JP4108754B2 - ニトロサミン含有量を抵減するためのタバコの処理方法及びそれによって製造された製品 - Google Patents

ニトロサミン含有量を抵減するためのタバコの処理方法及びそれによって製造された製品 Download PDF

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Description

発明の分野
本発明は、タバコに通常みられる有害なニトロサミンの含有量を低減する、またはその生成を抑制するための、タバコの処理方法に関する。また本発明は、低いニトロサミン含有量を有するタバコ製品にも関する。
関連出願の相互参照
この出願は、1996年12月2日に出願された出願番号08/757,104の一部継続出願であり、その出願は、1996年10月30日に出願された出願番号08/739,942の一部継続出願であり、その出願は、1996年9月23日に出願された出願番号08/725,691の一部継続出願であり、その出願は、1996年6月28日に出願された出願番号08/671,718の一部継続出願である。本出願及び上記の出願は、1996年6月28日に出願された出願番号08/671,718の出願を除いて、1996年8月5日に出願された出願番号60/023,205の仮出願について優先権主張している。
発明の背景
他の人々は、農業産物の乾燥にマイクロ波を用いることを記載している。タバコをキュアするのにマイクロ波エネルギーを用いることは、Hopkinsの米国特許第4,430,806号に開示されている。米国特許第4,898,189号において、Wochnowskiは、貯蔵及び輸送の準備における水分含有量を調節するための緑色タバコの処理にマイクロ波を用いることを教示している。米国特許第3,699,976号には、タバコに発生する昆虫を殺傷するためにマイクロ波が記載されている。さらに、スルーシング手段による広い範囲の勇気物質を抽出することを目的とする、タバコの有機溶媒での浸漬を用いた技術が開示され（米国特許第4,821,747号）、その混合物がマイクロ波に露出されている。他の具体例では、マイクロ波エネルギーは、押し出されたタバコ含有材料の乾燥メカニズムとして開示されている（米国特許第4,874,000号）。米国特許第3,773,055号において、Stungisは、湿式タバコからなるシガレットを乾燥及び膨張させるためのマイクロ波の使用を開示している。
タール及び有害な発癌性ニトロサミンを低減させる従来の試みは、主にタバコの煙にフィルターを用いることを含むものであった。さらに、タバコの有害な発癌性物質の影響をブロックするために添加剤を使用することも試みられた。これらの努力は、タバコのたしなみに伴う腫瘍発症率を低下させることはできなかった。新たに刈り取られた緑色タバコは、事実上ニトロサミン発癌性物質を含まないことが知られている。Wiernik等，”Effect of Air-Curing on the Chemical Composition of Tobacco”，Recent Advances in Tobacco Science，Vol.21，pp.39等(et sep.)、Symposium Proceedings 49th Meeting Tobacco Chemists’Research Conference，sep．24-27，1995，Lexington，Kentucky（以下、”Wiernik等”とする）を参照。しかしながら、キュアされたタバコは、発癌性のＮ’-ニトロソノルニコチン（nitrosonornicotine）（ＮＮＮ）および４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン（ＮＮＫ）を含む多数のニトロサミンを含有することが知られている。このようなニトロサミンは、ここでさらに述べるように、収穫後、キュア工程の間に生成されると広く認識されている。残念ながら、新たに刈り取られた緑色タバコは、喫煙または他の消費に適していない。
１９９３及び１９９４年に、ケンタッキー大学のBurton等は、タバコ特有のニトロサミン（ＴＳＮＡ）に関するある種の実験を行った。これは、”Reduction of NitriteNitrogen and Tobacco N’-Specific Nitrosamines In Air-Cured Tobacco By Elevating Drying Temperatures”Agronomy & Phytopathology Joint Meeting，CORESTA，Oxford 1995の記事に報告されている。Burton等は、黄色化末期（ＥＯＹ）、ＥＯＹ＋３、ＥＯＹ＋５、等を含む収穫されたタバコ葉の空気キュアの種々の工程における７１℃で２４時間の、乾燥が、ニトロサミンレベルの幾分の低下をもたらすことを報告している。いくつかのサンプルの凍結乾燥及びマイクロ波処理についても詳細な結果無しに参照されている。出願人は、この記事にある実際の作業は、ケンタッキー大学においてBurton等によって行われ、マイクロ波処理が好結果をもたらさないと考えられたことを確認した。Burton等の１９９３−１９９４年の研究のある種の態様が、上記のWiernik等，54-57頁に、”Modified Air-Curing”と題して報告されている。Wiernik等の記事は、空気キュアの種々の工程を用いて、タバコ葉に７０℃で２４時間の急速乾燥を施すと、過剰の水分が取り除かれ、かつ微生物の成長が抑制されるので、亜硝酸塩及びタバコ特有のニトロサミン（ＴＳＮＡ）蓄積が回避されうることを仮定している。56頁の表IIにおいて、Wiernik等は、KY160及びKY171サンプルにおける葉身及び葉脈亜硝酸塩及びＴＳＮＡ含有量についての幾つかのBurton等のデータを含んでいる。凍結乾燥及び急速乾燥試験からのデータは含まれているが、マイクロ波処理したサンプルについては言及されていない。この記事は、56頁において以下のような結論を含んでいる：
この研究から、葉の細胞の完全性(integrity)の喪失後に暗中タバコに熱（７０℃）をかけることにより、葉身及び葉脈の亜硝酸レベル及びＴＳＮＡの蓄積を低減させることができると結論できる。このキュア工程でタバコ葉を急速に乾燥することは、室温における低速キュアの間に生ずる微生物活性を低下させる。しかし、そのような処理は、タバコ葉の量も少なくすることを付記しなければならない。
また、Weirnik等の記事は、２段階キュア方法の例としてポーランドにおけるSkroniowskiタバコの伝統的なキュアについて議論している。この記事は、まず空気キュアし、葉身が黄色または褐色になったとき、茎をキュアするためにタバコを６５℃で２日間加熱すると述べている。この方法で製造されたタバコの分析により、亜硝酸塩及びＴＳＮＡの両方が低く、即ち、各々１グラム当たり10ミリグラム未満及び１グラム当たり0.6-2.1ミリグラムであることが示された。Weirnik等は、これらの結果が、さらなる微生物成長を許さない急速加熱によって説明されると理論付けた。しかし、Weirnik等は、低い亜硝酸及びＴＳＮＡ値、グラム当たり15マイクログラム未満の亜硝酸及びグラム当たり0.2マイクログラムのＴＳＮＡは、ポーランドにおける空気キュアを施したタバコについて得られたとも記している。
発明の概要
本発明の目的の１つは、喫煙または他の手段で消費されるタバコにおけるニトニトロサミン含有量を実質的に除去するまたは低減することである。
本発明の他の目的は、シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びロゼンジ(lozenges)を含むタバコ製品の発癌性を低減させることである。
本発明のさらに他の目的は、そのようなタバコ製品において、Ｎ’-ニトロソノルニコチン(nitrosonornicotine)、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン、Ｎ’-ニトロソアナタビン(N’-nitrosoanatabine)、及びＮ’-ニトロソアナバシン(N’-nitrosoanabasine)の量を実質的に除去するまたは低減することである。
本発明の他の目的は、キュアされていないタバコを、収穫後の適当な時に処理し、ヒトの消費についてのタバコの快適さに悪影響を及ぼすことなくキュア工程を抑制することである。
本発明の他の目的は、完全にキュアされたタバコにおけるタバコ特有のニトロサミンの含有量を低減することである。
本発明の上記及び他の目的及び効果は、収穫されたタバコ植物におけるニトロサミンの量の低減及び生成の抑制をする方法において、
植物の少なくとも一部であって、キュアされておらず、低減されたニトロサミン量または抑制されたニトロサミン生成を有することができる状態にある一部に、少なくとも１つのニトロサミンの量の低減または生成の実質的抑制に十分な時間マイクロ波照射を施すことを含んでなる方法によって得られる。
