CN1477935A - 减少烟草和烟草产品中的亚硝胺 - Google Patents

减少烟草和烟草产品中的亚硝胺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种减少烟草中亚硝胺(例如，N′－亚硝基去甲烟碱、4－(甲基亚硝氨基)－1－(3－吡啶基)－1－丁酮、N′－亚硝基新烟碱和N′－亚硝基毒藜碱)含量的方法。在一个实施方式中，该方法包括将烟草与溶剂(例如水和/或其它化合物)混合形成一可溶性部分。该可溶性部分每克可溶性部分中含有最初总量的烟草特异性亚硝胺。所述可溶性部分与减少亚硝胺的物料接触，以便每克所述可溶性部分中烟草特异性亚硝胺的最终重量百分数比每克可溶性部分中烟草特异性亚硝胺的最初总量低至少约20％。

Description

减少烟草和烟草产品中的亚硝胺
                       相关申请
本申请要求2000年10月5日申请的序号为60/238,248的临时申请的优先权。
                       发明背景
吸烟物品(例如香烟、雪茄、烟斗等)和无烟烟草产品(例如咀嚼烟草、鼻烟等)是由天然烟草、重组烟草及其混合物制成的。重组烟草是一类通常由天然烟叶捶打期间或烟草产品生产期间产生的天然烟草副产物生产的烟草。然而，一些天然烟草，例如阴暗风干、风干、白莱菸烟草等，可能含有在烟草熟化期间形成的亚硝胺，例如烟草特异性亚硝胺(TSNA)和非烟草特异性亚硝胺。同样，由天然烟草副产物形成的重组烟草也可能含有亚硝胺。此外，通过含有亚硝胺的烟草产品生产的烟熏剂也可能含有亚硝胺，它们或者从烟草转移而来或者在某些情况下经焦性合成。
对亚硝胺和TSNA，特别是烟草产品中的，进行深入研究。在许多情况下，已确定这些组分可能在最终烟草产品中是不想要的。例如，Northway等的美国专利US 5,810,020描述了一种将烟草物料与捕获槽接触从烟草中除去TSNA的方法，其中所述捕获槽包含易于亚硝化形成几乎没有动力学或热力学障碍的亚硝酰基络合物的选择过渡金属络合物。
尽管这些尝试的好处是从烟草中除去TSNA，但是目前需要一种减少烟草中亚硝胺(例如TSNA)含量的改进方法。具体地说，需要一种有效且相对便宜的方法减少烟草(例如天然烟草、重组烟草、烟草萃取物、其混合物、和其它含烟草的物料)中的亚硝胺(例如TSNA)以及由此形成的烟草产品。
                       发明概述
根据本发明的一个实施方式，公开了一种减少烟草中亚硝胺含量的方法。该方法包括将烟草与溶剂(例如水和/或其它化合物)混合形成一可溶性部分。该可溶性部分每克可溶性部分中含有最初总量的烟草特异性亚硝胺。例如，在一个实施方式中，烟草特异性亚硝胺选自N′-亚硝基去甲烟碱、4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮、N＇-亚硝基新烟草碱和N′-亚硝基毒藜碱。
一旦形成，所述可溶性部分与减少亚硝胺的物料(例如吸附剂或吸收剂)接触，以便每克可溶性部分中烟草特异性亚硝胺的最终总量比每克可溶性部分中烟草特异性亚硝胺的最初总量低至少约20％，并且在一些实施方式中，比烟草特异性亚硝胺的最初总量低至少约60％，并且在一些实施方式中，比烟草特异性亚硝胺的最初总量低约85％-约100％。例如，在一些实施方式中，可溶性部分中亚硝胺的最终总量小于约300ng/g可溶性部分，并且在一些实施方式中，小于约40ng/g可溶性部分。
一般说来，可以将能够减少烟草中亚硝胺的量的任何物料用于本发明。例如，在一个实施方式中，减少亚硝胺的物料选自木炭、活性炭、沸石、海泡石及其组合。而且，所述减少亚硝胺的物料也可以具有增强其从烟草中除去亚硝胺的能力的某些特性。例如，在一些实施方式中，所述减少亚硝胺的物料具有大于约600m2/g的表面积，并且在一些实施方式中，大于约1000m2/g。而且，在一些实施方式中，所述减少亚硝胺的物料包括孔、通道或其组合，它们具有大于约3.5埃的平均直径，并且在一些实施方式中，大于约7埃。
所述减少亚硝胺的物料通常可以以任何各种不同的方式与可溶性部分接触。例如，在一个实施方式中，减少亚硝胺的物料可以与可溶性部分混合。如果需要的话，在可溶性部分与减少亚硝胺的物料接触之后，减少亚硝胺的物料可以任选由此除去。
除了能够减少烟草中亚硝胺的含量之外，还已公开了减少亚硝胺的物料能够减少烟草中的生物碱含量。例如，在与减少亚硝胺的物料接触之后，在一些实施方式中，生物碱含量可以减少至少约10％，在一些实施方式中约25％-约95％，并且在一些实施方式中，约60％-约95％。
下面详细描述本发明的其它特征和方面。
                       附图简述
在说明书的剩余部分，包括参照附图，更具体地陈述了完整且能够公开的本发明，包括对本领域普通技术人员的最佳实施方式，其中：
图1是减少烟草的亚硝胺含量的本发明方法的一个实施方式的简图；
图2是减少烟草的亚硝胺含量的本发明方法的另一实施方式的简图；和
图3是减少烟草的亚硝胺含量的本发明方法的另一实施方式的简图。
               代表性实施方式的详述
现在参照下述的一个或多个实施例详细描述本发明的实施方式。通过解释本发明，而不是限制本发明提供每一个实施例。事实上，本领域技术人员应清楚的是，在不背离本发明范围或精神的情况下可以对本发明进行各种改进和改变。例如，作为一个实施方式一部分所述的特征，可用于另一实施方式获得又一个实施方式。因此，本发明打算覆盖这些改进和改变及其等价物。
一般说来，本发明涉及一种减少烟草中亚硝胺，例如烟草特异性亚硝胺(TSNA)的存在的方法。本文所用的术语“烟草”意思是包括天然烟草(例如烟草茎，如烟熏的茎、上等品、烟草副产物)、重组烟草、烟草萃取物、其混合物、和其它含烟草的物料。在一些实施方式中，减少亚硝胺的物料可以选自木炭、活性炭、沸石、海泡石等并且可用于减少烟草的亚硝胺含量。
