JP2008154598A - タバコおよびタバコ製品中のニトロソアミン削減 - Google Patents

タバコおよびタバコ製品中のニトロソアミン削減 Download PDF

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Abstract

【課題】タバコ中のニトロソアミン(例えば、N'-ニトロソノルニコチン、4-(メチルニトロソアミノ)-1-(3-ピリジル)-1-ブタノン、N'-ニトロソアナタビン、N'-ニトロソアナバシン)の含量を削減する方法が提供される。
【解決手段】ひとつの態様において、この方法は、タバコを溶媒(例えば、水および／または他の化合物)と混合し、可溶性部分を形成することを含む。この可溶性部分は、最初の可溶性部分1g当りのタバコ-特異的ニトロソアミン総レベルを含む。この可溶性部分をニトロソアミン-削減材料と接触し、得られる該可溶性部分1g当りのタバコ-特異的ニトロソアミンの質量の割合を、最初の可溶性部分1g当りのタバコ-特異的ニトロソアミン総レベルの少なくとも約20％未満とする。
【選択図】図１

Description

(関連出願)
本特許出願は、2000年10月5日に出願された出願番号第60/238,248号を有する仮出願に優先して請求するものである。
(発明の背景)
喫煙商品(例えば、紙巻きタバコ、葉巻、パイプなど)および無煙タバコ製品(例えば、噛みタバコ、嗅ぎタバコなど)は、天然タバコ、再構成タバコ、およびそれらの配合から製造される。再構成タバコとは、一般に天然タバコ葉を打つ(threshing)時またはタバコ商品の製造時に生じた天然タバコ副産物から製造されるタバコの種類である。しかし、一部の天然タバコ、例えば暗所空気乾燥(dark air cured)、空気乾燥(air cured)されたバレー種タバコなどは、タバコの乾燥時に生成されるニトロソアミン類、例えばタバコ-特異的ニトロソアミン(TSNA)およびタバコ-非特異的ニトロソアミンを含有することがある。同様に、天然タバコ副産物から形成された再構成タバコも、ニトロソアミンを含有し得る。加えて、ニトロソアミンを含有するタバコ製品により生じた煙も、タバコから変換されるか、もしくはある場合には熱合成されるかのいずれかのニトロソアミン類を含有する。
ニトロソアミンおよびTSNA、特にタバコ製品中のものについて、広範な研究が行われている。多くの場合このような成分は完成タバコ製品においては望ましくないことは確定されている。例えばNorthwayらの米国特許第5,810,020号は、タバコ材料を捕獲槽(trapping sink)と接触することにより、タバコからTSNAを除去するプロセスを開示しており、ここで捕獲槽は、容易にニトロソ化され速度論的または熱力学的束縛をほとんど伴わずにニトロシル錯体を生成する選択的遷移金属錯体を含有している。
Journal of the National Cancer Institute, 1992, Vol.84, No.6, pp.438-442
このようなタバコからTSNAを除去する試みの恩恵にもかかわらず、現在、タバコ中のニトロソアミン(例えばTSNA)の含量を削減する改善された方法が必要とされている。特に、タバコ(例えば、天然タバコ、再構成タバコ、タバコ抽出物、それらの配合物、および他のタバコ-含有材料)に加えそれらから形成されたタバコ製品中のニトロソアミン(例えば、TSNA)削減のための効果的かつ比較的安価な方法が必要である。
(発明の概要)
本発明のひとつの態様に従い、タバコ中のニトロソアミンの含量を削減する方法が明らかにされている。この方法は、タバコを溶媒(例えば、水および／または他の化合物)と混合し、可溶性部分を形成することを含む。この可溶性部分は、最初の可溶性部分1g当りのタバコ-特異的ニトロソアミン総レベルを含む。例えばある態様において、タバコ-特異的ニトロソアミンは、N'-ニトロソノルニコチン、4-(メチルニトロソアミノ)-1-(3-ピリジル)-1-ブタノン、N'-ニトロソアナタビン、およびN'-ニトロソアナバシンからなる群より選択される。
この可溶性部分は、一旦形成されると、ニトロソアミン-削減材料(例えば、吸着剤または吸収剤)と接触され、その結果得られる可溶性部分1g当りのタバコ-特異的ニトロソアミン総レベルは、最初の可溶性部分1g当りのタバコ-特異的ニトロソアミン総レベルよりも少なくとも約20％少なく、一部の態様においては、最初のタバコ-特異的ニトロソアミン総レベルよりも少なくとも約60％少なく、および一部の態様においては、最初のタバコ-特異的ニトロソアミン総レベルよりも約85％〜約100％少ない。例えば一部の態様において、得られる可溶性部分中のニトロソアミン総レベルは、可溶性部分1g当り約300ng未満であり、および一部の態様においては、可溶性部分1g当り約40ng未満である。
一般に、タバコ中のニトロソアミン量を削減することが可能であるあらゆる材料を、本発明において利用することができる。例えばひとつの態様において、ニトロソアミン-削減材料は、チャコール、活性チャコール、ゼオライト、セピオライト、およびそれらの混合物からなる群より選択される。更にニトロソアミン-削減材料は、タバコからニトロソアミンを除去する能力を増強するようなある特徴も有することができる。例えば一部の態様において、ニトロソアミン-削減材料は、約600m2/gより大きい、一部の態様においては、約1000m2/gより大きい表面積を有する。更に一部の態様において、ニトロソアミン-削減材料は、孔、溝またはそれらの組合せを有し、これらは約3.5Åより大きい平均直径を有し、一部の態様においては約7Åよりも大きい。
概してこのニトロソアミン-削減材料は、様々な異なる方法のいずれかにより可溶性部分と接触することができる。例えばひとつの態様において、ニトロソアミン-削減材料は、可溶性部分と混合することができる。望ましいならば、可溶性部分をニトロソアミン-削減材料と接触した後、任意にニトロソアミン-削減材料をそれらから除去することができる。
