KR100458420B1 - 니트로사민 화합물의 함량을 감소시키기 위한 담배처리방법 및 그 방법에 의해 제조된 담배 - Google Patents
니트로사민 화합물의 함량을 감소시키기 위한 담배처리방법 및 그 방법에 의해 제조된 담배 Download PDFInfo
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Abstract
담배와 마리화나와 같은 수확된 잎 작물중에 포함된 발암성 니트로사민 화합물의 함량을 감소시키거나 그의 형성 자체를 방지하는 방법을 개시한다. 이 방법은 숙성 과정중의 잎 작물에 마이크로파를 적절한 시기에 조사하는 것이다. 사람이 소비하기에 적당한 궐련, 여송연 등과 같은 담배 제품을 본 발명의 방법에 따라서 제조하면 수확 직후의 녹색 담배중에 포함된 것과 동일한 함량의 담배-특이적 니트로사민 화합물을 갖는다. 바람직한 실시태양에 따라서 제조된 담배 제품은 통상의 방법에 따라 숙성된 담배에 비하여 공지의 발암성 물질인 NNN과 NNK의 함량이 거의 무시할 수 있을 정도로 적은 황금색의 건조된 잎이다.
Description
발명의 배경
마이크로파 에너지를 이용하여 농작물을 건조하는 방법을 개시하고 있는 몇몇 특허문헌들이 있다. 마이크로파 에너지를 이용하여 담배를 숙성하는 방법이 미국특허 제4,430,806호 (홉킨스 특허)에 개시되어 있다. 미국특허 제4,898,189호 (보흐노프스키 특허)에는 저장이나 운송에 대비하여 수분함량을 조절하기 위해 마이크로파를 이용하여 녹색 담배를 처리하는 방법이 개시되어 있다. 미국특허 제3,699,976호에는 담배 작물에 빈번하게 나타나는 병해충을 살균하는 마이크로파 에너지가 개시되어 있다. 또한, 슬루이싱 수단 (sluicing means)에 의해 담배를 여러 가지 유기 물질 추출용 불활성 유기액체에 담그고 이 혼합물을 마이크로파 에너지에 노출시키는 기법이 개시되어 있다 (미국특허 제4,821,747호). 다른 실시태양으로는 마이크로파 에너지를 이용하여 압출가공된 담배-함유 물질을 건조시키는 메카니즘이 개시되어 있다 (미국특허 제4,874,000호). 미국특허 제3,773,055호 (스턴기스 특허)에는 마이크로파를 이용하여 젖은 담배로 만들어진 궐련을 건조하고 팽창시키는 방법이 개시되어 있다.
타르와 유해한 발암성 니트로사민 화합물을 우선적으로 감소시키기 위한 종래 기술로는 담배를 피울 때 필터를 사용하는 방법이 있다. 또한, 첨가제를 가하여 담배중에 있는 유해한 발암물질로 인해 나타나는 나쁜 영향들을 차단하는 방법도 제시된 바 있다. 그러나 이러한 방법들로는 담배에 의한 종양의 발생을 감소시키는데 실패했다. 수확 직후의 녹색 담배에는 니트로사민 발암물질이 거의 포함되어 있지 않은 것으로 알려져 있다 [참조문헌: Wiernik et al, "Effect of Air-Curing onthe Chemical Composition of Tobacco." Recent Advances in tobacco Science, Vol. 21, pp. 39 et seq., Symposium Proceedings 49th Meeting Tobacco Chemists' Research Conference, Sept. 24-27, 1995, Lexington, Kentucky (이하 "Wiernik et al"로서 약칭함)]. 그러나, 숙성된 담배는 유해한 발암물질인 N'-니트로소노르니코틴 (NNN)과 4(-N-니트로소메틸아미노-1-(3-피리딜)-1-부타논 (NNK)와 같은 다수의 니트로사민 화합물을 포함하는 것으로 알려져 있다. 니트로사민 화합물은, 본 명세서에도 기재되어 있듯이 수확후 숙성과정이 진행되는 동안 형성되는 것으로 알려져 있다. 그러나, 본 명세서에도 기재되어 있듯이 안타깝게도 수확 직후의 녹색 담배는 흡연 또는 기타의 소비용으로 적합하지 않다.
1993년과 1994년에 캔터키 유니버시티의 버톤(Burton) 등은 참고문헌 ["Reduction of Nitrite-Nitrogen and Tobacco N'-Specific Nitrosamines In Air-Cured Tobacco By Elevating Drying Temperatures", Agronomy & Phytopathology Joint Meeting, CORESTA, Ooxford 1995]의 요약서에 개시된 바와 같은, 담배-특이적 니트로사민 화합물 (TSAN)에 관한 소정의 실험을 실시하였다. 버톤 등은 공기를 이용한 숙성 단계를 황변 (EOY), EOY+3, EOY+5 등의 여러 단계로 변화시키면서 수확된 담배잎을 71℃에서 24시간 동안 건조시킨 결과 니트로사민 화합물의 함량이 일부 감소하였다는 실험 결과를 발표하였다. 참고문헌에는 소정 샘플에 대하여 냉동 건조 및 마이크로파를 이용한 건조를 실시하였다는 것이 언급되어 있으나, 그에 대한 상세한 설명 또는 결과는 첨부되어 있지 않다. 본 출원인은 상기 참조문헌의 요약서에 언급된 실질적인 실험에서 캔터키 유니버시티의 버톤 등이 마이크로파를이용한 건조는 성공적이지 못하였다는 사실을 확인하였다. 버톤 등에 의한 1993-94년도의 실험중 일부가 참고문헌 [Wiernik et al, supra, 제54-57면]에 "변형된 공기 숙성법 (Modified Air-Curing)"이라는 제목으로 보고되었다. 참고문헌 [Wiernik et al]에 개시된 상기 논문에서는 여러가지의 숙성단계에서 취한 담배잎 샘플을 공기를 이용하여 70℃에서 24시간 동안 급속 건조시키면 과량의 물이 제거되고 미생물의 증식을 방지함으로써 아질산염과 담배-특이적 니트로사민 화합물 (TSNA)의 축적이 방지되는 것으로 가정하고 있다. 참고문헌 [Wiernik et al]의 제56면에 개시된 표 2에 KY160 및 KY171 샘플의 엽편 (lamina)과 주맥 (midrib)에 포함된 아질산염과 TSNA 함량에 대한 데이터가 나타나 있다. 냉동건조와 급속건조 테스트에 대한 데이터도 개시되어 있지만 마이크로파로 처리한 샘플에 대한 언급은 없다. 상기 논문 [Wiernik et al]은 제56면에서 다음과 같이 결론짓고 있다:
연구 결과, 잎의 세포 형태가 손상된 진한색의 담배에 열 (70℃)을 가하면 엽편과 주맥에서 아질산 농도와 TSNA 축적이 감소될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 숙성과정에서 담배잎을 급속 건조시키면 주위 온도에서 서서히 숙성될 때 발생하는 미생물의 활성이 감소한다. 그러나 이러한 처리는 담배잎의 품질을 떨어뜨린다.
상기 문헌에서는 2단계 숙성방법의 일예로서 폴란드에서 행해지는 전통적인 스크로니오프스키 담배 숙성방법에 대해서도 논의가 이루어져 있다. 상기 논문에서는 담배를 먼저 공기를 이용하여 숙성시켜 엽편이 황변 또는 갈변할 때 담배를 65℃에서 2일 동안 열처리하여 줄기를 숙성시킨다고 기재하고 있다. 이러한 방법으로 생산된 담배를 분석한 결과, 아질산염과 TSNA 값이 각각 10㎍/g 미만 및0.6-2.1㎍/g으로 낮게 나타났다. 상기 문헌에서는 이러한 결과가 박테리아 증식을 허용하지 않는 급속한 열처리에 의해 설명가능한 것이라고 결론짓고 있다. 그러나, 각각 15㎍/g 미만과 0.2㎍/g으로 낮은 아질산염 및 TSNA 함량은 폴란드식 공기 숙성법으로 처리된 담배에서도 얻어졌다고 개시되어 있다.
기술분야
본 발명은 담배에서 통상적으로 발견되는 유해한 니트로사민 화합물의 함량을 감소시키거나 그의 형성 자체가 방지되도록 담배를 처리하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 니트로사민 화합물의 함량이 낮은 담배 제품에 관한 것이다.
관련특허
본 발명은 1996년 12월 2일자로 출원된 미국특허출원 제08/757,104호의 일부계속출원이며, 상기 미국특허출원 제08/757,104호는 1996년 10월 30일자로 출원된 미국특허출원 제08/739,942호의 일부계속출원이고, 상기 미국특허출원 제08/739,942호는 1996년 9월 23일자로 출원된 미국특허출원 제08/725,691호의 일부계속출원이며, 상기 미국특허출원 제08/725,691호는 1996년 6월 28일자로 출원된 미국특허출원 제08/671,718호의 일부계속출원이다. 본 발명과 상기 언급된 특허출원들은 1996년 6월 28일자로 출원된 상기 미국특허출원 제08/671,718호를 제외하고는 1996년 8월 5일자로 출원된 미국특허가출원 제60/023,205호를 우선권으로 한다.
도 1은 수확한지 24∼72시간이 경과한 "황색" 버지니아 플루 담배를 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명에 따라서 마이크로파로 처리함으로써 니트로사민 화합물의 함량이 감소된 "황색" 버지니아 플루 담배를 나타내는 사진이다.
발명의 개요
본 발명의 목적은 흡연용 또는 기타 다른 수단에 의한 소비용 담배에서 니트로사민 화합물의 함량을 실질적으로 제거하거나 감소시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 궐련 (cigarette), 여송연 (ciga), 씹는 담배, 코담배 (snuff) 및 담배-함유 검과 당의정을 포함하는 담배 제품의 발암성을 감소시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전술한 바와 같은 담배 제품중에 포함된, N'-니트로소노르니코틴 (NNN), 4-(N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논 (NNK), N'-니트로소아나타빈 (NAT) 및 N'-니트로소아나바신 (NAB)과 같은 담배-특이적 니트로사민 화합물을 실질적으로 제거하거나 그 함량을 현저하게 감소시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 사람이 소비하는데 있어서의 담배의 적합성에는 악영향을 주지 않으면서 숙성과정을 제거하기 위해 미숙성된 담배를 수확후 적절한 시기에 처리하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 완전히 숙성된 담배 중의 담배-특이적 니트로사민 화합물의 함량을 감소시키는 것이다.