减少亚硝胺的物料通常对亚硝胺具有亲和力，以便可以减少烟草中亚硝胺的最终含量。例如，在不打算受理论约束下，据信在一些实施方式中，减少亚硝胺的物料“吸附”亚硝胺。本文所用的术语“吸附”通常是指将固体、液体或气体分子或原子留在固体或液体的表面上。而且，在一些情况下，减少亚硝胺的物料也可以“吸收”亚硝胺。本文所用的术语“吸收”通常是指当接触时将固体、液体或气体分子萃取至该块物料中。
减少亚硝胺的物料也可以具有使其能够增强物料减少烟草中亚硝胺含量的能力的其它特性。例如，减少亚硝胺的物料可以具有一定表面积、平均孔径/通道直径等。在一些实施方式中，例如，减少亚硝胺的物料可以具有大于约600m2/g的表面积，并且在一些实施方式中，大于约1000m2/g。而且，减少亚硝胺的物料也可以包括平均直径大于约3.5埃的孔/通道，在一些实施方式中大于约7埃，并且在一些实施方式中，约7埃-约100埃。
能够减少亚硝胺含量的任何物料通常都可用于本发明。例如，活性炭可用作减少亚硝胺的物料。一些适宜类型的活性炭包括，但不限于，木材活性炭、椰子活性炭、活性炭布(例如，从Chemviron Carbon，Ltd.，England获得的活性炭布)，等等。此外，也可以使用其它减少亚硝胺的物料。例如，在一些实施方式中，可以利用沸石。在一个实施方式中，例如可以利用具有以下通式的疏水沸石：MmM′nM″p[aAlO2.bSiO2.cTO2]Qr
其中，
M是一价阳离子，
M′是二价阳离子，
M″是三价阳离子，
c、m、n、p和r都大于或等于0，
a、b都大于或等于1，
T是四面体配位的金属原子，
和
Q是与沸石的孔几何学相应的吸着物分子。
而且，如果需要的话，也可以利用海泡石作为减少亚硝胺的物料。海泡石是属于叶硅酸盐(phyllosilicate)类的水合硅酸镁。在一个实施方式中，例如，具有约3.6埃-约10.6埃的沸石通道的海泡石尤其可以适用于本发明，并且可以具有以下通式：
Si12Mg8O30(OH)4(OH2)4.8H2O
与所选的具体减少亚硝胺的物料无关，通常都能够以各种不同方式减少烟草的亚硝胺含量。具体地说，本发明人已发现通过将减少亚硝胺的物料与烟草溶液接触可以使亚硝胺的去除提高。
例如，参照图1，现在更详细地描述从烟草除去亚硝胺的方法的一个实施方式。如所示，含有烟草茎的烟草配料(例如，烟熏的茎)、上等品和/或来自烟草加工过程的其它烟草副产物最初与溶剂(例如，水和/或其它化合物)混合。例如，可水混的各种溶剂，例如醇类(例如，乙醇)，可以与水混合形成含水溶剂。该含水溶剂的水分含量在一些情况下可以大于溶剂的50％重量，尤其是大于溶剂的90％重量。可以使用去离子水、蒸馏水或自来水。该溶剂在悬液中的量可以广泛地变化，但是通常以悬浮液的约75％-约99％重量的量加入。然而，溶剂的量可以随溶剂的性质、待进行萃取时的温度以及烟草配料的类型而变化。
在形成溶剂/烟草配料混合物之后，一部分或所有的可溶性部分的配料混合物可以任选与混合物分离(例如萃取)。如果需要的话，含水溶剂/烟草配料混合物在萃取期间通过搅拌、摇动或其它混合该混合物加以搅拌以便提高萃取速度。典型地，萃取进行约半小时-约6小时。而且，尽管不是必需的，典型的萃取温度是约10℃-约100℃。
一旦萃取，不溶性的固体部分可以任选经受一个或多个机械精炼机以生产纤维浆。适宜精炼机的一些实例可以包括盘式精炼机、圆锥形精炼机，等等。来自精炼机的浆然后可以转移到包括一成型设备的造纸厂(未显示)，它可以包括，例如，成型丝、重力排水、抽吸排水、毛毡压烫机、Yankee干燥机、转筒干燥机等。在这种成型设备中，将浆铺在丝带上形成薄片状并通过重力排水和抽吸排水和压制机除去过量水。一旦与烟草溶液的不溶性部分分离，可溶性部分可以任选使用任何已知类型的浓缩器，例如真空蒸发器浓缩。
然后可以将可溶性部分与减少亚硝胺的物料接触由此除去亚硝胺。例如，在本发明的一个实施方式中，如图1所示，减少亚硝胺的物料直接与可溶性部分(例如，含水萃取物)混合。结果，可溶性部分内的亚硝胺能够被减少亚硝胺的物料除去并容易地保留。一般说来，可以使用任何有效量的减少亚硝胺的物料。例如，在一个实施方式中，可溶性部分可以与减少亚硝胺的物料混合以便它以大于溶液的约0.5％重量的量存在，在一些实施方式中，溶液的约0.5％-约50％重量，并且在一些实施方式中，溶液的约5％-约50％重量。
也可以利用可溶性部分与减少亚硝胺的物料接触的其它工艺。例如，在一个实施方式中，可溶性部分可以通过木炭过滤器过滤。而且，在另一实施方式中，可溶性部分可以转移到木炭床、盒或布上。然而应理解的是，根据本发明也可以利用减少亚硝胺的物料与可溶性部分接触的任何其它合适的工艺。
再参照图1，在与可溶性部分混合之后，然后可以任选从其中除去减少亚硝胺的物料。例如，可以利用公知工艺，例如离心、倾析、过滤等将减少亚硝胺的物料从可溶性部分除去。之后，可以将减少亚硝胺的物料转移到废物处理站(未显示)或回收以进一步除去亚硝胺。
使用如上所述的工艺将可溶性部分与减少亚硝胺的物料接触之后，可以任选将可溶性部分浓缩。而且，可以以任何所需的方式利用浓缩或未浓缩的可溶性部分。例如，在一个实施方式中，亚硝胺-减少的可溶性部分可用作烟草产品的风味剂。
