JP2014503199A

JP2014503199A - 香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法

Info

Publication number: JP2014503199A
Application number: JP2013541173A
Authority: JP
Inventors: 孫文梁; 張浩博; 劉百戦
Original assignee: 上海煙草集団有限責任公司
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2014-02-13
Also published as: CN101991186A; WO2012071755A1; CN101991186B; US20130239981A1

Abstract

本発明が提供する香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法は、（１）タバコ葉を刻みタバコに切断し、超臨界ＣＯ_２流体抽出槽に放置するステップと、（２）超臨界ＣＯ_２流体の抽出圧力を１００〜３５０ｂａｒ、抽出温度を３５〜７０℃とし、この条件下で刻みタバコに対し１０〜３５ｍｉｎの静態抽出を実施してから、超臨界ＣＯ_２の動態抽出流速を１．０〜３．５Ｌ／ｍｉｎとして、刻みタバコに対し５〜１５ｍｉｎの動態抽出を実施するステップと、（３）取得した超臨界ＣＯ_２流体抽出物を収集し、ＣＯ_２が完全に揮発してから、タバコ葉の香りタイプを決定する主要香り誘因物質を得るステップとを含む。

Description

本発明は、タバコ葉における特徴的香り物質の抽出方法に関し、具体的には、タバコ分野において、香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界ＣＯ_２流体抽出方法に関する。

乾燥タバコ葉の主な香りタイプは、濃香タイプ、清香タイプ、中間香タイプの３種類に大別され、さらに、中間寄り濃香タイプ、濃香寄り中間タイプ、中間寄り清香タイプ、清香寄り中間タイプ、清香寄り濃香タイプ、濃香寄り清香タイプ等の変遷香タイプを含む。長い成長期間を経て、中国のタバコ葉生産においては、一定の地域色を備えた特色あるタバコ葉のタイプが形成されてきた。例えば、江川や玉渓に代表される雲南の清香タイプ乾燥タバコ、永定に代表される福建の清香タイプ乾燥タバコ、貴定に代表される貴州の中間香タイプ乾燥タバコ、襄城やコウ県に代表される河南の濃香タイプ乾燥タバコなどが挙げられる。また、中国の乾燥タバコ葉は東北から西南へ向かうにつれて、香りタイプの特色が、全体として中間香タイプと濃香タイプから、次第に清香タイプへ変遷すると総括される。例えば、遼寧省開原のタバコ葉は９０％以上が中間香タイプであるのに対し、河南省では５１％のタバコ葉が清香寄り中間タイプ、貴州省ビ潭のタバコ葉は中間香タイプと清香寄り中間タイプがそれぞれ５０％、四川省寧南では６８％が清香寄り中間タイプ、福建省永定では７０％以上が清香寄り中間タイプと清香タイプ、雲南省文山では５１％が清香寄り中間タイプとなる、といった具合である。ところで、３種類からなるタバコ葉の香りタイプ区分は一貫して用いられているが、この区分は主に官能評価に委ねられており、定性的・定量的指標を欠いている。

巻きタバコの特色はタバコ葉原料に起因し、タバコ葉原料にとって肝心なのはタバコ葉における香りタイプの特色である。研究によると、化学成分は、タバコ葉における香りタイプの特徴を構成する物質的基礎となっている。香りタイプの異なるタバコ葉の化学成分を詳細に分析し、重要化学成分とタバコ葉の香りタイプとの相関性を探究することは、タバコ葉自体の品質および利用可能性の把握と向上、巻きタバコの配合における調整力の強化、タバコ葉の仕入れに際する指導等において重要かつ現実的意味を持つ。

超臨界流体抽出（Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｕｉｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ：ＳＦＥ）は、近年、国内外で発展の目覚ましい抽出分離技術である。超臨界流体とは、臨界温度および臨界圧力以上にある高密度の流体であり、強い溶解力と高い抽出速度、および良好な輸送性能を備え、温度と圧力の微小な変化によって大きな溶質溶解度を得ることができる。物理パラメーター（温度，圧力）を変化させることにより、流体の溶解力は簡単に変化させられるため、これにより選択的な抽出分離という目的が達成可能となる。