본 발명에 따른 전술한 바와 같은 목적과 그에 따른 잇점, 및 그외 목적과 잇점은, 담배 작물이 미숙성되어 니트로사민 화합물의 함량을 감소시키거나 그의 형성 자체를 방지하기가 용이한 시기에 니트로사민 화합물의 양을 감소시키거나 실질적으로 그 형성 자체가 방지될 정도로 충분한 시간 동안 상기 담배 작물의 적어도 일부에 마이크로파를 조사하는 단계를 포함하는, 수확된 담배 작물중의 니트로사민 화합물의 형성량을 감소시키거나 그의 형성 자체를 방지하는 방법에 의하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 담배 잎의 황화현상이 개시된 후 잎에 담배-특이적 니트로사민 화합물이 실질적으로 축적되기 전에 마이크로파를 조사하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 식물의 세포 형태가 실질적으로 손상되기 전에 마이크로파를 조사하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 태양에 있어서, 상기 담배가 플루 토바코 (flue tobacco)이고, 상기 마이크로파 조사가 담배를 수확한지 약 24∼72시간 이내에 이루어진다.
본 발명의 다른 바람직한 태양에 있어서, 마이크로파를 조사하기 전에 수확된 담배를 제어된 환경에서 주위 온도 조건하에 보관한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 일예는, 마이크로파를 조사하기 전에 바람직하게는 줄기를 포함하는 담배잎을 물리적으로 압착하여 담배잎으로부터 과량의 수분을 짜내서 마이크로파 장치에 의해 보다 균일한 건조가 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 것이다. 이러한 수분 제거 단계는 담배잎을 마이크로파 발생부에 넣기 전에 적절한 간격을 두고 회전하는 한쌍의 실린더형 롤러에 통과시키면 간단하게 실시될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시태양에 있어서, 마이크로파의 주파수는 약 900∼2500㎒이며, 소정 전력에서 약 1초 이상, 바람직하게는 약 10초 내지 5분 동안 담배잎에 조사된다. 사용된 전력은 통상 담배에 마이크로파를 조사하는 시간에 따라 결정되는데 통상의 가정용 마이크로웨이브 오븐을 사용할 경우에는 약 600∼1000W 범위이며, 상업용의 멀티모드 장치를 이용하는 경우에는 수백㎾까지이다. 단일층의 담배잎을 처리하도록 고안된 장치를 사용하는 경우에 바람직한 전력은 약 2∼75㎾, 보다 바람직하게는 약 5∼50㎾인데, 이 범위에서는 비교적 신속한 처리가 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 담배잎 또는 그의 일부를 태우지는 않으면서 사람이 소비하기에 적당할 정도로 건조시키기에 충분한 시간 동안 마이크로파를 상기 담배잎 또는 그의 일부에 조사하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 담배잎에 마이크로파를 조사하여 N'-니트로소노르니코틴, 4-(N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논, N'-니트로소아나타빈 및 N'-니트로소아나바신과 같은 1종 이상의 담배-특이적 니트로사민 화합물이 통상의 경우와 같이 축적되는 것을 방지한다.
가장 포괄적인 범위로 볼 때 본 발명은, 사람이 소비하기에 적당하며 1종 이상의 담배-특이적 니트로사민 화합물의 함량이 종래의 숙성된 담배보다 더 낮은비녹색 담배를 포함하는 담배 제품을 포함한다.
바람직한 예에 있어서, 비녹색 담배 제품은 TSNA (NNN, NNK, NAB 및 NAT) 함량이 약 0.2㎍/g 미만, 더 바람직하게는 약 0.15㎍/g 미만, 보다 더 바람직하게는 약 0.1㎍/g이고, 이중 NNN 함량은 약 0.15㎍/g 미만, 더 바람직하게는 0.10㎍/g 미만, 보다 더 바람직하게는 0.05㎍/g 미만이며, NNK 함량은 약 0.002㎍/g 미만, 더 바람직하게는 약 0.001㎍/g 미만, 보다 더 바람직하게는 약 0.0005㎍/g 미만이다.
본 발명은 또한 사람이 소비하기에 적당하며 1종 이상의 담배-특이적 니트로사민 화합물의 함량이 종래의 숙성된 담배에 비하여 낮은 황색 담배를 포함하는 담배 제품을 포함한다. 바람직한 예에 있어서, 황색 담배 제품의 TSNA (NNN, NNK, NAB 및 NAT) 함량, NNN 함량 및 NNK 함량은 전술한 범위와 같다.
다른 예에 있어서, 비녹색 또는 황색 담배 제품은 사람이 소비하기에 적당하고 TSNA (NNN, NNK, NAB 및 NAT) 함량이 이들 제품의 원료가 되는 수확 직후의 녹색 담배에 포함된 TSNA의 함량에 대하여 약 25중량% 미만인 비녹색 또는 황색 담배를 포함한다. 보다 바람직하기로는, 비녹색 또는 황색 담배 제품의 TSNA 함량은 이들 제품의 원료가 되는 수확 직후의 담배작물중에 포함된 TSNA의 함량에 대하여 약 10중량% 미만, 더 바람직하게는 약 5중량% 미만, 가장 바람직하게는 필수 적량 (예를 들면, 수 중량% 미만)이다. 또한, 비녹색 또는 황색 담배 제품은 사람이 소비하기에 적당하며 이들 제품중에 포함된, NNN, NNK, NAB 및 NAT로부터 선택된 1종 이상의 TSNA 함량이 이들 제품의 원료인 수확 직후의 녹색 담배중에 포함된 상응하는 TSNA(들)의 함량에 대하여 약 25중량% 미만, 바람직하게는 약 10중량% 미만, 더 바람직하게는 약 5중량% 미만, 가장 바람직하게는 필수 적량 (예를 들면 수 중량% 미만)인 비녹색 또는 황색 담배를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시태양에 있어서, 비녹색 또는 황색 담배 제품은 사람이 소비하기에 적당하며 이들 제품에 포함된 TSNA (NNN, NNK, NAB 및 NAT) 함량이 이들 제품과 동일한 원료로 만들어지지만 마이크로파 처리나 기타 TSNA 함량을 감소시키 위한 처리를 하지 않고 숙성시켜 제조한 동일한 타잎의 담배 제품중에 포함된 TSNA의 함량보다 약 75중량% 이상, 바람직하게는 약 90중량% 이상, 더 바람직하게는 95중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 99중량% 이상 적은 녹색 또는 황색 담배를 포함한다. 또한, 비녹색 또는 황색 담배 제품은 사람이 소비하기에 적당하며 이들 제품 중에 포함된, NNN, NNK, NAB 및 NAT로부터 선택된 1종 이상의 TSNA의 함량이 이들 제품과 동일한 원료로 만들어지지만 마이크로파 처리나 기타 TSNA 함량을 감소시키 위한 처리를 하지 않고 숙성시켜 제조한 동일한 타잎의 담배 제품중에 포함된 상응하는 TSNA의 함량보다 약 75중량% 이상, 바람직하게는 약 90중량% 이상, 더 바람직하게는 95중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 99중량% 이상 적은 비녹색 또는 황색 담배를 포함한다.
본 발명의 바람직한 예는 미숙성되어 1종 이상의 담배-특이적 니트로사민 화합물의 형성 자체를 방지하기가 용이한 시기에 담배에 마이크로파를 조사하는 방법에 의해 제조함으로써 1종 이상의 담배-특이적 니트로사민 화합물의 함량을 감소시킨 담배를 포함하는 담배 제품에 관한 것이다.
다른 실시태양에 있어서, 본 발명은 숙성된 갈색 담배를 재습윤(rehydration)시키는 단계; 및 상기 재습윤된 담배에 소정의 에너지 레벨에서 소정 시간동안 마이크로파를 조사하는 단계를 포함하는, 숙성된 갈색 담배 중에 포함된 1종 이상의 담배-특이적 니트로사민 화합물의 함량을 감소시키는 방법에 관한 것이다.
이와 유사하게, 본 발명은 숙성된 갈색 담배를 재습윤 (rehydration)시키는 단계; 및 상기 재습윤된 담배에 소정의 에너지 레벨에서 소정 시간동안 마이크로파를 조사하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되어 1종 이상의 담배-특이적 니트로사민 화합물의 함량이 감소된 숙성된 갈색 담배를 포함하는 담배 제품에 관한 것이다.
다른 실시태양에 있어서, 본 발명은, 미숙성되어 니트로사민 화합물의 감량 및 형성 자체를 방지하기가 용이한 시기에 수확된 담배잎에 1종 이상의 니트로사민 화합물의 양을 감소시키거나 실질적으로 그 형성 자체가 방지될 정도로 충분한 시간 동안 마이크로파를 조사하는 단계; 및
상기 마이크로파로 처리된 담배잎을 포함하는 담배 제품을 궐련 (cigarette), 여송연 (ciga), 씹는 담배, 코담배 (snuff) 또는 담배-함유 검과 당의정의 형태로 제품화하는 단계를 포함하는 담배 제품의 제조방법을 포함한다.
발명의 상세한 설명
담배의 숙성과정은 과학적이기보다는 숙련된 기술을 요하는 작업인데, 이는 숙성시 숙성조건으로서 변종 (varietal differences), 수확된 잎의 줄기(stalk) 위치, 숙성 장소, 및 한 계절 동안 또는 서로 다른 여러 계절에 걸친 환경적 변화,특히 공기를 이용한 숙성시 일기 변동 등과 같은 요인이 함께 고려되어야 하기 때문이다. 예를 들어, 플루 숙성 작업은 얼마간은 경험칙에 의존하여 이 분야에서 오랜 시간 동안 경험을 쌓아온 숙련자들에 의해 선택된 최적의 조건에서 실시된다 [참고문헌: Peele et al, "Chemical and Biochemical Changes During The Flue Curing Of Tobacco." Recent Advances In Tobacco Science, Vol. 21, pp. 81 et seq., Symposium Proceedings 49th Meeting Chemists' Research Conference, September 24-27, 1995, Lexington, Kentucky (hereinafter "Peele et al")]. 따라서, 담배 숙성기술분야의 숙련자라면 본 발명의 외적 파라메터들이 광의적으로 볼 때 상기 요소들을 집합적으로 고려하여 어느 정도 범위에서는 유동적으로 변화할 수 있다는 것을 알 것이다.