このニトロソアミン-削減材料は、タバコ中のニトロソアミン含量の削減が可能であることに加え、タバコ中のアルカロイド含量を減らすことが可能であることも発見された。例えば一部の態様において、アルカロイド含量は、ニトロソアミン-削減材料と接触した後、少なくとも約10％減少され、一部の態様においては約25％〜約95％、および一部の態様においては約60％〜約95％減少することができる。
本発明のその他の特徴および局面を、以下により詳細に説明する。
当業者にとって最良の様式を含む、本発明の説明を十分かつ可能なものにするために、本願明細書の残りの部分においてより詳細に説明し、これは添付図面を参照することを含む。
(代表的態様の詳細な説明)
ここでは本発明の態様の詳細を参照し、そのひとつまたは複数の実施例を以下に示す。各実施例は、本発明を説明するために提供されるが、本発明を限定するものではない。実際に当業者には、発明の範囲または精神を逸脱しない限りは、本発明に様々な修飾および変更を行うことができることは明らかであろう。例えば、ひとつの態様として例証または説明された特徴を、別の態様において使用し、更に別の態様を得ることができる。従って本発明は、このような修飾および変更ならびにそれらの同等物に及ぶことが意図されている。
一般に本発明は、タバコ中のタバコ-特異的ニトロソアミン(TSNA)のようなニトロソアミンの存在を削減する方法に関する。本願明細書に使用される用語「タバコ」は、天然タバコ(例えば、火力乾燥した茎(flue-cured stem)のようなタバコ茎、微細繊維(fine)、タバコ副産物)、再構成タバコ、タバコ抽出物、それらの配合物、およびその他のタバコ-含有材料を意味する。一部の態様において、ニトロソアミン-削減材料は、チャコール、活性チャコール、ゼオライト、セピオライトなどからなる群より選択され、タバコのニトロソアミン含量を削減するために利用することができる。
ニトロソアミン-削減材料は一般に、得られるタバコ中のニトロソアミン含量を削減することができるように、ニトロソアミンに対する親和性を有する。例えば、理論により限定されることを意図するものではないが、一部の態様において、ニトロソアミン-削減材料は、ニトロソアミンを「吸着」すると考えられている。本願明細書において使用される用語「吸着」とは一般に、固体または液体の表面上に固体、液体または気体の分子または原子を保持することを意味する。更に場合によっては、ニトロソアミン-削減材料は更にニトロソアミンを「吸収」してもよい。本願明細書において使用される用語「吸収」は一般に、固体、液体または気体の分子または原子の、それらが接触された大量の物質への抽出を意味する。
このニトロソアミン-削減材料は、タバコ中のニトロソアミン含量を削減する材料の能力の増強を可能にするその他の特徴も有することができる。例えば、ニトロソアミン-削減材料は、ある種の表面積、平均孔／溝サイズなどを有することができる。一部の態様において、例えばニトロソアミン-削減材料は、約600m2/gより大きい表面積を有し、これは一部の態様においては約1000m2/gより大きい。更にニトロソアミン-削減材料は、平均直径が約3.5Åよりも大きい孔／溝を含むこともでき、これは一部の態様においては約7Åよりも大きく、一部の態様においては約7Å〜約100Åである。
概して、ニトロソアミン含量の削減が可能である材料を本発明において利用することができる。例えば活性チャコールは、ニトロソアミン-削減材料として利用することができる。いくつかの適当な活性チャコール型は、木材活性チャコール、ココナツ活性チャコール、活性チャコール布(例えば、Chemviron Carbon社(英国)から入手できる「活性チャコール布(Activated Charcoal Cloth)」)などを含むが、これらに限定されるものではない。加えてその他のニトロソアミン-削減材料も利用することができる。例えば、一部の態様において、ゼオライトを利用することができる。例えば一部の態様において、下記一般式を有する疎水性ゼオライトを利用することができる：
MmM'nM"p[aAlO2・bSiO2・cTO2]Qr
(式中、Mは一価のカチオンであり、
M'は二価のカチオンであり、
M"は三価のカチオンであり、
c、m、n、pおよびrは、0より大きいかまたは等しく、
a、bは、1より大きいかまたは等しく、
Tは四面体配位金属原子であり、および
Qは、ゼオライトの孔状幾何構造に対応する吸着質分子である。)。
更に望ましいならば、セピオライトもニトロソアミン-削減材料として利用することができる。セピオライトは、フィロケイ酸塩群に属する水和されたケイ酸マグネシウムである。ある態様において例えば、約3.6Å〜約10.6Åのゼオライト系溝(zeolitic channel)を有するセピオライトが、本発明には特に良く適しており、これは下記式を有することができる：
Si12Mg8O30(OH)4(OH2)4・8H2O
これは一般に、選択された具体的ニトロソアミン-削減材料とは関係なく、タバコのニトロソアミン含量を削減する多種多様な方法で利用することができる。特に本発明者らは、ニトロソアミン除去の増強が、ニトロソアミン-削減材料のタバコ溶液との接触により達成され得ることを発見した。
例えば図１を参照し、ここではタバコからニトロソアミンを除去する方法のひとつの態様が、より詳細に説明されている。記されたように、タバコ茎(例えば、火力乾燥した茎)、微細繊維および／またはタバコ製造プロセスからの他のタバコ副産物を含むタバコ組成(furnish)が、最初に溶媒(例えば、水および／または他の化合物)と混合される。例えばアルコール(例えば、エタノール)などの水-混和性である様々な溶媒を水と混合し、水性溶媒を形成することができる。水性溶媒の水含量は、場合によっては、溶媒の50質量％よりも大きく、特に溶媒の90質量％よりも大きくても良い。脱イオン水、蒸留水または水道水を使用することができる。懸濁液中の溶媒の量は広範に変動することができるが、一般に懸濁液の約75％〜約99質量％の量で添加される。しかし溶媒量は、溶媒の性質、抽出が実行される温度、およびタバコ組成の種類により変動することができる。
