KR20060019441A - 담배의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 담배의 제조방법에 관한 것으로서, 담배의 연소온도를 낮출 수 있어 연기에 함유되는 유해물질의 함량을 최소화할 수 있도록 한 담배와 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 담배 원료를 배합한 후 가공처리하고, 이를 궐련으로 제조하는 담배의 제조방법에 있어서, 상기 담배 원료의 가공처리 과정에서 배합된 담배원료를 이염기유기산으로 처리하는 것을 특징으로 하는 담배의 제조방법과, 상기 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 담배를 제공한다.

Description

담배의 제조방법{Method of a tobacco}

본 발명은 담배의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 담배의 연소의 온도를 낮추어 담배연기에 함유되는 유해물질의 함량을 최소화할 수 있도록 함으로서 애연가들의 건강증진 도모에 기여할 수 있도록 한 담배연기 중의 유해물질을 감소시키기 위한 담배의 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 담배는 잎담배를 소정의 공정으로 가공하여 제조되는데, 그 모양에 따라 궐련(卷煙:cigarettes)·엽궐련(葉卷煙:cigar)·각연(刻煙) 등으로 나눈다. 궐련이 유행한 것은 비교적 역사가 짧고 그 전까지는 주로 엽궐련이나 각연을 피웠다. 최근에는 니코틴과 타르성분을 낮출 수 있는 궐련인 필터담배가 세계적으로 크게 유행하고 있다.

담배는 일반적으로 자동화된 기계 시설로 처리되어 제조되는데, 그 제조 공정을 살펴보면 먼저 원료인 잎담배를 배합하는 단계를 거치게 된다. 여기서 배합은 각종 잎담배가 지닌 향기와 맛 특성 등을 고려하여 적절한 비율로 섞어 특징을 부여하고 품질을 통일시키는 데 목적이 있으며, 제품의 기본적인 맛과 향기는 배합 및 가향에 의해서 결정된다. 이러한 원료의 배합 비율은 제품의 종류에 따라 다르게 이루어진다.

원료의 배합이 완료되면 이를 가공하게 되는데, 가공은 가향 및 열처리(토스트 처리)로 이루어지며, 이러한 공정 중에서도 가향은 담배의 맛과 품질을 향상시기키 위하여 원료 배합물에 당과 향료 등의 가향제와 글리세린 등의 보습제를 가하는 작업을 실시하게 된다. 이때 가향은 통상적으로 담배의 배합에 맞는 향료를 선택하여 1차 가향과 2차 가향으로 나누어 진행된다.

가공처리가 끝나면 가공된 원료를 절각하고 궐련을 제조하는 작업을 거치게 된다. 궐련제조기에서는 절각된 잎담배를 궐련지로 말아 필터가 없는 막궐련을 만든다. 막궐련은 필터부착기에서 팁페이파에 의하여 필터와 연결하여 필터담배가 된다. 이 작업이 끝나면 담배 제품을 보호하고 저장·운송을 쉽게 하며 상품의 가치를 높이기 위하여 포장한다.

한편, 최근들어 흡연으로 인한 질병문제가 사회적 문제로 크게 부각됨에 따라 연기중 니코틴이나 타르 및 담배 니트로소아민(Tobacco Specific Nitrosoamines, TSNA) 등과 같은 유해성분의 함량이 적으면서도 고유의 담배맛은 그대로 간직한 담배를 선호하는 경향이 크게 증가되고 있다. 여기서 담배 니트로소아민으로는 대표적으로 N-Nitrosonornicotine(NNN), 4(N-Nitrosomethylamino)- 1-(3-pyridinyl)-1-butanone(NNK), N-Nitrosoanatabine(NAT), N-Nitrosoanabasine (NAB)과 같은 화합물이 있다.

이러한 선호 경향에 따라 니코틴 및 타르 함량이 적으면서도 고유의 담배 맛을 그대로 살릴 수 있는 다양한 담배의 제조방법이 요구되고 있다. 이러한 시대적 요구에 의하여 유해 연기성분 제거 또는 감소를 위한 방법이 많이 연구되어 왔다. 이와 관련하여 연기 중 니트로스아민 감소를 위한 방법으로는 제품담배에 마이크로파 처리방법(CN 1269992A, 2001. 10. 18), 각초에 제올라이트 처리에 의한 감소 방법(Microporous and Mesoporous 33, 307-310, 1999), 처리전 잎담배에 방사 조사(radiation) 방법(US 6,311,605 B1) 등이 알려져 있다.

