WO2005122803A1

WO2005122803A1 - 再生タバコ材の製造方法

Info

Publication number: WO2005122803A1
Application number: PCT/JP2005/010586
Authority: WO
Inventors: Shigenobu Tatsuoka
Original assignee: Japan Tobacco Inc.
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2005-12-29
Also published as: ATE505960T1; JPWO2005122803A1; RU2006143197A; JP4408289B2; EP1782702B1; RU2336789C1; DE602005027581D1; EP1782702A1; EP1782702A4

Abstract

　再生タバコ材の製造方法は、天然タバコ材を水系抽出溶媒で抽出し、天然タバコ材の成分を含む抽出液と抽出残渣を得ること、抽出液を、吸着剤を用いた吸着分離操作に供してニトロソアミンを減少させること、抽出残渣を用いて再生タバコウエブを調製すること、およびニトロソアミンが減少した抽出液の一部または全部を再生タバコウエブに添加することを含む。吸着剤は強疎水性の吸着剤である。吸着分離操作は、抽出液中の可溶性成分の重量の１０～１１０％に相当する量の強疎水性吸着剤を用いて６０分間以内で行われる。

Description

明細書

再生タバコ材の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、再生タバコ材の製造方法に関する。

背景技術

[0002] 天然のタバコの葉、刻み、中骨、茎、根等のタバコ材には、ニコチン、ニトロソァミン類、炭化水素類、タンパク質等種々の成分が含まれている。再生タバコ材の製造プロセスでは、天然のタバコ材カ抽出したこれら成分を、同抽出残渣から作製した再生タバコウェブに掛け戻すことが行われている。これら天然タバコ材成分には、喫味または他の理由から、その量を減少させるカ除去することが望ましいものがある一方、除去しなレ、か、あるいは増加させる方が望ましレ、ものもある。

[0003] 例えば、国際公開 WO 02/28209は、タバコ固有のニトロソァミン (TSNA)を減少させるために、タバコを溶媒で抽出して得られた抽出液を活性炭、ゼォライト等の吸着剤と接触させる方法を開示している。特許文献 1は、ニトロソァミンが減少した抽出液を再生タバコ材に添加することも開示している。

例えば、米国特許第 5810020号は、多量のクラウンエーテルを用いた液—液抽出処理によりニトロソァミン類を除去することを開示してレ、る。

[0004] 国際公開 WO 01/65954は、タバコを超臨界二酸化炭素で処理してニトロソアミンを抽出し、その抽出物をニトロソァミン除去プロセスに供することを開示している。天然タバコ材に含まれるニトロソァミン、特に TSNAは、除去することが望ましい物質である。し力ながら、 TSNAは、有用成分であるニコチンと構造が類似しており、ニコチンを除去することなく TSNAを選択的に除去することは困難である。そのため、従来の手法では、天然タバコ材から得た抽出液と抽出残渣である繊維成分を用いて有意量のニコチンを含有するが、 TSNAが実質的に除去された再生タバコ材を製造することが困難であった。

すなわち、国際公開 WO 02/28209の手法では、 TSNAと硝酸や糖類との分離は可能であるが、吸着剤により TSNAとともにニコチンも吸着除去されてしまう。 [0005] また、米国特許第 5810020号の手法では、多量のクラウンエーテルを使用するため、安全性の面から好ましくなレ、。さらに、国際公開 WO 01/65954の手法では、超臨界抽出処理のコストが高いため、実用性に乏しいといえる。

発明の開示

[0006] 従って、本発明は、天然タバコ材から得た抽出液からニコチンと TSNAを比較的簡便に分離し、もって有意量のニコチンを含有するが、 TSNAが実質的に除去された再生タバコ材を製造する方法を提供することを目的とする。

本発明は、天然タバコ材カも水系抽出溶媒で抽出して得られた抽出液と抽出残渣を用いて再生タバコ材を製造する方法を提供する。

本発明者らは、天然タバコ材から水系抽出溶媒で抽出して得られる抽出液においてニコチンと TSNAを分離する簡便な手法として活性炭のような強疎水性の吸着剤に注目した。活性炭のような強疎水性の吸着剤は、 TSNAとともにニコチンをも吸着する傾向にあるが、吸着処理時間と使用する吸着剤の量を制御することによって、二コチンの吸着量を最小限に抑制して、 TSNAを有意に除去することができることを見いだした。本発明は、この知見に基づく。