溶媒／タバコ組成の混合物の形成後、任意にこの組成混合物の可溶性部分の一部または全てを、混合物から分離(例えば、抽出)することができる。望ましいならば、水性溶媒/タバコ組成の混合物を、抽出速度を増大するために混合物を攪拌、振盪、またはさもなければ混合することにより、抽出時にかき混ぜることができる。典型的には、抽出は、約1時間半から約6時間かけて行われる。更に必ずしもではないが、典型的抽出温度は、約10℃〜約1O0℃の範囲である。
一旦抽出されると、任意にその不溶性固形部分が、1種または複数種の機械式精砕機にかけられ、繊維状パルプを製造することができる。適当な精砕機のいくつかの例は、円盤型精砕機、円錐型精砕機などである。その後精砕機から得たパルプを、例えばフォーミングワイヤ(forming wire)、重力排水、吸引排水、フェルトプレス、ヤンキー乾燥機、ドラム乾燥機などを備え得るフォーミング装置を持つ製紙ステーション(図示せず)へ移送することができる。このようなフォーミング装置において、パルプは、ワイヤベルトに載せられ、シート-様形状を形成し、余分な水は重力排水および吸引排水により除去され、加圧される。可溶性部分は、一旦タバコ溶液の不溶性部分から分離されると、任意に真空蒸発器のようないずれか公知の形の濃縮装置を用い濃縮される。
次に可溶性部分は、そこからニトロソアミンを除去するために、ニトロソアミン-削減材料と接触される。例えば本発明のひとつの態様において、図１に示されるように、ニトロソアミン-削減材料は、可溶性部分(例えば、水性抽出物)と直接混合される。結果的に、可溶性部分中のニトロソアミンは除去され、ニトロソアミン-削減材料により容易に保持される。一般に有効量のニトロソアミン-削減材料を利用することができる。例えばある態様において、可溶性部分は、溶液の約0.5質量％を超える量で存在するように、一部の態様においては溶液の約0.5％〜約50質量％で、および一部の態様においては溶液の約5％〜約50質量％で存在するように、ニトロソアミン-削減材料と混合することができる。
可溶性部分をニトロソアミン-削減材料と接触する別の技術も利用することができる。例えばある態様において、可溶性部分は、チャコールフィルターを通して濾過することができる。更に別の態様においては、可溶性部分は、チャコールの床、カートリッジまたは布上を搬送され得る。しかし本発明に従い、ニトロソアミン-削減材料を可溶性部分と接触するその他の適当な技術を利用してもよいことは理解されるであろう。
再度図１を参照すると、ニトロソアミン-削減材料は、可溶性部分と混合した後に、次に任意にその場から取除くことができる。例えばニトロソアミン-削減材料は、遠心分離、デカンテーション、濾過などのような周知の技術を用い可溶性部分から取除くことができる。その後、ニトロソアミン-削減材料は、廃棄物処分場(図示せず)へ移送されるか、もしくは更なるニトロソアミン除去のために再利用される。
可溶性部分をニトロソアミン-削減材料と接触した後、前述のような技術を用い、任意にこの可溶性部分を濃縮することができる。更に、濃縮されたまたはされない可溶性部分を、いずれか望ましい方法で利用することができる。例えばひとつの態様において、ニトロソアミンを削減した可溶性部分は、タバコ製品の香味料として使用することができる。
別の態様において、この可溶性部分は、再構成タバコ(充填葉または中巻き葉-外巻き葉)を形成するために、ウェブと再混合される。具体的には、噴霧、サイジングローラの使用、飽和などの様々な適用法を用い、ニトロソアミンを削減した可溶性部分を、シート、タバコ配合物、不溶性残渣などに再適用することができる。再構成タバコは、一般に様々な方法で形成することができる。例えばひとつの態様において、バンド流延法(band casting)を用い、再構成タバコを形成することができる。バンド流延法は、典型的には細かく分割されたタバコの一部のスラリーおよびスチールベルト上に被覆されその後乾燥された中巻き葉を利用する。乾燥後、このシートを、天然タバコ片(strip)と配合するか、または破砕しかつ様々なタバコ製品において使用し、これは紙巻きタバコ充填葉としての使用を含む。再構成タバコ製造法のいくつかの例は、米国特許第3,353,541号；第3,420,241号；第3,386,449号；第3,760,815号；および第4,674,519号に開示されており、これらは全体が本願明細書に参照として組入れられている。再構成タバコは、製紙法により形成される。本発明に従う再構成タバコ製造法のいくつかの例は、米国特許第3,428,053号；第3,415,253号；第3,561,451号；第3,467,109号；第3,483,874号；第3,860,012号；第3,847,164号；第4,182,349号；第5,715,844号；第5,724,998号；および、第5,765,570号に開示されており、これらも全体があらゆる目的に関して本願明細書に参照として組入れられている。例えば製紙技術を使用する再構成タバコの製造には、タバコの水との混合工程、そこからの可溶性成分の抽出工程、可溶性成分の濃縮工程、タバコの精砕工程、ウェブ製造工程、濃縮した可溶性成分の再適用工程、乾燥工程および打つ(threshing)工程が関連している。
加えて様々なその他の成分、例えば香味または着色の処理なども、ウェブに加えることができる。繊維状シート材に、前記可溶性部分および／または他の成分が塗布される場合、一部の態様においては、これらは次に、例えばトンネルドライヤーを用いて乾燥され、典型的含水量が20質量％未満、特に約9％〜約14質量％であるシートを提供する。引き続きこのシートは、所望のサイズおよび／または形状に裁断し、かつ所望の最終含水量にまで乾燥することができる。
図２を参照すると、ニトロソアミンをタバコから除去する別の態様が説明されている。最初に、タバコ茎(例えば、火力乾燥した茎)、微細繊維および／またはタバコ製造プロセスからのその他のタバコ副産物を含有するタバコ組成を、前述のような溶媒、およびそこからニトロソアミンを除去するためのニトロソアミン-削減材料と接触するように配置することができる。一般に、様々な技術を、ニトロソアミンを除去するために利用することができる。例えば本発明のひとつの態様において、図２に示したように、ニトロソアミン-削減材料を、タバコおよび溶媒と直接混合することができる。結果的に、可溶性部分内のニトロソアミンは除去され、ニトロソアミン-削減材料により容易に保持され得る。その他の適当な接触技術も使用することができ、これは、タバコ混合物のニトロソアミン-削減材料を含むカートリッジまたは床との接触を含むが、これらに限定されるものではない。その後この混合物は、前述のように、分離され、ニトロソアミン-削減材料が任意に除去される。この可溶性部分および不溶性部分も、前述の方法で利用することができる。更にこの可溶性部分は、任意に様々な周知の技術を用い濃縮することができる。