그러나 상기 방법들은 별도의 시설이 요구되며, 제올라이트를 각초에 처리하는 경우 분말처리 해야 하기 때문에 균일 분산에 어려움이 있으며, 각초와 제올라이트 분말은 상호 친화성이 없어 각각 분리되어 있는 상태로 혼합되기 때문에 이를 해결하기 위해서는 유지제(retention aid)를 처리해야 하는 문제점이 있다.

이에 본 발명자는 담배의 연소온도가 변화될 경우 연기 내에 함유되는 성분의 변화가 발생한다는 점에 착안하여, 담배의 연소의 온도를 낮추어 담배연기에 함유되는 유해물질의 함량을 최소화할 수 있는 담배의 제조방법을 연구한 끝에 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 담배의 연소온도를 낮출 수 있어 연기에 함유되는 유해물질의 함량을 최소화할 수 있도록 한 담배의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 것으로 흡연시 연소온도를 낮추어 연기에 함유되는 유해물질의 함량을 최소화 할 수 있는 담배를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 담배 원료를 배합한 후 가공처리하고, 이를 궐련으로 제조하는 담배의 제조방법에 있어서, 상기 담배 원료의 가공처리 과정에서 배합된 담배원료를 이염기유기산으로 처리하는 것을 특징으로 하는 담배의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 담배를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 담배를 그 제조방법을 통하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 담배 원료를 배합한 후 가공처리하고, 이를 궐련화하여 담배를 제조하는 방법에 있어서, 담배 원료를 가공처리하는 과정에서 배합된 담배원료를 이염기유기산으로 처리하는 것에 그 특징이 있다.

이와 같이 담배원료 배합물을 이염기유기산으로 처리하게 되면 흡연시 이염기유기산이 고온에 의해 분해되면서 탄산염과 물의 형태로 분해되게 되는데, 이 분해산물에 의해 흡연시 연소온도의 감소가 발생하게 된다. 이와 같이 연소온도가 낮아지면 니코틴이나 타르, 니트로소 아민과 같은 유해성분의 감소를 유도할 수 있게 되며 따라서 흡연자의 건강유지 도모에 기여할 수 있게 된다.

좀더 구체적으로 그 원리를 살펴보면, 주류연중 유해성분의 이행은 크게 잎담배중의 유해성분이 직접전이되어 이행되거나 또는 고온의 열합성에 의하여 생성되어 이행되게 된다. 따라서 연소온도가 낮아지면 유해성분의 전이 및 열합성이 감소되어 연기로 이행되는 유해성분의 감소를 유도할 수 있게 되는 것이다.

이때, 이염기유기산은 1가 또는 2가의 알칼리금속을 포함하는 유기산에서 선택된 것을 사용하는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 알칼리금속이 칼륨인 유기산을 사용하는 것이 좋다. 상기 알칼리금속이 칼륨인 이염기유기산으로는 포타슘 씨트레이트, 포타슘 말레이트, 포타슘 타르타레이트, 포타슘 옥살레이트에서 선택된 것을 사용하는 것이 좋다.

전술한 이염기 유기산은 다양한 방법을 통해 처리할 수 있으나, 바람직하게는 이염기유기산을 1차 가향 후 용액에 용해시켜 알칼리금속의 농도가 1 내지 15%인 분무액을 만들고, 이 분무액을 원료 배합물 100중량부에 대하여 2 내지 10중량부 분무하여 처리하는 것이 바람직하다.

이때, 분무액 내의 알칼리금속의 농도가 1% 미만일 경우 원료 배합물 중에 원하는 농도의 이염기 유기산이 되도록 처리하려면 과량의 알카리금속 용액을 분무해야 되므로 원료배합물의 수분함량이 너무 높아 공정에 문제가 발생하게 되며, 분무액 내의 알칼리금속의 농도가 15%을 초과할 경우 분무액의 점도가 너무 높아 원료배합물에 균일하게 분무하기가 어려운 문제점이 있으므로 상기 범위 내에서 제조 된 용액을 사용하여 분무처리하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 범위내의 농도가 되게 제조한 분무액은 원료배합물 100중량부에 대하여 2중량부 미만으로 분무하여 처리할 경우 제품담배의 연소온도 감소 효과가 미미하며, 10중량부를 초과하도록 분무하여 처리할 경우 제품담배 연소속도가 오히려 감소되어 담배 흡연수(puff No.)가 증가되어 연기성분중 타르 및 니코틴 이행량이 증가하게 된다. 따라서 상기 범위 내에서 분무액을 처리하는 것이 좋다.

