JP2013507104A - 酸化防止剤と酸化防止剤スカベンジャーとを使用するタバコ抽出物の組合せ処理 - Google Patents

Abstract

（ａ）溶媒を用いてタバコ材料を抽出し、タバコ抽出物及びタバコ残留物を生成する段階、（ｂ）タバコ抽出物を酸化防止剤と接触させる段階、及び（ｃ）（ｂ）の混合物を酸化防止剤スカベンジャーと接触させて処理タバコ抽出物を生成する段階を含むタバコ材料を処理するための方法。処理タバコ抽出物は、処理タバコ材料を形成するためにタバコ残留物に再度付加される。更に、喫煙組成物、喫煙物品、及び無煙タバコ経口デリバリー製品は、処理タバコ材料を含有する。

Description

ニトロソアミン、特にタバコ固有のニトロソアミン（ＴＳＮＡ）は、タバコ煙のターゲット成分である。更に、ある一定のポリフェノール化合物は、タバコの燃焼中に望ましくないフェノール化合物を形成する可能性があり、かつタバコ煙のターゲット成分である場合もある。タバコ煙のこれらのターゲット化合物の含有量を低減する方法の提供に関心が持たれている。

米国特許出願第２００５／０２７９３７４号明細書 米国特許第６，０２６，８２０号明細書 米国特許第５，９８８，１７６号明細書 米国特許第５，９１５，３８７号明細書 米国特許第５，６９２，５２６号明細書 米国特許第５，６９２，５２５号明細書 米国特許第５，６６６，９７６号明細書 米国特許第５，４９９，６３６号明細書 米国特許第４，９６６，１７１号明細書

本出願は、（ａ）溶媒を用いてタバコ材料を抽出し、少なくとも１つの亜硝酸塩化合物を含むタバコ抽出物とタバコ残留物とを生成する段階、（ｂ）タバコ抽出物を酸化防止剤と接触させ、少ない含有量の少なくとも１つの亜硝酸塩化合物を有する混合物を生成する段階、及び（ｃ）混合物を酸化防止剤スカベンジャーと接触させ、それによってそこにある酸化防止剤を除去し、処理されたタバコ抽出物を生成する段階を含むタバコ材料を処理するための方法を説明する。

本発明はまた、本発明の方法によって処理されたタバコ材料と、本発明の方法によって処理されたタバコ材料を含む喫煙組成物と、本発明の方法によって処理されたタバコ材料のロッドを含む喫煙物品と、本発明の方法によって処理された無煙タバコ材料とを提供する。無煙タバコ材料は、多孔性材料を含む袋に収容することができる。

本明細書で使用されるように、「タバコ材料」は、以前に他の処理を受けている場合がある種類、供給源、又は起源に無関係の本明細書に説明する様々な方法で処理されることになるタバコ出発原料を意味する。タバコ材料は、以下に限定されるものではないが、タバコ固形物と、例えば、硬化タバコ（煙道硬化タバコのような）、非硬化タバコ（グリーンタバコとしても公知）、乾燥、経年、切断、粉砕、剥ぎ取り、又は裁断タバコ、タバコくず、発泡タバコ、発酵タバコ、再構成タバコ、タバコ配合物などのようなあらゆるタバコの固形形態とを含むことができる。タバコ材料は、葉、茎、葉脈、くず及び廃棄タバコ、切断タバコなどのようなタバコ草のあらゆる部分からのものとすることができる。

新鮮な切断したグリーンタバコは、非常に低レベルのニトロソアミン化合物を含有する場合がある。それでも、様々なＴＳＮＡを含むバルクニトロソアミン化合物が、タバコの収穫後の処理、すなわち、硬化及び熟成中に形成される可能性がある。更に、タバコ中のニトロソアミン及びＴＳＮＡの濃度も、タバコの処理、保存、及び燃焼中に高くなる場合がある。これらのＴＳＮＡは、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、４−（メチルニトロソアミノ）−１−（３−ピリジル）−１−ブタノール、Ｎ−ニトロソアナタビン（ＮＡＴ）、Ｎ−ニトロソアナバシン（ＮＡＢ）、４−メチル−Ｎ−ニトロソアミノ−１−（３−ピリジル）ブタノン（ＮＮＫ）、４−（メチルニトロソアミノ）−４−（３−ピリジル）ブタナール、４−（メチルニトロソアミノ）−４−（３−ピリジル）−１−ブタノール（ＮＮＡ）、及び４−（メチルニトロソアミノ）−４−（３−ピリジル）酪酸を含むことができる。