図３を参照すると、図２に示したようにタバコをニトロソアミン-削減材料と接触するように配置した後に、一部の態様においては、得られた混合物を、次に任意に濃縮および／または乾燥することができる。得られたタバコスラリー混合物は、削減されたニトロソアミン含量を有し、かつ再構成時などに例えば嗅ぎタバコ、噛みタバコ中においてなど多種多様な用途に使用することができる。
ニトロソアミン-削減材料をタバコと接触するための様々な態様を先に説明したが、ニトロソアミン-削減材料を一般にいずれか望ましい方法でタバコと接触することができることは理解されるはずである。例えば一部の態様において、湿シートが形成されるような場合には、それにニトロソアミン-削減材料を添加することができる。望ましいならば、1種より多いニトロソアミン-削減材料を利用することができ、およびこのような材料(複数)は、プロセスの複数の工程で適用することができることも理解されるはずである。
本発明の結果、タバコのニトロソアミン含量を選択的に削減することができることが発見された。例えば、本発明に従いニトロソアミン-削減材料と接触した場合に、N'-ニトロソノルニコチン(NNN)、4-(メチルニトロソアミノ)-1-(3-ピリジル)-1-ブタノン(NNK)、N'-ニトロソアナタビン(NAT)、およびN'-ニトロソアナバシン(NAB)のようなニトロソアミン類の総含量を、最初の総レベルから、少なくとも約20％、一部の態様においては少なくとも約60％、および一部の態様においては約85％〜約100％削減することができることが発見された。更に、一部の態様においては、得られるタバコ-特異的ニトロソアミンの総レベルは、可溶性部分1gにつき約300ng未満であり、一部の態様においては、可溶性部分1gにつき約40ng未満であることもできる。
加えて、顕著に改善されたタバコ製品を、本発明に従いタバコから形成することもできる。本願明細書において使用される用語「タバコ製品」は、喫煙商品(例えば、紙巻きタバコ、葉巻、ファインカット喫煙商品、パイプなど)、無煙商品(例えば、噛みタバコ、嗅ぎタバコなど)、タバコ添加物(例えば、香料としての使用など)などを包含することを意味している。例えば低下されたレベルのニトロソアミンを有する可溶性部分は、喫煙商品へ混入され、この喫煙商品により発生した煙も、より低い含量のニトロソアミンを含み得る。
驚くべきことに、ニトロソアミン-削減材料は、タバコのニトロソアミン含量を削減することが可能であることに加え、多くのタバコ製品において認められた他の化合物の存在を削減することが可能であることも発見された。例えば、一部の態様において、このニトロソアミン-削減材料は、タバコ中のアルカロイドレベルを、最初の総含量から、少なくとも約10％、一部の態様においては約25％〜約95％、および一部の態様においては約60％〜約95％低下することがわかった。アルカロイドは典型的にはおよそ90〜95％のニコチンを含有するので、このような削減は、本発明に従いこのようなレベルを低下するために望ましいことが多い。
本発明は、下記の実施例を参照しより良く理解することができる：
実施例１
再構成タバコ中のニトロソアミンの存在を低下する活性チャコールの能力を、明らかにした。火力乾燥した茎を、最初にNNN、NNK、NAT、およびNAB含量について試験した。結果を下記表１に示す。
Figure 2008154598
 注記：検出限界(0.05μg/g)と定量限界(0.2μg/g)の間の得られた結果は、このような値の潜在的不信頼性(unreliability)を基に"0.13"μgと記した。
その後、活性チャコールおよびパルプを、火力乾燥した茎と混合し、かつ前述の製紙プロセスに従いウェブを形成した。得られた再構成タバコシートは、火力乾燥した茎59％、木材パルプ繊維12％、および活性チャコール29％を含有していた。
ウェブ形成後、次にニトロソアミン含量(すなわち、NNN、NNK、NAT、およびNAB)を試験した。予想された総含量は、2.62μg/1gの再構成タバコ(例えば、NNN 1.12μg/1gの再構成タバコ)であった。しかし試験した場合に、各ニトロソアミンの検出量は、粉末およびタバコ試料の検出限界(0.05μg/g)と粉末およびタバコ試料の定量限界(0.2μg/g)の間であった。この範囲内の値は信頼できない可能性があるが、総ニトロソアミン含量は、少なくとも0.8μg/g未満(各ニトロソアミンについての検出限界0.2μg/gを基に)であった。従って示されたように、タバコ中のニトロソアミンの総レベルは、選択的に低下することができる。
実施例２
タバコ茎およびスクラップ(火力乾燥した、バーレイ種、オリエンタル種)の配合物を、水道水と65℃で1時間接触させた。攪拌後、不溶性画分を次に、加圧により可溶性画分から分離した。可溶性画分は、乾物含量8.6％、すなわち、乾燥物質は可溶性画分の8.6質量％であった。
この溶媒に次に、表面積1150m2/gおよび平均直径21μmを有するココナツ活性チャコールを、乾物含量30％のレベルで添加した。その後、この溶液を1時間攪拌し、次に活性チャコールおよび残存する浮遊固形物を除去するために、3400gの遠心加速により、6000rpmで6分間遠心した。遠心後の溶液の乾物含量を測定し、8.0％であった。
いかなる活性チャコールも添加しない遠心後の可溶性画分の総TSNA含量は、611ng/1gの溶液であった。活性チャコールを添加した可溶性画分には、遠心後、ニトロソアミンは検出されず、従って総ニトロソアミン含量が少なくとも40ng/1gのタバコより低いことを示している(10ng/gが、液体試料に関する前記ニトロソアミンの最低検出限界である)。
