CN106714587A - 用于形成具有减少量的烟草特异性亚硝胺的气溶胶生成基质的方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种形成气溶胶生成基质的方法，所述方法包含提供含有至少一种烟草特异性亚硝胺的液体烟碱来源，将所述液体烟碱来源与溶剂和至少一种气溶胶形成剂混合以形成气溶胶生成基质，以及用紫外光照射所述气溶胶生成基质以减少所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量。还提供一种形成气溶胶生成基质的方法，所述方法包含提供含有至少一种烟草特异性亚硝胺的烟草浆液，用紫外光照射所述烟草浆液以减少所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量，以及干燥所述烟草浆液以形成气溶胶生成基质。
Description
技术领域
本发明涉及形成具有减少量的烟草特异性亚硝胺的气溶胶生成基质的方法。根据本发明形成的气溶胶生成基质尤其应用于电吸烟系统的基质。
背景技术
使液体烟碱制剂蒸发以形成由使用者吸入的气溶胶的电操作吸烟系统是本领域已知的。例如，一种已知的电操作吸烟系统包括外壳和可替换烟嘴，其中所述外壳包括电源和电路。烟嘴包括液体存储部分，具有延伸到液体存储部分内用于与其中的液体接触的第一端部的毛细芯，以及用于加热毛细芯的第二端部的加热元件。在使用中，液体通过芯中的毛细管作用从液体存储部分朝向加热元件转移。在芯的第二端部处的液体通过加热元件蒸发。
会加热烟草产品(如浇铸叶烟草产品)的电操作吸烟系统也是已知的。举例来说，已知的电操作吸烟系统包含电阻加热的陶瓷加热器刀片，其插入到烟丝条中以产生包含含于烟草内的挥发性化合物的气溶胶。浇铸叶烟草产品通过浇铸和干燥烟草浆液来形成。
液体烟碱制剂和烟草浆液通常来源于烘烤的烟草材料。因此，从烟草浆液形成的液体烟碱制剂和加热的烟草产品可被以下各者不当地污染：烟草特异性亚硝胺(TSNA)，如N-亚硝基去甲烟碱(NNN)、4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基新烟碱(NAT)和N-亚硝基新烟草碱(NAB)。
用于减少从烘烤的烟草材料纯化的烟碱的TSNA污染的已知方法包括在收获之前化学处理烟草植物，以在烘烤期间增加抗氧化剂产生以及防止TSNA形成。然而，处理烟草植物的工艺是费时、昂贵的，且必须小心进行以防止环境被所用化学物质污染。
因此，将需要提供一种能克服这些与已知TSNA减少方法相关的困难的减少或消除烟碱的TSNA污染的方法。
发明内容
根据第一方面，本发明提供一种形成气溶胶生成基质的方法，所述方法包含提供含有至少一种烟草特异性亚硝胺的液体烟碱来源，将所述液体烟碱来源与溶剂和至少一种气溶胶形成剂混合以形成气溶胶生成基质，以及用紫外光照射所述气溶胶生成基质以减少所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量。
如本文中所用，术语“气溶胶生成基质”指的是一种能够释放出可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。从根据本发明的气溶胶生成基质产生的气溶胶可为可见的或不可见的，并且可包括蒸汽(例如，处于气态的细颗粒物质，其通常在室温下为液体或固体)以及气体和冷凝蒸汽的液滴。
通过使用紫外(UV)光来减少含有液体烟碱来源的气溶胶生成基质中的一种或多种TSNA的量，根据本发明的第一方面的方法有利地消除化学物质移除工艺的需求。在与现有工艺相比时，根据本发明的第一方面的方法可因此更便宜，产生少量废弃物或不产生废弃物，且使任何健康和环境问题减到最少。此外，由于本发明利用UV照射包含液体烟碱来源的气溶胶生成基质，故其可应用于已与烟草植物材料分离的烟碱溶液。这与如上文所述的需要在培育期间和在收获之前处理烟草植物的化学处理方法的已知方法和试图通过优化烘烤所收获烟草的条件来减少TSNA含量的其他已知方法形成对比。
溶剂可包含水或有机溶剂。此外或可替代地，至少一种气溶胶形成剂可包含丙二醇和丙三醇中的至少一种。
在任何上述实施例中，气溶胶生成基质的紫外照射度优选地是至少约4毫瓦/平方厘米，更优选地至少约40毫瓦/平方厘米，最优选地至少约400毫瓦/平方厘米。处于或高于这些水平的UV照射度可在相对较短时间段内提供一种或多种TSNA的量的显著减少。流体的照射水平可使用UV辐射计测定。
此外或可替代地，UV照射步骤优选地包含用紫外光照射气溶胶生成基质不到约180分钟，更优选地不到约120分钟，又更优选地不到约60分钟，最优选地不到约30分钟。用紫外光照射气溶胶生成基质持续在这些范围内的时间段可提供一种或多种TSNA的量的显著减少。这些时间段是指UV照射的总持续时间，且总持续时间可为单一连续的照射时间段或两个或更多个分散的照射时间段。举例来说，在照射步骤包含用UV光照射气溶胶生成基质30分钟的那些实施例中，照射可在单一30分钟步骤中或在两个分开的步骤(各自时长15分钟)中进行。