[0007] すなわち、本発明によれば、（a)天然タバコ材を水系抽出溶媒で抽出し、該天然タバコ材の成分を含む抽出液と抽出残渣を得ること、（b)前記抽出液を、吸着剤を用いた吸着分離操作に供してニトロソァミンを減少させること、（c)前記抽出残渣を用いて再生タバコウェブを調製すること、および（d)前記ニトロソァミンが減少した抽出液の少なくとも一部を前記再生タバコウェブに添加することを包含し、前記吸着剤が強疎水性の吸着剤であり、および前記吸着分離操作を、前記抽出液中の可溶性成分の重量の 10〜 110%に相当する量の前記強疎水性吸着剤を用レ、て 60分間以内で行う再生タバコ材の製造方法が提供される。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]図 1は、本発明の一態様により再生タバコ材を製造する方法を説明するためのフロー図である。発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、本発明を種々の態様に沿ってより詳しく説明する。 [0010] 本発明は、強疎水性の吸着剤を用いて、天然タバコ材から水系抽出溶媒による抽出で得られた抽出液から、ニコチンの損失を極力抑えて、 TSNA (N' 二トロソノノレニコチン（NNN)、 4— (メチルニトロソァミノ） 1 (3—ピリジル） 1—ブタノン（NN K)、 N，—ニトロソアナタビン (NAT)等）を実質的に除去し、その抽出液を、抽出残渣を用いて調製された再生タバコウェブに添加することにより、再生タバコ材を製造する方法である。

[0011] 図 1は、本発明の 1つの態様により再生タバコ材を製造する方法を説明するためのフロー図である。

[0012] 図 1に示すように、まず、天然タバコ材 11と抽出溶媒 12を混合し、撹拌することにより天然タバコ材 11を抽出処理 S 1に供する。

[0013] 天然タバコ材 11としては、タバコの葉、刻み、中骨、茎、根およびそれらの混合物を用いることができる。抽出溶媒としては、水系溶媒を用いることができる。水等の水系抽出溶媒は、アルカリ性であっても、酸性であってもよい。水系抽出溶媒として、水と水混和性有機溶媒との混合物も使用し得る。そのような有機溶媒の例を挙げると、ェタノールのようなアルコール類である。これら抽出溶媒には、水酸化ナトリウムのような無機塩を溶解して用いることもできる。抽出処理 S1は、通常、 50〜： 100°Cの温度で、 5分〜 6時間程度行われる。

[0014] 抽出処理 S 1の終了後、得られた抽出混合物を例えばろ過等による分離操作 S2に供し、抽出液 13と抽出残渣 14に分ける。抽出液 13は、天然タバコ材中の水溶性成分、例えばニコチン、 TSNA等を含む。

抽出残渣 14は、実質的に繊維からなる。この抽出残渣 14を用いて、常法により、再生タバコウェブ 15を製造する。この再生タバコウェブ 15は、その一部が抽出残渣 14 により構成されるものでもよいし、その全部が抽出残渣 14により構成されるものでもよレ、。

[0015] 他方、分離操作 S2から得られた抽出液 13は、強疎水性吸着剤を用いた吸着処理操作 S4に供する。本発明において、この吸着分離操作 S4は、抽出液 13を強疎水性吸着剤と接触させることにより行うことができる。強疎水性吸着剤とは、一般に疎水性が高いといわれている吸着剤であり、活性炭やスチレン系多孔質樹脂、もしくはスチレン系多孔質樹脂に臭素など疎水性をより一層強める修飾基 (疎水性基)を導入した吸着剤を提示することができる。強疎水性の吸着剤を用いることにより、タバコ抽出液力ニコチンの損失を極力抑えて TSNAを有意に除去することができる。

[0016] 抽出液 13と強疎水性吸着剤との接触は、抽出液 13に強疎水性吸着剤の粒子を添加し、撹拌することによって行うことができる。あるいは、抽出液 13と強疎水性吸着剤との接触は、強疎水性吸着剤の粒子を充填した吸着剤床に抽出液を通じることによつても行うことができる。

