JP6019216B2 - 黒液の製造方法および香味成分含有液の製造方法 - Google Patents
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Description
(i)たばこ原料(A)をアルカリ性条件下で蒸解すること(S1)、
(ii)蒸解により得られた生成物を黒液(B)とたばこ繊維(C)とに分離すること(S2)、
(iii)黒液(B)を脱塩し(S3)、香味成分含有液(D)を得ること。
(実施例1)
黄色たばこ茎およびバーレーたばこ茎の粗砕品1gと、2N NaOH水溶液50mLを耐圧容器に封入し、撹拌しながら180℃まで加熱した後、3時間保持した。その後、容器ごと冷却し、黒液と残渣(すなわちたばこ繊維)とをガラスフィルターによりろ過し、分離回収した。黒液に含まれる香味成分量をGCMSにより測定し、たばこ原料1gから生成した香味成分量とした。
黒液に内標(p−BPA:50μg)を添加し、純水で全量40mlに調整後、1N HCl水溶液を加えてpHが2±0.1となるよう調整した。pH調整後の黒液をあらかじめジエチルエーテル(20ml)→メタノール(20ml)→0.01N HCl水溶液(20ml)でコンディショニングした固相抽出カラムOasis HLB 1g/20cc(Waters製)に全量通液し、さらにジエチルエーテルを通液して回収液を得た。得られた回収液を常圧にて濃縮後、ジエチルエーテルでメスアップし、分析試料を得た。得られた分析試料のGCMS分析は、以下の方法により行った。
GCMS分析は、HP6890 GCシステム、5973N質量分析計、およびDB−FFAPカラム(30m, 0.2mm, 0.25μm)(いずれもAgilent製)を用いて行った。詳細な分析条件は、以下の表Aに示す。
バーレーたばこ茎の粗砕品1gと、2N NaOH水溶液50mLとを耐圧容器に封入し、撹拌しながら所定の温度に加熱した後、一定時間保持した。加熱温度は130℃、150℃および180℃とし、保持時間は5〜320分の範囲で変化させた。その後の冷却工程および分離回収工程は、実施例1と同様に行った。黒液中に含まれるバニリンの量をGCMSにより測定し、たばこ原料1gから生成したバニリン量とした。また、分離された残渣の重量を測定し、たばこ原料1gから得られた残渣量とした。その結果を、図2A、図2Bに示す。
バーレーたばこ茎の粗砕品1gと、2N NaOH水溶液50mLまたは10mLとを耐圧容器に封入し、撹拌しながら180℃に加熱した後、所定の時間保持した。保持時間は5〜320分の範囲で変化させた。その後の冷却工程および分離回収工程は、実施例1と同様に行った。黒液中に含まれるバニリンの量および分離された残渣の重量を、実施例2と同様に測定した。その結果を、図3A、図3Bに示す。
バーレーたばこの茎の粗砕品1gと、アルカリ水溶液50mLとを耐圧容器に封入し、撹拌しながら180℃に加熱した後、所定の時間保持した。保持時間は5〜320分の範囲で変化させた。アルカリ水溶液としては、2N NaOH(pH14.3)水溶液、0.5N NaOH水溶液(pH13.6)、0.1N NaOH水溶液(pH12.9)、0.05N NaOH水溶液(pH12.6)、0.01N NaOH水溶液(pH12.0)、2N KOH水溶液(pH14.3)、0.1N KOH水溶液(pH12.9)、または4mol/kg K2CO3水溶液(pH12.5)を使用した。その後の冷却工程および分離回収工程は、実施例1と同様に行った。黒液中に含まれるバニリンおよびシリンガアルデヒド量をGCMSにより測定し、たばこ原料1gから生成したバニリン量およびシリンガアルデヒド量とした。また、分離された残渣の重量を測定し、たばこ原料1gから得られた残渣量とした。その結果を、図4A、図4B、図4Cに示す。
