含量。从这些提取物浓度计算的样品浓度对应于样品中的“游离的NNK”浓度。处理提取混合物(例如，通过加热至约130℃保持约4小时)和过滤提取物的等分试样以后，再次通过UPLC-MS/MS测量NNK浓度。从这些值，可以计算样品中的“总NNK”浓度。“结合的NNK”浓度是“总NNK”和“游离的NNK”浓度之差。
“总NNK”提取的一种替代方法包括用浓HCl酸化提取混合物(例如，3mL37％HCl加入30mL中)和在80℃下温育48小时。将酸性提取物中和，然后过滤，并通过将NaOH溶液(6N,40μL)和氢氧化镁混悬液(10％；40μL)加入320μL提取物中进行UPLC分析。
实施例2
UPLC分析
使用的柱是WatersAcquityBEHC18,1.7μm,2.1×50mm。使用的洗脱液是：(A)碳酸氢铵(10mM；用氨调至pH9.8)+2％(v/v)乙腈；(B)乙腈。使用的梯度是0min-5％B；0.5min-5％B；3.3min-18.3％B。使用的流速是0.5mL/min。使用的柱温度是50℃。
实施例3
MS/MS方法学
使用下述MRM转变，在WatersTQ波谱仪上进行该分析：NNK：208.2◇122.2；停留时间100ms；NNK-d4：212.2◇126.2；停留时间100ms；毛细管电压：0.6kV；锥电压：25V；碰撞能：11eV；源温度：120℃；去溶剂化温度：400℃；去溶剂化气流：800L/h。
实施例4
分析烟草样品中的游离的和基质结合的NNK
利用通过1NHCl提取(在80℃下保持2天)来释放基质结合的NNK的发现，使用如上所述的UPLC-MS/MS分析烟草样品中的游离的和基质结合的NNK。通过应用该方法，发现白肋烟草叶、白肋烟草茎和重构烟草中的大部分NNK以基质结合的形式存在。
如在图1中所示，在重构烟草中和在白肋烟草茎中发现了在该分析中最高的总NNK含量。总游离的NNK含量和总结合的NNK在重构烟草中和在白肋烟草茎中是最高的。
实施例5
从经水洗涤的白肋烟草茎释放基质结合的NNK
因为它对烟草的物理完整性的影响，基质结合的NNK的上述酸性(或碱性)释放通常不可以用于从预期人使用的烟草材料除去NNK。因此，需要其它方法。
将经水洗涤的白肋烟草茎在实验室高压釜中在水中加热至130℃或140℃。这会在4小时内释放大量基质结合的NNK。如在图2中可见，白肋烟草茎的NNK释放的最大速率发生在前30-60分钟内，约10,000ng/g在130摄氏度下释放，约13,000ng/g在140摄氏度下释放。NNK释放的量持续直到约4小时(在130摄氏度下)和直到约8小时(在140摄氏度下)。
对于在110℃至130℃的温度下在水中提取的3R4F实验香烟的填充物，观察到相同的总效应。观察到NNK释放速率的明显温度依赖性。如在图3中可见，快速的NNK释放速率发生在前60分钟内，约1,400ng/g、1,700ng/g和2,000ng/g分别在110摄氏度、120摄氏度和130摄氏度下释放。约60分钟以后，释放速率下降，尽管在约200分钟以后仍然观察到持续的NNK释放。
实施例6
从白肋烟草茎除去基质结合的NNK
通过对富含烟草特有的亚硝胺的白肋烟草茎施加3步洗涤/高压灭菌/洗涤操作，评估本文描述的方法用于从烟草材料除去基质结合的NNK的潜力。首先将茎在约室温下用水(1.5L，对于100g茎)洗涤约2小时；然后将湿茎高压灭菌，并再次用水洗涤约2小时。该处理以后，将材料干燥(约50℃保持约17h)，并分析游离的和基质结合的NNK含量。结果显示在表1和图4中。
如在图4中所示，观察到总NNK(＝游离的+结合的NNK)的温度依赖性的减少。在110摄氏度下1小时方法产生了约3415ng/g的总NNK含量。在120摄氏度下1小时方法产生了约2917ng/g的总NNK含量。在130摄氏度下1小时方法产生了约2668ng/g的总NNK含量。与此相比，未处理的茎中的总NNK含量是约3680ng/g。在无高压灭菌方法中，总NNK含量是约5024ng/g。