[0017] 用いる強疎水性吸着剤の量は、抽出液 13中の可溶性成分の重量の 10〜110% に相当する量である。強疎水性吸着剤の量が 10%未満であると、抽出液中の TSN Aを十分に除去することができず、他方その量が 110%を越えると、ニコチンの吸着量が有意に増加する。強疎水性吸着剤の量は、抽出液 13中の可溶性成分の重量の 10〜50%に相当する量であることが好ましい。なお、抽出液中の可溶性成分の量は、凍結乾燥法によって知ることができる。

[0018] また、抽出液 13と強疎水性吸着剤の接触時間は、 60分間以内である。この接触時間が 60以内であると、ニコチンの吸着を有意に抑制して TSNAを除去することができる。接触時間は、 5分〜 60分間であることが好ましぐ 5分〜 30分間であることがより好ましい。

[0019] 本発明において、ニコチンの吸着を抑制し、 TSNAの吸着を増大させるという観点から、強疎水性吸着剤と接触させる際に、抽出液の pH値は、 2を超え、 10未満であることが好ましぐ 4を超え〜 10未満であることがより好ましレ、。このような pH値は、酸またはアルカリの添加により調整することができる。さらに、抽出液は 0〜： 100°Cの温度にあることが好ましぐ 20〜60°Cの温度にあることが好ましい。

[0020] こうして吸着分離を行った抽出液を強疎水性吸着剤 (使用済吸着剤 17)から分離（ S5)する。この分離は、抽出液と強疎水性吸着剤との接触を抽出液中に強疎水性吸着剤を添加し撹拌することによって行った場合には、ろ過により行うことができる。また、抽出液と強疎水性吸着剤との接触を、抽出液を強疎水性吸着剤床に通じることによって行った場合には、吸着処理後の抽出液は、レ、うまでもなぐ強吸着剤から分離された状態で、強疎水性吸着剤床から流出する。こうして得られる吸着処理済抽出液 16を濃縮し、または濃縮することなぐその一部または全部を再生タバコウェブ 15 に添カ卩（S5)することにより、再生タバコ材 18が得られる。こうして得られる再生タバコ材 18を用いて作製したシガレットは、燃焼時に生成する煙中の TSNAが有意に低減したものとなる。

[0021] 以上、本発明を態様に沿って説明したが、本発明は上記態様に限定されるものではない。レ、うまでもなぐ上記種々の態様を組み合わせることもできる。

[0022] 以下本発明を種々の例により説明するが、本発明はそれらに限定されるものではなレ、。

[0023] 以下の例において、 TSNA量は、 Aristaの刻み中 TSNA測定法（Official Method T-309, Determination of Nitrosamines in Whole Ί obacco, made by the Department of Health, dated December 31, 1999)に準じて測定した。すなわち、タバコ抽出液もしくは吸着剤処理液を LC_ MS/MSに供して測定した。また、ニコチン量は、ドイツ標準化機構 DIN 10373に準ずる方法で行った。すなわち、タバコ抽出液もしくは吸着剤処理液に水酸化ナトリウムをカ卩ぇアルカリ性にし、ついでへキサンをカ卩えて混合し、ニコチンをへキサン相に移行させ、へキサン相のみを GC/FIDに供して測定した。

[0024] 例：!〜 8

温度 25°Cで、タバコ葉刻み（X— KL1) 100gを水 lOOOmLと混合し、撹拌することによりタバコ刻みの抽出を行った。得られた抽出混合物をろ過し、抽出液と、抽出残渣に分けた。抽出残渣を抄紙して、再生タバコウェブを得た。

[0025] 他方、抽出液 (pH6. 0)に対し、その可溶性成分量に対し、表 1に示す量（％)で活性炭（平均粒径： 1100 z m ;比表面積： 1638m²/g)を加え、温度 25°Cで、表 1に示す時間（吸着処理時間)撹拌した後、ろ過した。吸着処理後の抽出液 (ろ液）中に含まれる総 TSNA量とニコチン量を分析した。結果を下記表 1に併記する。表 1には、総 TSNA増減率とニコチン増減率も示す。表 1中未処理とは、吸着処理を行っていない抽出液を指す（下記表 2〜表 6において同じ)。