以下に示す黒液のサンプルA〜Dについて、バニリン生成量をGCMSにより測定した。その結果を、図5に示す。図5において、バニリン生成量は、たばこ原料1gから生成した量として示されている。
実施例1において、たばこ原料としてバーレーたばこ茎の粗砕品1gを使用したものを、サンプルAとした。
バーレーたばこ茎の粗砕品と2N NaOH水溶液とを、固液比1:50(たばこ原料1g当りNaOHを50mL使用)(以下同様)で耐圧容器に封入し、容器内にゲージ圧が0.1MPaとなるように酸素を封入した。これを撹拌しながら、180℃まで加熱した後、3時間保持した。その後の冷却工程および分離回収工程は、実施例1と同様に行った。
バーレーたばこ茎の粗砕品700g、Na2SO3210g、NaOH26.6g、アントラキノン0.35gと水2.1Lとを耐圧容器に封入し(固液比1:3)、これを撹拌しながら179℃まで加熱し、6時間保持した。その後の冷却工程および分離回収工程は、実施例1と同様に行った。
バーレーたばこ茎の粗砕品500gと蒸解薬液2L(SO29重量%、Ca(OH)2 1.32重量%)とを耐圧容器に封入し(固液比1:4)、158℃まで加熱した後、6時間保持した。その後、容器ごと冷却し、黒液と残渣(すなわちたばこ繊維)とをガラスフィルターによりろ過し、分離回収した。得られた黒液に、2N NaOHの濃度となるようにNaOHを加え、これを耐圧容器に封入して180℃で3時間加熱した。冷却後、黒液を回収した。
バーレーたばこ茎の粗砕品700gに対し2N NaOH水溶液を各々2.1L、3.5L、7Lを添加し、固液比が各々1:3、1:5、1:10となるようサンプルを調整した。それらを耐圧容器に封入し、さらに耐圧容器内部の空気を0.4MPa(ゲージ圧)の酸素で置換した。耐圧容器を撹拌しながら150℃まで加熱した後、3時間保持した。その後、耐圧容器ごと冷却し、黒液と残渣(すなわちたばこ繊維)とをガラスフィルターによりろ過し、分離回収した。黒液に含まれるバニリン量をGCMSにより測定し、たばこ原料1gからのバニリン生成量とした。その結果を、図6に示す。図6より、固液比が1:5以上のときに特にバニリン生成量が高いことが分かる。
バーレーたばこ茎の粗砕品700gと2N NaOH水溶液7Lを耐圧容器に封入し、さらに耐圧容器内部の空気を各々0.1MPa、0.3MPa、0.4MPa(ゲージ圧)の酸素で置換した。耐圧容器を撹拌しながら150℃まで加熱した後、各々1時間、3時間、6時間保持した。その後、耐圧容器ごと冷却し、黒液と残渣(すなわちたばこ繊維)とをガラスフィルターによりろ過し、分離回収した。黒液に含まれるバニリン量をGCMSにより測定し、たばこ原料1gからのバニリン生成量を算出した。その結果を、図7に示す。図7より、置換した酸素の圧力が高いほど、バニリン生成量が高いことがわかる。
バーレーたばこ茎の粗砕品5gと2N NaOH水溶液50mLを耐圧容器に封入し、さらに耐圧容器内部に空気を0.5MPa(ゲージ圧)となるよう圧入した。耐圧容器を撹拌しながら150℃まで加熱した後、3時間保持した。その後、耐圧容器ごと冷却し、黒液と残渣(すなわちたばこ繊維)とをガラスフィルターによりろ過し、分離回収した。比較として、空気の圧入は行わず、その他の条件は同一で上記と同様に処理を実施した。各々の黒液に含まれるバニリン量をGCMSにより測定し、たばこ原料1gからのバニリン生成量を算出した。その結果を、図8に示す。図8より、空気の圧入を行うことにより高酸素雰囲気な条件下で反応を行った場合の方が、空気の圧入を行わない場合よりも、バニリン生成量が高いことがわかる。
(実施例9:溶媒抽出による黒液の脱塩)
実施例1で得られた黒液に塩酸を加え、pH7以下となるように中和した。中和した黒液および等量の酢酸エチルを分液漏斗に入れ、よく撹拌した。しばらく静置した後、有機層を回収した。有機層をロータリーエバポレーターを用いて濃縮し、酢酸エチルを除去した。得られた乾固物に適量のエタノールを加え、甘い香りを有する香味成分含有液を得た。得られた香味成分含有液に含まれるバニリン濃度をGCMSにより測定し、もとの黒液からのバニリン回収率を算出した。その結果を表3に示す。