在其它实施方式中，可溶性部分可以与纸幅(web)重组形成重组烟草(填料或粘合剂-包装)。具体地说，使用各种涂敷方法，例如喷雾、使用上浆辊、饱和等，可以将该亚硝胺-减少的可溶性部分再次用于薄片、烟草混合物、不溶性残渣等。重组烟草通常可以以各种方式形成。例如，在一个实施方式中，可以利用带式流铸(bandcasting)形成重组烟草。带式流铸典型地利用细分烟草部分的浆液和粘合剂，将其涂敷到钢带上，然后干燥。干燥之后，将该薄片与天然烟草条混合或撕碎并用于各种烟草产品，包括作为香烟填料。一些生产重组烟草的方法的实例描述于美国专利US 3,353,541、3,420,241、3,386,449、3,760,815和4,674,519中，将其引入本文作为参考。重组烟草也可以通过造纸法形成。根据该方法形成重组烟草的方法的一些实例描述在美国专利US 3,428,053、3,415,253、3,561,451、3,467,109、3,483,874、3,860,012、3,847,164、4,182,349、5,715,844、5,724,998和5,765,570中，也将它们引入本文作为参考。例如，使用造纸技术形成重组烟草可以包括如下步骤：将烟草与水混合、萃取可溶性组分、将可溶性组分浓缩、精炼烟草、形成纸幅、重新施用浓缩的可溶性组分、干燥并捶打。
此外，各种其它组分如风味剂或颜色处理也可施用于该纸幅。如果与可溶性部分和/或其它组分使用，在一些实施方式中，纤维性薄片材料可以使用例如洞道干燥机进行干燥，从而提供水分含量典型地低于20％重量，特别是约9％-约14％重量的薄片。接下来，可以将薄片切割成所需大小和/或形状并干燥至所需的最终水分含量。
参照图2，现在更详细地描述从烟草中除去亚硝胺的另一实施方式。首先，可以将含有烟草茎(例如烟熏的茎)、上等品和/或来自烟草加工过程的其它烟草副产品的烟草配料与如上所述的溶剂以及减少亚硝胺的物料接触除去其中的亚硝胺。一般说来，可以利用各种技术除去亚硝胺。例如，在本发明的一个实施方式中，如图2所示，可以将减少亚硝胺的物料直接与烟草和溶剂混合。结果，可溶性部分内的亚硝胺可以被减少亚硝胺的物料除去并容易地留住。也可以使用其它适宜的接触技术，包括，但不限于，将烟草混合物与含有减少亚硝胺的物料的盒或床接触。然后将混合物分离并任选将减少亚硝胺的物料除去，如上所述。可溶性和不溶性部分也可以上述方式使用。而且，可溶性部分可以任选使用各种公知技术浓缩。
参照图3，将烟草与减少亚硝胺的物料接触之后，如图2所示，在一些实施方式中，所得混合物可以任选经浓缩和/或干燥。所得烟草浆液混合物可以具有降低的亚硝胺含量并且可用于各种应用，例如，在重组期间用于鼻吸烟草中和咀嚼烟草中等等。
尽管上面描述了减少亚硝胺的物料与烟草接触的各种实施方式，但是应理解的是减少亚硝胺的物料通常可以以任何所需的方式与烟草接触。例如，在一些实施方式中，减少亚硝胺的物料可以加入到形成的湿片中。应理解的是，如果需要的话，可以使用一种以上的减少亚硝胺的物料并且这些物质可以在方法中一个以上的阶段施加。
作为本发明的结果，已发现可以选择性地减少烟草的亚硝胺含量。例如，根据本发明已发现，亚硝胺，例如N＇-亚硝基去甲烟碱(NNN)、4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N′-亚硝基新烟草碱(NAT)和N′-亚硝基毒藜碱(NAB)，的总含量可以从与减少亚硝胺的物料接触时的最初含量减少至少约20％，在一些实施方式中减少至少约60％，并且在一些实施方式中，减少约85％-约100％。而且，在一些实施方式中，所得烟草-特异性亚硝胺总含量可以低于约300ng/g可溶性部分，并且在一些实施方式中，低于约40ng/g可溶性部分。
此外，由此可以由本发明的烟草形成显著改进的烟草产品。本文所用的术语“烟草产品”意思是包括吸烟品(例如，香烟、雪茄、细切冒烟物品、烟斗等)，无烟物品(例如，咀嚼烟草、鼻烟等)、烟草添加剂(例如，用作风味剂等)，等等。例如，当具有减少量的亚硝胺的可溶性部分加入冒烟物品时，由该冒烟物品产生的烟也可以含有减少量的亚硝胺。
除了能够减少烟草的亚硝胺含量之外，还出人意料地发现减少亚硝胺的物料能够减少在许多烟草产品中发现的其它化合物。例如，在一些实施方式中，已发现减少亚硝胺的物料将烟草中生物碱的量从最初总含量减少至少约10％，在一些实施方式中减少约25％-约95％，并且在一些实施方式中，减少约60％-约95％。由于生物碱典型地含有约90-95％烟碱，因此可能经常需要这种减少，以减少本发明的这些量。
参照以下实施例可以更好地理解本发明。
                     实施例1
测定活性炭减少重组烟草中存在的亚硝胺的能力。最初测定烟熏的茎的NNN、NNK、NAT和NAB的含量。结果示于下表1。
   表1：烟熏的茎的亚硝胺含量
 测定的亚硝胺  含量(μg/g烟熏的茎)
 NNN  1.67
 NNK  1.69
 NAT  0.53
 NAB  0.13
 总计  4.02
注：以这些值的潜在不可靠性为基础将检测极限(0.05μg/g)与测定极限(0.2μg/g)之间所得的结果报道为“0.13”μg。
之后，将活性炭和纸浆与烟熏的茎混合并按造纸法形成纸幅，如上所述。所得重组烟草薄片含有59％烟熏的茎、12％木浆纤维和29％活性炭。
形成纸幅之后，然后测定亚硝胺含量(即，NNN、NNK、NAT和NAB)。所需总含量是2.62μg/g重组烟草(例如，1.12μgNNN/g重组烟草)。然而，当测定时，每一种亚硝胺的检测量都在粉末和烟草样品的检测极限(0.05μg/g)与粉末和烟草样品的测定极限(0.2μg/g)之间。尽管该范围内的值可能不可靠，但是总亚硝胺含量至少小于0.8μg/g(以每一种亚硝胺的测定极限0.2μg/g为基础)。因此，如所示的，可以选择性地减少烟草中亚硝胺的总量。
                       实施例2
将烟草茎和碎片(烟熏的亚洲白莱菸)的混合物与自来水于65℃下接触1小时。搅拌之后，然后通过压制将不溶性部分与可溶性部分分离。可溶性部分具有8.6％的干物质含量，即干物质占可溶性部分的8.6％重量。