바람직한 일 실시태양에 있어서, 본 발명은 담배 숙성과정 중에 TSNA 형성을 근본적으로 저해할 수 있는 방법으로 담배를 처리할 수 있는 기회가 있다는 발견에 기초한 것이다. TSNA가 전혀 형성되지 못하도록 하거나 그 형성량을 감소시킬 수 있는 정확한 기회는 담배의 종류, 숙성방법, 전술한 바와 같은 여러 가지 변동 요소들에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 본 발명의 바람직한 실시태양에 따르면, 이러한 기회는 담배잎이 "녹색" 상태를 벗어난 시기, 그리고 TSNA(들) 및/또는 아질산염이 잎에 실질적으로 축적되기 전의 시기에 해당하는데, 이러한 시기들은 통상 잎이 황변이 진행되거나 황변된 시기, 잎이 갈색으로 변하기 시작하기 전, 그리고 잎의 세포 형태가 실질적으로 손상되기 전에 해당한다. 명세서에서 별도로 규정하지 않는한 "실질적으로"와 "상당한"이라는 용어는 통상 상대적인 개념에 있어서주로 또는 대부분을 의미한다. 전술한 바와 같은 시기에는 후술하는 바와 같이 소정의 에너지 레벨에서 소정 시간 동안 담배에 마이크로파를 조사함으로써 TSNA(들)의 형성을 저해하거나 이미 형성된 TSNA 함량을 감소시키기가 쉽다. 이러한 마이크로파 처리에 의하면 TSNA(들)의 형성이 근본적으로 방지하며 인간이 소비하기에 적당한 황금색의 건조된 잎이 얻어진다. TSNA(들)가 이미 실질적으로 축적되기 시작하여 황색화의 말기 단계에 이르렀다면 본 발명에 따라서 잎에 마이크로파를 조사하여 천연 TSNA 형성 싸이클을 효율적으로 억제함으로써 TSNA의 형성이 더 이상은 일어나지 않도록 할 수 있다. 숙성 싸이클중에서 가장 최적의 시기에 본 발명의 방법에 따라 황변되었거나 황변중인 담배를 처리할 경우 생성되는 담배 제품은 향과 맛은 그대로 유지하면서 TSNA 함량은 수확직후의 녹색 담배와 거의 동일한 수준을 나타낸다.
다른 예에 있어서, 본 발명은 숙성된 담배를 재습윤시킨 다음, 후술하는 바와 같이 재습윤된 담배에 마이크로파를 조사함으로써 숙성된 담배 중의 TSNA 함량을 효율적으로 감소시키는, 숙성된 (갈색) 담배의 처리방법에 관한 것이다.
본 발명은 수확된 담배를 사람이 소비하기에 적당하도록 처리하는데 적용가능하다. 담배, 특히 담배-특이적 니트로사민 화합물에 관하여 여러 가지 연구가 실시된 바 있다. 수확 직후의 담배잎을 "녹색 담배"라고 하는데 이것은 발암성 물질은 함유하고 있지 않으나 사람이 소비하기에는 적합하지 않다. 녹색 담배의 숙성방법은 수확된 담배의 종류에 따라 달라진다. 예를 들어, 버지니아 플루 (밝은색) 담배는 통상 플루-숙성되는 반면, 버어리 (Burley) 담배와 몇몇 짙은색 담배는 공기숙성된다. 공기 숙성법이 1∼2개월 이상 소요되는데 비하여 플루-숙성법은 통상 5∼7일에 걸쳐 이루어진다. 참고문헌 [Peele 등]에 따르면, 플루-숙성법은 통상 다음과 같은 3단계, 36∼72시간 동안의 황변단계 (35∼40℃; 특정의 버지니아산 플루 품종의 경우에는 36시간 이전, 예를 들면 약 24시간만에 황변이 일어난다고 보고된 것도 있다); 48시간 동안의 잎 건조단계 (40∼57℃); 및 48시간 동안의 주맥 (줄기) 건조단계 (57∼75℃)로 분류된다. 여러 가지 주요한 화학적 및 생화학적 변화가 황변 단계 중에 개시되어 잎 건조 초기 단계를 거쳐 계속 진행된다.
통상의 플루-숙성과정에 있어서, 황변단계는 저장소에서 이루어진다. 이 단계 중에 엽록소가 분해되고 황색 카로티노이드 색소가 나타나면서 녹색 잎이 서서히 탈색된다. 참고문헌 [Peele et al]에 개시된 바에 따르면, 플루-숙성 담배의 황변 단계는 저장소에 있는 외부 공기 유입구를 차단한 다음, 온도를 약 35∼37℃로 유지함으로써 실시된다. 이러한 숙성과정은 환경을 제어하여 저장소중의 상대 습도를 약 85%로 유지하고 잎으로부터의 수분 손실을 제한하며 담배밭에서 개시된 잎의 대사작용이 지속되도록 하는 것이다. 작업자는 주로 잎으로부터 엽록소와 녹색이 손실되고 레몬색 내지는 금빛 오렌지색의 잎 색깔이 발현되는 것을 관찰함으로써 숙성 과정을 지속적으로 모니터링한다.
전술한 바와 같이 테스트된 특정 종류의 버지니아 플루 담배에 있어서, 수확 직후의 녹색 담배를 잎이 어느 정도 완전한 노란색을 띌 때까지 약 100∼110℉에서 약 24∼48시간 동안 저장소에 넣어둔다 (도 1 참조). 황색 담배는 수분 함량이 줄어드는데, 예를 들면 녹색 일때는 수분 함량이 약 90% 였다가 황색이 되면 약70∼40%가 된다. 이 단계에서 황색 담배는 발암성 물질은 포함하고 있지 않으며 TSAN 함량은 수확 직후의 녹색 담배와 동일한 수준이다. 이러한 버지니아 플루 담배는 통상 황색 단계를 6∼7일 동안 유지하다가 그후 잎 색깔이 황색에서 다시 갈색으로 바뀐다. 갈색 버지니아 플루 담배는 통상 수분 함량이 약 11∼15%이다. 담배가 황색에서 갈색으로 변하면 니트로사민 화합물이 형성되어 실질적으로 축적되고 미생물 함량도 증가한다. 담배-특이적 니트로사민 화합물이 형성되는 정확한 메카니즘은 분명하지 않으나 숙성과정중 아질산염이 미생물성 질산염 리덕타아제에 의해 생성되는 반응과 관련이 있는 미생물 활성에 의하여 촉진되는 것으로 판단된다.
담배-특이적 니트로사민 화합물은 산성 조건하에서의 아민과 아질산염-유도 니트로소화 화합물 (예:NO2, N2O3및 N2O4)의 반응에 의해 형성되는 것으로 판단된다. 참고문헌 [Weirnik et al]의 제43∼45면에 TSNA 화합물에 대한 가상적인 형성 메카니즘이 개시되어 있는데, 그 개요를 아래에 기재하고자 한다.
담배 잎은 아미노산, 단백질 및 알칼로이드 화합물 형태로 된 아민을 다량으로 포함한다. 3가의 아민 니코틴 (하기 합성식에서 (1)로 표시함)은 담배 중의 주요 알칼로이드인 반면, 다른 니코틴-타잎의 알칼로이드는 2가 아민 노르니코틴(2), 아나타빈 (3)과, 아나바신(4)이다. 또한, 담배는 통상 5% 이하의 질산염과 소량의 아질산염을 포함한다.
노르니코틴(2), 아나타빈 (3)과, 아나바신(4)을 니트로소화하면 상응하는 니트로사민 화합물, 즉 N'-니트로소노르니코틴 (NNN, 5), N'-니트로소아나타빈 (NAT,6), 및 N'-니트로소아나바신 (NAB, 7)이 수득된다. 니코틴 (1)을 액상 용액에서 니트로소화하면 4-(N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논 (NNK, 8) (NNN, 5) 및 4-(N-니트로소메틸아미노)-4-(3-피리딜)-1-부타날 (NNA, 9)의 혼합물이 수득된다. 발생 빈도가 다소 낮은 TSNA 화합물로는 NNAL (4-N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부탄올, 10), 이소-NNAL (4-N-니트로소메틸아미노)-4-(3-피리딜)-1-부탄올, 11) 및 이소-NNAC (4-N-니트로소메틸아미노-4-(3-피리딜)부타논산, 12)를 들 수 있다. 상응하는 담배 알칼로이드로부터의 TSNA 화합물의 합성을 전술한 바와 같은 화합물 번호 1-12를 이용하여 아래에 도식적으로 나타내었다 (Weirnik et al, supra, p.44를 참조하여 재작성한 것임):
수확 직후의 담배가 아질산염 또는 TSNA를 실질적으로 함유하고 있지 않으며, 이들 화합물이 담배의 숙성 및 저장 과정에서 생성된다는 사실은 이제까지 통상적으로 알려져 있는 것이다. 지난 10여년간 담배의 숙성 중에 일어나는 TSNA의형성에 관한 현상을 규명하기 위한 여러 가지 연구가 있었고 그 결과 몇가지 중요한 요인이 확인되었다. 이러한 요인에는 담배의 유전인자, 수확시 담배의 성장정도, 숙성 조건 및 미생물 활성이 포함된다.
연구 결과, 공기 숙성시키면 황변이 종료된 직후부터 잎의 색깔이 완전하게 갈색으로 변할때까지의 기간 동안, 예를 들어 일부 공기 숙성 품종의 경우 수확후 2∼3주 동안, 그리고 플루-숙성 품종은 수확후 불과 약 1주일 동안 아질산염과 TSNA가 축적되는 것으로 나타났다. 이 기간은 수분의 손실 및 세포 내용물의 세포간 공간내로의 손실이 일어나서 세포 형태의 손실이 발생하는 시기이다. 그러므로 공기 숙성시 세포가 분해되어 미생물이 이용할 수 있는 양분을 만드는 시기가 있다. 바이에르니크 (Weirnik) 등은 이 시기에 이화성 (dissimilatory )의 질산염 환원작용 결과로서 아질산염이 실질적으로 축적되고 이로 인하여 TSNA가 형성된다고 보고하였다.
미생물균총 (microbial flora)이 성장 및 숙성과정중에 있는 담배잎에 미치는 영향 및 숙성된 담배에 미치는 영향에 대한 몇가지 보고서가 있는데, 이들이 참고문헌 [Weirnik et al]에 인용되어 있다. 그러나, 미생물성 아질산염 리덕타아제가 숙성과정 중에 질산염의 생성에 관여한다는 것은 가설일 뿐이다. 황변후 세포 구조가 파괴되어 침입성 미생물이 이용할 수 있는 양분이 만들어지는 경우, 바람직한 조건, 예를 들어 높은 습도, 적정 온도 및 혐기성 분위기와 같은 조건하에서 아질산염이 생성될 수 있다. 물 활성 (water activity)이 여전히 충분하게 높으면서 세포 구조가 파괴된 상태로 있는 기간이 짧기는 하지만 바람직한 "기회"가 될 수있다.