アルカロイド含量も、下記表２に示されたように削減された：
Figure 2008154598
 注記：検出限界(10ng/g)と定量限界(25ng/g)の間で得られた値は、このような値の潜在的不信頼性を基に"18"ngと記した。
注記："<10"と記された結果は、ニトロソアミン含量が、検出できなかった(10ng/gが液体試料に関する最低検出限界である)ことを示した。
従って示されたように、タバコ中のニトロソアミンおよびアルカロイドの総レベルは、タバコ中のその他の成分、例えば硝酸塩および還元糖のレベルを実質的に低下することなく、選択的に削減することができる。
実施例３
総TSNA含量0.84μg/1gの乾燥タバコを有する暗所空気乾燥したタバコ茎を、細断し、水道水と65℃で混合した(水5部およびタバコ1部)。全部で20分間接触した後、不溶性画分を、加圧により可溶性画分から分離した。この可溶性画分は、乾物含量4.2％を有した。
実施例２と同じ活性チャコールを、乾物含量30％の割合で、この溶液に添加した。その後溶液を350rpmで1時間攪拌し、次に活性チャコールおよび残存する浮遊固形物を除去するために、6000rpmで6分間遠心した。遠心後の溶液の乾物含量は4.0％であった。
いかなる活性チャコールも添加しない遠心後の可溶性画分の総TSNA含量は、121ng/1gの溶液であった。活性チャコールを添加した可溶性画分には、遠心後、ニトロソアミンは検出されず、従って総ニトロソアミン含量は少なくとも40ng/1gのタバコより低いことを示している(10ng/gが、液体試料に関する前記ニトロソアミンの最低検出限界である)。
アルカロイド含量も、下記表３に示されたように削減された：
Figure 2008154598
 注記：検出限界(10ng/g)と定量限界(25ng/g)の間で得られた値は、このような値の潜在的不信頼性を基に"18"ngと記した。
注記："<10"と記された結果は、ニトロソアミン含量が、検出できなかった(10ng/gが液体試料に関する最低検出限界である)ことを示した。
従って示されたように、タバコ中のニトロソアミン総レベルは、タバコ中のその他の成分、例えば硝酸塩および還元糖のレベルを実質的に低下することなく、選択的に削減することができる。
実施例４
総TSNA含量14.9μg/1gの乾燥タバコを有する暗所空気乾燥したタバコ茎を、細断し、水道水と65℃で混合した(水5部およびタバコ1部)。全部で20分間接触した後、不溶性画分を、加圧により可溶性画分から分離した。この可溶性画分は、乾物含量4.1％を有した。
実施例２と同じ活性チャコールを、乾物含量50％の割合で、この溶液に添加した。その後溶液を350rpmで1時間攪拌し、次に活性チャコールおよび残存する浮遊固形物を除去するために、6000rpmで6分間遠心した。加えて、溶液を、0.7μm以上を保持するガラス繊維フィルター(Durieux No.28)を通して濾過し、あらゆる残存浮遊固形物を除去した。遠心および濾過後の溶液の乾物含量は3.7％であった。
いかなる活性チャコールも添加しない可溶性画分の総TSNA含量は、2039ng/1gの溶液であった。遠心および濾過後、総ニトロソアミン含量は少なくとも80ng/1gのタバコより低かった(10ng/gが、液体試料に関する前記ニトロソアミンの最低検出限界である)。
タバコアルカロイドも、下記表４に示されたように削減された：
Figure 2008154598
 注記：検出限界(10ng/g)と定量限界(25ng/g)の間で得られた値は、このような値の潜在的不信頼性を基に"18"ngと記した。
注記："<10"と記された結果は、ニトロソアミン含量が、検出できなかった(10ng/gが液体試料に関する最低検出限界である)ことを示した。
従って示されたように、タバコ中のニトロソアミンの総レベルは、タバコ中の他の成分、例えば硝酸塩および還元糖のレベルを実質的に低下することなく、選択的に削減することができる。
実施例５
タバコ茎およびスクラップ(火力乾燥した、バーレイ種、オリエント種)の配合物を、水道水と65℃で1時間接触させた。攪拌後、次に不溶性画分を、加圧により可溶性画分から分離した。この可溶性画分は、乾物含量8.9％を有した。
実施例２に説明したものと同じ活性チャコールを、乾物含量50％の割合で、この溶液に添加した。その後溶液を350rpmで1時間攪拌し、次に活性チャコールおよび残存する浮遊固形物を除去するために、6000rpmで6分間遠心した。加えて、溶液を、0.7μm以上を保持するガラス繊維フィルター(Durieux No.28)を通して濾過し、あらゆる残存浮遊固形物を除去した。遠心および濾過後の溶液の乾物含量を測定し、7.0％であった。
いかなる活性チャコールも添加しない遠心および濾過後の可溶性画分の総TSNA含量は、678ng/1gの溶液であった。遠心および濾過後、活性チャコールを添加した可溶性画分にはニトロソアミンは検出されず、従って総ニトロソアミン含量が少なくとも40ng/1gのタバコより低いことが示された(10ng/gが、液体試料に関する前記ニトロソアミンの最低検出限界である)。
タバコアルカロイドも、下記表５に示されたように削減された：
Figure 2008154598
 注記：検出限界(10ng/g)と定量限界(25ng/g)の間で得られた値は、このような値の潜在的不信頼性を基に"18"ngと記した。
注記："<10"と記された結果は、ニトロソアミン含量が、検出できなかった(10ng/gが液体試料に関する最低検出限界である)ことを示した。
従って示されたように、タバコ中のニトロソアミンの総レベルは、タバコ中の他の成分、例えば硝酸塩および還元糖のレベルを実質的に低下することなく、選択的に削減することができる。
実施例６
TSNA含量14.9μg/1gの乾燥タバコを有する暗所空気乾燥したタバコ茎を、細断し、水道水と60℃で混合した(水10部およびタバコ1部)。全部で30分間接触した後、不溶性画分を、加圧により可溶性画分から分離した。この可溶性画分は、乾物含量3.7％を有した。