也如在图4中所示，观察到基质结合的NNK的强烈的温度依赖性的减少。在110摄氏度下1小时方法产生了约2481ng/g的基质结合的NNK含量。在120摄氏度下1小时方法产生了约1520ng/g的基质结合的NNK含量。在130摄氏度下1小时方法产生了约809ng/g的基质结合的NNK含量。与此相比，未处理的茎中的基质结合的NNK含量是约2715ng/g。在无高压灭菌方法中，基质结合的NNK含量是约4848ng/g。
也如在图4中所示，观察到游离的NNK的强烈的温度依赖性的增加。在110摄氏度下1小时方法产生了约934ng/g游离的NNK含量。在120摄氏度下1小时方法产生了约1397ng/g游离的NNK含量。在130摄氏度下1小时方法产生了约1859ng/g游离的NNK含量。与此相比，未处理的茎中的基质结合的含量是约2715ng/g。在无高压灭菌方法中，基质结合的含量是约4848ng/g。
认为与未处理的茎相比在“无高压灭菌”样品中更高的结合的NNK含量归因于在第一个洗涤步骤中水可溶物的损失，其占未处理的茎的干重的～30-40％。经高压灭菌的茎中游离的NNK的大比例指示，最后一个洗涤步骤不是穷尽性的，并且通过施加改进的洗涤方法，例如，用水/茎混合物的更强烈物理搅拌，可以实现总NNK含量的进一步减小。
实施例7
含有添加的经水洗涤的白肋烟草茎的香烟的烟气NNK分析
分析含有20％添加的经洗涤的白肋烟草茎或20％经高压灭菌的洗涤的白肋烟草茎材料(如本文中所述处理过)的香烟的烟气，以便证实在高压灭菌过程中释放的基质结合的NNK为烟气NNK做出贡献。
经洗涤的/高压灭菌的白肋烟草茎的制备：将撕碎的白肋烟草茎依次用各1200mL水(在70℃下1小时)提取3次。每次提取以后，通过真空过滤分离固体。第三次提取以后，将固体冷冻和冻干。然后，将提取的茎用MeOH/H2O(1:1；各480mL；在每个步骤以后在4000rpm离心10min)洗涤4次，用480mL水(相同条件)洗涤2次，然后再次冻干以得到47g经洗涤的白肋烟草茎(wBS)。将该wBS的一部分(20g)在水(300mL；在130℃下4小时)中高压灭菌。然后，将混合物离心(10min,4000rpm)，并将沉淀物用水(300mL)洗涤3次，在每个洗涤步骤以后离心。冷冻干燥经洗涤的材料，得到10.9g经高压灭菌的洗涤的白肋烟草茎(aBS)。
香烟制备：通过用手滚轧白肋烟草切割填充物与wBS或aBS的掺合物，制备香烟。在滚轧之前，将烟草在60-65％RH下调节1-2h。每支香烟使用700mg烟草。对于3个样品类型中的每一类，生产15支香烟：香烟A：100％白肋烟草香烟；香烟B：80％白肋烟草+20％wBS；和香烟C：80％白肋烟草+20％aBS。
烟气分析：使用HealthCanada吸烟方案，抽吸香烟；每支香烟收集15次体积为55mL的单口抽吸，且单口抽吸间隔30s。将3支香烟的烟气积累在玻璃纤维过滤器(Cambridge垫)上。每种香烟类型，抽吸15支香烟。通过在Tris-HCl缓冲液(30mL；pH7.5；含有100ng/mL的内部标准品NNK-d4和NNN-d4)中摇动，立即提取垫。然后分析提取物的NNK、NNN和烟碱。
wBS中结合的NNK含量是7082ng/g；aBS中结合的NNK含量是1594ng/g；且白肋烟草切割填充物中的烟碱水平是29.2mg/g。
在不含20％wBS或20％aBS的白肋烟草掺合物中，烟碱是5mg/香烟，NNK是245ng/香烟，且NNN是129ng/香烟。
在含有20％wBS的白肋烟草掺合物中，烟碱是4mg/香烟，NNK是701ng/香烟，且NNN是118ng/香烟。
在含有20％aBS的白肋烟草掺合物中，烟碱是5mg/香烟，NNK是390ng/香烟，且NNN是112ng/香烟。
在含有添加的经洗涤的白肋烟草茎(wBS)的香烟的烟气中，发现了NNK水平的显著增加。另外，含有aBS的香烟的烟气NNK水平显著低于含有wBS的香烟。没有观察到NNN或烟碱的显著减少。这表明，在高压灭菌后释放的相同的基质结合的NNK在吸烟过程中也转移至气溶胶。令人感兴趣的是，含有aBS的香烟递送比纯的白肋烟草香烟显著更多的烟气NNK。不希望受任何理论约束，这指示，高压灭菌方法没有释放基质结合的NNK的一部分。从wBS和aBS香烟的烟气-NNK的差异以及wBS的结合的NNK含量(通过高压釜提取来测量)，可以将结合的NNK的烟气转移产率(对于该特殊香烟设计和吸烟方案)计算为30％。由于该转移产率非常类似于烟碱的转移产率(26％)，可以得出结论，从基质结合的状态的释放不是结合的NNK的烟气递送的重大阻碍。这意味着，结合的NNK以与未结合的”游离的”预形成的NNK类似的方式对烟气NNK浓度做出贡献。