通常，增加UV照射度将获得TSNA含量历经固定时间段的较高减少。因此，为了优化TSNA减少工艺的效率，高UV照射度优选地用于使将TSNA含量减少到所需水平需要的总时间缩到最短。在任何上述实施例中，在照射步骤之后存在于气溶胶生成基质中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量优选地低于在照射步骤之前存在于气溶胶生成基质中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量的约75重量％，更优选地低于在照射步骤之前存在于气溶胶生成基质中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量的约50重量％，最优选地低于在照射步骤之前存在于气溶胶生成基质中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量的约25重量％。通常，至少一种烟草特异性亚硝胺的量的减少可通过增加照射步骤的照射度和持续时间中的至少一种来增加。对于给定照射度，存在于气溶胶生成基质中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量在照射时间段期间以大体上指数方式减少。
根据第二方面，本发明提供一种形成气溶胶生成基质的方法，所述方法包含提供含有至少一种烟草特异性亚硝胺的烟草浆液，用紫外光照射所述烟草浆液以减少所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量，以及干燥所述烟草浆液以形成气溶胶生成基质。
通过使用紫外(UV)光来减少从烟草浆液形成的气溶胶生成基质中的一种或多种TSNA的量，根据本发明的第二方面的方法有利地消除化学物质移除工艺的需求。在与现有工艺相比时，根据本发明的第二方面的方法可因此更便宜，产生少量废弃物或不产生废弃物，且使任何健康和环境问题减到最少。此外，由于本发明利用UV照射烟草浆液，故其可应用于已收获和处理的烟草植物材料。这与如上文所述的需要在培育期间和在收获之前处理烟草植物的化学处理方法的已知方法和试图通过优化烘烤所收获烟草的条件来减少TSNA含量的其他已知方法形成对比。
烟草浆液可经浇铸和干燥以形成浇铸叶烟草。在此情形下，烟草浆液可在浇铸之前、在浇铸之后或在这两种情况下照射。此类方法可为有利的，因为其将允许整合能够照射直接进入浇铸线的浆液的设备。
如本文中所用，术语“浇铸叶烟草”是指通常通过以下方式形成的均质烟草材料：将包括颗粒状烟草和一种或多种粘合剂的烟草浆液浇铸至传送带或其他表面上，干燥所浇铸的浆液以形成均质烟草材料薄片和从支撑表面移除均质烟草材料薄片。
在任何上述实施例中，烟草浆液的紫外照射度优选地是至少约4毫瓦/平方厘米，更优选地至少约40毫瓦/平方厘米，最优选地至少约400毫瓦/平方厘米。处于或高于这些水平的UV照射度可在相对较短时间段内提供一种或多种TSNA的量的显著减少。流体的照射水平可使用UV辐射计测定。
此外或可替代地，UV照射步骤优选地包含用紫外光照射烟草浆液不到约180分钟，更优选地不到约120分钟，又更优选地不到约60分钟，最优选地不到约30分钟。用紫外光照射烟草浆液持续在这些范围内的时间段可提供一种或多种TSNA的量的显著减少。这些时间段是指UV照射的总持续时间，且总持续时间可为单一连续的照射时间段或两个或更多个分散的照射时间段。举例来说，在照射步骤包含用UV光照射烟草浆液30分钟的那些实施例中，照射可在单一30分钟步骤中或在两个分开的步骤(各自时长15分钟)中进行。总照射时间可根据烟草浆液的稠度改变。也就是说，总照射时间可随着烟草浆液的稠度增加而增加。
通常，增加UV照射度将获得TSNA含量历经固定时间段的较高减少。因此，为了优化TSNA减少工艺的效率，高UV照射度优选地用于使将TSNA含量减少到所需水平需要的总时间缩到最短。在任何上述实施例中，在照射步骤之后存在于烟草浆液中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量优选地低于在照射步骤之前存在于烟草浆液中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量的约75重量％，更优选地低于在照射步骤之前存在于烟草浆液中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量的约50重量％，最优选地低于在照射步骤之前存在于烟草浆液中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量的约25重量％。通常，至少一种烟草特异性亚硝胺的量的减少可通过增加照射步骤的照射度和持续时间中的至少一种来增加。对于给定照射度，存在于烟草浆液中的至少一种烟草特异性亚硝胺的量在照射时间段期间以大体上指数方式减少。
在任何上述实施例中，根据本发明的第一方面或第二方面，在照射步骤中使用的紫外光优选地在至少约315纳米、更优选地至少约335纳米、最优选地至少约350纳米的波长下具有峰值强度。此外或可替代地，紫外光优选地在小于约400纳米、更优选地小于约390纳米、最优选地小于约380纳米的波长下具有峰值强度。在尤其优选实施例中，紫外光在介于约315纳米与约400纳米之间、更优选地介于约335纳米与约390纳米之间、最优选地介于约350纳米与约380纳米之间的波长下具有峰值强度。紫外光可在约365纳米的波长下具有峰值强度。在介于这些范围内的波长下具有峰值强度的UV光属于紫外光谱的UV-A部分，本发明人认为其提供TSNA的有效减少且其经优化以便通过玻璃和常见UV透明聚合包装材料透射。因此，根据这些实施例的方法尤其适合于处理容纳在玻璃容器内、或容纳在包含UV光通过其透射的玻璃窗的容器内的气溶胶生成基质或烟草浆液。使用较短波长的辐射是不当的，因为其可引起烟碱的不当化学分解。