本発明の方法において、マイクロ波照射の実施工程が、葉が黄色くなり始めた後、かつ葉中でのタバコ特有のニトロサミンの実質的蓄積の前に、タバコ葉またはその一部に行われるのが好ましい。
また、本発明の方法において、マイクロ波照射の実施工程が、葉の細胞完全性(integrity)の実質的喪失の前に行われるのが好ましい。
この方法のさらに好ましい実施態様では、タバコが煙(frue)タバコであり、マイクロ波照射の実施工程が収穫後約２４時間から約７２時間、より好ましくは収穫後約２４から約３６時間の間行われる。
この方法のさらに好ましい実施態様では、収穫されたタバコが、マイクロ波照射の実施工程の前に、制御された環境において、室温より上の温度条件下に維持される。
この方法の好ましい態様は、好ましくは茎を含むタバコ葉にマイクロ波照射を施す工程に先立って、葉を物理的に圧縮してそこから余分な水分を搾り出し、マイクロ波単位によるより均一な乾燥を確実にする工程を含む。この工程は、マイクロ波キャビティに入れる前に、適当に離間した回転円筒ローラーの対に葉を通すことにより便利に実施される。
本発明のさらに好ましい実施態様では、マイクロ波照射は、約９００から約２５００ＭＨｚの周波数を有し、所定の出力レベルで少なくとも約１秒間、好ましくは約１０秒から約５分の時間、植物に適用される。用いられる出力レベルは、一般的に、タバコがマイクロ波を施される時間の長さを決定し、従来のキッチンタイプのマイクロ波オーブンを用いたるきは約６００ワットから約１０００ワットまで変化でき、商業的なマルチモードのアプリケータでは数百またはそれ以上のキロワットまでである。１枚の葉を扱うためのアプリケータを用いた出力レベルは、約２から約７５キロワット、より好ましくは約５から約５０キロワットであり、これにより比較的迅速な処理が可能となる。
また本発明では、マイクロ波照射が、根焼き(charring)無しに、ヒトの消費に適するように有効な乾燥をするのに十分な時間に渡って、葉またはその一部に適用される。
本発明は、また、葉におけるＮ’-ニトロソノルニコチン、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン、Ｎ’-ニトロソアナタビン、及びＮ’-ニトロソアナバシン等の少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの通常の蓄積を阻害するために、葉にマイクロ波照射を施すことも求める。
本発明は、その最も広い形態において、ヒトの消費に適した、少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの、従来のキュアされたタバコに比較してより低い含有量を有するタバコ製品も包含する。
好ましい実施態様では、非−緑色タバコ製品は、０．２μｇ／ｇ未満、より好ましくは約０．１５μｇ／ｇ、さらに好ましくは約０．１μｇ／ｇ未満のＴＳＮＡ（ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴ）含有量を有し、約０．１５μｇ／ｇ未満、より好ましくは約０．１０μｇ／ｇ、さらに好ましくは約０．０５μｇ／ｇ未満のＮＮＮ含有量を有し、そして、約０．００２μｇ／ｇ未満、より好ましくは約０．００１μｇ／ｇ、さらに好ましくは約０．０００５μｇ／ｇ未満のＮＮＫ含有量を有する。
また本発明は、ヒトの消費に適し、従来のキュアされたタバコより低い少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミン含有量を有する黄色タバコを含んでなるタバコ製品にも向けられる。好ましい実施態様では、この黄色タバコ製品は、上記の好ましい範囲のＴＳＮＡ（ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴ）含有量、ＮＮＮ含有量及びＮＮＫ含有量を持つ。
他の実施態様では、非−緑色または黄色タバコ製品は、ヒトの消費に適し、ＴＳＮＡ（ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴ）含有量が、この製品が作られる新たに収穫された緑色タバコ作物における当該ＴＳＮＡ含有量の約２５重量％以内である、非−緑色または黄色タバコを含む。望ましくは、この非−緑色または黄色タバコ製品のＴＳＮＡ含有量は、この製品が作られる新たに収穫された緑色タバコ作物における当該ＴＳＮＡ含有量の、約１０重量％以内、より好ましくは約５重量％以内、最も好ましくは実質的にゼロ(approximating)（たとえば、数重量％まで）である。また、望ましくは、非−緑色または黄色タバコ製品は、ヒトの消費に適し、ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴから選択される少なくとも１つのＴＳＮＡ含有量が、この製品が作られる新たに収穫された緑色タバコ作物における該当するＴＳＮＡ含有量の約２５重量％以内、好ましくは約１０重量％以内、より好ましくは約５重量％以内、最も好ましくは実質的にゼロ(approximating)（たとえば、数重量％まで）である。
本発明のさらなる実施態様では、非−緑色または黄色タバコ製品は、ヒトの消費に適し、ＴＳＮＡ（ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴ）含有量が、本発明の製品と同じタバコ作物から作られる同じタイプだが、マイクロ波照射または他のＴＳＮＡ含有量を低減させるための工程無しにキュアされたタバコ製品における当該ＴＳＮＡ含有量より、少なくとも約７５重量％、好ましくは９０重量％、より好ましくは９５重量％、最も好ましくは少なくとも９９重量％低い非−緑色または黄色タバコを含む。また、望ましくはこのタバコ製品は、ヒトの消費に適し、ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴから選択される少なくとも１つのＴＳＮＡの含有量が、本発明の製品と同じタバコ作物から作られる同じタイプだが、マイクロ波照射または他のＴＳＮＡ含有量を低減させるための工程無しにキュアされたタバコ製品における該当するＴＳＮＡ含有量より、少なくとも約７５重量％、好ましくは９０重量％、より好ましくは９５重量％、最も好ましくは少なくとも９９重量％低い非−緑色または黄色タバコを含む。
本発明の好ましい形態は、少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミン含有量が低減されたタバコを含んでなるタバコ製品に関し、当該製品は、キュアされておらず、抑制されたニトロサミン生成を有することができるタバコにマイクロ波照射を施すことを含んでなる方法によって製造される。
他の実施態様において、本発明は、キュアされた褐色タバコにおける少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの含有量を低減させる方法において、
キュアされたタバコを再水和し、
再水和されたタバコに、所定のエネルギーレベルで所定の長さの時間マイクロ波照射を施すことを含んでなる方法に向けられる。
同様に、本発明はその範囲内に、少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの含有量を低減させた、キュアされた褐色タバコを含むタバコ製品において、
キュアされたタバコを再水和し、そして、
再水和されたタバコに、所定のエネルギーレベルで所定の長さの時間マイクロ波照射を施すことを含む方法によって製造されるタバコ製品を包含する。
さらに他の実施態様では、本発明はタバコ製品の製造方法に関し、その方法は、
キュアされておらず、かつタバコ特有のニトロサミンの量の低減またはタバコ特有のニトロサミンの生成の抑制がなされうる状態にある収穫したタバコ葉に、葉中の少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの生成を実質的に阻害するのに十分な時間マイクロ波照射を施し、そして、
マイクロ波を施した葉を含む前記タバコ製品を製造することを含んでなり、当該タバコ製品が、シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びロゼンジから選択される。
【図面の簡単な説明】
図１は、収穫後２４から７２時間エージングした”黄色”バージニアフルータバコを示す写真である。
図２は、本発明による低ニトロサミンのマイクロ波処理した”黄色”バージニアフルータバコを示す写真である。
発明の詳細な説明