タバコ材料中のニトロソアミン及びＴＳＮＡの形成は、亜硝酸塩のバクテリア還元によって形成することができる亜硝酸塩に起因するものと考えられている。亜硝酸塩は、Ｎ₂Ｏ₃又はＮ₂Ｏ₄のような反応性ニトロソ化種を発生させ、それらは、次に、例えば、ＴＳＮＡを含むニトロソアミンを形成する酸性条件下でニコチン、ノルニコチン、アナバシン、及びアナタビンのようなタバコアルカロイドを含む第２級アミンと反応することができる。反応において、第２級アミンの窒素原子にＮＯ基が追加される。

本明細書に説明するように、タバコ材料中の可溶性亜硝酸塩は、還元される可能性があるので、酸化防止剤を用いた処理によるニトロソアミン反応に関わるのにもはや利用可能ではない。亜硝酸塩と酸化防止剤間の反応の実際の生成物は、反応媒体のｐＨに依存する場合がある。タバコ材料中で利用可能な亜硝酸塩の量を低減することにより、タバコアルカロイドを含む第２級アミンのニトロソアミンが実質的に制限され、それによってタバコ材料中のＴＳＮＡの濃度を低下させることができる。

タバコ材料の化学組成は、タバコ材料の抽出物を操作することによって修正することができる。そのようなタバコ抽出物を得るために、操作されるタバコ成分に応じて様々な溶媒を使用することができる。本明細書に説明するように、適切な抽出溶媒は、一般的に、タバコ材料中又は上の亜硝酸塩の全部でなければ大部分を溶解することが可能でなければならない。この実施形態では、亜硝酸塩の少なくとも一部を抽出中にタバコ材料から溶媒中に抽出することができる。一般的に、水、メタノール、エタノール、及びエチレングリコールなどのような極性プロトン性溶媒は、亜硝酸塩を溶解するので抽出溶媒として使用することができる。これらの溶媒は、個々に又はその組合せで使用することができる。好ましくは、抽出溶媒は、水を含有する。抽出は、例えば、約２３℃（約７３°Ｆ）の室温、又は抽出溶媒中の亜硝酸塩の溶解度を更に上げるために、例えば、約７０℃（約１６０°Ｆ）までの高温で行うことができる。すなわち、抽出段階（ａ）は、室温から約７０℃（約１６０°Ｆ）の範囲の温度で行うことができる。

更に、抽出溶媒は、タバコ材料からの亜硝酸塩の抽出度を更に改善するためにアセトン、エーテル、又は他の溶媒のような付加的な成分、並びに他に溶質を含むことができる。

本明細書に説明するように、タバコ材料を抽出してタバコ抽出物と固形タバコ残留物とを含む混合物がもたらされ、それは、次に、酸化防止剤と接触させることができる。好ましくは、タバコ抽出物は、酸化防止剤処理の前に固形タバコ残留物から分離することができる。以下に限定されるものではないが、デカンテーション、濾過、限外濾過、逆浸透、沈降分離、遠心分離、吸着、及びその組合せを含むあらゆる適切な分離手順を使用することができる。