一般的に用いられる超臨界流体としては、メタノール、エタノール、エタン、プロパン、エチレン、ＣＯ_２等がある。うち、ＣＯ_２は、低温下で機能可能なため熱不安定物質を変化させない、臨界圧力が低い、実際の作業において実現しやすい、無毒・無色・無味のため製品を汚さない、化学的な安定性が良好である、廉価で手に入れやすい、といった点で優れている。よって、自然物の加工においては、一般的にＣＯ_２を作業媒体として用いる。

タバコ葉中のニコチンに対する超臨界流体抽出についてはすでに報告があるが、超臨界流体抽出を用いて香りタイプの異なるタバコ葉の特徴的香り物質を抽出する方法についてはまだ報告がない。

本発明は、タバコ葉の香りタイプの特色に対する統一評価法の基礎を構築すべく、香りタイプの異なるタバコ葉のいずれにも適用可能な、タバコ葉の特徴的香り物質を抽出する方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の技術方案を用いる。すなわち、香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法において、（１）タバコ葉を刻みタバコに切断し、超臨界ＣＯ_２流体抽出槽に放置するタバコ葉前処理ステップと、（２）超臨界ＣＯ_２流体の抽出圧力を１００〜３５０ｂａｒ、抽出温度を３５〜７０℃とし、この条件下で刻みタバコに対し１０〜３５ｍｉｎの静態抽出を実施してから、超臨界ＣＯ_２の動態抽出流速を１．０〜３．５Ｌ／ｍｉｎとして、刻みタバコに対し５〜１５ｍｉｎの動態抽出を実施するステップと、（３）取得した超臨界ＣＯ_２流体抽出物を収集し、ＣＯ_２が完全に揮発してから、タバコ葉の香りタイプを決定する主要香り誘因物質を得るステップとを含む。

使用されるＣＯ_２は、食品レベルのＣＯ_２である。

好ましくは、前記刻みタバコの幅は０．８〜１．２ｍｍである。タバコ葉を０．８〜１．２ｍｍの刻みタバコに切断するのは、タバコ葉を十分に浸潤させるためである。

好ましくは、前記ステップ（２）において、超臨界ＣＯ_２流体の抽出圧力を２５０〜３２０ｂａｒ、抽出温度を４５〜５５℃とする。

好ましくは、前記ステップ（２）において、刻みタバコに対し２０〜３０ｍｉｎの静態抽出を実施する。

好ましくは、前記ステップ（２）において、超臨界ＣＯ_２の動態抽出流速を２．０〜３．５Ｌ／ｍｉｎとする。

好ましくは、前記ステップ（２）において、刻みタバコに対し１０〜１５ｍｉｎの動態抽出を実施する。

前記タバコ葉は、３種類の典型的香りタイプのタバコ葉と、変遷香タイプのタバコ葉とを含み、前記３種類の典型的香りタイプとは、濃香タイプ、清香タイプおよび中間香タイプであり、前記変遷香タイプとしては、中間寄り濃香、濃香寄り中間、中間寄り清香、清香寄り中間、清香寄り濃香、濃香寄り清香等を含む。

上記の静態抽出と動態抽出を組み合わせた方法で抽出された、タバコ葉の香りタイプを決定する主要香り誘因物質を無水エタノールで溶解し、ガスクロマトグラフ−質量スペクトル技術を用いて分析した。その結果、各香りタイプのタバコ葉が含有する香り誘因成分の種類は基本的に同じであったが、含有量は異なることがわかった。また、１回目の抽出で、タバコの香りタイプ成分をほぼ完全に抽出可能であることがわかった。また、抽出物を無水エタノールで溶解した後に、これを超臨界ＣＯ_２流体抽出が施された刻みタバコの表面に吹きかけて、エタノールがやや揮発してから、この刻みタバコを巻きタバコに成形した。そして、これを専門家により試し吸い評価した後に、超臨界ＣＯ_２流体抽出を施していないタバコ葉と比較したところ、両者の香りタイプの結果は完全に一致した。これにより、本発明が提供する上記の超臨界ＣＯ_２抽出方法は、異なるタバコ葉における特徴的香り物質の抽出に適用可能であるといえる。