与えられる全てのキュアの最中のキュア条件は、品種の違い、種々の茎位置から刈り取られた葉の違い、用いられるキュア焼きの間の違い、及び、一シーズンまたは複数シーズンにわたる環境の変化、特に空気キュアにおける天候変動などを考慮して調節しなければならないため、タバコのキュアの実施は、科学ではなく芸術であると言われてきた。例えば、煙キュアの実施は、ある程度経験的であり、この分野でかなりの期間に渡って蓄積された経験を有する個人によって最適に行われる。Peele等，”Chemical and Biochemical Changes During The Flue Curing of Tobacco”，Recent Avdances In Tobacco Science，Vol.21，pp.81他，Symposium Proceedings 49th Meeting Chemists’Research Conference，9月24-27，1995，Lexington，Kentucky（以下、”Peele等”とする）を参照のこと。即ち、タバコのキュアにおける当業者は、本発明の最も広い形態において、その外のパラメータは、与えられた刈り取りに対する上記の要因のまさに合計に依存して変化しうることを理解するであろう。
一つの好ましい実施態様では、本発明は、タバコのキュアサイクルの間に、ＴＳＮＡの形成を実質的に阻害するような方法でタバコを処理することのできる窓(window)が存在するという発見に基づく。もちろん、ＴＳＮＡの形成が効率的に除去または実質的に抑制される窓は、上記したものを含む種々の変数に依存する。本発明のこの好ましい実施態様では、この窓は、葉が新たな切り取りまたは”緑色”段階を過ぎたとき、かつ、ＴＳＮＡ及び／または亜硝酸塩が葉内に実質的に蓄積される時間より前である刈り取り後の時間枠に相当し、この時間枠は、葉が黄色化過程を受けているまたは黄色相にある期間であって、細胞完全性の実質的な喪失の前に相当する。本文中で明記しない限り、ここで用いられる”実質的に(substantial)”及び”有意な(significant)”,なる用語は、相対的な尺度において一般的に優勢または多数を意味する。この時間枠の間、葉は、後に議論するようにタバコを所定のエネルギーレベルのにおいて所定の時間マイクロ波に露出することにより、ＴＳＮＡの形成が実質的に抑制され、あるいは既に形成されたＴＳＮＡの含有量が低減されうる状態にある。このマイクロ波処理は、ＴＳＮＡの自然形成を実質的に抑制し、ヒトの消費に適する乾燥した黄金色の葉を与える。ＴＳＮＡが既に実質的な蓄積を開始している場合、典型的には黄色相の最終段階にある場合、本発明によるマイクロ波のエネルギーの葉への適用は、自然なＴＳＮＡ形成サイクルを効率的に抑制し、よってＴＳＮＡのさらなる実質的な形成を抑制する。黄色または黄色化タバコが、このようにしてキュアサイクルの最も適した時間に処理されると、得られるタバコ製品は、その香味及び味覚を維持したまま、新たに刈り取られた緑色タバコと実質的にほぼ同じＴＳＮＡレベルを有する。
他の実施態様において、本発明はキュアされた（褐色の）タバコの、後述するように、キュアされたタバコを再水和、し再水和したキュアタバコにマイクロ波照射を施すことにより、キュアされたタバコのＴＳＮＡ含有量を効率的に低減させる処理に関する。
本発明は、ヒトの消費のための、刈り取られたタバコの処理にも適用できる。タバコ、特にタバコ特有のニトロサミンに対するさらなる研究が行われた。新たに刈り取られたタバコ葉は、”緑色タバコ(green tobacco)”と呼ばれ、発癌性物質を含まないことが知られているが、緑色タバコはヒトの消費に適さない。緑色タバコのキュア方法は、刈り取られたタバコのタイプに依存する。例えば、バージニアフルー（Virginia flue）（ブライト（bright））たばこは、典型的に煙キュアされるが、バーレー（Burley）及び他のある種の暗色（dark）株は、通常空気キュアされる。タバコの煙キュアは、典型的には５から７日間に渡って行われるのに対し、空気キュアは１から２ヶ月以上である。Peele等によると、煙キュアは一般に３つの段階に分けられる：約３６−７２時間の黄色化（３５−４０℃）（ただし、他の報告では、黄色化は３６時間より早く、例えば、ある種のバージニアフルー株では２４時間で始まる）、４８時間の葉の乾燥（４０−５７℃）、及び、４８時間の葉脈（幹）の乾燥（５７−７５℃）である。黄色化段階の間に、多くの主要な化学的及び生化学的変化が始まり、葉の乾燥の初期相を通じて続く。
典型的な煙−キュア方法において、黄色化工程は納屋で行われる。この相の間、緑色葉はクロロフィル分解によって徐々に色を失い、それにつれて、黄色のカロチノイド色素が現れる。Peele等の総説によると、煙−キュアタバコの黄色化工程は、納屋の外来空気の通気口を閉鎖し、温度を約３５℃−３７℃に維持して行われる。この方法は、制御された環境を使用し、納屋内の相対湿度を約８５％に維持し、葉からの水分損失を制限し、葉に、農場において開始された代謝プロセスを続けさせる。操作者は、主に葉からのクロロフィル及び緑色の消失、及び葉が所望のレモン色から金橙色に着色することを観察することにより、キュアの進行を定常的に監視する。
ここに記載するように実施した試験を行ったバージニアフルータバコの一つの変種を用いて、新たに刈り取られた緑色タバコを、約100−110°Ｆで約２４−２８時間、葉が完全な黄色に幾分変わるまで、納屋に配置した（図１参照）。この黄色タバコは、低下した水分含有量、例えば緑色タバコのときの約９０％から、黄色のときは約７０−４０重量％を有している。この段階で、黄色タバコは実質的に公知の発ガン性物質を含まず、ＴＳＮＡ含有量は実質的に新たに刈り取られた緑色タバコと同じである。このバージニアフルータバコは典型的に、６−７日間黄色段階に保持され、その時間経過後、葉は黄色から褐色に変化する。褐色バージニアフルータバコは典型的に、約１１から約１５重量パーセントの水分含有量を有する。タバコの黄色から褐色への変換は、ニトロサミンの形成及び実質的な蓄積、並びに微生物含有量の増加をもたらす。タバコ特有のニトロサミンが形成される正確なメカニズムは明らかでなはないが、キュア工程における亜硝酸の生成における微生物硝酸リダクターゼを含む微生物活性によって促進されると考えられている。
タバコ特有のニトロサミンは、アミンの、酸性条件下におけるＮＯ2、Ｎ2Ｏ3及びＮ2Ｏ4等の亜硝酸−誘導ニトロソ化種との反応で形成されると考えられる。Weirnik等は、pp.43-45においてＴＳＮＡの原理的生成を議論しており；その概要を以下に示す。
タバコ葉は、アミノ酸、タンパク質、及びアルカロイドの形態のアミンの存在(abundance)を含み、第３級アミンニコチン（下記の図における（１））は、タバコにおける主要なアルカロイドであり、他のニコチンタイプのアルカロイドは、第２級アミンノルニコチン（２）、アナタビン（３）及びアナバシン（４）である。また、タバコは一般的に５％までの硝酸塩及び僅かな亜硝酸塩を含む。
ノルニコチン（２）、アナタビン（３）、及びアナバシン（４）のニトロサミンは、ニトロサミン：Ｎ’−ニトロソノルニコチン（ＮＮＮ、５）、Ｎ’−ニトロソアナタビン（ＮＡＴ、６）、及びＮ’−ニトロソアナバシン（ＮＡＢ、７）に相当する。水溶液中におけるニコチン（１）のニトロソ化は、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン（ＮＮＫ、８）（ＮＮＮ、５）及び４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-４-（３-ピリジル）-１-ブタノール（ＮＮＡ、９）。あまり普通に現れるものではないが、ＴＳＮＡは、ＮＮＡＬ（４-Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノール、１０）、イソ-ＮＮＡＬ（４-Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-４-（３-ピリジル）-１-ブタノール、１１）及びイソ-ＮＮＡＣ（４-（Ｎニトロソメチルアミノ）-４-（３-ピリジル）-ブタン酸、１２）を含む。これらのＴＳＮＡの対応するタバコアルカロイドからの生成を、上記の符号１−１２を用いて以下に模式的に示す（Weirnik等,上記,p.44から再録）：
Figure 0004108754
ここで、新たに刈り取られた緑色タバコは、事実上ＴＳＮＡを含まないこと、及びこれらの化合物がタバコのキュア及び貯蔵中に生成されることは認められている。この１０年間に、タバコのキュア中におけるＴＳＮＡの生成に関する現象を同定するための研究が行われ、いくつかの重要な要因が同定された。これらは、植物の遺伝子型、刈り取り時の植物の成熟度、キュア条件、及び、微生物活性を含む。
研究により、空気キュアにおいて、黄色化の終了後に開始され、葉が完全に褐色になる時に終了する時間間隔、例えばある種の空気キュアされた株について刈り取り後２−３週間、そして煙キュアされた変種における刈り取り後１週間程度に亜硝酸及びＴＳＮＡが蓄積されることがわかった。これは、水分喪失及び細胞内容物の細胞間間隙への漏洩による、細胞完全性の喪失が生ずる時間である。従って、細胞が壊変されたとき、空気キュアの間に、微生物に利用可能な滋養物が作製される短い時間窓がある。Weirnik等は、同様な硝酸還元の結果として亜硝酸塩が実質的に蓄積されることにより、ＴＳＮＡの形成が可能になることを示唆した。