然后将表面积为1150m2/g且平均直径为21μm的椰壳活性炭以30％的干物质含量的量加入到该溶液中。之后，将该溶液搅拌1小时，然后在3400g的离心加速作用下以6000转/分钟离心6分钟，以便除去活性炭和剩余的悬浮固体。离心后溶液的干物质含量测定为8.0％。
在不加入任何活性炭的情况下并在离心之后的可溶性部分的总TSNA含量是611ng/g溶液。离心之后，加入活性炭在可溶性部分中没有检测出亚硝胺，因此说明总亚硝胺含量至少低于40ng/g烟草(10ng/g是液体样品中上面所列亚硝胺的可检测的最低限度)。
生物碱含量也减少，如下表2所示：
                           表2：可溶性部分的性质
                          TSNA(ng/g溶液)   生物碱   还原糖   硝酸盐
  NNN   NAT   NNB   NNK   合计               (％干物质含量)
对照可溶性部分   342   145   18   106   611   1.55   23.0   3.3
处理过的可溶性部分   ＜10   ＜10   ＜10   ＜10   ＜40   0.39   28.4   4.1
注：以这些值的潜在不可靠性为基础将检测极限(10ng/g)与测定极限(25ng/g)之间所得的结果报道为“18”ng。
注：报道为“＜10”的结果说明未检测出亚硝胺含量(10ng/g是液体样品可检测的最低限度)。
因此，如上所示，可以选择性地减少烟草中亚硝胺和生物碱的总量，并且烟草中其它组分如硝酸盐和还原糖的量没有显著减少。
                        实施例3
将总TSNA含量为0.84μg/g干烟草的阴暗风干的烟草茎剁碎并于65℃下与自来水(5份水和1份烟草)混合。总共接触20分钟之后，通过压制将不溶性部分与可溶性部分分离。可溶性部分具有4.2％的干物质含量。
然后将与实施例2相同的活性炭以30％干物质含量的比率加入到溶液中。之后，以350转/分钟的转速将该溶液搅拌1小时，然后在6000转/分钟下离心6分钟，以便除去活性炭和剩余的悬浮固体。离心后溶液的干物质含量是4.0％。
在不加入任何活性炭的情况下并在离心之后的可溶性部分的总TSNA含量是121ng/g溶液。离心之后，加入活性炭在可溶性部分中没有检测出亚硝胺，因此说明总亚硝胺含量至少低于40ng/g烟草(10ng/g是液体样品中上面所列亚硝胺的检测的最低限度)。
生物碱含量也减少，如下表3所示：
            表3：可溶性部分的性质
                          TSNA(ng/g溶液)   生物碱   还原糖   硝酸盐
  NNN   NAT   NNB   NNK   合计             (％干物质含量)
对照可溶性部分   76   18   ＜10   27   121   1.79   10.7   6.7
处理过的可溶性部分   ＜10   ＜10   ＜10   ＜10   ＜40   0.25   11.0   7.9
注：以这些值的潜在不可靠性为基础将检测极限(10ng/g)与测定极限(25ng/g)之间所得的结果报道为“18”ng。
注：报道为“＜10”的结果说明未检测出亚硝胺含量(10ng/g是液体样品的可检测的最低限度)。
因此，如上所示，可以选择性地减少烟草中亚硝胺的总量，并且烟草中其它组分如硝酸盐和还原糖的量没有显著减少。
                          实施例4
将总TSNA含量为14.9μg/g干烟草的阴暗风干的烟草茎剁碎并于65℃下与自来水(5份水和1份烟草)混合。总共接触20分钟之后，通过压制将不溶性部分与可溶性部分分离。可溶性部分具有4.1％的干物质含量。
然后将与实施例2相同的活性炭以50％干物质含量的比率加入到溶液中。之后，以350转/分钟将该溶液搅拌1小时，然后在6000转/分钟下离心6分钟，以除去活性炭和剩余的悬浮固体。此外，将溶液通过保留物大于0.7微米的玻璃纤维过滤器(Durieux No.28)过滤以除去所有剩余的悬浮固体。离心和过滤之后溶液的干物质含量是3.7％。
在不加入任何活性炭的情况下可溶性部分的总TSNA含量是2039ng/g溶液。离心和过滤之后，总亚硝胺含量至少低于80ng/g烟草(10ng/g是液体样品中上面所列亚硝胺的可检测的最低限度)。
烟草生物碱含量也减少，如下表4所示：
                       表4：可溶性部分的性质
                           TSNA(ng/g溶液)   生物碱   还原糖   硝酸盐
  NNN   NAT   NB   NNK   合计              (％干物质含量)
对照可溶性部分   1167   366   43   463   2039   2.64   1.9   9.7
处理过的可溶性部分   42   18   ＜10   ＜10   ＜80   0.41   1.1   10.9
注：以这些值的潜在不可靠性为基础将检测极限(10ng/g)与测定极限(25ng/g)之间所得的结果报道为“18”ng。
注：报道为“＜10”的结果说明未检测出亚硝胺含量(10ng/g溶液是液体样品的可检测的最低限度)。
因此，如上所示，可以选择性地减少烟草中亚硝胺的总量，并且烟草中其它组分如硝酸盐和还原糖的量没有显著减少。
                        实施例5
将烟草茎和碎片(烟熏的亚洲白莱菸)的混合物与自来水于65℃下接触1小时。搅拌之后，然后通过压制将不溶性部分与可溶性部分分离。可溶性部分具有8.9％的干物质含量。