[表 1] St

ιο (M (0 D

総量量着処時総理吸チチン Aン TS T S N N Aニニココ I 1 CO CO CD in 寸

(0

1 1 1 1 1 1 ε % ο乙— σ> o ΙΩ 寸

掛 1 cvi CO w 寸 CM CO CO

I 1 L ε %— 1

鯽 1 1 1 1 [

CD VP

CM 10 CD o

I

褂 CD CD ∞ σ> 00

1 1 1 1 1 1 1 1

m ω 寸 CM ォ o CO CD o 10

\

CO r CD 寸寸卜 io LO

E CM r-

00 Ο

ιο to OJ

\

6 ο

00 00 卜寸 CD

¾ O r-

o

10 ο ο o o

1 CNJ ID

CD 「 O CD O CQ CO O 10 lO 10 O

1 r~ r- 「「 Cvl CM <M 10

瞓

BP r- 00 寸 ι 卜 00

伥表 1に示す結果からは、抽出液中の可溶性成分量の 10〜 50 %相当量の吸着剤（活性炭）を用い、吸着処理を 5〜60分間行うことにより、 TSNAが 60%以上を減少する一方で、ニコチン量の減少率を 40%未満に抑制できることがわかる（例:!〜 3および例 5 8)。特に、吸着剤の使用量が抽出液中の可溶性成分量の 25%相当量で、吸着処理時間が 15 30分間では、総 TSNA増減率とニコチン増減率の階差が 6 2 66%と大きくなり、 TSNAの選択除去性が高くなることがわかる（例 5〜例 6)。

[0027] 例 1 3および例 5 6の吸着処理済抽出液を再生タバコウェブに添加して再生タバコ材を調製した。

[0028] 例 9〜： 11

強疎水性吸着剤として臭素化学結合型スチレン樹脂系合成吸着剤 (三菱化学社製 SP207)を表 2に示す量で用レ、、表 2に示す時間抽出液と撹拌した以外は例 1 8 と同様の操作を行った。吸着処理後の抽出液（ろ液）中に含まれる総 TSNA量とニコチン量の分析結果を表 2に併記する。

[表 2]

表 2に示す結果からは、いずれの場合でも、総 TSNA量が 70%以上減少している一方で、ニコチン量の減少率は 25%以下に抑制できることが分かる。特に、吸着剤の使用量が抽出液中の可溶性成分量の 50 %相当量で、吸着処理時間が 15〜 30 分間では、総 TSNA増減率とニコチン増減率の階差が 66%と大きくなり、 TSNA の選択除去性が高くなることがわかる（例 9〜例 10)。

[0030] 例 9〜： 11の吸着処理済抽出液を再生タバコウェブに添加して再生タバコ材を調製した。

[0031] 例 12〜： 14

活性炭として、平均粒径 150 x m、比表面積 1140m²Zgの活性炭を表 3に示す量で用い、表 3に示す時間抽出液と撹拌した以外は例 1〜8と同様の操作を行った。吸着処理後の抽出液（ろ液）中に含まれる総 TSNA量とニコチン量の分析結果を表 3 に併記する。

[表 3]

表 3に示す結果からは、いずれの場合でも、総 TSNA量が 70。 /。以上減少している一方で、ニコチン量の減少率は 35%以下に抑制できることが分かる。特に、吸着剤の使用量が抽出液中の可溶性成分量の 50 %相当量で、吸着処理時間が 15〜 30 分間では、総 TSNA増減率とニコチン増減率の階差が 73 84%と大きくなり、

TSNAの選択除去性が高くなることがわかる（例 12〜例 13)。

[0033] 例 12〜： 14の吸着処理済抽出液を再生タバコウェブに添加して再生タバコ材を調製した。

[0034] 例 15 20

例ェ〜 8の手順に従つてタバコ刻みを抽出処理した後、得られた抽出液に酸 (酢酸) またはアルカリ（水酸化ナトリウム）を添カ卩することによって pHを 2.0または 10.0に調整し、この抽出液を例 12〜： 14で用いた活性炭により表 4に示す条件で処理した。吸着処理後の抽出液（ろ液）中に含まれる総 TSNA量とニコチン量の分析結果を表 4 に併記する。

[表 4]