Weirnik等に挙げられているように、成長及びキュア中のタバコ及びキュアされたタバコにおける微生物植物群の影響に関する幾つかの出版された報告がある。しかし、キュア中の硝酸の生成における微生物亜硝酸リダクターゼの含有が仮定されている。黄色相の後に細胞構造が破壊され、滋養物が侵入微生物に接近可能とされたとき、好適な条件、即ち高湿度、最適温度、及び低酸素において生成されうる。水活性(water activity)がまだ十分に高く、細胞構造が改変しているとき、通常はむしろ短い時間”窓”がある。
本発明によれば、タバコにおけるＴＳＮＡの形成は、ここに記載する条件下で刈り取られた葉にマイクロ波照射を施すことにより、実質的に阻害または抑制される。一つの好ましい実施態様では、タバコ葉は、黄色化の開始と細胞完全性の実質的喪失の間の時間にマイクロ波エネルギーに露出される。最適な結果のためには、刈り取られた葉を、マイクロ波場に、積み重ね(stack)及び堆積(pile)の無いように１枚の葉として通すのが好ましい。この方法による葉の処理は、周知の発癌性物質ＮＮＮ及びＮＮＫを含むタバコ特有のニトロサミンの形成を完全または実質的に阻害することが測定された。
本発明の好ましい実施態様によると、非−緑色及び／または黄色タバコ製品が得られ、それらはヒトの消費に適しており、従来のキュアしたタバコより少なくとも１つのタバコ特有ニトロサミンの含有量が低い。緑色または新たに刈り取られたタバコ葉、上述のように一般にはヒトの消費に適さない；ここで用いる”非−緑色”は、少なくともクロロフィルの大部分を失ったタバコを意味し、部分的に黄色い葉、全体が黄色い葉、及び褐色に変わり始めた葉を含むがこれらに限定されない。好ましい実施態様では、非−緑色タバコ製品は、０．２μｇ／ｇ未満、より好ましくは約０．１５μｇ／ｇ未満、さらに好ましくは約０．１μｇ／ｇ未満のＴＳＮＡ（ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴ）含有量、及び約、０．１５μｇ／ｇ未満、より好ましくは約０．１０μｇ／ｇ未満、さらに好ましくは約０．０５μｇ／ｇ未満のＮＮＮ含有量、及び、約０．００２μｇ／ｇ未満、より好ましくは約０．００１μｇ／ｇ未満、さらに好ましくは約０．０００５μｇ／ｇ未満のＮＮＫ含有量を有する。上記のように、タバコにおけるＴＳＮＡ形成に影響しうる要因の数を与えれば、当業者は、これらの数が絶対的ではなく好ましい範囲であることを理解するであろう。
また本発明は、ヒトの消費に適しており、少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの含有量が従来のキュアしたタバコより、乾燥した低い黄色タバコを含んでなるタバコ製品にも向けられる。好ましい実施態様では、黄色タバコ製品は、上記の好ましい範囲のＴＳＮＡ（ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴ）含有量、ＮＮＮ含有量、及びＮＮＫ含有量を有する。
他の実施態様では、非−緑色または黄色タバコ製品は、ヒトの消費に適しており、ＴＳＮＡ（ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴ）含有量が、製品が作られる新たに刈り取られた緑色タバコ農産物における当該ＴＳＮＡの含有量の約２５重量％以内である非−緑色または黄色タバコを含んでなる。この非−緑色または黄色タバコ製品は、製品が作られる新たに刈り取られた緑色タバコ農産物における当該ＴＳＮＡの含有量の約１０重量％以内、より好ましくは約５重量％以内、さらに好ましくは実質的にゼロ(approximating)(例えば、数重量パーセントまでの量)のＴＳＮＡ含有量を持つのがより好ましい。例えば、本発明によれば、上記の範囲内のＴＳＮＡ含有量を有するタバコ製品を製造することを可能にするが、同じ農作物から普通にキュアしたタバコ葉、典型的には新たに刈り取られたタバコの数倍の量のＴＳＮＡを生成する。本発明は、新たに刈り取られた緑色タバコに見られるニトロサミンの低い量を有効に固定(lock)する。また、非−緑色または黄色タバコ製品が、ヒトの消費に適しており、ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴから選択される少なくとも１つのＴＳＮＡの含有量が、製品が作られる新たに刈り取られた緑色タバコ農産物における対応するＴＳＮＡの含有量の約２５重量％以内、好ましくは約１０重量％以内、より好ましくは約５重量％以内、最も好ましくは実質的にゼロ(approximating)（例えば、数重量パーセントまでの量）である非−緑色または黄色タバコを含んでなるのも好ましい。言い換えれば、例えば本発明のタバコにおけるＮＮＮの含有量は、新たに刈り取られた緑色タバコにおけるＮＮＮの量に対応する上記範囲内にあり、あるいは、本発明のタバコにおけるＮＮＮ＋ＮＮＫの含有量は、新たに刈り取られた緑色タバコにおけるＮＮＮ＋ＮＮＫの量に対応する上記範囲内にある、等である。これらの比較をなすとき、新たに刈り取られた緑色タバコは、好ましくは刈り取り後約２４時間以内にＴＳＮＡ含有量の分析がなされる。
この発明のさらなる実施態様では、非−緑色または黄色タバコ製品は、ヒトの消費に適しており、ＴＳＮＡ（ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴ）含有量が、この発明の製品が作られるものと同じタバコ農産物から作られた同じタイプのタバコ製品であるが、マイクロ波照射または特にＴＳＮＡ含有量を低減するための他の工程を経ることなくキュアされた製品における当該ＴＳＮＡの含有量より、少なくとも約７５重量％、好ましくは少なくとも約９０重量％、より好ましくは少なくとも約９５重量％、最も好ましくは少なくとも約９９重量％低い非−緑色または黄色タバコを含んでなる。また、この非−緑色または黄色タバコ製品は、ヒトの消費に適しており、ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴから選択される少なくとも１つのＴＳＮＡの含有量が、この発明の製品が作られるものと同じタバコ農産物から作られた同じタイプのタバコ製品（例えば、シガレットと他のシガレット）であるが、マイクロ波照射または特にＴＳＮＡ含有量を低減するための他の工程を経ることなくキュアされた製品における対応するＴＳＮＡの含有量より、少なくとも約７５重量％、好ましくは少なくとも約９０重量％、より好ましくは少なくとも約９５重量％、最も好ましくは少なくとも約９９重量％低い非−緑色または黄色タバコを含んでなるのが好ましい。これらの実施態様では、ＴＳＮＡ重量％の比較は、例えば、本発明に従って乾燥黄色タバコを用いて作製したシガレットを取り、この乾燥黄色タバコが作られるものと同じ農産物からのタバコから作られたシガレットであるが、マイクロ波照射無しの従来の手段でキュアされたシガレットを取って行うことができる。
タバコ葉へのマイクロ波照射が好ましく実施される黄色段階は、以下の方法の一つにおいて広く定義される：（ａ）緑色が実質的に黄色がかった色に変化するときの葉の色の検査；（ｂ）クロロフィルの糖への変換割合；（ｃ）典型的には黄色相の終末に一致する硝酸形成またはニトロサミン生成のいずれかの開始の観察；または、（ｄ）例えば、約４０から約７０重量パーセントの水分含有量を持つとき、葉の水分含有量の測定。マイクロ波照射が緑色タバコに適用されると、ニトロサミン形成の抑制または阻害は観察されない。しかし、マイクロ波が、黄色化開始以後、かつ葉における細胞完全性の喪失またはＴＳＮＡの実質的蓄積以前に適用されると、観察されるニトロサミンの量の低減または形成抑制は、後で議論するデータで示されるように劇的かつ予想もしないことである。
黄色相の間に刈り取られたタバコにマイクロ波照射を施す最適な時間は、品種の違い、環境の変化、等を含む多数の要因に依存して変化する。即ち、黄色化開始（例えば、葉における緑色の大部分が失われることで定義される）から始まり、葉が実質邸に細胞完全性を失う（褐色に変わる）時間にかけての時間枠内で、当業者は、任意の与えられたタバコ変種に対するマイクロは照射の実施について最適な時間を決定することができる。例えば、与えられた遺伝子型について、サンプル葉は、有意なＴＳＮＡ蓄積が始まる与えられたキュアサイクルにおける相対的時間を測定するため、または、細胞完全性の喪失が始まる転移相を測定するために、ここに記載する硝酸塩またはＴＳＮＡ含有量を測定するための方法で試験することができる。葉へのマイクロ波処理の実施は、有意なＴＳＮＡ蓄積に先立って行われるのが本発明の方法の最も好ましい形態であるが、本発明の概念は、有意な量のＴＳＮＡの生成過程にあるタバコ葉、及び既に蓄積されたタバコ葉に適用することもできる。マイクロ波処理が、この遅れた段階で行われるとき、ＴＳＮＡのさらなる形成が有効に抑制される。しかし、葉が完全にキュアされると、ＴＳＮＡレベルは実質的に安定し、マイクロ波照射の適用は、後に述べる再水和条件下を除いて、ＴＳＮＡ含有量の低減に有効ではなくなる。