然后将如实施例2所述的活性炭以50％干物质含量的比率加入到溶液中。之后，以350转/分钟将该溶液搅拌1小时，然后在6000转/分钟下离心6分钟，以便除去活性炭和剩余的悬浮固体。此外，将溶液通过保留物大于0.7微米的玻璃纤维过滤器(Durieux No.28)过滤以除去所有剩余的悬浮固体。测定离心和过滤之后溶液的干物质含量是7.0％。
在不加入任何活性炭的情况下并在离心和过滤之后可溶性部分的总TSNA含量是678ng/g溶液。离心和过滤之后，加入活性炭在可溶性部分中没有检测出亚硝胺，因此说明总亚硝胺含量至少低于40ng/g烟草(10ng/g是液体样品中上面所列亚硝胺的可检测的最低限度)。
生物碱含量也减少，如下表5所示：
                                  表5：可溶性部分的性质
                            TSNA(ng/g溶液)   生物碱   还原糖   硝酸盐
  NNN   NAT   NNB   NNK   合计             (%干物质含量)
对照可溶性部分   315   221   18   124   678   1.36   19.5   2.7
处理过的可溶性部分   ＜10   ＜10   ＜10   ＜10   ＜40   0.23   17.2   2.8
注：以这些值的潜在不可靠性为基础将检测极限(10ng/g)与测定极限(25ng/g)之间所得的结果报道为“18”ng。
注：报道为“＜10”的结果说明未检测出亚硝胺含量(10ng/g溶液是液体样品的可检测的最低限度)。
因此，如上所示，可以选择性地减少烟草中亚硝胺的总量，并且烟草中其它组分如硝酸盐和还原糖的量没有显著减少。
                       实施例6
将总TSNA含量为14.9μg/g干烟草的阴暗风干的烟草茎剁碎并于60℃下与自来水(10份水和1份烟草)混合。总共接触30分钟之后，通过压制将不溶性部分与可溶性部分分离。可溶性部分具有3.7％的干物质含量。
然后将与实施例2相同的活性炭以30％干物质含量的比率加入到溶液中。之后，以350转/分钟将该溶液搅拌1小时，然后在6000转/分钟下离心6分钟，以除去活性炭和剩余的悬浮固体。此外，将溶液通过保留物大于0.7微米的玻璃纤维过滤器(Durieux No.28)过滤以除去所有剩余的悬浮固体。然后在真空下将溶液浓缩至30％干物质含量。
同时，将不溶性部分精炼30分钟。将精炼纤维稀释到水中之后，在一实验室纸成型机上形成纸幅。之后，将这些纸幅用浓溶液浸泡以便最终重组烟草具有104g/m2(干透)的基本重量并含有22％重量(干透)的可溶性部分。
如下表6所示，与对照重组烟草(未处理)相比，用活性炭处理的重组烟草显示减少的总TSNA和生物碱。
                                    表6：重组烟草的性质
                            TSNA(μg/g溶液)     生物碱     还原糖   硝酸盐
    NNN     NAT     NNB     NNK     合计              (％干物质含量)
对照重组烟草     6.46     2.02     0.22     2.85     11.55     0.58     0.7   2.25
处理过的重组烟草     0.76     0.13     ＜.05     0.25     ＜1.19     0.20     0.6   2.21
注：以这些值的潜在不可靠性为基础将检测极限(0.05μg/g)与测定极限(0.2μg/g)之间所得的结果报道为“0.13”微克。
注：报道为“＜0.05”的结果说明未检测出亚硝胺含量(0.05μg/g是粉末和烟草样品可检测的最低限度)。
因此，如上所示，可以选择性地减少烟草中亚硝胺的总量，并且烟草中其它组分如硝酸盐和还原糖的量没有显著减少。
                     实施例7
将平均总TSNA含量为7.6μg/g干烟草的白莱菸叶和茎的混合物与自来水于65℃下接触(9份水和1份烟草)。总共接触30分钟之后，然后通过压制将不溶性部分与可溶性部分分离。可溶性部分具有4.8％的干物质含量。
然后将不同类型的活性炭与上面的可溶性部分接触。溶液在350转/分钟下搅拌1小时。活性炭的量也如下表7所示变化：
                                 表7：活性炭性能
                                  活性炭特征     加入到可溶性部分中的比率
    样品号   类型     平均直径(μm)     表面积(m2/g)     (％干物质)
    1   -     -     -     0
    2   椰壳     115     1071     30
    3   椰壳     115     1071     60
    4   椰壳     115     1071     100
    5   椰壳     21     1150     30
    6   椰壳     595     600     30
    7   木材     24     1150     30
如上面实施例中，通过离心将活性炭和悬浮固体除去。此外，溶液通过保留物大于0.7微米的玻璃纤维过滤器(Durieux No.28)过滤以除去所有剩余的悬浮固体。离心和过滤之后溶液的干物质含量示于下表8。
此外，如表8所示，总TSNA和生物碱含量也减少了。
                                   表8：溶液性质
    样品号     溶液1的干物质含量(％)                     TSNA(ng/g溶液)     生物碱     还原糖     硝酸盐