実施例6のうち、固液比1:10の条件で得られた黒液に塩酸を加え、pH7以下となるように中和した。中和した黒液440mLを、スチレン系合成吸着剤(アンバーライトXAD4、オルガノ株式会社)30mLを充填したカラムに通液した後、純水を通液して合成吸着剤を洗浄し、さらにエタノール240mLを通液し、全量を回収した。回収したエタノール溶液に含まれるバニリン濃度をGCMSにより測定し、もとの黒液からのバニリン回収率を算出した。その結果を表3に示す。
実施例1で得られた黒液を水で10倍に希釈し、陽イオン交換樹脂(アンバーライトIRC76、オルガノ株式会社)を充填したカラムに通した。カラムを通過した液を回収してpHを測定したところ、pHが2〜6以下の画分が得られたことから、これらの画分では黒液中のNa+イオンがH+イオンに交換されたことがわかった。また、これらの画分に含まれるバニリン濃度をGCMSにて測定したところ、その濃度はカラム通過前の黒液とほぼ同等であった。もとの黒液からのバニリン回収率を算出し、その結果を表3に示す。
減圧濃縮による脱塩および黒液中のバニリン量がどのように変化するのかを、モデル水溶液を使用して以下のように調べた。
(実施例13)
実施例9で得られた香味成分含有液を、バーレーたばこ茎から得られたたばこ繊維で作製したたばこベースシートにスプレー塗工し、乾燥した。乾燥したシートたばこを裁刻し、たばこ充填材を得た。
(実施例14)
実施例13で得られたたばこ充填材をたばこ刻(90重量%)に10重量%配合し、手巻きシガレットを作製した。作製したシガレットを喫煙すると、バニラ様の香味が感じられた。
Claims (12)
- たばこ原料をアルカリ性条件下で蒸解することと、
前記蒸解により得られた生成物を黒液とたばこ繊維とに分離して、たばこ製品に使用可能な香味成分を含有する黒液を得ることと、
前記蒸解により得られた生成物を前記分離前に中和するか、または前記分離により得られた黒液を中和することと、
前記分離と前記中和の両工程を経て調製された黒液を脱塩して、香味成分含有液を得ることと
を含む、香味成分含有液の製造方法。 - 前記蒸解は、0.01規定以上のアルカリ溶液を用いて行われる請求項1に記載の香味成分含有液の製造方法。
- 前記蒸解は、pH12以上のアルカリ溶液を用いて行われる請求項1に記載の香味成分含有液の製造方法。
- 前記蒸解は、酸素雰囲気下で行われる請求項1〜3のいずれか1項に記載の香味成分含有液の製造方法。
- たばこ原料をアルカリ性条件下で蒸解することと、
前記蒸解により得られた生成物を黒液とたばこ繊維とに分離することと、
前記黒液を脱塩して、香味成分含有液を得ることと
を含む香味成分含有液の製造方法。 - 前記蒸解工程または前記分離工程の後に、蒸解生成物または黒液を中和する工程を更に含む請求項5に記載の香味成分含有液の製造方法。
- 前記蒸解は、0.01規定以上のアルカリ溶液を用いて行われる請求項5または6に記載の香味成分含有液の製造方法。
- 前記蒸解は、pH12以上のアルカリ溶液を用いて行われる請求項5または6に記載の香味成分含有液の製造方法。
- 前記蒸解は、酸素雰囲気下で行われる請求項5〜8のいずれか1項に記載の香味成分含有液の製造方法。
- 請求項5〜9のいずれか1項に記載の方法により得られた香味成分含有液を、植物繊維またはその成形品に適用することを含むたばこ充填材の製造方法。
- 前記植物繊維がたばこ繊維である、請求項10に記載のたばこ充填材の製造方法。
- 前記たばこ繊維またはその成形品はベースシートたばこである、請求項11に記載のたばこ充填材の製造方法。
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