「酸化防止剤」は、反応性遊離基の化学的還元により遊離基によって引き起こされるような化学酸化を停止させる又は遅らせる化合物である。

酸化防止剤は、それらの化学的構造に応じて群に編成されることが多い。これらの群は、カルテノイドテルペノイド、フラボノイドポリフェノール（ビオフラボノイド）、フェノール酸、フェノール酸エステル、非フラバノイドフェノール類、及び他の有機酸化防止剤を含むことができる。カルテノイドテルペノイドは、以下に限定されるものではないが、リコペン、ルテイン、アルファカロチン、ベータカロチン、ゼアキサンチン、及びアスタキサンチンを含むことができる。フラバノイドポリフェノール又はビオフラバノイドは、以下に限定されるものではないが、レスベラトロル、ケンペロール、ミリセチン、イソラムネチン、及びプロアントシアナジンのようなフラバノール、ケルセチン、ルチン、ルテオリン、アピゲニン、及びタンゲリチンのようなフラボン、ヘスペレチン、ナリンゲニン、及びエリオジクチオールのようなフラバノン、カテキン、ガロカテキン、エピカテキン、エピガロカテキン、テアフラビン、及びテアルビギンのようなフラバノール、ゲニステイン、ジアドゼイン、及びグリシテインのようなイソフラボンフィトエストロゲン、シアニジン、デルフィニジン、マルビジン、ペラルゴニジン、ペオニジン、及びペツニジンのようなアントシアニンを含むことができる。フェノール酸及びフェノール酸エステルは、以下に限定されるものではないが、エラグ酸、没食子酸、サリチル酸、ロスマリン酸、クロロゲン酸、チコリ酸、ガロタンニン、及びエラジタンニンを含むことができる。非フラバノイドフェノール化合物は、以下に限定されるものではないが、クルクミンを含むことができる。他の有機酸化防止剤は、クエン酸、リグナン、及びオイゲノールを含むことができる。公知の生物学酸化防止剤の一部は、ビタミンＡ（レチノール）、Ｃ（アスコルビン酸）、及びＥ（トコトリエノール及びトコフェロールを含む）である。これらの酸化防止剤の多くは、タバコ抽出物中の溶解性亜硝酸塩と反応することができる。

一実施形態では、酸化防止剤は、クロロゲン酸、没食子酸、及び／又はフラバノイドのようなポリフェノール酸化防止剤を含むことができる。好ましくは、酸化防止剤は、クロロゲン酸のようなタバコに対して内因性の１つ又はそれよりも多くのポリフェノール酸化防止剤を含有する。使用される酸化防止剤の量は、処理されるタバコ出発原料の種類及び条件に応じて変えることができる。典型的には、酸化防止剤は、タバコ抽出物から亜硝酸塩を実質的に除去するために十分な量を使用することができる。好ましくは、酸化防止剤は、タバコ抽出物から亜硝酸塩を完全に除去するように追加することができる。酸化防止剤は、その純粋な形態で又は適切な溶媒中の溶液として使用することができる。更に、タバコ抽出物の酸化防止剤処理は、好ましくは、室温で行われる。

本明細書で使用される時の「ポリフェノール」又は「ポリフェノール性」は、分子中に１つよりも多くのフェノール性ヒドロキシル基を有する化合物を指し、かつフラボノイドのような複数のヒドロキシル基担持フェニル環を有する化合物、並びに単一のフェニル環及びクロロゲン酸及び没食子酸のようなその環上に複数のヒドロキシル基を含む化合物を含むことができる。

タバコ材料中に含有される様々なポリフェノール化合物は、タバコの燃焼中にフェノール、レゾルシノール、ヒドロキノン（例えば、ヒドロキノン、メチルヒドロキノン、及び２、３−ジメチルヒドロキノン）、カテコール（例えば、カテコール、３−メチルカテコール、４−メチルカテコール、ジメチルカテコール、及びエチルカテコール）、及びクレゾール（例えば、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、及びｐ−クレゾール）のような望ましくないフェノール化合物の形成をもたらす可能性がある。特に、タバコ材料の抽出物が、再構成タバコ材料を得るためにクロロゲン酸のようなポリフェノール酸化防止剤を用いて処理されて再度付加される時に、得られるタバコ材料は、使用された未消費酸化防止剤とタバコ出発原料中に含有されたポリフェノール化合物とを含むより高濃度のポリフェノール化合物を含有する場合がある。主流煙中のこれらのフェノール化合物の濃度は、酸化防止剤処理されたタバコ材料中のポリフェノール化合物を含むフェニル化合物前駆体濃度を下げることによって低下させることができる。