本発明は、現在のタバコ葉の香りタイプの特色が、主に試し吸い評価する専門家らにその決定を委ねており、統一された客観的基準を欠いていることに着目し、香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質のいずれにも適用可能な抽出方法を提供するものである。本方法で得られた抽出物における香り誘因成分とタバコ葉の香りタイプの相関性を分析することによって、香り誘因成分の種類およびその含有量の多少と、タバコ葉の香りタイプとの内在の関係を見つけることが可能となる。そして、これにより、タバコ葉から抽出された香り誘因成分に基づく分析を、タバコ葉の香りタイプを評価するための客観的基準とすることができる。すなわち、本発明が提供する抽出方法は、タバコ葉の香りタイプを客観的に評価するための有効な手段であり、タバコ葉における香りタイプの特色を評価するための統一された客観的手法の基礎を構築するものである。

本発明では、食品レベルの超臨界ＣＯ_２流体を作業媒体として用い、静態抽出と動態抽出を組み合わせた方法で異なるタバコ葉における特徴的香り物質を抽出する。本発明の抽出方法は添加溶剤（Ｅｎｔｒａｉｎｅｒ）を用いる必要がなく、安全・無毒であるとともに、プロセスがシンプルで、反復可能性が良好であり、信頼性に優れている。

図１は、本発明の抽出方法における作業工程を示す図である。図２は、中間香タイプの貴州タバコ葉のＳＦＥ抽出物に対するガスクロマトグラフ−質量スペクトル分析を示す図である。図３は、清香タイプの雲南タバコ葉のＳＦＥ抽出物に対するガスクロマトグラフ−質量スペクトル分析を示す図である。図４は、濃香タイプの河南タバコ葉のＳＦＥ抽出物に対するガスクロマトグラフ−質量スペクトル分析を示す図である。図５は、抽出方法の反復可能性試験の結果を示す図である。

以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に述べる。なお、以下の実施例は本発明を説明するためのものにすぎず、本発明の範囲を限定するものではないと解釈されるべきである。

下記の方法を用いて、中間香タイプの貴州タバコ葉、清香タイプの雲南タバコ葉、および濃香タイプの河南タバコ葉のそれぞれについて、香りタイプの主要香り誘因成分を抽出した。以下に、そのステップを記載する。
（１）タバコ葉を０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの刻みタバコに切断した。
（２）刻みタバコを５ｇ取り、超臨界ＣＯ_２流体抽出槽に放置した。
（３）超臨界ＣＯ_２流体の静態（ｓｔａｔｉｃ）抽出圧力を２９０ｂａｒとし、抽出温度を５０℃とした。
（４）静態抽出条件で、刻みタバコに対し３０ｍｉｎの静態抽出を行った。
（５）ＣＯ_２の動態（ｄｙｎａｍｉｃ）抽出流速を２．５Ｌ／ｍｉｎとした。
（６）動態抽出条件で、刻みタバコに対し１０ｍｉｎの動態抽出を行った。
（７）清潔なガラス瓶で超臨界ＣＯ_２流体抽出物を収集し、ＣＯ_２が完全に揮発してから、３ｍＬの無水エタノールを添加して抽出物を溶解し、その成分を分析した。