实施例8
从经洗涤的白肋烟草茎热释放NNK
将经洗涤的白肋烟草茎粉末的一些部分插入巴氏吸管的尖部中在玻璃绒的塞子之间。因而，在加热过程中蒸发的任何NNK在吸管的较冷部分处冷凝，并且可以从玻璃表面提取。
将粉末化的经洗涤的白肋烟草茎或经洗涤的白肋烟草茎(经历另外的高压灭菌和洗涤)放在巴氏吸管的尖部中在玻璃绒的塞子之间。将这些样品在热枪的喷嘴处加热35s。随后，将含有样品或冷凝液的吸管部分压碎，并将硬玻璃(glasshard)、玻璃绒和烟草粉末一起通过在Tris-HCl缓冲液(5ml；50mM；pH7.5；含有内部标准品：100ng/mL的NNK-d4和NNN-d4)中在室温下摇动1小时进行提取。将提取物的等分试样过滤，并通过LC-MS确定游离的NNK、NNN和烟碱。在高压釜(130℃保持4小时)中加热剩余的提取混合物。通过测量经高压灭菌的提取混合物的NNK含量，确定总NNK。通过将热电偶放在填充了玻璃绒的巴氏吸管的尖部中，测量在该实验方案中达到的实际温度。时间依赖性的温度测量表明，在～20s以后达到T-10℃。
结果呈现在图5中。在200℃以上的温度下观察到结合的NNK向它的游离形式的释放。加热至270℃的靶温度保持40s(这意味着样品在260℃以上～20s)会导致结合的NNK的几乎完全释放。在该温度下，小部分的NNK(～20％)被降解。通过高压灭菌和水洗从其除去了～90％的结合的NNK的材料没有显示超过从残余结合的NNK浓度预见到的浓度的游离的NNK的释放或形成。在200℃下开始也观察到烟碱和NNN的释放，但是具有与原始白肋烟草茎碎片中的含量(烟碱：8.2mg/g；NNN：13μg/g；游离的NNK：2.9μg/g)相比低得多的浓度。观察到的200-250℃的NNK释放温度提示，基质结合的NNK可以在常规香烟和新吸烟装置(在其中通过外部热源加热烟草)中为烟气NNK做出贡献。
在本文中引用的或描述的任何出版物提供了在本申请的提交日期之前公开的有关信息。本文中的陈述不应解释为承认：发明人丧失先于这样的公开的资格。在上面的说明书中提及的所有出版物通过引用并入本文。本发明的各种修改和变化对于本领域技术人员是显而易见的，且不脱离本发明的范围和精神。尽管已经结合具体优选实施方案描述了本发明，应当理解，要求保护的发明不应当不适当地限于这样的具体实施方案。实际上，细胞生物学、分子生物学和植物生物学或有关领域的技术人员显而易见的用于实现本发明的所描述模式的不同改进意图在以下权利要求的范围内。
表1
Claims (14)
1.一种减少烟草材料中的至少基质结合的NNK的量的方法，所述方法包括下述步骤：
(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含至少基质结合的NNK；
(b)任选地测量所述烟草材料中至少基质结合的NNK的水平；
(c)在液体或蒸汽的存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到约110摄氏度以上的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放至少一部分所述基质结合的NNK；
(d)在步骤(c)以后，任选地测量所述烟草材料中至少基质结合的NNK的水平；
(e)任选地对比在步骤(b)和(d)中得到的基质结合的NNK的水平；和
(f)鉴定至少基质结合的NNK已经从所述烟草材料释放的烟草材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)之前使在步骤(a)中提供的烟草材料与第一水性溶液或溶剂接触。
3.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中通过用第二水性溶液或溶剂洗涤一次或多次，从所述样品除去所述基质结合的NNK。