本発明のマイクロ波照射を施されると、一般的にタバコ葉の水分含有量は、例えば、約１０重量％未満、しばしば約５％に低下する。必要ならば、シガレットなどのタバコ製品を製造する前に、葉を再水和して褐色のキュアしたタバコに典型的な水分範囲（例えば、バージニアフルーについて約１１−１５％）に戻すこともできる。
本発明は、フルーまたはブライト種、バーレー種、暗色種、オリエント／トルコ種、等を含むタバコの全ての株に適用できる。ここに示すガイドラインの中で、当業者は、本発明の目的及び利点を達成するためのマイクロ波工程を実施するキュアサイクルにおける最も効率的な時間を決定することができる。
この方法の好ましい態様は、好ましくは茎を含むタバコ葉にマイクロ波を照射を施す前に、葉を圧縮して過剰の水分をそこから取り除き、マイクロ波単位による乾燥をより確実にする工程を含む。この工程は、マイクロ波キャビティに入れる前に、葉を適当に離間した回転円筒ローラーの対の間を通すことによって便利に行われる。このような圧縮工程は、茎から水分を絞り出し、その程度は少ないが中葉及び大きな葉脈からも絞り出し、より良くより均一な乾燥製品を導く。ローラーは、硬質ゴム、プラスチック、またはスチールから所望の長さで製造でき、好ましくは約１／８から約１／４インチ離間させるが、この間隔は、１枚の葉の厚さを収容する用に選択するのが好ましく、変化しうる。ローラーは、適当に選択されたモーターによって作動するベルトまたはチェーンであってもよい。回転ローラー以外に、同様の結果を達成するのに用いられる他のタイプの絞りまたは圧縮手段を用いることができ、当業者には明らかであろう。
上記の葉の圧縮の好ましい実施態様は、茎を切り取る必要がなくマイクロ波時間を短縮できるので、より高速の製造を実施可能にする。この実施態様は、典型的にブレンドの一部として幾分のタバコ茎を含むシガレットに用いられるべきタバコ葉にとって特に有利である。あるいは、茎が葉から除かれて廃棄される応用では、必要に応じて圧縮行程を削除してもよい。
また本発明の概念は、褐色または既にキュアされたタバコであって、再水和したものに適用することもできる。そのような場合、再水和された褐色タバコがマイクロ波照射を施されたとき、ＴＳＮＡ、特にＮＮＮ及びＮＮＫの量における重要かつ予想しない低減が観察されるが、その結果は、本発明がキュアされていない黄色タバコに、ＴＳＮＡまたは硝酸塩の実質的な量が葉に蓄積される前に適用されたときほど劇的ではない。それにも関わらず、キュアされた葉に、葉を浸すのに十分な水をスプレーする等により水分を添加し、次いで、再水和した葉をマイクロ波処理することにより、後の実施例で示されるようにＴＳＮＡ含有量が低下した。
上記したように、キュアされたまたは褐色のタバコを処理したとき、マイクロ波単独ではニトロサミン含有量に殆ど影響を及ぼさない。しかし、キュアされたタバコを、マイクロ波照射を施す前に再水和することは、ニトロサミン低減におけるマイクロ波エネルギーの作用を促進させる。一つの好ましい実施態様では、キュアされたタバコ製品は、適当な量の水、一般的には少なくとも約１０重量％、最大吸収容量までの水が、葉に直接添加される。キュアされていないタバコについてここに記載したのと同様な方法で再水和された葉をマイクロ波に露出することは、以下に示すようにニトロサミンを低減させる。葉は、任意の好適な形態で湿らされる。キュアされたタバコが、再構成”シート”タバコ等の葉以外の形態であるとき、例えば、１０−７０重量％の水で再水和し、次いでマイクロ波処理することができる。好適なマイクロ波条件は、葉を再湿潤する程度に応じて選択することができるが、典型的には、黄色タバコのマイクロ波処理について上記したパラメータの範囲内とする。
本発明によると、再水和下タバコのマイクロ波処理は、ＴＳＮＡ（ＮＮＮ、ＮＮＫ、ＮＡＢ及びＮＡＴ）含有量を、個々にまたは集合的に測定した場合、再水和以前のキュアした褐色タバコに含まれるＴＳＮＡから、少なくとも約２５重量％、より好ましくは約３５重量％、さらに好ましくは約５０重量％好ましく低減させる。
ここで用いる”マイクロ波照射”なる用語は、マイクロ波の形態であり、典型的にマイクロ波領域に入る周波数及び波長を持つ電磁エネルギーを意味する。”マイクロ波”なる用語は、遠赤外領域と従来の高周波スペクトルとの間の電磁スペクトルの一部を意味する。マイクロ波の範囲は、約１ミリメートルの波長かつ約３００，０００ＭＨｚの周波数から、約３０センチメートルの波長かつ約１，０００ＭＨｚより僅かに少ない周波数まで延びる。本発明は、典型的にはこの波長範囲の下限において、マイクロ波の高出力適用を好ましく利用する。この好ましい周波数範囲内において、マイクロ波による加熱工程と、（例えば、調理における）赤外線といった古典的な方法による加熱工程との間には基本的な相違があり、即ち、より大きな透過のため、マイクロ波は一般的に数センチメートル深さまで急速に加熱するが、赤外による加熱はより表面的である。米国において市販されている、キッチンのマイクロ波オーブンなどのマイクロ波装置は、約９１５ＭＨｚ及び２４５０ＭＨｚの標準周波数で各々入手可能である。これらの周波数は、標準工業帯である。欧州では、２４５０及び８９６ＭＨｚの周波数が共通して採用されている。しかし、正しく調和された条件下では、他の周波数及び波長のマイクロ波は、本発明の目的及び利点を達成するのに有用である。
マイクロ波エネルギーは、所望の応用によって、種々の出力レベルで生成できる。マイクロ波は、典型的には、キッチンレベルのマイクロ波装置（通常約８００ワット）に対して６００−１０００ワットの出力レベルで、マグネトロンによって生成されるが、商業的ユニットは、一般に約１キロワットのモジュラーを付加することにより、数百キロワットまで生成させることができる。マグネトロンは、好適に高い周波数のパルス状または連続波のいずれかを生成できる。
アプリケータ（またはオーブン）は、マイクロ波出力装置と加熱すべき材料との間の必要な連結装置である。本発明の目的のために、効率的に照射を受けるべきタバコ植物部分に適応できる限り、任意の所望のアプリケータが用いられる。アプリケータは、最適な出力伝達のためにマイクロ波生成機に整合し、出力の外部への漏れを回避しなければならない。マルチモードキャビティ（マイクロ波オーブン）であって、その寸法が、大きなサンプルに対して必要ならば波長の数倍より大きいものが有用である。葉における均一な加熱を確実にするために、アプリケータは、モードスターラー(mode stirrer)（場の分布を連続的に修正する金属可動部材）を備えてもよく、コンベアベルトのような移動式机面を備えてもよい。最も良い結果は、積み重ねや堆積のない１枚の葉の厚さをマイクロ波に露出させることによって得られた。
本発明の好ましい実施態様では、マイクロ波条件は、約９００ＭＨｚから約２５００ＭＨｚ、より好ましくは約９１５ＭＨｚから約２４５０ＭＨｚの周波数、キッチンタイプのアプリケータでは、約６００ワットから３００キロワットまで、より好ましくは約６００から約１０００ワットの出力、市販のマルチモードのアプリケータでは、約２から７５キロワット、より好ましくは約５から約５０キロワットの出力を有する。加熱時間は、一般的には少なくとも約１秒からの範囲であり、より一般的には約１０秒から約５分である。約８００−１０００ワットの出力レベルで、加熱時間は、積み重ね及び堆積無しに１枚葉で処理するとき、好ましくは約１分から約２．５分である。例えば２−７５キロワットの範囲の、より高い出力レベルを用いた商業的規模のアプリケータでは、加熱時間は短く、約５秒から約６０秒までであり、やはり積み重ね及び堆積の無い１枚葉に対して、５０キロワットでは一般に１０−３０秒のレベルである。もちろん、当業者は、任意の与えられたアプリケータについて、キャビティの容量、用いた出力レベル、及び葉の水分量を基にして、最適なマイクロ波場密度が決定されることを理解するであろう。一般的に言えば、より高い出力レベルを用いることは、葉がマイクロ波照射を施される時間をより短くするであろう。
しかしながら、上記の条件は絶対的なものではなく、本発明の教示に従えば、当業者は適当なマイクロ波パラメータを決定することができる。マイクロ波照射は、葉またはその一部に、根焼き無しに、葉を乾燥させるのに十分な時間好ましく適用され、ヒトの消費に適したものとなる。また、マイクロ波照射を、葉またはその一部に、水分含有量を約１０重量％より低くするのに十分な出力レベルで適用するのも好ましい。