    NNN     NAT     NAB     NNK     合计               (％干物质含量)
    1     4.8     625     295     18     81     1019     7.79     4.9     13.3
    2     4.5     104     34     ＜10     ＜10     ＜158     4.82     4.1     13.9
    3     4.1     18     18     ＜10     ＜10     ＜56     5.35     3.9     15.4
    4     3.9     ＜10     ＜10     ＜10     ＜10     ＜40     0.78     3.5     14.3
    5     3.8     48     18     ＜10     ＜10     ＜86     5.77     4.5     16.2
    6     4.1     230     82     ＜10     ＜10     ＜332     5.33     3.2     14.0
    7     3.9     84     49     ＜10     ＜10     ＜153     4.98     2.6     15.7
1离心和过滤之后
注：以这些值的潜在不可靠性为基础将检测极限(10ng/g)与测定极限(25ng/g)之间所得的结果报道为“18”纳克。
注：报道为“＜10”的结果说明未检测出亚硝胺含量(10ng/g是液体样品可检测的最低限度)。
因此，如所示，可以选择性地减少烟草中亚硝胺的总量，并且烟草中其它组分如硝酸盐和还原糖的量没有显著减少。
                     实施例8
将总TSNA含量为9.6μg/g干烟草的阴暗风干的烟草茎剁碎并于65℃下与自来水(9份水和1份烟草)混合。总共接触30分钟之后，通过压制将不溶性部分与可溶性部分分离。可溶性部分具有5.1％的干物质含量。
将515cm2来自Charcoal Cloth International，a division ofChemviron Carbon Ltd的活性炭布FMI/250加入埃伦迈厄烧瓶中。所述活性炭布具有1050-1400m2/g完全由微孔组成的内表面积和134g/m2的基本重量。将500ml烟草可溶性部分倒入该埃伦迈厄烧瓶中，然后将其放在轨道振荡器上持续1小时。
然后将可溶性部分与活性炭布分离并在6000转/分钟下离心6分钟，以除去所有残余的活性炭布纤维和悬浮固体。此外，将溶液通过保留物大于0.7微米的玻璃纤维过滤器(Durieux No.28)过滤以除去所有剩余的悬浮固体。在离心和过滤之后，溶液的干物质含量为4.8％。
如下表9所示，使用活性炭布使得总TSNA和生物碱显著减少。
                                        表9：可溶性部分的性质
                            TSNA(ng/g溶液)   生物碱   还原糖   硝酸盐
  NNN   NAT   NNB   NNK   合计             (％干物质含量)
对照可溶性部分   493   211   ＜10   66   ＜780   1.55   5.8   12.5
处理过的可溶性部分   200   85   ＜10   ＜10   ＜305   1.39   5.7   12.1
注：报道为“＜10”的结果说明未检测出亚硝胺含量(10ng/g溶液是液体样品的可检测下限)。
因此，如上所示，可以选择性地减少烟草中亚硝胺的总量，并且烟草中其它组分如硝酸盐和还原糖的量没有显著减少。
                        实施例9
将总TSNA含量为9.6μg/g干烟草的阴暗风干的烟草茎剁碎并于65℃下与自来水(9份水和1份烟草)混合。总共接触30分钟之后，通过压制将不溶性部分与可溶性部分分离。可溶性部分具有5.1％的干物质含量。沸石的Si/Al比是约100并且其孔/通道大小是8埃。
将该沸石以100％干物质含量的比率加入到烟草可溶性部分中。之后，在350转/分钟下将溶液搅拌1小时，然后在6000转/分钟下离心6分钟，以除去沸石和残余的悬浮固体。此外，将溶液通过保留物大于0.7微米的玻璃纤维过滤器(Durieux No.28)过滤以除去所有剩余的悬浮固体。经过离心和过滤的溶液具有4.99的干物质含量。
在不加入活性炭的情况下可溶性部分的总TSNA含量小于780ng/g溶液。离心和过滤之后，加入沸石在可溶性部分中没有检测出亚硝胺，因此说明总亚硝胺含量至少低于40ng/g烟草(10ng/g是液体样品中
上面所列亚硝胺可检测的最低限度)。
烟草生物碱被除去，如下表10所示：
                              表10：可溶性部分的性质
                           TSNA(ng/g溶液)   生物碱   还原糖   硝酸盐
  NNN   NAT   NNB   NNK   合计             (％干物质含量)
对照可溶性部分   493   211   ＜10   66   ＜780   1.55   5.8   12.5
处理过的可溶性部分   ＜10   ＜10   ＜10   ＜10   ＜40   0.42   5.7   13.4
注：报道为“＜10”的结果说明未检测出亚硝胺含量(10ng/g溶液是液体样品可检测的最低限度)。
因此，如上所示，可以选择性地减少烟草中亚硝胺的总量，并且烟草中其它组分如硝酸盐和还原糖的量没有显著减少。