본 발명에 있어서, 본 명세서에 언급된 조건하에서 수확된 담배잎에 마이크로파를 조사하면 담배 중에서의 TSNA 화합물의 형성 자체가 실질적으로 방지된다. 바람직한 일 예에 있어서, 황변이 개시된 후부터 세포 형태가 실질적으로 손상되는 때까지의 사이에 담배잎에 마이크로파를 조사한다. 최적의 결과를 얻기 위해서는 담배잎을 쌓지말고 한겹으로 펼쳐놓은 상태로 담배잎을 마이크로파장에 통과시키는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로 담배잎을 처리하면 공지된 발암성 물질인 NNN과 NNK를 포함하여 담배-특이적 니트로사민 화합물의 형성이 완전하게 또는 실질적으로 방지되는 것으로 판명되었다.
본 발명의 바람직한 실시태양에 있어서, 인간이 소비하기에 적당하고 1종 이상의 담배-특이적 니트로사민 화합물의 함량이 종래의 숙성된 담배에 비하여 적은 비녹색 및/또는 황색 담배 제품을 얻을 수 있다. 전술한 바와 같이 녹색 또는 수확 직후의 담배는 일반적으로 사람이 소비하기에는 적당하지 않다; 본 명세서에서 사용된 "비녹색"이라는 용어는 적어도 잎에 있는 대부분의 엽록소가 파괴되어 잎이 부분적으로 황색을 띄거나 잎이 전체가 황색이거나 잎이 황색단계를 지나 갈색으로 변한 담배를 의미한다. 바람직한 실시태양에 있어서, 비녹색 담배 제품은 TSNA (NNN, NNK, NAB 및 NAT)의 함량은 약 0.2㎍/g 미만, 더 바람직하게는 약 0.15㎍/g 미만, 보다 더 바람직하게는 약 0.1㎍/g 미만이고, NNN 함량은 약 0.15㎍/g 미만, 더 바람직하게는 약 0.10㎍/g 미만, 보다 더 바람직하게는 액 0.05㎍/g이며, NNK 함량은 약 0.002㎍/g 미만, 더 바람직하게는 0.001㎍/g 미만, 보다 더 바람직하게는 약 0.0005㎍/g 미만이다. 전술한 바와 같이, 담배 중의 TSNA 형성에 영향을 미칠 수 있는 여러 가지 요인들이 제시되어 있기는 하지만 당업자라면 이들이 절대적인 것은 아니며 바람직한 범위값임을 의미한다는 사실을 알 수 있다.
또한, 본 발명은 사람이 소비하기에 적당하며 1종 이상의 담배-특이적 니트로사민 화합물의 함량이 종래의 숙성된 담배보다 적은 황색 담배를 포함하는 담배 제품에 관한 것이다. 바람직한 일 실시태양에 있어서, 황색 담배 제품의 TSNA (NNN, NNK, NAB 및 NAT) 함량은 전술한 바와 같은 바람직한 범위값을 갖는다.
다른 실시태양에 있어서, 비녹색 또는 황색 담배 제품은 사람이 소비하기에 적당하며 TSNA (NNN, NNK, NAB 및 NAT)의 함량이 이들 제품의 원료인 수확 직후의 녹색 담배 작물 중에 포함된 TSNA의 함량에 대하여 약 25중량% 미만인 비녹색 또는 황색 담배를 포함한다. 더 바람직하기로는, 상기 비녹색 또는 황색 담배 제품의 TSNA 함량은 이들 제품의 원료인 수확 직후의 녹색 담배에 포함된 TSNA 함량의 약 10중량% 미만, 더 바람직하게는 약 5중량% 미만, 가장 바람직하게는 필수 적량 (예를 들면 수 중량% 미만)이다. 예를 들어 본 발명에 의하면 TSNA 함량이 전술한 범위와 같은 담배 제품을 얻을 수 있지만, 이와 동일한 작물로부터 통상의 방법에 따라 숙성된 담배는 수확 직후의 담배에 포함된 TSNA 함량의 수배에 달하는 TSNA 함량을 갖는다. 본 발명에 의하면 니트로사민 화합물의 함량을 수확 직후의 녹색 담배에서와 같이 낮게 유지할 수 있다. 또한, 사람이 소비하기에 적당하며 NNN, NNK, NAB 및 NAT로부터 선택된 1종 이상의 TSNA 함량이 원료인 수확 직후의 녹색 담배 작물중에 포함되어 있는 상응하는 TSNA(들)의 함량에 비하여 약 25중량% 미만, 바람직하게는 약 10중량% 미만, 더 바람직하게는 약 5중량% 미만, 가장 바람직하게는 필수 적량 (예를 들면 수 중량% 미만)인 비녹색 또는 황색 담배를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어 본 발명에 따른 담배 중의 NNN 함량은 수확 직후의 녹색 담배 중의 NNN의 함량과 비교하여 전술한 범위 내에 있는 것이고, 본 발명에 따른 담배중의 NNN+NNK 함량은 수확 직후의 담배 중의 NNN+NNK의 함량과 비교하여 전술한 범위내에 있는 것이다. 이러한 비교에 있어서, 수확 직후의 녹색 담배의 경우는 수확한지 24시간이 경과하지 않은 상태에서 TSNA 함량을 분석한 것을 의미한다.
본 발명의 다른 실시태양에 있어서, 비녹색 또는 황색 담배 제품은 사람이 소비하기에 적당하며 TSNA (NNN, NNK, NAB 및 NAT)의 함량이 원료는 동일하지만 마이크로파 처리 또는 TSNA 함량을 감소시키기 위한 다른 처리를 하지 않고 숙성시켜 제조한 동일한 타잎의 담배 제품 중에 포함된 TSNA의 총함량보다 약 75중량% 이상, 바람직하게는 약 90중량% 이상, 더 바람직하게는 약 95중량% 이상, 가장 바람직하게는 99중량% 이상 적은 비녹색 또는 황색 담배를 포함한다. 또한, 비녹색 또는 황색 담배 제품은 사람이 소비하기에 적당하며 NNN, NNK, NAB 및 NAT로부터 선택된 1종 이상의 TSNA 함량이 원료는 동일하지만 마이크로파 처리 또는 TSNA 함량을 감소시키기 위한 다른 처리를 하지 않고 숙성시켜 제조한 동일한 타잎의 담배 제품 (예를 들어, 본 발명에 따른 담배 제품이 궐련이면 동일하게 궐련 제품) 중에 포함된 TSNA(들)의 함량보다 약 75중량% 이상, 바람직하게는 약 90중량% 이상, 더 바람직하게는 약 95중량% 이상, 가장 바람직하게는 99중량% 이상 적은 비녹색 또는 황색 담배를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 예에 있어서, 본 발명에 따라서 건조된 황색 담배로부터 제조된 궐련에 대한 TSNA의 함량은, 마이크로파 처리를 하지 않고 통상의 방법에 따라 숙성시킨 건조된 황색 담배로부터 만들어진 궐련의 TSNA 함량과 비교된다.
담배 잎에 마이크로파를 조사하는 단계인 황화 단계는 광의적으로는 하기중 어느 하나에 의해 정의될 수 있다: (a) 녹색 칼라가 실질적으로 황색 칼라가 되었을 때 잎의 색을 조사함; (b) 엽록소에서 당으로의 전환율을 측정함; (c) 통상 황화 단계의 말기에서 나타나는 아질산염의 형성 또는 니트로사민 화합물의 생성이 개시되는지를 관찰함; 또는 (d) 잎의 수분 함량을 측정하여 약 40∼70중량%일 때를 측정함. 마이크로파를 녹색 담배에 조사하면 니트로사민 화합물의 형성이 방지되는 것이 눈에 띄지 않는다. 그러나, 마이크로파 에너지를 황색화가 개시된 후 세포 형태가 손실되기 전 또는 잎에 TSNA 화합물이 실질적으로 형성되기 전에 가하면 니트로사민 화합물의 함량이 감소되거나 그의 형성 자체가 현저하게 억제되는 것으로 나타났는데, 이는 후술하는 데이터에도 나타나 있다.
황변과정중, 수확된 담배에 마이크로파를 조사하는 적정 시기는 품종, 환경 등과 같은 여러 가지 요인에 따라 변한다. 즉, 황화가 개시되기 시작하는 때 (예를 들면 잎의 녹색의 대분분이 손실되는 시기로 정의함)로부터 잎이 실질적으로 세포 형태를 잃는 때 (잎의 색깔이 다시 갈색으로 되는 시기)까지의 시기에 당업자가 조사 대상인 담배의 품종에 알맞는 최적의 마이크로파 처리 시기를 결정할 수 있다. 예를 들어 특정의 유전자형을 갖는 경우에는 샘플 잎을 본 명세서에 개시된 방법에 따라 처리하여 아질산염 또는 TSNA 함량을 측정하거나 숙성과정 중에서 TSNA가 본격적으로 축적되기 시작하는 상대적인 시기를 판정하거나 세포 형태가 손상되기 시작하는 전이 단계를 판정할 수 있다. TSNA가 축적되기 전에 잎에 마이크로파를 조사하는 것이 본 발명에 따른 방법의 가장 바람직한 형태이기는 하지만 TSNA가 형성되는 중이거나 이미 상당량 형성된 담배잎을 마이크로파 처리하는 것도 본 발명의 범주에 포함되는데 그렇게 하면 TSNA의 형성이 더 진행되는 것을 효율적으로 차단할 수 있다. 그러나, 일단 잎이 완전히 숙성되면 TSNA의 농도가 이미 안정화된 상태가 되기 때문에 후술하는 바와 같이 담배를 재습윤시키지 않는다면 마이크로파를 조사하더라도 TSNA의 함량을 감소시키기는 어렵다.
본 발명에 따라서 마이크로파를 조사하면 담배잎의 수분 함량이 통상 약 10중량% 미만, 경우에 따라서는 약 5중량%까지 감소된다. 필요에 따라서는 궐련과 같은 제품으로 만들기 전에 수분 함량이 숙성된 갈색 담배 정도(버지니아 플루 담배의 경우를 예로 들면 약 11∼15%)가 되도록 담배잎을 재습윤시킬 수 있다.