図２に開示するように、本発明による黄色タバコのマイクロ波処理は、好ましくは、乾燥した、金色のタバコ製品をもたらす。ここに与えるデータは、そのような乾燥タバコが、その非喫煙形態において、普通にキュアされたタバコと違い、劇的に低減された発癌性物質、特にＮＮＮ及びＮＮＫを有することを確認する。
キュアされていないタバコにマイクロ波エネルギーを施すことは、驚くほど低いニトロサミ含有量を持つタバコを提供するのに有効であることが、ここに示される。マイクロ波処理の技術は、特に茎が捨てられる場合における茎の皮はぎ及び１／３から１／２長さへの処分、並びに上記の水分絞り工程によって促進される。この方法で茎が捨てられる場合、得られたマイクロ波処理したタバコ葉は、茎の不要な部分は既に取り除かれているので脱穀機の使用を必要としない。結果として、脱穀に伴うタバコ製品の典型的な損失が無くなり、約１０から３０％のタバコの浪費が抑制される。
本発明の改善されたタバコ葉、シガレット、シガー、噛みタバコ、タバコチューイングガム、タバコロゼンジ、タバコ嚢、嗅ぎタバコ、または、タバコ香料及び食品添加物を含む任意のタバコ製品の普通にキュアされたタバコと、全部または一部置き換えることができる。喫煙目的のために、本発明は、有害な臭いは少ないが、良好な喫煙特性を維持し、通常のニコチン含有量でのあらゆる香味を与える。噛みタバコ、嗅ぎタバコ、タバコ嚢及び食品添加物の目的のために、本発明のタバコは、豊富で快適な香味を有する。
本発明を、本発明の範囲を如何にしても限定するものではない以下の実施例を参照してここに例示する。
実施例１
バージニアフルータバコを刈り取り、葉を約１００−１１０°Ｆのキュア用納屋に配置して煙−キュア工程を開始させた。サンプル１−３は、葉が黄色に変色した後、刈り取り後約２４−３６時間に納屋から取り出した。サンプル１は、葉脈を取った葉身サンプルであり、約４００−５００℃の対流空気オーブンで約１時間焼成し、葉身を褐色にさせた。サンプル２は黄色葉であり、Goldstar Model MA-1572Mマイクロ波オーブン（２４５０ＭＨｚ）内に配置し、高出力（１，０００ワット）の設定で約２．５分間回転させながら加熱した。サンプル３は、黄色葉であり、処理せずにコントロールとして使用した。サンプル４及び５は、約１８０°Ｆの高温下でキュア用納屋に保持し、サンプル４は棚の外で乾燥させ、サンプル５は棚の中で乾燥させた。サンプル６は、キュアされた褐色葉であり、従来の煙−キュア工程を受けた。
ＮＮＮ、ＮＡＴ、ＮＡＢ及びＮＮＫ含有量を測定するために、各サンプルの分析を行った。この実施例及び続く実施例において、”ＴＳＮＡ”は、これら４つのタバコ特有のニトロサミンの合計を表す。サンプルの加工及び抽出は、ＴＳＮＡの分析のための典型的な方法に従い（例えば、Burton等，”Distribution of Tobacco Constitutions in Tobacco Leaf Tissue．１．Tobaco-specific Nitrosamines，Nitrate，Nitrite and Alkaloids”，J．Agric．Food Chem.，Volume 40，No.6，1992参照）、個々のＴＳＮＡを、Hewlett-Packard Model 5890Aガスクロマトグラフィに接続したThermedics Inc．TEA Model 543熱エネルギー分析機で定量化した。結果を下記の表１に示す。下記各表の全てのデータは、サンプル１グラム当たりのニトロサミンのマイクログラム（即ち、百万分率またはμｇ／ｇ）で示す。
Figure 0004108754
実施例２
バージニアフルータバコを刈り取った。サンプル７は新たに刈り取られた緑色葉であり、コントロールとして用いた。一方、サンプル８は新たに刈り取られた緑色葉に、Louisville，Kentucky,のMicroDry社製のマルチモードマイクロ波アプリケータで、２．５キロワットで２４５０ＭＨｚにおいて約２０秒間作動させてマイクロ波処理を施したものである。サンプル９−１２は、従来の煙−キュアした褐色タバコである。サンプル９は製造されたシガレットからのタバコであり、サンプル１０はシガレット製造用に、ほぐして粉砕したタバコであり、サンプル１１及び１２は、サンプル８と同様のマイクロ波条件を付加した以外は、各々、サンプル９（シガレット）及び１０（ほぐしたもの）と同じである。ＴＳＮＡ含有量は、実施例１と同様の方法で分析した。結果を、下記の表２に示す。
Figure 0004108754
実施例３
以下の表３に示すブランドのシガレットを、ケンタッキー(Kentucky)のレキシントン(Lexington)の種々の小売業者から無作為に購入し、実施例１に記載した方法を用いてＴＳＮＡ含有量を分析した。
Figure 0004108754
Figure 0004108754
実施例４
バージニアフルータバコを刈り取り、葉を約１００−１１０°Ｆのキュア用納屋に配置して煙−キュア工程を開始させた。サンプル１−３は、葉が黄色に変色した後、刈り取り後約２４−３６時間に納屋から取り出し、それらを、Goldstar Model MA-1572Mマイクロ波オーブン（２４５０ＭＨｚ）内において、高出力（１０００ワット）の設定で約２．５分間回転させながらマイクロ波処理した。葉は、この方法で有効に乾燥されたが、それらは褐色に変化せず黄金色を保持した。葉を粉砕したシガレットを作製した。サンプル２９−３３は、バッチラベルを付されたレッド・フル・フレーバー(Red Full Flavor)であり、サンプル３４−３８は、バッチラベルを付されたブルー・ライト(blue Light)である。サンプル３９−４２は、健康食品店で、ナチュラル・アメリカン・スピリット(Natural American Spirit)のブランド名で購入したシガレットである。サンプル２９−４２を、実施例に記載した方法を用いてＴＳＮＡ含有量を分析し、結果を表４に示した。
Figure 0004108754
Figure 0004108754
この表におけるＳＴＤは、示したサンプルの平均に対する標準偏差である。
実施例５
バージニアフルータバコを刈り取り、葉を約１００−１１０°Ｆのキュア用納屋に配置して煙−キュア工程を開始させた。サンプル４３−４４は、葉が黄色に変色した後、刈り取り後約２４−３６時間に納屋から取り出し、それらを、上記のマルチモードマイクロ波オーブン内で、約６キロワットの出力レベルで、各々、２０及び３０秒間マイクロ波照射を施した。マイクロ波処理の後、サンプル４３及び４４は、乾燥した黄金色葉であった。サンプル４５−５１は、従来の煙キュア工程を受けた褐色のキュアされた葉から作製した。サンプル４５はコントロールとして用い；サンプル４６及び４７は、約４００−５００°Ｆに余熱した対流空気オーブン内で、各々、約１及び約３分間焼成し；そしてサンプル４８及び４９は、導波管アプリケータModel WR-975、MicroDry社製の大型マルチモードオーブン（出力設定０−７５ＫＷ）内で、５０キロワットにおいて、各々約１０及び４０分間マイクロ波照射（９１５ＭＨｚ）を施した。サンプル５０及び５１は、煙−キュアされた葉からなる切断（再構成シート）タバコである。サンプル５０は、導波管マイクロ波オーブン内で、５０キロワットにおいて約１．５分間マイクロ波照射を施し、サンプル５１は、約４００−５００°Ｆに余熱した対流オーブンで約３分間焼成した。これらのサンプルを、実施例１に記載した方法を用いてＴＳＮＡ含有量分析し、結果を下表の表５に示す。
Figure 0004108754
Figure 0004108754
実施例６
バージニアフルータバコを刈り取り、葉を約１００−１１０°Ｆのキュア用納屋に配置して煙−キュア工程を開始させた。サンプル５２−５５は、黄色タバコからなるシガレットであり、それらは、刈り取り後約２４−３６時間に納屋から取り出し、Goldstarマイクロ波オーブンModel MA-1572M（２４５０ＭＨｚ）内で、高出力（１０００ワット）の設定で約２分間マイクロ波照射を施した。比較のため、サンプル６１及び６２はマイクロ波処理のない従来の煙−キュア工程を施された葉からなるシガレットである。サンプル５６は、キュアされた葉であり；サンプル５７は黄色化後の完全にキュアされていないものであり；サンプル５８はキュアされた葉身であり、サンプル５９及び６０は、キュアされた葉脈である。実施例１と同様にＴＳＮＡ含有量分析し、結果を下記の表６に示す。
Figure 0004108754
実施例７
バージニアフルータバコを刈り取った。サンプル６３及び６６は、キュアされていない、新たに切られた緑色タバコであるが、ＴＳＮＡ測定する前に１週間経過させ、幾分の空気−キュアが起こるようにした。残った葉を約１００−１１０°Ｆのキュア用納屋に配置し、煙−キュア工程を開始させた。サンプル６８は、黄色く変化した後、刈り取り後約２４−３６時間に納屋から取り出し、上記の導波管マルチモードアプリケータで、２５キロワットにおいて約４０秒間マイクロ波照射を施した。