4.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中所述第一和/或第二水性溶液或溶剂是相同的或不同的。
5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述烟草材料选自烟草叶和/或烟草茎和/或烟草尘和/或烟草叶初生薄片条或它们中的两种或更多种的组合。
6.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中在水或从水产生的蒸汽的存在下加热所述烟草材料。
7.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中在步骤(b)中在有加压的蒸汽和/或过热蒸汽存在下加热所述烟草材料。
8.通过根据权利要求1-7任一项所述的方法得到的或能够得到的烟草材料。
9.一种烟草材料，其在不溶性烟草基质中包含约2400ng/g以下的NNK和至少约900ng/g的游离NNK。
10.一种用于减少气溶胶中的一种或多种烟草特有的亚硝胺的量或浓度的方法，所述方法包括下述步骤：
(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；
(b)在液体或蒸汽的存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到约100摄氏度以上的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放至少一部分一种或多种烟草特有的亚硝胺；
(c)从所述烟草材料除去至少一部分释放的烟草特有的亚硝胺；和
(d)加热获得自步骤(b)的烟草材料以产生气溶胶。
11.一种用于生产重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：
(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；
(b)将所述烟草材料加热至少约30秒达到约100摄氏度以上的温度；
(c)用水性溶液或溶剂洗涤获得自步骤(b)的烟草材料，以从所述烟草材料释放烟草特有的亚硝胺；
(d)将获得自步骤(c)的烟草材料制造成重构烟草；和
(e)任选地将所述重构烟草掺入烟草产品中。
12.一种用于生产重构烟草的方法，所述方法包括下述步骤：
(a)提供烟草材料，所述烟草材料包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；
(b)通过使烟草纤维与可溶物分离，将所述烟草材料制造成重构烟草；
(c)在液体或蒸汽的存在下将分离的纤维加热至少约30秒达到至少100摄氏度的温度，以从所述分离的纤维的不溶性烟草基质释放至少一部分烟草特有的亚硝胺；
(d)用水性溶液或溶剂洗涤所述纤维；
(e)将所述纤维和可溶物重组以形成重构烟草片；和
(f)任选地将所述重构烟草掺入烟草产品中。
13.一种用于制备用作烟草切割填充物的烟草的方法，所述方法包括下述步骤：
(a)提供包含一种或多种烟草特有的亚硝胺的烟草材料，如烟草茎；
(b)在液体或蒸汽的存在下将所述烟草材料加热至少约30秒达到约100摄氏度以上的温度，以从所述烟草材料的不溶性烟草基质释放至少一部分烟草特有的亚硝胺；
(c)从所述烟草材料除去至少一部分释放的烟草特有的亚硝胺；和
(d)将所述烟草材料滚轧和切割。
14.一种生产包含经滚轧的烟草茎的切割填充物的方法，所述方法包括下述步骤：
(a)提供烟草茎，所述烟草茎包含一种或多种烟草特有的亚硝胺；
(b)在液体或蒸汽的存在下将所述烟草茎加热至少约30秒达到约100摄氏度以上的温度，以从所述烟草茎的不溶性烟草基质释放至少一部分烟草特有的亚硝胺；
(c)从所述烟草茎除去至少一部分释放的烟草特有的亚硝胺；
(d)将经处理的茎与至少一种烟草薄片、膨胀的烟草或重构烟草掺合；和
(e)生产切割填充物。
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