本明細書で上述のように、これらのポリフェノール化合物は、酸化防止剤スカベンジャーを使用してタバコ抽出物から除去することができる。本明細書で使用される用語「酸化防止剤スカベンジャー」は、特に本明細書で説明する酸化防止剤が、直接に酸化防止剤に関連付けることにより、又は酸化防止剤の１つ又はそれよりも多くの他の化合物との関連付けを助けることにより、酸化防止剤を隔離する化合物を意味する。本明細書で使用される用語「関連付ける」及び「関連付け」は、例えば、化学反応、錯体形成のような化学的及び／又は静電気的相互作用を意味する。好ましくは、酸化防止剤スカベンジャーは、組成物からポリフェノール及びポリフェノール化合物を吸着、反応、又はその他の方法で除去が可能であるポリフェノールスカベンジャーを含有する。

実施形態では、ポリフェノール酸化防止剤を含むポリフェノール及びポリフェノール化合物は、吸着することができるので、様々なポリマーによって溶液から除去される。好ましくは、ポリビニルイミジゾル（ＰＶＩ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルポリピロリドン（ＰＶＰＰ）、ポリ（ビニルイミジゾル−コ−ビニルピロリドン）（ＰＶＰ／ＰＶＩ）コポリマーのような不溶性ポリマー化合物は、酸化防止剤スカベンジャーとして使用することができる。この方法では、酵素が必要とされない。これらのポリマーは、個々に又はその組合せで使用することができる。本出願人所有の現在特許出願中の米国特許出願第２００５／０２７９３７４号明細書は、酵素なしの状態でＰＶＰＰ又はＰＶＩを用いた処理によるタバコ中のフェノール化合物前駆体の低減を説明している。そのようなポリマーは、それらが溶液、特に水溶液中で実質的に不溶性になるように十分に高い分子量及び／又は十分な架橋を有するように簡単に調製することができる。使用に適する市販のポリマーは、ＰＶＰＰコポリマーであるＤＩＶＥＲＧＡＮ（登録商標）ＲＳ及びＰＶＰ／ＰＶＩポリマーであるＤＩＶＥＲＧＡＮ（登録商標）ＨＭを含む（ＤＩＶＥＲＧＡＮ（登録商標）は、「ＢＡＳＦ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅ１１ｓｃｈａｆｔ」の登録商標である）。

これらの不溶性フェノール化合物吸着ポリマーは、酸化防止剤処理タバコ抽出物からポリフェノール化合物を除去するための酸化防止剤スカベンジャーとして使用することができる。

本明細書に説明するように、酸化防止剤処理後のタバコ抽出物は、最初のタバコ抽出物中に存在し、及び／又は酸化防止剤処理中に酸化防止剤として添加される１つ又はそれよりも多くのポリフェノール化合物を含有する場合がある。これらのポリフェノール化合物を除去するために、酸化防止剤処理されたタバコ抽出物は、様々な方法の１つによって酸化防止剤スカベンジャーと接触させることができる。例えば、不溶性固形酸化防止剤スカベンジャーをタバコ抽出物に追加してポリフェノール化合物を吸着するようにすることができる。一部の実施形態では、酸化防止剤スカベンジャーは、室温でタバコ抽出物に付加することができる。ポリフェノール化合物が実質的に吸着された状態で、ポリフェノール化合物吸着酸化防止剤スカベンジャーは、酸化防止剤スカベンジャーから吸着ポリフェノール化合物を脱離させないあらゆる適切な方法によって抽出物から分離することができる。適切な分離方法の例は、以下に限定されるものではないが、濾過、限外濾過、沈降分離、逆浸透、遠心分離、デカンテーション、及びそれらのあらゆる組合せを含む。

酸化防止剤スカベンジャーの量は、使用される酸化防止剤の量及び種類、及び処理されるタバコ材料の種類及び条件に応じて変えることができる。典型的には、酸化防止剤スカベンジャーは、混合物中の酸化防止剤を少なくとも実質的に除去するのに十分な量で使用することができる。好ましくは、酸化防止剤スカベンジャーは、タバコ抽出物中の酸化防止剤を完全に除去するために追加することができる。更に、タバコ抽出物の酸化防止剤スカベンジャー処理は、好ましくは、室温で行われる。