実施例２と同じ活性チャコールを、乾物含量30％の割合で、この溶液に添加した。その後溶液を350rpmで1時間攪拌し、次に活性チャコールおよび残存する浮遊固形物を除去するために、6000rpmで6分間遠心した。加えて、溶液を、0.7μm以上を保持するガラス繊維フィルター(Durieux No.28)を通して濾過し、あらゆる残存浮遊固形物を除去した。その後この溶液を減圧下で、30％乾物含量まで濃縮した。
平行して、不溶性画分を30分間精砕した。精砕した繊維を水へ希釈した後、紙製ウェブを、実験室用製紙機で形成した。その後これらのウェブを、前述の濃縮溶液に含浸したところ、最終再構成タバコは、物質質量104g/m2(絶乾質量)を有し、および可溶性画分22質量％(絶乾質量)を含んだ。
下記表６に示したように、活性チャコール処理した再構成タバコは、対照再構成タバコ(未処理)と比べ、低下された総TSNAおよびアルカロイドを示した。
Figure 2008154598
 注記：検出限界(0.05μg/g)と定量限界(0.2μg/g)の間で得られた値は、このような値の潜在的不信頼性を基に"0.13"μgと記した。
注記："<0.05"と記された結果は、ニトロソアミン含量が、検出できなかった(0.05μg/gが液体試料に関する最低検出限界である)ことを示した。
従って示されたように、このタバコ中のニトロソアミンの総レベルは、タバコ中の他の成分、例えば硝酸塩および還元糖のレベルを実質的に低下することなく、選択的に削減することができる。
実施例７
平均TSNA含量7.6μg/1gの乾燥タバコを有するバーレイ種の葉および茎の配合物を、水道水と65℃で接触した(水9部およびタバコ1部)。全部で30分間接触した後、不溶性画分を、加圧により可溶性画分から分離した。この可溶性画分は、乾物含量4.8％を有した。
次に様々な種類の活性チャコールを、前記可溶性画分と接触させた。この溶液を350rpmで1時間攪拌した。更に活性チャコールレベルを、下記表７に示したように変動した。
Figure 2008154598
前記実施例において、活性チャコールおよび浮遊固形物は、遠心により除去した。加えて、溶液を、0.7μm以上を保持するガラス繊維フィルター(Durieux No.28)を通して濾過し、あらゆる残存浮遊固形物を除去した。遠心および濾過後の溶液の乾物含量は、下記表８に示した。
加えて、表８に示したように、総TSNAおよびアルカロイド含量も削減された。
Figure 2008154598
 １：遠心および濾過後
注記：検出限界(10ng/g)と定量限界(25ng/g)の間で得られた値は、このような値の潜在的不信頼性を基に"18"ngと記した。
注記："<10"と記された結果は、ニトロソアミン含量が、検出できなかった(10ng/gが液体試料に関する最低検出限界である)ことを示した。
従って示されたように、タバコ中のニトロソアミンの総レベルは、タバコ中の他の成分、例えば硝酸塩および還元糖のレベルを実質的に低下することなく、選択的に削減することができる。
実施例８
総TSNA含量9.6μg/1gの乾燥タバコを有する暗所空気乾燥したタバコ茎を、細断し、水道水と65℃で混合した(水9部およびタバコ1部)。全部で30分間接触した後、不溶性画分を、加圧により可溶性画分から分離した。この可溶性画分は、乾物含量5.1％を有した。
Chemviron Carbon社の事業部であるCharcoal Cloth Internationalから入手した活性チャコール布FMI/250の515cm2を、エレンマイヤーフラスコに投入した。このチャコール布は、全体が微孔により構成された内部表面積1050〜1400m2/g、および物質質量134g/m2を有した。タバコの可溶性画分500mlを、エレンマイヤーフラスコへ注ぎ、次に軌道振盪装置(orbital shaker)に1時間設置した。
その後可溶性画分を、チャコール布から、6000rpmで6分間の遠心により分離し、チャコール布の残存繊維および浮遊固形物を取除いた。加えて、溶液を、0.7μm以上を保持するガラス繊維フィルター(Durieux No.28)を通して濾過し、あらゆる残存浮遊固形物を除去した。遠心および濾過後の溶液の乾物含量は4.8％であった。
表９に示したように、チャコール布の使用は、総TSNAおよびアルカロイド含量の顕著な削減を示した。
Figure 2008154598
 注記："<10"と記された結果は、ニトロソアミン含量が、検出できなかった(10ng/gが液体試料に関する最低検出限界である)ことを示した。
従って示されたように、タバコ中のニトロソアミンの総レベルは、タバコ中の他の成分、例えば硝酸塩および還元糖のレベルを実質的に低下することなく、選択的に削減することができる。
実施例９
総TSNA含量9.6μg/1gの乾燥タバコを有する暗所空気乾燥したタバコ茎を、細断し、水道水と65℃で混合した(水9部およびタバコ1部)。全部で30分間接触した後、不溶性画分を、加圧により可溶性画分から分離した。この可溶性画分は、乾物含量5.1％を有した。ゼオライトのSi/Al比は約100であり、かつその孔／溝サイズは8Åであった。
このゼオライトを、乾物含量100％の割合でタバコの可溶性画分に添加した。その後、この溶液を350rpmで1時間攪拌し、次に6000rpmで6分間遠心し、ゼオライトおよび浮遊固形物を取除いた。加えて、溶液を、0.7μm以上を保持するガラス繊維フィルター(Durieux No.28)を通して濾過し、あらゆる残存浮遊固形物を除去した。遠心および濾過後の溶液の乾物含量を測定し、4.9％であった。
活性チャコールを添加しない可溶性画分のTSNA含量は、780ng/1gの溶液未満であった。遠心および濾過後に、ゼオライトを添加した可溶性画分においては、ニトロソアミンは検出されず、従って総ニトロソアミン含量は、少なくとも40ng/1gのタバコよりも低いことを示している(10ng/gは、液体試料について前記ニトロソアミンの最低検出限界である)。
タバコアルカロイドも、下記表10に示したように除去された。
Figure 2008154598
 注記："<10"と記された結果は、ニトロソアミン含量が、検出できなかった(10ng/gが液体試料に関する最低検出限界である)ことを示した。