상기 분무액은 통상의 가공처리과정에서 분무하여 처리할 수 있으며, 바람직하게는 1차가향 처리 전후에 실시하거나 1차가향 처리시 가향액과 혼합하여 처리할 수도 있다. 처리가 완료되면, 통상의 담배제조공정에 따라 궐련으로 제조하게 되면 담배의 제조가 완료되게 된다.

이렇게 제조된 담배는 흡연시 내부에 함유되어 있는 이염기유기산이 금속산화물, 탄산염과 물의 형태로 분해되게 되는데, 이 분해산물에 의해 연소온도의 감소가 발생하게되며, 따라서 연기 내에 함유되는 니코틴이나 타르 및 니트로소아민(NNN, NAT, NAB, NNK 등)과 같은 유해성분의 감소를 유도할 수 있게 된다. 이와 같이 담배의 연소온도를 낮추어 연기에 함유되는 유해성분의 함량 감소를 유도함으로서 흡연자의 건강유지에 도움을 줄 수 있게 된다.

이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1 내지 9>

황색종 40%, 버어리종 20%, 오리엔트 10%, 판상엽 10%, 팽화각초 15% 및 팽화주맥 5%를 혼합한 잎담배를 이용하여 통상의 방법으로 궐련으로 제조하는 과정에서 1차 가향 시 하기 표1에 나타낸 바와 같이 이염기산을 용해하여 얻은 것으로 칼륨의 농도가 2%인 분무액을 하기 표 1에 나타낸 범위로 분무하여 궐련을 제조하였다.

<비교예 1>

황색종 40%, 버어리종 20%, 오리엔트 10%, 판상엽 10%, 팽화각초 15% 및 팽화주맥 5%를 혼합한 잎담배를 이용하여 이염기산의 처리과정 없이 통상의 방법으로 궐련을 제조하였다.

구분	가향품 100Kg당 분무량(Kg)	사용한 이염기유기산
실시예 1	2	Potassium Tartarate
실시예 2	5	Potassium Tartarate
실시예 3	8	Potassium Tartarate
실시예 4	10	Potassium Tartarate
실시예 5	15	Potassium Tartarate
실시예 6	10	Potassium Acetate
실시예 7	10	Potassium Oxalate
실시예 8	10	Potassium Citrate
실시예 9	10	Potassium Malate
비교예 1	-	-Non treatment

<실험예 1>

상기 실시예 1 내지 9 및 비교예 1에서 제조한 궐련을 흡연기기(Heinr Borgwaldt Co.)로 흡연시켜 흡입(puffing)시의 표면 연소온도를 적외선 온도 측정장치(Avio Thermal Video System)로 5회 반복 측정하고 그 평균값을 하기 표 2에 나타내었다.

구분	표면 최대 연소온도(℃)	비교예 대비 온도차(℃)
실시예 1	902	-8
실시예 2	874	-36
실시예 3	815	-95
실시예 4	835	-75
실시예 5	884	-26
실시예 6	852	-58
실시예 7	875	-35
실시예 8	846	-64
실시예 9	893	-17
비교예 1	910	-

상기 표 2에서 보는 바와 같이 이염기유기산으로 처리하여 궐련을 제조한 실시예 1 내지 실시예 9의 경우 이염기유기산으로 처리하지 않은 비교예 1에 비하여 측정온도가 낮음을 확인할 수 있다. 또, 실시예 1 내지 5에서 이염기 유기산을 용해하여 얻은 분무액의 처리농도별 측정온도 감소효과를 보면 본 발명의 바람직한 범위내에서 실시한 실시예 2 내지 4의 경우 실시예 1 및 실시예 5에 비하여 온도 감소효과가 우수함을 알 수 있다. 또 실시예 6 내지 9에서 보는 바와 같이 이염기 유기산의 종류를 바꾸어도 유사한 온도감소효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.