一実施形態では、酸化防止剤スカベンジャーは、使用後に溶液から簡単に分離することができる形態で供給される。例えば、酸化防止剤スカベンジャーは、多孔性容器に含めるか、又は処理される溶液から容易に回収される固形物体の表面に取り付けることができる。更に、酸化防止剤スカベンジャーは、それを通して処理される溶液を通過させることができるような例えば濾過膜のような膜上に付加することができる。更に、酸化防止剤スカベンジャーは、それによって処理される溶液を通過させる固形又は流動化ベッドの表面に取り付けることができる。酸化防止剤スカベンジャーの固形物体又はベッドへの取り付けは、使用される固形及び酸化防止剤スカベンジャー材料に応じてあらゆる適切な方法で行うことができる。これらの構成を用いて、酸化防止剤スカベンジャーによる処理の後に、処理溶液は、もはや酸化防止剤スカベンジャーと接触することがない。従って、処理タバコ抽出物（液相）を含有する混合物と酸化防止剤吸着酸化防止剤スカベンジャー（固相）との更に別の分離が必要なく、それによって生産効率が改善されると同時に生産コストが低減される。

別の実施形態では、酸化防止剤スカベンジャーは、吸着も可能であり、それによってタバコ抽出物から１つ又はそれよりも多くの金属を除去し、更に、そこにあるポリフェノール化合物を除去することができる。酸化防止剤スカベンジャーは、カドミウム、ニッケル、鉄、銅、及びアルミニウムから構成される群から選択された少なくとも１つの金属をタバコ抽出物から除去することができる。例えば、ポリビニルイミジゾル（ＰＶＩ）及びＰＶＰ／ＰＶＩコポリマーは、カドミウム、ニッケル、鉄、銅、及びアルミニウムのような様々な金属に結合し、同時にそれらをタバコ抽出物から除去することができる。

本明細書に説明する酸化防止剤及び酸化防止剤スカベンジャーによる処理に続いて、タバコ抽出物は、そこにある溶媒の一部分を除去することにより任意的に望ましい容積に濃縮され、次に、抽出から得られた固形タバコ残留物に再度付加されて再構成タバコ材料を形成することができる。得られる再構成タバコ材料は、ニトロソアミン化合物、フェノール及びフェノール化合物、及び／又は金属の少ない量を有することができ、次に、喫煙物品のための喫煙組成物又は無煙タバコ経口デリバリー製品のための無煙組成物を調製するのに使用することができる。

本明細書で使用される時の用語「喫煙物品」は、シガレット、シガー、及びパイプなどを含むように意図している。特に、喫煙物品は、タバコロッドとそれに取り付けられたフィルタとを含む従来的な又は非従来的な着火端部シガレットとすることができる。非従来的シガレットは、以下に限定されるものではないが、本出願人に譲渡された米国特許第６，０２６，８２０号明細書、第５，９８８，１７６号明細書、第５，９１５，３８７号明細書、第５，６９２，５２６号明細書、第５，６９２，５２５号明細書、第５，６６６，９７６号明細書、及び第５，４９９，６３６号明細書に説明されているような電気式喫煙システムのためのシガレットを含む。他の非従来的シガレットは、米国特許第４，９６６，１７１号明細書に説明されているようなタバコロッドに燃料要素を有するシガレットを含む。

一実施形態では、喫煙物品は、シガレットである。

好ましくは、噛みタバコ又は袋入りタバコのような無煙タバコ経口デリバリー製品は、人間の口に具合よく受け取られるように寸法設定される。更に、経口製品は、それが人間の口の中であちこち移動することができ、一方で会話及び経口呼吸を実質的に妨害しないように寸法設定することができる。

袋入りタバコは、典型的には外部包装紙とそこにあるタバコ材料とを含有する。外部包装紙は、好ましくは、口中でその膜を通して唾液のような液体を通過させるような十分に多孔性の膜を含む。外部包装紙膜は、好ましくは、唾液及びバクテリアの存在下で劣化耐性があり、かつティーバッグ材料のようなセルロース繊維から構成することができる。