従って示されたように、タバコ中のニトロソアミンの総レベルは、タバコ中の他の成分、例えば硝酸塩および還元糖のレベルを実質的に低下することなく、選択的に削減することができる。
実施例10
中にクレイが豊富なセピオライトを使用した以外は、実施例９に説明したものと同じタバコ可溶性画分を利用した。
Grupo TolsaのPansil 100を50％およびPansil 400を50％の配合物を選択し、この可溶性画分中のTSNAを削減した。Pansil 100およびPansil 400の両方とも、60％セピオライトおよび40％その他のクレイを含有した。これらは、それらの粒度が異なり、Pansil 400はPansil 100よりもより細かかった。
Pansil配合物を、タバコ溶液画分へ、乾物含量100％の割合で添加した。その後、この溶液を350rpmで1時間攪拌し、次に6000rpmで6分間遠心し、Pansilクレイおよび残存する浮遊固形物を取除いた。加えて、溶液を、0.7μm以上を保持するガラス繊維フィルター(Durieux No.28)を通して濾過し、あらゆる残存浮遊固形物を除去した。遠心および濾過後の溶液の乾物含量は、5.3％であった。
Pansil／セピオライトを添加しない可溶性画分の遠心および濾過後のTSNA含量は、305ng/gであり、これは未処理の溶液(実施例９に示したように780ng/g未満)よりも顕著に低下した。
本発明の様々な態様は、特定の用語、装置および方法を用いて説明されているが、このような説明は、単に例証を目的とするものである。使用した単語は、限定ではなく説明のための単語である。当業者により、本発明の精神または範囲を逸脱することなく、変更および変化を行うことができることは理解されるはずである。加えて、様々な態様の局面は、全体または部分の両方を交換することができることは理解されるべきである。従って、本発明の精神および範囲は、そこに含まれる好ましい変型の説明に限定されるものではない。
図１は、タバコのニトロソアミン含量を削減するための本発明の方法のひとつの態様の概略図である。 図２は、タバコのニトロソアミン含量を削減するための本発明の方法の別の態様の概略図である。 図３は、タバコのニトロソアミン含量を削減するための本発明の方法の別の態様の概略図である。

Claims (40)

  1. タバコ中のニトロソアミン含量を削減する方法であり、該方法が、
    タバコを溶媒と混合し可溶性部分を形成する工程であって、該可溶性部分が最初の該可溶性部分1g当りのタバコ-特異的ニトロソアミン総レベルを含み、該タバコ-特異的ニトロソアミンは、N'-ニトロソノルニコチン、4-(メチルニトロソアミノ)-1-(3-ピリジル)-1-ブタノン、N'-ニトロソアナタビン、N'-ニトロソアナバシン、およびそれらの組合せからなる群より選択される工程；
    その後、該可溶性部分をニトロソアミン-削減材料と接触し、得られる該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルが、最初の該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルよりも少なくとも約20％少なくする工程；および
    任意に、低下されたレベルの該タバコ-特異的ニトロソアミンレベルを伴う該可溶性部分をタバコ製品に混入する工程を含む、方法。
  2. 前記ニトロソアミン-削減材料が吸着剤である、請求項１記載の方法。
  3. 前記ニトロソアミン-削減材料が吸収剤である、請求項１記載の方法。
  4. 前記ニトロソアミン-削減材料が、チャコール、活性チャコール、ゼオライト、セピオライト、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１記載の方法。
  5. 前記ニトロソアミン-削減材料が、活性チャコールである、請求項１記載の方法。
  6. 前記ニトロソアミン-削減材料が、ゼオライトである、請求項１記載の方法。
  7. 前記ゼオライトが、下記式を有する、請求項６記載の方法：
    MmM'nM"p[aAlO2・bSiO2・cTO2]Qr
    (式中、Mは一価のカチオンであり、
    M'は二価のカチオンであり、
    M"は三価のカチオンであり、
    c、m、n、pおよびrは、0より大きいかまたは等しく、
    a、bは、1より大きいかまたは等しく、
    Tは四面体配位金属原子であり、および
    Qは、ゼオライトの孔状幾何構造に対応する吸着質分子である。)。
  8. 前記ニトロソアミン-削減材料が、セピオライトである、請求項１記載の方法。
  9. 前記セピオライトが下記式を有する、請求項８記載の方法：
    Si12Mg8O30(OH)4(OH2)4・8H2O
  10. 前記ニトロソアミン-削減材料は、約600m2/gより大きい表面積を有する、請求項１記載の方法。
  11. 前記ニトロソアミン-削減材料は、約1000m2/gより大きい表面積を有する、請求項１記載の方法。
  12. 前記ニトロソアミン-削減材料は、約3.5Åより大きい平均直径を有する孔、溝、またはそれらの組合せを含む、請求項１記載の方法。
  13. 前記ニトロソアミン-削減材料が、約7Åより大きい平均直径を有する孔、溝、またはそれらの組合せを含む、請求項１記載の方法。
  14. 前記ニトロソアミン-削減材料が、該可溶性部分と混合される、請求項１記載の方法。
  15. 前記ニトロソアミン-削減材料が、該可溶性部分との混合後に、そこから除去される、請求項14記載の方法。
  16. 前記可溶性部分が、該ニトロソアミン-削減材料により濾過または搬送される、請求項１記載の方法。
  17. 更に、該可溶性部分を該ニトロソアミン-削減材料と接触する以前に、該可溶性部分から、同じく該溶媒と該タバコとの混合で形成された不溶性部分を分離する工程を含む、請求項１記載の方法。
  18. 更に、低下されたレベルの該タバコ-特異的ニトロソアミンを有する該可溶性部分を該不溶性部分と再混合する工程を含む、請求項17記載の方法。