<실험예 2>

상기 실시예 1 내지 9 및 비교예 1에서 제조한 궐련 20본을 흡연기기(Heinr Borgwaldt Co.)를 이용하여 ISO 4387/1000(E) 조건하에서 1puff/분, 2초의 puff 시간, puff당 35ml의 조건으로 흡연시켜 얻은 전연기응축물을 캠브리지필터로 포집하고, 이를 GC(gas chromatography)법으로 타르와 니코틴 및 니트로소 아민의 농도를 각각 측정하고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 연기중 니코틴 분석은 ISO 10315에 따라서 분석하였으며, 사용한 G.C의 분리관은 S.P.B-5 fused silica capillary column(30m ×0.53mm ID), 운반기체인 질소의 유속은 30 ml/min, 주입구 및 검출기(F.I.D) 온도는 250℃, 분리관 온도는 165℃에서 등온하는 조건으로 시료 용액 2㎕를 주입기에 splitless mode로 주입하였다. 또 연기성분중 니트로스아민 분석은 상기 조건과 동일하게 연기응축물을 캠브릿지 필터에 포집하고, 내부표준물질을 함유하는 100mM 암모니움 아세테이트 용액 20ml로 추출하였다. 추출용액을 0.45 um PTFE syringe 필터로 여과하였다. LC/MS 분석은 LCQ DECA XP Plus Ion Trap Mass Spectrometer(Thermo Finnigan, USA)기기를 이용하여 분석하였다. 크로마토그래픽 분리는 컬럼 온도 60℃dptj XTerra^ⓡ C₈ 컬럼(50mm x 2.1mm id., 2.5㎛ 입자크기(Waters, USA)상에서 수행하였다. LC/MS 분석을 위한 이동상 용액 A(95% 5 mM 암모니움 아세테이트 수용액)와 B(5% 5mM 아모니움 아세테이트 아세토나이트릴 용액)을 사용했으며, 주입량은 3㎕을 주입하였다. NNN 정량을 위한 표준 시약은 d₄-NNN, NNK, NAT 및 NAB 정량을 위한 표준용액으로서는 d₄-NNK 표준용액을 사용하여 분석하였다.

구분	Tar (mg/cig)	Nicotine (mg/cig)	CO (mg.cig)	니트로소 아민(ng/cig)
				NNN	NAT	NAB	NNK
실시예 1	9.8	0.81	10.8	292	405	52	416
실시예 2	8.2	0.78	9.9	257	254	42	283
실시예 3	7.7	0.72	8.9	393	402	65	297
실시예 4	7.7	0.72	8.9	393	402	65	297
실시예 5	8.7	0.74	11.2	412	547	130	565
실시예 6	9.7	0.79	11.2	347	406	112	420
실시예 7	10.8	0.84	10.4	417	482	110	638
실시예 8	8.4	0.81	9.1	386	427	98	583
실시예 9	8.3	0.78	9.3	350	420	103	433
비교예 1	10.1	0,74	11.0	463	604	152	856

상기 표 3에서 보는 바와 같이 1차 가향 후 이염기유기산으로 처리하여 궐련을 제조한 실시예 1 내지 실시예 11의 경우 이염기유기산으로 처리하지 않은 비교 예 1에 비하여 유해성분이 전반적으로 감소됨을 확인할 수 있다. 특히, 실시예 1 내지 5에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 범위내에서 이염기유기산을 처리한 실시예 2 내지 4의 경우 실시예 1 및 실시예 5에 비하여 유해성분이 감소됨을 확인할 수 있다. 또한 실시예 6 내지 9에서 보는 바와 같이 이염기 유기산의 종류를 바꾸어도 유사한 우수한 유해성분 감소효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 담배를 제조하는 과정에서 이염기유기산으로 처리함으로서 흡연시 표면 연소온도를 낮추어 연기에 함유되는 유해물질의 함량을 최소화할 수 있어 흡연자의 건강유지에 기여할 수 있는 담배의 제조방법을 제공하는 유용한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 담배 원료를 배합한 후 가공처리하고, 이를 궐련으로 제조하는 담배의 제조방법에 있어서,

   상기 담배 원료의 가공처리 과정에서 배합된 담배원료를 이염기유기산으로 처리하는 것을 특징으로 하는 담배의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 이염기유기산이 1가 또는 2가의 알칼리금속을 포함하는 유기산에서 선택된 것임을 특징으로 하는 담배의 제조방법.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 알칼리금속이 칼륨인 것을 특징으로 하는 담배의 제조방법.
4. 청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 있어서, 상기 이염기유기산이 포타슘 씨트레이트, 포타슘 말레이트, 포타슘 타르타레이트, 포타슘 옥살레이트에서 선택된 것임을 특징으로 하는 담배의 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 이염기유기산의 처리는 알칼리금속의 %농도가 1 내지 15%가 되도록 용매에 용해시켜 제조한 분무액을 원료배합물 100중량부에 대하여 2 내지 10중량부를 분무하여 처리하는 것을 특징으로 하는 담배의 제조방법.
6. 청구항 1의 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 담배.