サンプル６４／６５（葉）及び６７／７０（再構成シートタバコ、または”切り”たばこ）は、キュアされたタバコを再水和し、次いでマイクロ波照射を施した場合に本発明の効果を発揮した。サンプル６４及び６５は従来の煙−キュア工程を受けた葉サンプルであるが；サンプル６４は開口蛇口下で約５−１０秒間あふれさすことによって再水和した。葉はかなりの水分を吸収した。サンプル６４及び６５各々は、その後、導波管マルチモードアプリケータ内で、２５キロワットで約４０秒間マイクロ波処理した。サンプル６７及び７０は、キュアされた葉からなる再構成タバコシートである。サンプル６７は、有意の量の水分を吸収させるように水を添加して再水和させ、次いで、サンプル６４について記載した条件下でマイクロ波処理した。サンプル７０はマイクロ波処理しなかった。サンプル６９、７１及び７２は、さらにキュアした葉サンプルであり、コントロールとして用いた。ＴＳＮＡ含有量は実施例１の用に測定し、結果を下記の表７に示した。
Figure 0004108754
Figure 0004108754
実施例８
バージニアフルータバコを刈り取り、葉を約１００−１１０°Ｆのキュア用納屋に配置して煙−キュア工程を開始させた。サンプル７３は葉であり、黄色に変化した後、刈り取り後約２４−３６時間に納屋から取り出し、Goldstar Model MA-1752M内で高出力設定において約２分間マイクロ波処理した。サンプル７４−７６は従来の方法で煙−キュアした。サンプル７４はキュアしたコントロールである。サンプル７５及び７６は、実施例７（サンプル６４）のように再水和し、次いで各サンプルを、MicroDryアプリケータ（２４５０ＭＨｚ）内で、各々約２０秒間（サンプル７５）及び約４０秒間（サンプル７６）、約６キロワットの出力レベルでマイクロ波照射を施した。サンプル７７−７９は、煙−キュアされた葉からなる再構成シートタバコである。サンプル７７はコントロールであり、サンプル７８及び７９は実施例７（サンプル６７）のように再水和した。サンプル７８及び７９は、MicroDryアプリケータで各々約３０秒間マイクロ波処理し；サンプル７８はオーブン底面に置いたが、サンプル７９はスチロフォーム(styroform)上にシートサンプルを置くことにより数インチ上方にし、より均一な加熱をした。ＴＳＮＡ含有量は実施例１のように測定し、結果を下記の表８に示す。
Figure 0004108754
実施例９
サンプル８０−８１は、小売店で購入したレッドマン(Redman)噛みタバコである。サンプル８０はコントロールであり、サンプル８１はGoldstar Model MA-1572M内で、高出力設定で約１−２分間マイクロ波処理した。サンプル８２−８３は、小売店で購入したスコール(Skoal)嗅ぎタバコである。サンプル８２はコントロールであり、サンプル８３はサンプル８１と同様の方法でマイクロ波処理した。ＴＳＮＡ含有量を測定し、結果を下記の表９に示した。
Figure 0004108754
実施例１０
黄色タバコを本発明に従ってマイクロ波処理した後でも、ＴＳＮＡが経時的に蓄積するか否かを試験するために、実施例４、サンプル２９、３５及び３９（コントロール）で試験したシガレットの追加サンプル（−Ａで表示）を、実施例４で報告したようにＴＳＮＡ含有量を最初に測定してから７ヶ月以上後に、ＴＳＮＡ含有量について再試験した。結果を、下記の表１０に示す。
Figure 0004108754
実施例１１
バージニア煙タバコを刈り取り、葉を約１００−１１０°Ｆのキュア用納屋に配置して煙−キュア工程を開始させた。葉が黄色に変色した後、刈り取り後約２４−３６時間に、それらを納屋から取り出し、Goldstar Model MA-1572Mマイクロ波オーブン内で、高出力設定において、約２から２．５分間マイクロ波照射を施した。各葉は黄金色で有効に乾燥されていた。”粉砕(ground)”で表示したある種のサンプルは、後で粉末様物質に粉砕し、それらは、例えば、ガム、ロゼンジまたは食品添加物として有用である。葉をマイクロ波処理してから６ヶ月以上後、実施例１に記載した方法を用いて以下のサンプルのＴＳＭＡ含有量を測定した。結果を、下記の表１１に示す。
Figure 0004108754
Figure 0004108754
当業者には、請求した発明の精神及び範囲から離れることなく、好ましい実施態様に種々の変更及び修正をなしてもよいことは明らかである。従って、上記の説明は、例示のみを目的とするものであり、限定的な見方をしてはならない。

Claims (54)

  1. 収穫されたタバコ植物におけるニトロサミンの生成の抑制をする方法であって、キュア用納屋に配置されて煙キュアにより黄色に変色し、約４０乃至７０重量％の水分含有量を有し、且つニトロサミン生成を起こし易い状態にある、前記植物の少なくとも一部に、少なくとも１つのニトロサミンの生成の実質的抑制に十分な時間マイクロ波照射を施すことを含み、前記のマイクロ波照射が、葉中のタバコ特有のニトロサミンの実質的蓄積の前に、且つ根焼き（char）無しに、ヒトの消費に適する有効な乾燥をするのに十分な時間に亘って行われる方法。
  2. 前記マイクロ波照射の実施が、植物細胞完全性の実質的喪失の前に行われる、請求項１記載の方法。
  3. タバコが煙タバコであり、前記マイクロ波照射の実施が収穫後約２４時間から約７２時間の間行われる、請求項１記載の方法。
  4. 収穫されたタバコが、前記マイクロ波照射の実施の前に、制御された環境において、室温より上の温度条件下に維持される、請求項３記載の方法。
  5. 前記マイクロ波照射が、約９００から約２５００ＭＨｚの周波数を有し、約６００ワットから約３００キロワットの出力レベルで少なくとも約１秒間の時間植物に適用される、請求項１記載の方法。
  6. 前記マイクロ波照射が、前記出力レベルで約１０秒から約５分の時間、葉またはその一部に適用される、請求項５記載の方法。
  7. 前記マイクロ波照射が、マルチモードマイクロ波オーブンで、約２から約７５キロワットの出力レベルで行われる、請求項５記載の方法。
  8. 前記マイクロ波照射の実施が、葉における少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの通常の蓄積を阻害する、請求項１記載の方法。
  9. 前記少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンが、Ｎ’-ニトロソノルニコチン、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン、Ｎ’-ニトロソアナタビン、及び、Ｎ’-ニトロソアナバシンからなる群から選択される、請求項８記載の方法。
  10. 前記マイクロ波照射の実施が、葉の積み重ね及び堆積の無い単層厚さで並べたタバコ葉に行われる、請求項１記載の方法。
  11. 前記マイクロ波照射の実施に先立って、タバコ葉を圧縮して過剰の水分を取り除く工程をさらに含む請求項１０記載の方法。
  12. 前記タバコ葉が茎を含む、請求項１１記載の方法。
  13. ヒトの消費に適し、広い範囲の有機物質を抽出するために用いられる有機液体を実質的に含まず、また、０．２μｇ／ｇ未満の、Ｎ’-ニトロソノルニコチン、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン、Ｎ’-ニトロソアナタビン、及びＮ’-ニトロソアナバシンの合計含有量を有する、請求項１に記載の方法に従ってマイクロ波照射によりキュアされた非−緑色または黄色バージニア煙タバコを含むタバコ製品。
  14. 前記合計含有量が、約０．１５μｇ／ｇ未満である、請求項１３記載のタバコ製品。
  15. 前記合計含有量が、約０．１μｇ／ｇ未満である、請求項１４記載のタバコ製品。
  16. シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びトローチ剤（ロゼンジ（lozenge））から選択される、請求項１５記載のタバコ製品。
  17. ヒトの消費に適し、広い範囲の有機物質を抽出するために用いられる有機液体を実質的に含まず、また、約０．０５μｇ／ｇ未満の、Ｎ’-ニトロソノルニコチン、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン、Ｎ’-ニトロソアナタビン、及びＮ’-ニトロソアナバシンの合計含有量を有する、請求項１に記載の方法に従ってマイクロ波照射によりキュアされた非−緑色または黄色タバコバージニア煙を含むタバコ製品。
  18. シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びトローチ剤（ロゼンジ（lozenge））から選択される、請求項１７記載のタバコ製品。
  19. ヒトの消費に適し、葉の形態であり、また約０．０５μｇ／ｇ未満の、Ｎ’-ニトロソノルニコチン、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン、Ｎ’-ニトロソアナタビン、及びＮ’-ニトロソアナバシンの合計含有量を有する、請求項１に記載の方法に従ってマイクロ波照射によりキュアされた非−緑色または黄色バージニア煙タバコを含むタバコ製品。