본 발명은 플루 또는 밝은색 품종, 버어리종, 짙은색 품종, 오리엔탈/터키쉬 품종 등과 같은 모든 품종의 담배에 적용될 수 있다. 당업자는 본 명세서에 개시된 바에 따라서 숙성과정 중에 마이크로파를 조사하는데 최적인 시기를 선택함으로써 본 발명의 목적 및 잇점을 달성할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 태양은, 바람직하게는 줄기까지 포함하는 담배잎에 마이크로파를 조사하기 전에 담배잎을 기계적으로 압착하여 과량의 수분을 짜내는 단계를 거침으로써 마이크로파 장치에 의한 건조가 보다 균일하게 이루어지도록 하는 것이다. 이러한 수분 제거 단계는 담배잎을 마이크로파 발생부에 넣기 전에 적절한 간격을 두고 회전하는 한쌍의 실린더형 롤러에 통과시키면 간단하게 실시될 수 있다. 이러한 압착 단계는 주로 줄기로부터의 수분 탈수, 그보다는 못하지만 주맥과 잎맥으로부터의 수분 탈수가 용이하게 이루어지도록 함으로써 담배잎을 보다 균일하게 건조시킨다. 롤러의 재질은 딱딱한 고무, 플라스틱 또는 스틸중 어느 것이어도 무방하고 그의 크기 역시 임의로 조절될 수 있다. 또한, 롤러 사이의 간격은 임의대로 변화시킬 수는 있지만 담배잎 한장을 끼울 수 있는 정도의 두께인 약 ⅛∼¼인치 간격으로 벌어져 있는 것이 바람직하다. 롤러는 적절하게 선택된 모터에 의해 구동되는 벨트 또는 체인일 수 있다. 회전형 롤러 이외에도 동일한 결과를 얻을 수 있고 이러한 결과가 당업자로부터 명백한 것이라면 다른 형태의 압착 수단을 사용하여 수분을 짜내어도 무방하다.
상기와 같은 압착 공정을 실시할 경우 줄기를 절단, 제거할 필요가 없으며 마이크로파 처리 시간도 단축시킬 수 있기 때문에 생산 공정이 더욱 빨라질 수 있다. 또한, 통상 블렌드(blend)의 일부에 소정량의 담배 줄기가 포함되는 궐련의 제조에 있어서는 이러한 압착 공정은 더욱 바람직하다. 이와는 달리, 줄기를 완전히 절단, 제거하여야 하는 겨우에는 압착 공정을 생략할 수도 있다.
본 발명의 원리는 재습윤 단계만 거친다면 갈색 담배 또는 이미 숙성된 담배에도 적용될 수 있다. 이 경우에도 재습윤된 갈색 담배에 마이크로파를 조사하면 TNSA 화합물, 특히 NNN과 NNK가 감소되는 예상치 못한 결과가 나오기는 하지만, 이러한 결과는 아질산염 또는 TNSA 화합물이 담배잎에 축적되기 전인 미숙성된 황색 담배잎에 마이크로파를 가했을 때처럼 현저한 감소가 일어나지는 않는다. 그렇지만, 스프레이 등의 방법에 의해 담배잎이 충분히 젖을 수 있을 정도의 수분을 가하여 숙성된 담배잎을 재습윤시킨 다음, 여기에 마이크로파를 조사하면 후술하는 실시예에 개시된 바와 같이 TSNA 화합물이 감소된다.
전술한 바와 같이, 숙성된 담배 또는 갈색 담배에 단지 마이크로파만을 가한다면 니트로사민 화합물 함량에는 거의 변화가 없다. 그러나, 마이크로파를 가하기 전에 숙성된 담배잎을 재습윤시키면 마이크로파 에너지의 작용에 의해 니트로사민 화합물의 함량이 쉽게 감소된다는 것을 알 수 있다. 바람직한 일예에 있어서, 소정량의 물, 통상 약 10중량% 이상 최대로 흡수할 수 있는 양만큼의 물을 담배잎에 직접 가하여 숙성된 담배를 재습윤시킬 수 있다. 이어서, 미숙성된 담배에 대하여 실시된 것과 동일한 방법에 따라서 재습윤된 담배잎에 마이크로파를 가하면 후술하는 바와 같이 니트로사민 화합물 함량이 감소한다. 담배잎을 재습윤시키는 방법은 어떤 방법이어도 무방하다. 숙성된 담배잎이 잎이 아닌 다른 형태, 예를 들어 "시이트" 형태로 재작성된 경우, 전술한 바와 유사하게, 예를 들면 10∼70중량%의 물을 이용하여 재습윤시킨 다음, 마이크로파를 조사할 수 있다. 적절한 마이크로파 처리 조건은 담배잎이 재습윤된 정도에 따라 선택될 수는 있지만, 통상은 황색 담배의 마이크로파 조사조건과 동일한 조건 범위 내에서 선택된다.
본 발명에 따라서 재습윤된 갈색 담배에 마이크로파를 조사하면 낱개로 또는 묶음으로 측정한 TSNA (NNN, NNK, NAB 및 NAT) 함량이 재습윤시키기 전의 숙성된 갈색 담배에 포함되어 있는 TSNA 함량에 비해 약 25중량% 이상, 더 바람직하게는 약 35중량% 이상, 보다 더 바람직하게는 약 50중량% 이상 적다.
본 명세서에서 사용된 "마이크로파"란 용어는 통상 극초단파 영역에 해당하는 특징적인 주파수와 파장을 갖는 모든 마이크로파 형태의 전자기적 에너지를 의미한다. "마이크로파"란 통상 원적외선 영역과 통상의 라디오주파수 스펙트럼 사이에 있는 전자기적 스펙트럼중 일부를 의미한다. 마이크로파는 약 1㎜의 파장 및 약 300,000㎒의 주파수 내지는 약 30㎝의 파장 및 약 1,000㎒ 보다 약간 낮은 주파수의 범위를 갖는다. 본 발명은 통상은 주파수 범위가 하한값에 가까운 고전력의 마이크로파를 이용하는 것이 바람직하다. 바람직한 주파수 범위 내에서는, 요리를 예로 들자면 마이크로파에 의한 가열방법과 적외선과 같은 통상의 방법에 의한 가열방법은 근본적으로 다른데, 이는 마이크로파는 보다 깊이 침투하여 수 ㎝ 깊이까지 신속하게 가열하는데 반하여 적외선을 이용하여 가열하면 얕은 깊이까지만 가열되기 때문이다. 미국에서는 가정용 마이크로웨이브 오븐과 같은 상업용 마이크로웨이브 장치로서 표준 주파수가 약 915㎒인 것과 2450㎒인 것이 시판되고 있다. 이러한 주파수는 표준 공업용 주파수대이다. 유럽에서는 2450㎒와 896㎒의 주파수를 갖는 마이크로파가 통상적으로 사용되고 있다. 그러나, 적절하게 제어된다면 다른 주파수 및 파장을 갖는 마이크로파를 이용하더라도 본 발명의 목적 및 잇점을 달성할 수 있다.
마이크로파 에너지는 목적하는 용도에 따라서 다양한 전력에서 발생될 수 있다. 마이크로파는 통상의 가정용 마이크로파 장치의 경우에는 마그네트론에 의해 600∼100W의 전력 (통상은 약 800W)에서 발생될 수 있으나, 상업적 용도인 경우에는 수백 ㎾ 미만의 전력에서, 통상은 약 1㎾의 모듈러 소스 (modular source)의 부가에 의해 발생될 수 있다. 마그네트론은 적절하게 높은 주파수를 갖는 펄스파 또는 연속파를 발생시킬 수 있다.
마이크로파 장치 (또는 오븐)는 마이크로파 발생기와 가열대상물질 사이를 매개하는 필수적인 매개체이다. 본 발명의 목적에 부합하여 담배 작물을 마이크로파 처리에 의해 효과적으로 처리할 수 있는 장치라면 어느 것이어도 무방하다. 이러한 장치는 마이크로파 발생기와 결합하여 전력의 전달을 최적으로 할 수 있어야 하며 에너지가 외부로 유출되지 않도록 해야 한다. 필요에 따라서는 크기가 큰 샘플용으로 여러개의 파장보다 크기가 큰 멀티모드 캐비티 (multimode cavities: 마이크로웨이브 오븐)가 효과적이다. 담배잎을 균일하게 가열하기 위해서는 장치는 모드 스터러 (필드 분포를 균일하게 하는 금속성 운동장치)와, 컨베이어 벨트와 같은 이동성 테이블 표면을 포함할 수 있다. 가장 바람직한 결과는 잎을 쌓지 않고 한겹으로 하여 마이크로파에 노출시켰을 때 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일예에 있어서, 마이크로파는 주파수가 약 900㎒∼2500㎒, 더 바람직하게는 약 915㎒∼2450㎒이며, 전력은 가정용인 경우에는 약 600W∼300㎾, 더 바람직하게는 약 600∼1000W이고, 상업용의 멀티모드 장치인 경우에는 약 2∼75㎾, 더 바람직하게는 약 5∼50㎾이다. 가열시간은 통상 약 1초 이상이고, 바람직하게는 약 10초 내지 약 5분이다. 전력이 약 800∼1000W일 때 가열시간은 잎더미가 아닌 한겹의 잎에 대하여 약 1분 내지 약 2½분인 것이 바람직하다. 예를 들어, 약 2∼75㎾ 범위의 고전력을 이용하는 상업용도의 장치에 있어서는 잎더미가 아닌 한 장의 잎을 가열하는데 필요한 가열시간은 더 낮아서 약 5초 내지약 60초인데, 예를 들어 전력이 50㎾이면 가열시간은 10∼30초이다. 당업자라면 최적의 마이크로파 밀도는 사용된 장치의 캐비티 부피와 전력, 그리고 담배잎의 수분 함량에 따라 달라진다는 것을 알 수 있다. 일반적으로 잎을 마이크로파로 처리할 때 사용되는 전력이 높으면 처리시간은 짧아진다.
그러나, 전술한 조건들이 절대적인 것은 아니며 당업자라면 본 발명에 의한 범주내에서 적절한 마이크로파 조사 조건을 결정할 수 있다. 사람이 소비하기에 적당하도록 담배잎이 타지는 않으면서 효과적으로 건조될 수 있을 정도의 충분한 시간 동안 담배잎 또는 그 일부에 마이크로파를 조사한다. 또한, 담배잎의 수분 함량이 약 10중량% 미만으로 감소될 수 있을 정도로 충분한 시간과 전력에서 담배잎 또는 그 일부에 마이크로파를 조사하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라서 황색 담배를 마이크로파로 처리하면 건조된 황금색의 담배 제품이 얻어지는데, 이는 본 발명의 바람직한 태양이다. 여기에 나타난 바와 같이 이렇게 건조된 담배는 흡연이 가능한 형태는 아니지만 발암성 물질, 특히 NNN과 NNK가 통상의 숙성된 담배에 비하여 현저하게 감소하였음을 알 수 있다.