ガスクロマトグラフ−質量スペクトル技術を用い、上記３種類のタバコ葉から超臨界ＣＯ_２流体抽出を実施して得たエタノール溶解物を分析した。結果を図２〜４に示す。分析の結果、各香りタイプのタバコ葉のＳＦＥ抽出物は、２−メチル酪酸、３−メチル吉草酸、ノナン酸、オレイン酸、亜オレイン酸、リノレン酸およびステアリン酸等の有機酸を含有するとともに、ソラノン（Ｓｏｌａｎｏｎｅ）、分解ソラノン（Ｎｏｒｓｏｌａｎｏｎｅ）、フェネチルアルコール、タバノン、３−オキソ−α−イオノール、３−ヒドロキシ基−β−ダマセノン、２−アセチルピロール等の中性香り誘因成分と、センブラトリエンジオール、ツンベルゴール（Ｔｈｕｎｂｅｒｇｏｌ）およびフィタントリオール等の香り前駆体を含むことが明らかとなった。河南の濃香タイプタバコ葉、貴州の中間タイプタバコ葉、および雲南の清香タイプタバコ葉が含有する香り誘因成分の種類は基本的に同じであったが、含有量は異なっていた。

実施例１の抽出方法によって、上記３種類の刻みタバコサンプルそれぞれについて、連続５回の超臨界ＣＯ_２流体抽出を実施した。そして、各タバコ葉の５回にわたる抽出物それぞれについて、ガスクロマトグラフ−質量スペクトル分析を行った。分析の結果、抽出回数を重ねるに従い、３種類のタバコ葉（刻みタバコ）の抽出物における香り誘因成分は明らかに減少していった。１回目の抽出物における香り誘因成分の含有量は、その後の抽出物に比べ遥かに多く、このことから、タバコ中の香り成分は１回目でほぼ完全に抽出可能であるといえる。

超臨界ＣＯ_２流体抽出を施した後の上記３種類の香りタイプのタバコ葉（刻みタバコ）を巻きタバコに成形してから、試し吸いをして評価し、ＳＦＥ抽出処理を施していないタバコ葉（刻みタバコ）と比較した。評価結果を表１に示す。

試し吸い評価の結果より、本発明の方法で１回の抽出を行った場合、中間タイプと清香タイプのタバコ葉は香りタイプが不明瞭となり、濃香タイプは中間タイプに変化した。すなわち、すべてのタバコ葉が本来の香りタイプの特徴を失った。これにより、本発明のＳＦＥ方法では、１回目でタバコの香りタイプ成分をほぼ完全に抽出可能だといえる。

本発明の方法の反復可能性を検証するため、実施例１の抽出方法を用いて、某香りタイプのタバコ葉サンプルに対しそれぞれ５回の超臨界ＣＯ_２流体抽出を実施した。各抽出後の抽出物についてのガスクロマトグラフ−質量スペクトル分析結果を図５に示す。検出結果により、本発明の方法は反復可能性が良好で、信頼性が高いとの特色を備えることがわかった。

下記の方法を用いて、中間タイプの山東タバコ葉、濃香タイプの安徽タバコ葉、濃香タイプの湖南タバコ葉、および清香タイプの福建タバコ葉のそれぞれについて、香りタイプの主要香り誘因成分を抽出した。以下に、そのステップを記載する。
（１）タバコ葉を０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの刻みタバコに切断した。
（２）刻みタバコを７．５ｇ取り、超臨界ＣＯ_２流体抽出槽に放置した。
（３）超臨界ＣＯ_２流体の静態（ｓｔａｔｉｃ）抽出圧力を２５０ｂａｒとし、抽出温度を５５℃とした。
（４）静態抽出条件で、刻みタバコに対し２０ｍｉｎの静態抽出を行った。
（５）ＣＯ_２の動態（ｄｙｎａｍｉｃ）抽出流速を２．０Ｌ／ｍｉｎとした。
（６）動態抽出条件で、刻みタバコに対し１５ｍｉｎの動態抽出を行った。
（７）清潔なガラス瓶で超臨界ＣＯ_２流体抽出物を収集し、ＣＯ_２が完全に揮発してから、２ｍＬの無水エタノールを添加して抽出物を溶解し、その成分を分析した。

ガスクロマトグラフ−質量スペクトル技術を用い、上記４種類の香りタイプのタバコ葉から超臨界ＣＯ_２流体抽出を実施して得たエタノール溶解物を分析した。なお、分析結果は実施例１とほぼ同様であった。