                       实施例10
利用与实施例9中所述相同的烟草可溶性部分，只是使用富含海泡石的粘土。
选择来自Grupo Tolsa的50％Pansil 100和50％Pansil 400的混合物，以减少可溶性部分中的TSNA。Pansil 100和Pansil 400都含有60％海泡石和40％其它粘土。它们的粒径不同，Pansil 400比Pansil100细小。
将该Pansil的混合物以100％干物质含量的比率加入到烟草溶液部分中。之后，以350转/分钟将该溶液搅拌1小时，然后在6000转/分钟下离心6分钟，以除去该Pansil粘土和剩余的悬浮固体。此外，将溶液通过保留物大于0.7微米的玻璃纤维过滤器(Durieux No.28)过滤以除去所有剩余的悬浮固体。经过离心和过滤的溶液的干物质含量是5.3％。
加入Pansil/海泡石并在离心和过滤之后的可溶性部分的总TSNA含量是305ng/g，它相对未处理的溶液(如实施例9中所述小于780ng/g)显著降低。
尽管使用特定术语、设备和方法描述了本发明的各种实施方式，但是这些描述仅仅是为描述目的。所用语句是描述性的而不是限制性的。应理解的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下本领域普通技术人员可以进行改变和变化。此外，应理解的是，这些不同实施方式的各方面可以整体或部分地互换。因此，本发明的精神和范围不应限制在其中所含的优选方面的描述。

Claims (40)

1.一种减少烟草中亚硝胺含量的方法，所述方法包括：
将烟草与溶剂混合形成一可溶性部分，所述可溶性部分的每克所述可溶性部分中含有最初总量的烟草特异性亚硝胺，所述烟草特异性亚硝胺选自N′-亚硝基去甲烟碱、4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮、N′-亚硝基新烟草碱、N′-亚硝基毒藜碱及其组合；
之后，将所述可溶性部分与减少亚硝胺的物料接触，以便每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的最终总量比每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的所述最初总量低至少约20％；和
任选地，将具有减少量的所述烟草特异性亚硝胺的所述可溶性部分加入到烟草产品中。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是吸附剂。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是吸收剂。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料选自木炭、活性炭、沸石、海泡石及其组合。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是活性炭。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是沸石。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述沸石具有下式：
MmM′nM″p[aAlO2.bSiO2.cTO2]Qr
其中，
M是一价阳离子，
M′是二价阳离子，
M″是三价阳离子，
c、m、n、p和r都大于或等于0，
a、b都大于或等于1，
T是四面体配位的金属原子，和
Q是与沸石的孔几何形态相应的吸着物分子。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是海泡石。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述海泡石具有以下通式：
Si12Mg8O30(OH)4(OH2)4.8H2O
10.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料具有大于约600m2/g的表面积。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料具有大于约1000m2/g的表面积。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料包含孔、通道或其组合，它们具有大于约3.5埃的平均直径。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料包含孔、通道或其组合，它们具有大于约7埃的平均直径。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料与所述可溶性部分混合。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料在与所述可溶性部分混合之后从其中除去。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述可溶性部分经过滤或输送通过所述减少亚硝胺的物料。
17.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述可溶性部分与所述减少亚硝胺的物料接触之前，将也由所述溶剂和所述烟草混合形成的不溶性部分从所述可溶性部分中分离。
18.如权利要求17所述的方法，还包括：将具有减少量的所述烟草特异性亚硝胺的所述可溶性部分与所述不溶性部分重新结合。