비숙성 담배를 마이크로파 에너지로 처리하는 방법은 니트로사민 화합물 함량이 놀라울 정도로 낮은 담배를 제공할 수 있는 효과적인 방법이다. 줄기를 담배잎 길이의 ⅓∼½ 정도로 잘라내면, 특히 줄기를 제거하여 수분 제거 단계를 생략하게 되면 마이크로파로 처리하기가 더 용이해진다. 줄기를 이러한 방법으로 제거한 다음, 마이크로파를 조사하면 생성되는 담배잎은 불필요한 줄기 부분이 이미 제거된 상태이기 때문에 탈곡기를 이용할 필요가 없다. 결과적으로, 탈곡 과정에서 발생하는 담배 작물의 손실이 일어나지 않기 때문에 담배 부스러기를 약 10∼30%까지 줄일 수 있다.
본 발명에 의해 개선된 담배는 궐련 (cigarette), 여송연 (ciga), 씹는 담배, 담배-함유 검과 당의정, 담배 쌈지, 코담배 (snuff), 또는 담배 향 및 식품 첨가제를 포함하는 모든 담배 제품에 있어서 통상 사용되는 숙성된 담배를 전부 또는 일부 대체할 수 있다. 본 발명에 따른 담배가 흡연용으로 사용되는 경우에는 우수한 흡연 특성을 유지하고 통상의 니코틴 함량을 지닌 경우와 동일한 풍부한 맛을 제공하면서 독성은 낮다. 씹는 담배나 코담배, 쌈지 및 식품 첨가제로 사용되는 경우에도 깊고 풍부한 맛을 낸다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이나, 본 발명이 이로써 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
버지니아 플루 담배를 수확한 다음, 잎을 온도가 약 100∼110℉인 숙성소에넣어 플루-숙성과정이 개시되도록 하였다. 샘플 1∼3은 수확후 약 24∼36시간이 경과하여 잎이 황색으로 변한후 저장소에서 꺼낸 것으로서, 샘플 1은 주맥을 떼어낸 다음 약 400∼500℃의 대기환류형 오븐에 넣어 약 1시간 동안 갈색이 되도록 베이킹하여 만든 옆편이고, 샘플 2는 마이크로웨이브 오븐 (Goldstar Model MA-1572M; 2450㎒)에 넣고 회전시키면서 고전력 (1000W)으로 약 2½분 동안 가열하여 만든 황색잎이다. 샘플 3은 대조용으로서 아무런 처리도 하지 않은 황색잎이다. 샘플 4와 샘플 5는 저장실의 온도를 약 180℉로 승온시키면서 저장실에 그대로 두었는데, 샘플 4는 랙크 외부에서 건조시킨 것이고 샘플 5는 랙크 내부에서 건조시킨 것이었다. 샘플 6은 숙성된 갈색잎으로서 통상의 플루-숙성 과정을 거쳐 만들었다.
각각의 샘플을 분석하여 NNN, NAT, NAB 및 NNK 함량을 측정하였다. 본 실시예와 후술하는 실시예들에서 "TSNA"는 상기 4종류의 담배-특이적 니트로사민 화합물을 모두 합한 것이다. 샘플을 가공 및 추출한 다음, 통상의 TSNA 화합물 분석방법 (참조. Burton et al., "Distribution of Tobacco Constituents in Tobacco Leaf Tissue. l. Tobacco-specific Nitrosamines, Nitrate, Nitrite and Alkaloid"', J. Agric. Food Chem., Volume 40, No. 6, 1992)에 따라서 열에너지 분석기 (TEA Model 543 thermal energy analyzer, Thermedics Inc. 제품)와 가스 크로마토그래피 (Hewlett-Packard Model 5890A gas chromatograph)를 연결하여 만든 장치를 이용하여 각각의 TSNA 화합물을 정량분석하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 후술하는 각각의 표에 나타나있는 모든 데이터들은 샘플 1g당 니트로사민 화합물의 함량 (ppm 또는 ㎍/g)을 나타낸 것이다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT + NAB | NNK | TSNA |
| 1- 베이킹한 황색 엽편 | 0.0310 | 0.843 | <0.0004 | 0.1157 |
| 2- 마이크로파를 조사한 황색잎 | <0.0004 | <0.0006 | <0.0005 | <0.0014 |
| 3- 대조용 황색잎 | 0.0451 | 0.1253 | 0.0356 | 0.2061 |
| 4- 랙크 외부에서 급속건조한 샘플 | 0.6241 | 1.4862 | 1.2248 | 3.3351 |
| 5- 랙크 내부에서 급속건조한 샘플 | 0.7465 | 1.5993 | 1.3568 | 3.7044 |
| 6- 통상의 방법대로 플루-숙성시킨 샘플 | 1.0263 | 1.7107 | 2.2534 | 4.9904 |
실시예 2
버지니아 플루 담배를 수확하였다. 샘플 7은 대조용으로서 수확직후의 녹색잎이고 샘플 8은 수확직후의 녹색잎을 멀티모드 마이크로웨이브 장치 (MicroDry, Louisville, Kentucky )를 이용하여 2450㎒ 및 2.5㎾에서 약 20초 동안 마이크로파로 처리한 것이다. 샘플 9∼12는 통상의 방법대로 플루-숙성시킨 갈색 담배이다. 샘플 9는 궐련 제품으로부터 얻은 담배이고, 샘플 10은 궐련 제조용 각초 (loose, shredded tobacco)이며, 샘플 11과 12는 샘플 9와 10을 각각 샘플 8에서와 동일하게 마이크로파로 처리한 것이다. 실시예 1에서와 동일한 방법으로 TSNA 화합물의 함량을 측정하였다. 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT + NAB | NNK | TSNA |
| 7- 대조용, 수확직후의 녹색잎 | <0.0104 | 0.126 | 0.0005 | 0.126 |
| 8- 수확직후의 잎을 마이크로파로 처리한것 | 0.029 | 0.135 | 0.0004 | 0.164 |
| 9- 대조용, 궐련 | 1.997 | 3.495 | 2.735 | 8.226 |
| 10- 대조용, 각초 | 2.067 | 3.742 | 2.982 | 8.791 |
| 11- 궐련을 마이크로파로 처리한것 | 2.056 | 3.499 | 2.804 | 8.359 |
| 12- 각초를 마이크로파로 처리한것 | 2.139 | 3.612 | 2.957 | 8.707 |
실시예 3
하기 표 3에 나타낸 바와 같이 캔터키주 렉싱톤 지역의 소매상들로부터 무작위적으로 구매한 궐련 제품에 대하여 표 1에 나타낸 바와 동일한 절차에 따라서TSNA 함량을 분석하였다.
| 샘플 번호 | 코드 번호 | NNN | NAT+NAB | NNK | TSNA |
| 13- 말보로킹-피씨 | 288292 | 3.565 | 4.538 | 1.099 | 9.202 |
| 14- 말보로킹-피씨 | 288292 | 4.146 | 4.992 | 1.142 | 10.279 |
| 15- 말보로킹-피씨 | 288292 | 3.580 | 4.290 | 1.106 | 8.977 |
| 16- 말보로킹-피씨 | 288292 | 3.849 | 4.748 | 1.130 | 9.728 |
| 17- 말보로라이트-100'에스-비엑스 | 288192 | 4.604 | 5.662 | 1.223 | 11.489 |
| 18- 말보로라이트-100'에스-피씨 | 288182 | 3.471 | 3.859 | 1.211 | 8.541 |
| 19- 말보로라이트-100'에스-피씨 | 288182 | 3.488 | 4.136 | 1.074 | 8.698 |
| 20- 말보로라이트-100'에스-피씨 | 288182 | 3.566 | 4.240 | 1.164 | 8.970 |
| 21- 윈스턴-100'에스-피씨 | 123143 | 2.311 | 2.968 | 1.329 | 6.608 |
| 22- 윈스턴킹 | 123103 | 2.241 | 2.850 | 1.256 | 6.348 |
| 23- 윈스턴킹-비엑스 | 125123 | 2.162 | 2.831 | 1.326 | 6.319 |
| 24- 윈스턴킹-비엑스 | 123123 | 2.577 | 3.130 | 1.207 | 6.914 |
| 25- 윈스턴킹-비엑스 | 123103 | 1.988 | 2.563 | 1.234 | 5.786 |
| 26- 윈스턴라이트-100'에스-피씨 | 123133 | 2.161 | 2.706 | 1.258 | 6.124 |
| 27- 윈스턴라이트-100'에스-피씨 | 123133 | 2.189 | 2.699 | 1.262 | 6.150 |
| 28- 윈스턴라이트-100'에스-피씨 | 123133 | 2.394 | 3.385 | 2.330 | 8.109 |
실시예 4
버지니아 플루 담배를 수확한 다음, 담배잎을 약 100∼110℉의 저장소에 넣어 플루-숙성과정을 개시하였다. 수확한지 24∼36시간이 경과한 후에 담배잎이 황색으로 변하면 마이크로웨이브 오븐 (Goldstar Model MA-1572M; 2450㎒)에 넣고 회전시키면서 고전력 (1000W)으로 약 2½분 동안 가열하였다. 이러한 과정에 의하면 담배잎이 효율적으로 건조되기는 하지만 담배잎의 색깔이 갈색이 아니라 황금빛을 띄게 된다. 담배잎을 분쇄하여 궐련으로 제조하였다. 샘플 29∼33은 레드 풀 플레이버 (Red Full Flavor)라고 표시된 배치로부터 얻어진 것이고 샘플 34∼38은 블루 라이트 (blue Light)라고 표시된 배치로부터 얻어진 것이다. 샘플 39∼42는 내츄럴 아메리칸 스피리트 (Natural American Spirit)라는 상품명으로 판매되는 궐련이다. 샘플 29∼42의 TSNA 화합물 함량을 실시예 1에 개시된 바와 동일한 방법으로 분석하여 하기 표 4에 나타내었다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT+NAB | NNK | TSNA | |
| 29- 레드 풀 플레이버, REP 1 | 0.138 | 0.393 | <0.0005 | 0.532 | |
| 30- 레드 풀 플레이버, REP 2 | 0.192 | 0.231 | <0.0005 | 0.423 | |
| 31- 레드 풀 플레이버, REP 3 | 0.129 | 0.220 | <0.0007 | 0.349 | |
| 32- 레드 풀 플레이버, REP 4 | 0.145 | 0.260 | <0.0007 | 0.406 | |
| 33- 레드 풀 플레이버, REP 5 | 0.140 | 0.293 | <0.0006 | 0.434 | |
| AVG | 0.149 | 0.279 | <0.0006 | 0.429 | |
| STD | 0.022 | 0.062 | 0.0001 | 0.059 | |
| 34- 블루 라이트, REP 1 | 0.173 | 0.162 | <0.0005 | 0.335 | |
| 35- 블루 라이트, REP 2 | 0.046 | 0.229 | <0.0005 | 0.275 | |
| 36- 블루 라이트, REP 3 | 0.096 | 0.188 | <0.0005 | 0.285 | |
| 37- 블루 라이트, REP 4 | 0.067 | 0.215 | <0.0005 | 0.282 | |
| 38- 블루 라이트, REP 5 | 0.122 | 0.218 | <0.0005 | 0.341 | |
| AVG | 0.101 | 0.202 | <0.0005 | 0.304 | |
| STD | 0.044 | 0.024 | 0.0000 | 0.028 | |
| 39- 내추럴 아메리칸 스피리트 | 0.747 | 1.815 | 1.455 | 4.017 | |
| 40- 내추럴 아메리칸 스피리트 | 0.762 | 1.805 | 1.458 | 4.025 | |
| 41- 내추럴 아메리칸 스피리트 | 0.749 | 1.826 | 1.464 | 4.039 | |
| 42-내추럴 아메리칸 스피리트 | 0.749 | 1.760 | 1.462 | 3.971 | |
| AVG | 0.752 | 1.802 | 1.460 | 4.013 | |
| STD | 0.006 | 0.025 | 0.004 | 0.025 |
상기 표에서, STD는 그 윗쪽에 나타낸 샘플들의 평균에 대한 표준편차이다.