根据第三方面，本发明提供一种气溶胶生成基质，其使用根据本发明的第一方面或本发明的第二方面的方法、根据任何上述实施例形成。
附图说明
无
具体实施方式
实例1
将规定浓度的N-亚硝基去甲烟碱(NNN)和4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)(分别为380和613纳克/毫升)添加到三种不同的液体气溶胶生成基质中，所述三种不同的液体气溶胶生成基质各自由烟碱、丙三醇、丙二醇和水(2:10:68:20、2:39:39:20和2:68:10:20，以重量计)组成。将这些溶液的等分试样置放在透明玻璃小瓶中，且用紫外辐射(365纳米的波长；8瓦特的灯标称功率；3厘米的灯距离)照射指定时间(0、15、30、60、120或240分钟)。在照射之后，样品用水稀释十倍，且分析其烟碱、NNN和NNK含量。
UV照射引起所有三种烟碱/丙三醇/丙二醇/水混合物中的NNK和NNN的时间依赖性减少。烟碱浓度不受影响。亚硝胺衰变相对于照射时间近似地是指数的。NNN和NNK的半衰期分别在30-50分钟和60-70分钟范围内。图1到3中示出结果。
实例2
在干燥到195到200克/平方米之后厚度为0.20到0.22毫米的浇铸烟草浆液的样品薄片的两侧各自用在365纳米的波长和4.5毫瓦/平方厘米的强度下的UV光照射150分钟。在进一步干燥和切割之后，利用质谱分析经照射的浇铸叶样品和未经照射的对照的NNK、NNN和烟碱含量。如与对照相比，经照射的样品指示对烟碱含量无影响，NNK含量减少12％，以及NNN含量减少26％。
Claims (14)
1.一种形成气溶胶生成基质的方法，所述方法包含：
提供含有至少一种烟草特异性亚硝胺的液体烟碱来源；
将所述液体烟碱来源与溶剂和至少一种气溶胶形成剂混合以形成气溶胶生成基质；以及
用紫外光照射所述气溶胶生成基质以减少所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂包含水。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一种气溶胶形成剂包含丙二醇和丙三醇中的至少一种。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述气溶胶生成基质的所述紫外照射度是至少4毫瓦/平方厘米。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述气溶胶生成基质用紫外光照射不到60分钟。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述照射步骤之后存在于所述气溶胶生成基质中的所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量低于在所述照射步骤之前存在于所述气溶胶生成基质中的所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量的75重量％。
7.一种形成气溶胶生成基质的方法，所述方法包含：
提供含有至少一种烟草特异性亚硝胺的烟草浆液；
用紫外光照射所述烟草浆液以减少所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量；以及
干燥所述烟草浆液以形成气溶胶生成基质。
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含在所述干燥所述烟草浆液的步骤之前浇铸所述烟草浆液的步骤，且其中所述浇铸所述烟草浆液的步骤在所述照射所述烟草浆液的步骤之前或之后进行。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述烟草浆液的所述紫外照射度是至少4毫瓦/平方厘米。
10.根据权利要求7、8或9所述的方法，其中所述烟草浆液用紫外光照射不到60分钟。
11.根据权利要求7到10中任一项所述的方法，其中在所述照射步骤之后存在于所述烟草浆液中的所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量低于在所述照射步骤之前存在于所述烟草浆液中的所述至少一种烟草特异性亚硝胺的量的75重量％。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述紫外光在介于315纳米与400纳米之间的波长下具有峰值强度。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述紫外光在介于350纳米与380纳米之间的波长下具有峰值强度。
14.一种气溶胶生成基质，其根据前述权利要求中任一项所述的方法形成。
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