  19. 該ニトロソアミン-削減材料と接触した後に得られる該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルが、最初の該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルよりも少なくとも約60％少ない、請求項１記載の方法。
  20. 該ニトロソアミン-削減材料と接触した後に得られる該可溶性部分1g当りの該-タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルが、最初の該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルよりも約85％〜約100％少ない、請求項１記載の方法。
  21. 該ニトロソアミン-削減材料と接触した後に得られる該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルが、該可溶性部分1g当り約300ng未満である、請求項１記載の方法。
  22. 該ニトロソアミン-削減材料と接触した後に得られる可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルが、該可溶性部分1g当り約40ng未満である、請求項１記載の方法。
  23. 請求項１記載の方法に従い形成された低下されたレベルのタバコ-特異的ニトロソアミンを伴う可溶性部分を含有する、タバコ製品。
  24. 前記可溶性部分が、最初の該可溶性部分1g当りのアルカロイド総レベルも含み、この最初のアルカロイド総レベルが、該ニトロソアミン-削減材料と接触した後に少なくとも約10％削減される、請求項１記載の方法。
  25. 前記可溶性部分は、最初の該可溶性部分1g当りのアルカロイド総レベルも含み、この最初のアルカロイド総レベルは該ニトロソアミン-削減材料と接触した後に約25％〜約95％削減される、請求項１記載の方法。
  26. タバコ中のニトロソアミンの含量を削減する方法であり、該方法が
    タバコを水性溶媒と混合し不溶性部分および可溶性部分を形成する工程であり、該可溶性部分が最初の該可溶性部分1g当りのタバコ-特異的ニトロソアミン総レベルを含み、ここで該タバコ-特異的ニトロソアミンは、N'-ニトロソノルニコチン、4-(メチルニトロソアミノ)-1-(3-ピリジル)-1-ブタノン、N'-ニトロソアナタビン、N'-ニトロソアナバシン、およびそれらの組合せからなる群より選択される工程；
    その後、該可溶性部分をニトロソアミン-削減材料と接触し、得られる該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルを、最初の該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルよりも少なくとも約60％少なくし、ここで該ニトロソアミン-削減材料が、チャコール、活性チャコール、ゼオライト、セピオライト、およびそれらの組合せからなる群より選択され、ここで該ニトロソアミン-削減材料が、約3.5Åより大きい平均直径を有する孔、溝またはそれらの組合せを含んでいる工程；および
    任意に、低下されたレベルの該タバコ-特異的ニトロソアミンを伴う該可溶性部分をタバコ製品に混入する工程を含む、方法。
  27. 前記ニトロソアミン-削減材料が、活性チャコールである、請求項26記載の方法。
  28. 前記ニトロソアミン-削減材料が、ゼオライトである、請求項26記載の方法。
  29. 前記ニトロソアミン-削減材料が、セピオライトである、請求項26記載の方法。
  30. 前記ニトロソアミン-削減材料が、約7Åより大きい平均直径を有する孔、溝、またはそれらの組合せを有する、請求項26記載の方法。
  31. 該ニトロソアミン-削減材料と接触した後に得られる該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルが、最初の該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルよりも約85％〜約100％少ない、請求項26記載の方法。
  32. 該ニトロソアミン-削減材料と接触した後に得られる該可溶性部分1g当りの該タバコ-特異的ニトロソアミン総レベルが、該可溶性部分1g当り約40ng未満である、請求項26記載の方法。
  33. 請求項26記載の方法に従い形成された低下されたレベルのタバコ-特異的ニトロソアミンを伴う可溶性部分を含有する、タバコ製品。
  34. タバコ中のアルカロイド含量を削減する方法であり、該方法が、
    タバコを水性溶媒と混合し、可溶性部分を形成する工程であって、該可溶性部分が最初の該可溶性部分1g当りのアルカロイド総レベルを含む工程；
    その後、該可溶性部分をニトロソアミン-削減材料と接触し、得られる該可溶性部分1g当りの該アルカロイド総レベルを最初の該可溶性部分1g当りの該アルカロイド総レベルよりも少なくとも約10％少なくし、該ニトロソアミン-削減材料が、チャコール、活性チャコール、ゼオライト、セピオライト、およびそれらの組合せからなる群より選択され、ここで該ニトロソアミン-削減材料が、約3.5Åより大きい平均直径を有する、孔、溝またはそれらの組合せを含むような工程；および
    任意に、低下されたレベルの該アルカロイドを伴う該可溶性部分を、タバコ製品に混入する工程を含む、方法。
  35. 前記ニトロソアミン-削減材料が、活性チャコールである、請求項34記載の方法。
  36. 前記ニトロソアミン-削減材料が、ゼオライトである、請求項34記載の方法。
  37. 前記ニトロソアミン-削減材料が、約7Åより大きい平均直径を有する孔、溝、またはそれらの組合せを含む、請求項34記載の方法。
  38. 該ニトロソアミン-削減材料が、該可溶性部分と混合される、請求項34記載の方法。
  39. 前述の最初のアルカロイド総レベルが、該ニトロソアミン-削減材料と接触した後に、約25％〜約95％減少される、請求項34記載の方法。
  40. 請求項34記載の方法に従い形成された低下されたレベルのアルカロイドを伴う可溶性部分を含む、タバコ製品。
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