실시예 5
버지니아 플루 담배를 수확한 다음, 담배잎을 약 100∼110℉의 저장소에 넣어 플루-숙성과정을 개시하였다. 샘플 43과 44는 수확한지 약 24∼36시간이 경과한후 잎이 황색으로 변하면 저장소에서 꺼내어 전술한 바와 같은 마이크로드라이사의 (MicroDry) 멀티모드 장치를 이용하여 약 6㎾의 전력에서 각각 약 20초와 30초 동안 마이크로파로 처리하여 얻은 것이다. 샘플 43과 44는 마이크로파로 건조한 황금색을 띈 담배잎이다. 샘플 45∼51은 통상의 플루-숙성과정을 거친 갈색잎으로서, 샘플 45는 대조용이고, 샘플 46과 47은 약 400∼500℉의 온도에서 각각 약 1과 3분 동안 예비가열한 대류형 오븐에서 베이킹한 것이며, 샘플 48과 49는 대형 멀티모드오븐 (MicroDry 제품, Waveguide applicator Model WR-975, 전력 0∼75㎾)을 이용하여 50㎾에서 각각 10초와 40초 동안 마이크로파 처리 (915㎒)한 것이다. 샘플 50과 51은 플루-숙성된 담배잎으로부터 만들어진 절단된 담배잎 (재작성된 시이트)인데, 샘플 50은 웨이브가이드 마이크로웨이브 오븐을 이용하여 50㎾에서 약 1.5분 동안 마이크로파 처리한 것이고, 샘플 51은 약 400∼500℉에서 약 3분 동안 예비가열한 대류형 오븐에서 베이킹한 것이다. 이들 샘플의 TSNA 화합물 함량을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 분석하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT+NAB | NNK | TSNA |
| 43- 20초 동안 마이크로파 조사 | <0.0106 | <0.1068 | <0.0007 | <0.1181 |
| 44- 30초 동안 마이크로파 조사 | <0.0103 | <0.1065 | <0.0004 | <0.1172 |
| 45- 대조용, 마이크로파 조사하지 않음 | 0.92 | 2.05 | 3.71 | 6.68 |
| 46- 오븐에서 1분 동안 베이킹 | 1.14 | 2.41 | 5.10 | 8.66 |
| 47- 오븐에서 3분 동안 베이킹 | 0.89 | 2.06 | 2.68 | 5.64 |
| 48- 웨이브가이드 마이크로웨이브 장치로 50㎾에서 10초 동안 마이크로파 조사 | 1.00 | 2.31 | 3.29 | 6.59 |
| 49- 웨이브가이드 마이크로웨이브 장치로 50㎾에서 40초 동안 마이크로파 조사 | 0.62 | 1.55 | 1.69 | 3.86 |
| 50- 웨이브가이드 마이크로웨이브 장치를 이용, 절단한 담배잎을 50㎾에서 1.5분 동안 조사 | 4.22 | 4.91 | 0.99 | 10.12 |
| 51- 절단한 담배잎을 오븐에서 3분 동안 베이킹 | 4.76 | 5.60 | 1.08 | 11.44 |
실시예 6
버지니아 플루 담배를 수확한 다음, 담배잎을 약 100∼110℉의 저장소에 넣어 플루-숙성과정을 개시하였다. 샘플 52∼55는 약 24∼36시간이 경과한 다음, 저장소에서 꺼내어 마이크로웨이브 오븐 (Goldstar 제품, Model MA-1572M, 2450㎒)을이용하여 고전력 (1000W)에서 약 2분 동안 마이크로파 처리한 담배잎으로부터 제조된 궐련이다. 샘플 61과 62는 대조용으로서 마이크로파로 처리하지 않고 통상의 방법대로 플루-숙성된 담배잎으로부터 제조된 궐련이다. 샘플 56은 숙성된 담배잎이고, 샘플 57은 이미 황색으로 변했으나 완전하게 숙성되지는 않은 담배잎이며, 샘플 58은 숙성된 담배잎이고, 샘플 59와 60은 숙성된 엽맥이다. 실시예 1에서와 동일하게 TSNA 화합물의 함량을 분석하여 하기 표 6에 나타내었다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT+NAB | NNK | TSNA |
| 52- 궐련, 골드스모크 | 0.12 | 0.23 | 0.03 | 0.38 |
| 53- 골드스모크 Ⅱ, 85㎜ | 0.062 | 0.326 | 0.016 | 0.404 |
| 54- 골드스모크, 85㎜ | 0.128 | 0.348 | 0.029 | 0.504 |
| 55- 골드스모크 100'에스, 샘플 B | 0.166 | 0.317 | 0.047 | 0.531 |
| 56- 샘플 M-M | 3.269 | 4.751 | 0.833 | 8.853 |
| 57- 샘플 B-C | 0.267 | 0.720 | 0.954 | 1.941 |
| 58- 라미나 M-C | 0.933 | 1.456 | 1.968 | 4.356 |
| 59- WM | 0.996 | 1.028 | 0.408 | 2.432 |
| 60- SM | 1.745 | 1.753 | 0.306 | 3.804 |
| 61- 대조용, 골드스모크 | 1.954 | 1.544 | 0.492 | 3.990 |
| 62- 대조용, 골드스모크 | 1.952 | 1.889 | 0.424 | 4.265 |
실시예 7
버지니아 플루 담배를 수확하였다. 샘플 63과 66은 TSNA 화합물의 측정이 실시되기까지 1주일 이상이 경과하여 다소간의 공기 숙성이 진행되었음에도 불구하고 수확직후와 같이 미숙성된 녹색 담배이다. 다른 샘플들은 약 100∼110℉의 저장소에 넣어두어 플루-숙성이 진행된 것들로서, 샘플 68은 수확한지 약 24∼36시간이 경과하여 잎 색깔이 황색으로 변한후에 저장소로부터 꺼내어 전술한 바와 같은 웨이브가이드 멀티모드 장치를 이용하여 25㎾에서 약 40초 동안 마이크로파 처리한 것이다.
샘플 64/65 (담배잎)과, 67/70 (재작성된 시이트 담배, 또는 "절단된" 담배)은 숙성된 담배를 재습윤시킨 다음, 전자파로 처리하였을 때의 효과를 설명하기 위한 것이다. 샘플 64와 65는 통상의 플루-숙성과정을 거친 담배잎 샘플인데, 샘플64는 흐르는 물에 약 5∼10초 동안 놓아두어 재습윤시킨 것이다. 이 잎은 상당한 량의 수분을 흡수하였다. 샘플 64와 65는 재습윤시킨 담배잎을 웨이브가이드 멀티모드 장치를 이용하여 25㎾에서 약 40초 동안 마이크로파로 처리한 것이다 샘플 67과 70은 숙성된 담배잎으로부터 재구성된 시이트 형태의 담배 샘플이다. 샘플 67은 상당량의 물이 흡수되도록 물을 가하여 재습윤시킨 다음, 샘플 64에서와 동일한 조건하에 마이크로파로 처리한 것이다. 샘플 70은 마이크로파 처리를 하지 않은 것이다. 샘플 69, 71과 72는 대조용으로서 추가로 숙성된 담배잎 샘플이다. 실시예 1에서와 동일한 방법으로 TSNA 화합물의 함량을 측정하고 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT+NAB | NNK | TSNA |
| 63- 대조용, 미숙성된 잎 | 0.010 | 0.263 | 0.000 | 0.274 |
| 64- 숙성, 40초간 마이크로파 (습윤) | 0.737 | 1.252 | 1.893 | 3.882 |
| 65- 숙성, 40초간 마이크로파 | 0.767 | 1.520 | 2.229 | 4.516 |
| 66- 미숙성, 40초간 마이크로파 | 0.010 | 0.261 | 0.000 | 0.272 |
| 67- 절단된 담배잎, 숙성, 40초간 마이크로파 (습윤) | 0.769 | 1.328 | 0.308 | 2.405 |
| 68-미숙성, 25㎾에서 40초간 웨이브가이드로 처리 | 0.051 | 0.244 | 0.014 | 0.308 |
| 69- 대조용, 숙성 | 0.866 | 1.548 | 2.545 | 4.960 |
| 70- 대조용, 절단된 담배 | 1.872 | 2.536 | 0.789 | 5.197 |
| 71-대조용, "AL" 전엽 | 0.230 | 0.606 | 0.746 | 1.582 |
| 72- SML, 전엽 | 0.413 | 0.884 | 1.514 | 2.810 |
실시예 8
버지니아 플루 담배를 수확한 다음, 담배잎을 약 100∼110℉의 저장소에 넣어 플루-숙성과정을 개시하였다. 샘플 73은 수확한지 약 24∼36시간이 경과하여 담배잎이 노란색으로 변한 다음 저장소에서 꺼내어 마이크로웨이브 오븐 (Goldstar Model MA-1572M)을 이용하여 고전력에서 약 2분 동안 마이크로파로 처리한 것이다.샘플 74∼76은 통상의 방법대로 플루-숙성한 것인데, 샘플 74는 대조용이고, 샘플 75와 76은 담배잎은 실시예 7 (샘플 64)에서와 같이 재습윤시킨 다음 마이크로드라이사 (MicroDry ) 제품의 장치 (2450㎒)를 이용하여 약 6㎾의 전력에서 각각 20초 (샘플 75)와 40초 (샘플 76) 동안 마이크로파로 처리한 것이다. 샘플 77∼79는 플루-숙성된 담배잎으로부터 재작성된 시이트 형태의 담배잎인데, 샘플 77은 대조용이고, 샘플 78과 79는 마이크로드라이사 제품의 장치를 이용하여 약 30초 동안 마이크로파로 처리한 것이다. 샘플 78은 오븐 바닥에 놓아둔 것이고 샘플 79는 샘플이 오븐 바닥에서부터 수 인치 정도 위에 위치하도록 스티로폼 컵 위에 시이트형 샘플을 놓아두어 샘플이 균일하게 가열되도록 한 것이다. TSNA 화합물의 함량을 실시예 1에서와 동일하게 분석하여 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT+NAB | NNK | TSNA |
| 73- 황색/마이크로파 처리 | 0.052 | 0.260 | <0.0004 | 0.313 |
| 74-A-대조용, 숙성된 것 | 1.168 | 1.904 | 1.662 | 4.734 |
| 75-B-20초간 마이크로파 조사 | 0.791 | 1.705 | 1.115 | 3.611 |
| 76-C- 40초간 마이크로파 조사 | 0.808 | 1.624 | 1.160 | 3.592 |
| 77- 대조용, 시이트 형태 | 4.417 | 3.697 | 0.960 | 9.073 |
| 78- 30초간 바닥에서 마이크로파 조사 | 2.755 | 2.553 | 0.644 | 5.952 |
| 79- 30초간 소정 높이에서 마이크로파 조사 | 1.606 | 1.732 | 0.350 | 3.687 |
실시예 9
샘플 80과 81은 소매점에서 판매하는 레드맨 츄잉 타바코 (Redman chewing tobacco)인데, 샘플 80은 대조용이고 샘플 81은 금성사 제품의 마이크로웨이브 오븐 (Model MA-1572M)을 이용하여 고전력에서 약 1∼2분간 마이크로파로 처리한 것이다. 샘플 82와 83은 소매점에서 판매하는 스코알 스너프 (Skoal snuff)인데, 샘플 82는 대조용이고, 샘플 83은 샘플 81에서와 동일한 방법으로 마이크로파 처리한것이다. TSNA 함량을 측정하여 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT+NAB | NNK | TSNA |
| 80- 씹는 담배, 마이크로파 조사전 | 0.712 | 0.927 | 0.975 | 1.713 |