^.s〕 ^s〔035n0

表 4

抽出液の吸着剤吸着処理総 TS N A量総 TS N A ニコチン階差 P H値量（％) 時間（分） (jW g/g) (.m g/g) 増減率（a) 増減率（b) (a-b) 未処理 ― 一 30. 5 23. 4 一一 ― 例 1 5 2. 0 50 1 5 23. 8 23. 3 - 22 % 0% - 22 % 例 1 6 2. 0 50 30 23. 4 22. 9 - 23 % -2% —21 % 例 1 7 2. 0 50 60 24. 1 22. 5 -21 % -4% - 1 7% 例 1 8 1 0. 0 50 1 5 1. 3 3. 0 - 96 % — 87 % -9% 例 1 9 1 0. 0 50 30 0. 8 1. 5 -97% -93% -4% 例 20 1 0. 0 50 60 0. 9 1 - 1 - 97 % -95% - 2%

難くなり（例 15〜： 17)、また抽出液の pHが 10. 0であると TSNAとニコチンがともにほぼ 90%以上除去されてしまう（例 18〜20)ことが分かる。例 12〜： 14では抽出液の p Hが 6. 0であり、その場合 TSNAの選択吸着性が優れていることを考慮すると、抽出液の pHは 2を超え、 10未満であることが好ましいことがわかる。この結果は、 TSNA の pKaが 4であり、ニコチンの pKaが 10であることによるものと考えられる。従って、抽出液の pH値が、 TSNA力 Sイオン化する 4. 0よりも大きく、ニコチンがイオン化する 10 よりも小さいことが TSNAの選択的吸着除去により好ましいことがわかる。

例 21〜38

活性炭の使用条件を表 5に示すように変えた以外は例 1〜8の手順を繰り返した。吸着処理後の抽出液（ろ液）中に含まれる総 TSNA量とニコチン量の分析結果を表 5に併記する。

[表 5]

表 5に示すように、吸着剤の使用量と吸着処理時間が本発明で規定する範囲を逸脱すると、ニコチンの吸着を抑制して TSNAの吸着を向上させるとレ、う効果は達成されない。

例 39〜47 吸着剤として親水性の吸着剤である活性アルミナを表 6に示す量で用レ、、表 6に示す時間抽出液と撹拌した以外は例 1〜8と同様の操作を行った。吸着処理後の抽出液（ろ液）中に含まれる総 TSNA量とニコチン量の分析結果を表 6に併記する。

[表 6]

表 6に示すように、親水性吸着剤を用いた場合、 TSNAの除去がほとんど行えない以上述べたように、本発明によれば、天然タバコ材から得た抽出液から比較的簡便な手法によりニコチンと TSNAを分離することができ、ニコチンの損失を極力抑えて、 TSNAが実質的に除去された再生タバコ材を製造することができる。

Claims

請求の範囲

[1] (a)天然タバコ材を水系抽出溶媒で抽出し、該天然タバコ材の成分を含む抽出液と抽出残渣を得ること、

(b)前記抽出液を、吸着剤を用いた吸着分離操作に供してニトロソァミンを減少させること、

(c)前記抽出残渣を用いて再生タバコウェブを調製すること、および

(d)前記ニトロソァミンが減少した抽出液の少なくとも一部を前記再生タバコウェブに添加すること

を包含し、

前記吸着剤が強疎水性の吸着剤であり、および前記吸着分離操作を、前記抽出液中の可溶性成分の重量の 10〜 110%に相当する量の前記強疎水性吸着剤を用いて 60分間以内で行う再生タバコ材の製造方法。

[2] 前記吸着剤が、スチレン系多孔質樹脂、活性炭またはこれら吸着剤の表面に疎水性基を結合させた吸着剤からなる請求項 1に記載の再生タバコ材の製造方法。

[3] 前記強疎水性吸着剤を、前記抽出液中の可溶性成分の重量の 15〜60%に相当する量用いる請求項 1に記載の再生タバコ材の製造方法。

[4] 前記抽出液の pH値が、 2を超え、 10未満である請求項 1に記載の再生タバコ材の製造方法。

[5] 前記抽出液の pH値が、 4を超え、 10未満である請求項 1に記載の再生タバコ材の製造方法。

[6] 前記吸着分離操作を 0〜100°Cの温度で行う請求項 1に記載の再生タバコ材の製造方法。