本明細書に開示する実施形態は、以下に限定されるものではないが、以下の特定の実施例によって更に例示される。

実施例Ｉ：クロロゲン酸を使用したタバコ抽出物中の亜硝酸塩の低減
室温で１時間にわたって脱イオン水（１０ｍＬ）を用いてタバコ（０．５ｇ）が抽出された。固形タバコ材料が、水溶液との接触から除去され、溶液にクロロゲン酸（０．２５ｇ）が追加された。室温で２時間にわたって溶液が攪拌された。クロロゲン酸を用いた処理の前後に亜硝酸塩濃度が判断された。亜硝酸塩濃度は、クロロゲン酸を追加した後に低下することが判明した。

実施例ＩＩ：酸化防止剤の追加及びその後のＰＶＩを用いた処理の組合せを使用したタバコ中のニトロソアミン及びＴＳＮＡの低減
脱イオン水（１０ｍＬ）を用いてタバコ（０．５ｇ）とクロロゲン酸（１００ｍｇ）が混ぜ合わせられて１時間にわたって攪拌された。抽出物から固形物が除去され、ＰＶＩ（固形物質、２．０ｇ）が追加され、得られた混合物が１時間にわたって攪拌された。混合物が遠心分離され、０．４５□ｍフィルタで濾過された。濾液は、濃縮されて抽出タバコに再度付加され、抽出タバコが次に処理されてシガレットにされた。シガレットが分析された。シガレット中のＴＳＮＡ、ポリフェノール、カドミウム、ニッケル、鉄、銅、及びアルミニウムの濃度は、全て未処理タバコから作られたシガレット中の濃度よりも低かった。

以上は、その特定的な実施形態を参照して詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく様々な変形及び修正を行うことができ、かつその均等物を利用することができることは当業者には明らかであろう。

上述の引用文献の全ては、あたかも各個々の引用文献がその全体が引用により本明細書に組み込まれるように具体的かつ個々に示されるかのようなその同じ範囲でその全体が引用により本明細書に組み込まれている。

Claims (12)

1. タバコ材料を処理するための方法であって、
   （ａ）溶媒を用いてタバコ材料を抽出し、少なくとも１つの亜硝酸塩化合物を含むタバコ抽出物と、タバコ残留物とを生成する段階、
   （ｂ）前記タバコ抽出物を酸化防止剤と接触させ、前記少なくとも１つの亜硝酸塩化合物の低減した含有量を有する混合物を生成する段階、及び
   （ｃ）前記混合物を酸化防止剤スカベンジャーと接触させ、それによってそこにある酸化防止剤を除去して処理されたタバコ抽出物を生成する段階、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記接触させる段階（ｃ）において前記混合物から前記酸化防止剤スカベンジャーを分離する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記接触させる段階（ｃ）に続いて前記タバコ残留物に前記処理されたタバコ抽出物を付加する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記接触させる方法（ｃ）に続いて前記処理されたタバコ抽出物中の前記溶媒の一部分を除去する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記抽出する段階（ａ）に続いてかつ前記接触させる段階（ｂ）の前に前記タバコ抽出物から前記タバコ残留物を分離する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記溶媒は、水、メタノール、エタノール、及びエチレングリコールから構成される群から選択された少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記溶媒は、アセトン及びエーテルの少なくとも一方を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記酸化防止剤は、クロロゲン酸又はアスコルビン酸を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記酸化防止剤スカベンジャーは、前記タバコ抽出物中で不溶性であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記酸化防止剤スカベンジャーは、ポリビニルイミジゾル（ＰＶＩ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルポリピロリドン（ＰＶＰＰ）、ポリ（ビニルイミジゾル−コ−ビニルピロリドン）（ＰＶＩ／ＰＶＰコポリマー）、及びその組合せから構成される群から選択されたポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 請求項３の方法によって処理されたタバコ材料。
12. 請求項３の方法によって処理されたタバコ材料、
    を含むことを特徴とする喫煙組成物、喫煙物品、又は無煙タバコ材料。