下記の方法を用いて、清香寄り中間タイプの黒竜江タバコ葉、中間寄り清香タイプの四川タバコ葉、濃香寄り中間タイプの江西タバコ葉、中間寄り濃香タイプの河南タバコ葉、および濃香寄り清香タイプの雲南タバコ葉、および清香寄り濃香タイプの河南タバコ葉のそれぞれについて、香りタイプの主要香り誘因成分を抽出した。以下に、そのステップを記載する。
（１）タバコ葉を０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの刻みタバコに切断した。
（２）刻みタバコを５ｇ取り、超臨界ＣＯ_２流体抽出槽に放置した。
（３）超臨界ＣＯ_２流体の静態（ｓｔａｔｉｃ）抽出圧力を３２０ｂａｒとし、抽出温度を４５℃とした。
（４）静態抽出条件で、刻みタバコに対し２５ｍｉｎの静態抽出を行った。
（５）ＣＯ_２の動態（ｄｙｎａｍｉｃ）抽出流速を３．５Ｌ／ｍｉｎとした。
（６）動態抽出条件で、刻みタバコに対し１０ｍｉｎの動態抽出を行った。
（７）清潔なガラス瓶で超臨界ＣＯ_２流体抽出物を収集し、ＣＯ_２が完全に揮発してから、３ｍＬの無水エタノールを添加して抽出物を溶解し、その成分を分析した。

ガスクロマトグラフ−質量スペクトル技術を用い、上記６種類のタバコ葉から超臨界ＣＯ_２流体抽出を実施して得たエタノール溶解物を分析した。なお、分析結果は実施例１とほぼ同様であった。

Claims

香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法であって、
（１）タバコ葉を刻みタバコに切断し、超臨界ＣＯ_２流体抽出槽に放置するタバコ葉前処理ステップと、
（２）超臨界ＣＯ_２流体の抽出圧力を１００〜３５０ｂａｒ、抽出温度を３５〜７０℃とし、この条件下で刻みタバコに対し１０〜３５ｍｉｎの静態抽出を実施してから、ＣＯ_２の動態抽出流速を１．０〜３．５Ｌ／ｍｉｎとして、刻みタバコに対し５〜１５ｍｉｎの動態抽出を実施するステップと、
（３）取得した超臨界ＣＯ２流体抽出物を収集し、ＣＯ_２が完全に揮発してから、タバコ葉の香りタイプを決定する主要香り誘因物質を得るステップとを含むことを特徴とする、香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法。
使用されるＣＯ_２は食品レベルのＣＯ_２であることを特徴とする、請求項１に記載の香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法。
ステップ（１）において、前記刻みタバコの幅は０．８ｍｍ〜１．２ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法。
前記ステップ（２）において、超臨界ＣＯ_２流体の抽出圧力を２５０〜３２０ｂａｒ、抽出温度を４５〜５５℃とすることを特徴とする、請求項１に記載の香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法。
前記ステップ（２）において、刻みタバコに対し２０〜３０ｍｉｎの静態抽出を実施することを特徴とする、請求項１に記載の香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法。
前記ステップ（２）において、超臨界ＣＯ_２の動態抽出流速を２．０〜３．５Ｌ／ｍｉｎとすることを特徴とする、請求項１に記載の香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法。
前記ステップ（２）において、刻みタバコに対し１０〜１５ｍｉｎの動態抽出を実施することを特徴とする、請求項１に記載の香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法。
前記タバコ葉は３種類の典型的香りタイプのタバコ葉と、変遷香タイプのタバコ葉とを含み、前記３種類の典型的香りタイプとは、濃香タイプ、清香タイプおよび中間香タイプであり、前記香りタイプとしては、中間寄り濃香、濃香寄り中間、中間寄り清香、清香寄り中間、清香寄り濃香、濃香寄り清香を含むことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の香りタイプの異なるタバコ葉における特徴的香り物質の超臨界抽出方法。