  20. ヒトの消費に適し、広い範囲の有機物質を抽出するために用いられる有機液体を実質的に含まず、また０．００２μｇ／ｇ未満の、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン含有量を有する、請求項１に記載の方法に従ってマイクロ波照射によりキュアされた非−緑色または黄色のバージニア煙タバコを含むタバコ製品。
  21. ヒトの消費に適し、葉の形態であり、また０．００２μｇ／ｇ未満の４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノンの含有量を有する、請求項１に記載の方法に従ってマイクロ波照射によりキュアされた非−緑色または黄色バージニア煙タバコを含むタバコ製品。
  22. 前記４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノンの含有量が、約０．００１μｇ／ｇ未満である、請求項２０記載のタバコ製品。
  23. 前記４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノンの含有量が、約０．００１μｇ／ｇ未満である、請求項２１記載のタバコ製品。
  24. シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びトローチ剤（ロゼンジ（lozenge））から選択される、請求項２０記載のタバコ製品。
  25. シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びトローチ剤（ロゼンジ（lozenge））から選択される、請求項２１記載のタバコ製品。
  26. シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びトローチ剤（ロゼンジ（lozenge））から選択される、請求項１９載のタバコ製品。
  27. ヒトの消費に適した、前記タバコが、マイクロ波照射によりキュアされた黄色タバコである、請求項１３記載のタバコ製品。
  28. ヒトの消費に適した、前記タバコが、マイクロ波照射によりキュアされた黄色タバコである、請求項１７記載のタバコ製品。
  29. ヒトの消費に適した、前記タバコが、マイクロ波照射によりキュアされた黄色タバコである、請求項１９記載のタバコ製品。
  30. ヒトの消費に適した、前記タバコが、マイクロ波照射によりキュアされた黄色タバコである、請求項２０記載のタバコ製品。
  31. ヒトの消費に適した、前記タバコが、マイクロ波照射によりキュアされた黄色タバコである、請求項２１記載のタバコ製品。
  32. ヒトの消費に適し、葉の形態であり、また０．２μｇ／ｇ未満の、Ｎ’-ニトロソノルニコチン、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン、Ｎ’-ニトロソアナタビン、及びＮ’-ニトロソアナバシンの合計含有量を有する、請求項１に記載の方法に従ってマイクロ波照射によりキュアされた非−緑色または黄色バージニア煙タバコを含むタバコ製品。
  33. シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びトローチ剤（ロゼンジ（lozenge））から選択される、請求項３２記載のタバコ製品。
  34. 前記合計含有量が、約０．１５μｇ／ｇ未満である、請求項３２記載のタバコ製品。
  35. 前記合計含有量が、約０．１μｇ／ｇ未満である、請求項３４記載のタバコ製品。
  36. ヒトの消費に適し、Ｎ’-ニトロソノルニコチン、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン、Ｎ’-ニトロソアナタビン、及びＮ’-ニトロソアナバシンから選択される少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの含有量が、非−緑色または黄色タバコが作られるものと同じタバコ作物から作られるが前記少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの含有量を低減させるための工程無しにキュアが行われる、褐色タバコにおける前記少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの含有量より、少なくとも約７５重量％低い、請求項１に記載の方法に従ってマイクロ波照射によりキュアされた非−緑色または黄色タバコを含むタバコ製品。
  37. 前記含有量が、前記キュアされた褐色タバコにおける含有量より、少なくとも約９０重量％低い、請求項３６記載のタバコ製品。
  38. 前記含有量が、前記キュアされた褐色タバコにおける含有量より、少なくとも約９５重量％低い、請求項３７記載のタバコ製品。
  39. シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びトローチ剤（ロゼンジ（lozenge））から選択される、請求項３８記載のタバコ製品。
  40. 少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの含有量を低減したタバコを含むタバコ製品において、請求項１に記載の方法によって製造される、前記少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの生成が抑制されうるタバコ製品。
  41. 前記マイクロ波照射の実施が、葉が黄色くなり始めた後、かつ葉中にタバコ特有のニトロサミンの実質的蓄積の前に、タバコ葉またはその一部に行われる、請求項４０記載のタバコ製品。
  42. 前記マイクロ波照射の実施が、植物細胞完全性の実質的喪失の前に行われる、請求項４０記載のタバコ製品。
  43. タバコが煙タバコであり、前記マイクロ波照射の実施が収穫後約２４時間から約７２時間の間行われる、請求項４１記載のタバコ製品。
  44. 収穫されたタバコが、前記マイクロ波照射の実施の前に、制御された環境において、室温より上の温度条件下に維持される、請求項４３記載のタバコ製品。
  45. 前記マイクロ波照射が、約９００から約２５００ＭＨｚの周波数を有し、約６００ワットから約３００キロワットの出力レベルで少なくとも約１秒間の時間植物に適用される、請求項４０記載のタバコ製品。
  46. 前記マイクロ波照射が、約１０秒から約５分の時間、葉またはその一部に適用される、請求項４５記載のタバコ製品。
  47. 前記マイクロ波照射が、マルチモードマイクロ波オーブンで、約２から約７５キロワットの出力で行われる、請求項４５記載のタバコ製品。
  48. 前記マイクロ波照射が、根焼き（char）無しに、ヒトの消費に適する有効な乾燥をするのに十分な時間、葉またはその一部に適用される、請求項４１記載のタバコ製品。
  49. 前記マイクロ波照射の実施が、葉における少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの通常の蓄積を阻害する、請求項４８記載のタバコ製品。
  50. 前記少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンが、Ｎ’-ニトロソノルニコチン、４-（Ｎ-ニトロソメチルアミノ）-１-（３-ピリジル）-１-ブタノン、Ｎ’-ニトロソアナタビン、及びＮ’-ニトロソアナバシンからなる群から選択される、請求項４９記載のタバコ製品。
  51. 前記マイクロ波照射の実施が、葉の積み重ね及び堆積の無い単層厚さで並べたタバコ葉に行われる、請求項４１記載のタバコ製品。
  52. 前記マイクロ波照射の実施に先立って、タバコ葉を圧縮して過剰の水分を取り除く工程がさらに行われる、請求項５１記載のタバコ製品。
  53. 前記タバコ葉が茎を含む、請求項５２記載のタバコ製品。
  54. タバコ製品の製造方法において、収穫され、キュア用納屋に配置されて煙キュアにより黄色に変色し、約４０乃至７０重量％の水分含有量を有し、かつタバコ特有のニトロサミンの生成を起こし易い状態であるタバコ葉に、葉中の少なくとも１つのタバコ特有のニトロサミンの生成を実質的に阻害するのに十分な時間に亘って、葉中のタバコ特有のニトロサミンの実質的蓄積の前にマイクロ波照射を施すこと、及び、マイクロ波を施した葉を含む前記タバコ製品を製造することを含む方法であって、当該タバコ製品が、シガレット、シガー、噛みタバコ、嗅ぎタバコ、及びタバコ含有ガム及びトローチ剤（ロゼンジ（lozenge））から選択される方法。
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