| 81- 씹는 담배, 마이크로파 조사후 | 0.856 | 0.906 | 0.122 | 1.884 |
| 82- 코담배, 마이크로파 조사전 | 4.896 | 10.545 | 1.973 | 17.414 |
| 83- 코담배, 마이크로파 조사후 | 6.860 | 14.610 | 1.901 | 23.370 |
실시예 10
황색 담배를 본 발명에 따라서 마이크로파로 처리한 후에도 시간이 지남에 따라 TSNA 화합물이 축적되는지를 알아보기 위하여 실시예 4의 샘플 29, 35 및 39(대조용)로 사용된 것과 동일한 다른 궐련 (각각 29A, 35A 및 39A로 표시함)에 대하여 TSNA 함량이 최초로 측정된지 7개월이 지난 다음에 다시 TSNA 함량을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT | NAB | NNK | TSNA |
| 29A- 레드 풀 플레이버 REP #1 | 0.1109 | 0.1877 | 0.1078 | 0.0015 | 0.4079 |
| 35A- 블루 라이트 REP #2 | 0.0508 | 0.1930 | 0.1075 | 0.0012 | 0.3525 |
| 39A- 내츄럴 아메리칸 스피리트 REP #1 | 0.6151 | 1.2357 | 0.1072 | 0.9302 | 2.8882 |
실시예 11
버지니아 플루 담배를 수확한 다음, 담배잎을 약 100∼110℉의 저장소에 넣어 플루-숙성과정을 개시하였다. 수확한지 24∼36시간이 경과한 후에 담배잎이 황색으로 변하면 마이크로웨이브 오븐 (Goldstar Model MA-1572M; 2450㎒)에 넣고 회전시키면서 고전력에서 약 2∼2½분 동안 가열하였다. 담배잎들은 황금색이고 효율적으로 건조되었다. "분쇄용"이라고 표시된 일부 샘플은 후에 분쇄되어 가루형 물질로 만들어져서 검, 당의정 또는 식품 첨가제 등과 같이 유용하게 사용될 수 있는것이다. 6개월 이상이 경과한 후에 담배잎을 마이크로파로 처리하고 TSNA 함량을 실시예 1에서와 같은 방법으로 측정하였다. 결과를 하기 표 11에 나타내었다.
| 샘플 번호 | NNN | NAT | NAB | NNK | TSNA |
| 84- 분쇄형 | 0.0013 | 0.0018 | 0.0018 | 0.0015 | 0.0064 |
| 85- 분쇄형 | 0.0469 | 0.0341 | 0.0011 | 0.0009 | 0.0831 |
| 86- 분쇄형 | 0.0009 | 0.0582 | 0.0013 | 0.0011 | 0.0615 |
| 87- 분쇄형 | 0.0113 | 0.1078 | 0.1078 | 0.0015 | 0.2284 |
| 88- 분쇄형 | 0.0569 | 0.1401 | 0.1071 | 0.0009 | 0.3051 |
| 89- 분쇄형 | 0.0109 | 0.1642 | 0.1073 | 0.0011 | 0.2835 |
| 90- 분쇄형 | 0.0008 | 0.0011 | 0.0011 | 0.0009 | 0.0038 |
| 91- 분쇄형 | 0.0009 | 0.0012 | 0.0012 | 0.0010 | 0.0044 |
| 92- 분쇄형 | 0.0012 | 0.1059 | 0.0017 | 0.0014 | 0.1101 |
| 93- 분쇄형 | 0.0013 | 0.0529 | 0.0019 | 0.0015 | 0.0576 |
| 94- 분쇄형 | 0.0012 | 0.0613 | 0.0017 | 0.0014 | 0.0657 |
| 95- 분쇄형 | 0.0506 | 0.0989 | 0.0013 | 0.0010 | 0.1518 |
| 96- 분쇄형 | 0.0017 | 0.0894 | 0.0024 | 0.0019 | 0.0954 |
| 97- 분쇄형 | 0.0012 | 0.0017 | 0.0017 | 0.0014 | 0.0061 |
| 98- 분쇄형 | 0.0016 | 0.0023 | 0.0023 | 0.0019 | 0.0082 |
| 99- 분쇄형 | 0.0342 | 0.0016 | 0.0016 | 0.0013 | 0.0386 |
| 100- 분쇄형 | 0.0014 | 0.0020 | 0.0020 | 0.0016 | 0.0070 |
| 101- 잎 | 0.0013 | 0.0539 | <0.0019 | <0.0016 | 0.0587 |
| 102- 잎 | 0.0009 | 0.0012 | <0.0012 | <0.0010 | 0.0043 |
| 103- 잎조각 | 0.0202 | 0.0327 | <0.0007 | <0.0006 | 0.0542 |
본 발명에 따른 청구범위의 범주를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정이 이루어질 수 있음은 당업자에게는 자명할 것이다. 즉, 전술한 내용들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
Claims (89)
- 수확된 담배 작물중에 존재하는, N'-니트로소노르니코틴, 4-(N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논, N'-니트로소 아나타빈 및 N'-니트로소아나바신으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물을 감량시키거나 그의 형성을 방지하는 방법에 있어서,상기 담배 작물이 미숙성되고 황색이며 N'-니트로소노르니코틴, 4-(N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논, N'-니트로소 아나타빈 및 N'-니트로소아나바신으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물이 실질적으로 축적되기 전에 상기 화합물의 함량을 감소시키거나 그 형성이 실질적으로 방지될 정도로 충분한 시간 동안 상기 담배 작물의 적어도 일부에 마이크로파를 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 마이크로파를 식물의 세포 형태가 실질적으로 손상되기 전에 조사하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 담배가 플루 토바코 (flue tobacco)이고, 상기 마이크로파 조사가 담배를 수확한지 약 24∼72시간 이내에 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 마이크로파를 조사하기 전에 상기 수확된 담배를 제어된 환경에서 주위 온도하에 보관하는 것을 특징으로 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 마이크로파가 약 900∼2500㎒의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 마이크로파를 소정 전력에서 약 1초 이상 동안 담배 작물에 조사하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 마이크로파를 소정 전력에서 약 10초 내지 5분 동안 담배잎 또는 그 일부에 조사하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 전력이 약 600W 내지 300㎾인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 전력이 약 2∼75㎾인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 마이크로파가 약 900∼2500㎒의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 담배잎 또는 그의 일부를 태우지는 않으면서 사람이 소비하기에 적당할 정도로 건조시키기에 충분한 시간 동안 마이크로파를 상기 담배잎 또는 그의 일부에 조사하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 마이크로파의 조사가 담배잎에 N'-니트로소노르니코틴, 4-(N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논, N'-니트로소 아나타빈 및 N'-니트로소아나바신으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물의 정상적인 축적을 방지하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 삭제
- 제2항에 있어서, 상기 마이크로파의 조사가 담배잎이 쌓여있지 않고 단층으로 배열된 상태에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 마이크로파의 조사단계 이전에 담배잎을 압착하여 과량의 수분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 담배잎이 줄기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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- 담배 작물이 미숙성되고 황색이며 N'-니트로소노르니코틴, 4-(N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논, N'-니트로소 아나타빈 및 N'-니트로소아나바신으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물이 실질적으로 축적되기 전에 수확된 담배잎을 N'-니트로소노르니코틴, 4-(N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논, N'-니트로소 아나타빈 및 N'-니트로소아나바신으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물의 함량을 감소시키거나 실질적으로 그 형성을 방지할 정도로 충분한 시간 동안 상기 수확된 담배잎을 마이크로파로 처리하는 단계; 및상기 마이크로파로 처리된 담배잎을 포함하는 담배 제품을 궐련 (cigarette), 여송연 (ciga), 씹는 담배, 코담배 (snuff) 또는 담배-함유 검과 당의정의 형태로 제품화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 담배 제품의 제조방법.
- 제88항에 있어서, 담배 잎의 황화현상이 개시된 후 잎에 N'-니트로소노르니코틴, 4-(N-니트로소메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논, N'-니트로소 아나타빈 및 N'-니트로소아나바신으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물이 실질적으로 축적되기 전에 상기 담배잎을 마이크로파로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
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