19.如权利要求1所述的方法，其中在所述可溶性部分与所述减少亚硝胺的物料接触之后，每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的最终总量比每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的所述最初总量低至少约60％。
20.如权利要求1所述的方法，其中在所述可溶性部分与所述减少亚硝胺的物料接触之后，每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的最终总量比每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的所述最初总量低约85％-约100％。
21.如权利要求1所述的方法，其中在所述可溶性部分与所述减少亚硝胺的物料接触之后，每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的最终总量小于约300ng/g所述可溶性部分。
22.如权利要求1所述的方法，其中在所述可溶性部分与所述减少亚硝胺的物料接触之后，每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的最终总量小于约40ng/g所述可溶性部分。
23.一种烟草产品，包含根据权利要求1的方法形成的具有减少量的烟草特异性亚硝胺的可溶性部分。
24.如权利要求1所述的方法，其中所述可溶性部分的每克所述可溶性部分中还含有最初总量的生物碱，在与所述减少亚硝胺的物料接触之后，所述生物碱的所述最初总量减少至少约10％。
25.如权利要求1所述的方法，其中所述可溶性部分的每克所述可溶性部分中也含有最初总量的生物碱，在与所述减少亚硝胺的物料接触之后，所述生物碱的所述最初总量减少约25％-约95％。
26.一种减少烟草中亚硝胺含量的方法，所述方法包括：
将烟草与含水溶剂混合形成不溶性部分和可溶性部分，所述可溶性部分在每克所述可溶性部分中含有最初总量的烟草特异性亚硝胺，其中所述烟草特异性亚硝胺选自N′-亚硝基去甲烟碱、4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮、N′-亚硝基新烟草碱、N′-亚硝基毒藜碱及其组合；
之后，将所述可溶性部分与减少亚硝胺的物料接触，以便每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的最终总量比每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的所述最初总量低至少约60％，所述减少亚硝胺的物料选自木炭、活性炭、沸石、海泡石及其组合，其中所述减少亚硝胺的物料包含孔、通道或其组合，它们具有大于约3.5埃的平均直径；和
任选地，将具有减少量的所述烟草特异性亚硝胺的所述可溶性部分加入到烟草产品中。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是活性炭。
28.如权利要求26所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是沸石。
29.如权利要求26所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是海泡石。
30.如权利要求26所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料包含孔、通道或其组合，它们具有大于约7埃的平均直径。
31.如权利要求26所述的方法，其中在所述可溶性部分与所述减少亚硝胺的物料接触之后，每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的最终总量比每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的所述最初总量低约85％-约100％。
32.如权利要求26所述的方法，其中在所述可溶性部分与所述减少亚硝胺的物料接触之后，每克所述可溶性部分中所述烟草特异性亚硝胺的最终总量小于约40ng/g所述可溶性部分。
33.一种烟草产品，包含根据权利要求26的方法形成的具有减少量的烟草特异性亚硝胺的可溶性部分。
34.一种减少烟草中生物碱含量的方法，所述方法包括：
将烟草与含水溶剂混合形成可溶性部分，所述可溶性部分在每克所述可溶性部分中含有最初总量的生物碱；
之后，将所述可溶性部分与减少亚硝胺的物料接触，以便每克所述可溶性部分中所述生物碱的最终总量比每克所述可溶性部分中所述生物碱的所述最初总量低至少约10％，所述减少亚硝胺的物料选自木炭、活性炭、沸石、海泡石及其组合，其中所述减少亚硝胺的物料包含孔、通道或其组合，它们具有大于约3.5埃的平均直径；和
任选地，将具有减少量的所述生物碱的所述可溶性部分加入到烟草产品中。
35.如权利要求34所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是活性炭。
36.如权利要求34所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料是沸石。
37.如权利要求34所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料包含孔、通道或其组合，它们具有大于约7埃的平均直径。
38.如权利要求34所述的方法，其中所述减少亚硝胺的物料与所述可溶性部分混合。
39.如权利要求34所述的方法，其中在与所述减少亚硝胺的物料接触之后，生物碱的所述最初总量减少约25％-约95％。
40.一种烟草产品，包含根据权利要求34的方法形成的具有减少量的生物碱的可溶性部分。
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