WO2019130376A1 - たばこ材料の製造方法及びその製造方法によって得られたたばこ材料を含む喫煙物品 - Google Patents

たばこ材料の製造方法及びその製造方法によって得られたたばこ材料を含む喫煙物品 Download PDF

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啓貴 内藤
研児 伊藤
Original Assignee
日本たばこ産業株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/42—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances by organic and inorganic substances

Definitions

  • the present invention relates to a method of producing a tobacco material and to a smoking article comprising the tobacco material obtained by the method.
  • the paper-made sheet used for producing a cigarette is produced by reusing the "middle bone”, “waste leaf”, “dust” and the like of leaf tobacco which are produced in a series of production processes of tobacco products.
  • the production method of the papermaking sheet is roughly divided into several types, and one of them is to bring "cigarized bone", “waste leaf” and “dust” of leaf tobacco into contact with a solvent such as water, and extract liquid and tobacco
  • a solvent such as water
  • extract liquid and tobacco There is generally known a method of separating into residues, adding additives such as pulp to the tobacco residues and making paper, and putting back an extract to which additives such as a moisturizer are added.
  • the present invention is as follows. [1] A step of heating a solution containing a nitrogen-containing component and a sugar component at a molar ratio of 0.9: 1 to 3: 1 and having the tobacco residue dispersed therein at 100 ° C. to 130 ° C. for 3 to 7 hours A process for producing tobacco material,
  • the nitrogen-containing component is one or more selected from ammonium ion, glutamine, and asparagine
  • the method for producing a tobacco material, wherein the sugar component is one or more selected from glucose, fructose, xylose, mannose, galactose, and rhamnose.
  • [2] The method for producing a tobacco material according to [1], wherein at least one of the nitrogen component and the sugar component contained in the solution contains an isolated component.
  • [3] The method for producing a tobacco material according to [1] or [2], wherein the concentration of each of the nitrogen component and the sugar component in the solution is 0.2 M or more.
  • [4] The method for producing a tobacco material according to any one of [1] to [3], including the step of extracting leaf tobacco to obtain a tobacco residue before the heating step.
  • [5] The process for producing a tobacco material according to any one of [1] to [4], which comprises the step of drying such that the moisture content of the tobacco residue is 5 to 15% by weight after the heating step.
  • [6] A smoking article comprising the tobacco material obtained by the method for producing a tobacco material according to any one of [1] to [5].
  • [7] The smoking article according to [6], which is an electrically heated flavor aspirator.
  • a tobacco material from which pyrazines are released while emission of a carbonyl component is suppressed at the time of heating even when using a tobacco residue which has conventionally been generally discarded Can provide Thereby, it is possible to reuse the tobacco residue and to effectively use the discarded tobacco residue.
  • cigarette material is obtained by treating tobacco residue as described later, and can be used for the production of other tobacco products.
  • the method for producing a tobacco material according to the embodiment of the present invention includes the following steps.
  • a solution containing a nitrogen-containing component shown below and a sugar component shown below in a molar ratio of 0.9: 1 to 3: 1 and in which a tobacco residue is dispersed (hereinafter also referred to as added solution) is Heating at 130 ° C. for 3 to 7 hours.
  • the nitrogen-containing component is one or more selected from ammonium ion, glutamine, and asparagine.
  • Ammonium ions include both ammonia derived and ammonium salt derived.
  • the sugar component is one or more selected from glucose, fructose, xylose, mannose, galactose, and rhamnose.
  • the nitrogen-containing component and the sugar component react during heating, and "the component that releases the pyrazines by dissociating from the surface of the tobacco residue by heating" is on the surface of the tobacco residue It is believed to be supported by a chemical bond.
  • the functional groups originally on the surface of the tobacco residue are masked by the chemical bond.
  • the functional groups in this masked part may dissociate from the surface of the tobacco residue when heated as such to generate a carbonyl component.
  • pyrazines having a high vapor pressure are mainly released during heating, not during storage at room temperature. It is thought that.
  • the ratio of the total molar amount of the nitrogen-containing component to the total molar amount of the sugar component is 0.9: 1 to 3: 1.
  • a solution containing a nitrogen-containing component and a sugar component at such a molar ratio, when a tobacco residue is added and heated at a specific temperature for a specific time, a specific flavor component such as pyrazines is generated, It can be carried on tobacco residue.
  • the ratio of the total molar amount of the nitrogen-containing component to the total molar amount of the sugar component is more preferably 1: 1 to 2.5: 1.
  • the molar ratio of the nitrogen-containing component to the sugar component in the additive solution is important.
  • the molar amount of the sugar component When the molar amount of the sugar component is too large in the above solution, heating with the solution may generate a carbonyl component due to the presence of the excess sugar component, which may be adsorbed to the tobacco residue .
  • the nitrogen-containing component when the molar amount of the nitrogen-containing component is too large in the above-mentioned solution, the nitrogen-containing component remains in the tobacco residue treated with the solution, whereby the obtained tobacco material is heated, It may produce undesirable odor specific to nitrogenous components.
  • the range of the ratio of the molar amount of the nitrogen-containing component and the sugar component shown above is a range for preventing these components from remaining after heating the tobacco residue added to the solution containing these components. is there.
  • the concentration of each of the nitrogen-containing component and the sugar component in the above-mentioned addition solution can be 0.2 M or more, preferably 0.3 M or more.
  • the upper limit of the concentration of each of the nitrogen-containing component and the sugar component can be exemplified by an aspect of 3.0 M or less, preferably 2.0 M or less.
  • the concentration of the nitrogen-containing component is calculated based on the sum of the molar amounts of the above-mentioned substances constituting the nitrogen-containing component.
  • the concentration of the sugar component is also calculated based on the sum of the molar amounts of the above-mentioned substances constituting the sugar component.
  • the pH of the addition solution is not particularly limited, and may be any of acidic, weakly acidic, neutral, weakly alkaline and alkaline conditions.
  • weakly acidic pH: 3 or more and less than 6
  • neutral 6 or more and 8 or less
  • the pH can preferably be in the range of 6.5 to 10.
  • the pH is a value obtained by performing measurement on a 25 ° C. solution.
  • the molar amount of ammonium ion can be measured by ion chromatography (IC) with respect to the total molar amount of the nitrogen-containing component in the above addition solution, and the molar amount of glutamine and asparagine can be measured by capillary electrophoresis-mass spectrometer ( It can be determined by analyzing each amino acid by CE / MS).
  • the total molar amount of the sugar component in the addition solution can be determined by analyzing each sugar with high performance liquid chromatography / differential refractive index detector (HPLC / RID).
  • the tobacco residue is desirably dispersed in the additive solution in an amount of 0.05 to 0.2 g / mL, preferably 0.1 g / mL.
  • the heating temperature at the time of adding the tobacco residue to the above addition solution and heating is 100 to 130 ° C., and when heating at a temperature exceeding 100 ° C., an embodiment under pressure can be mentioned.
  • the pressure condition may be a pressure higher than atmospheric pressure.
  • the heating atmosphere is not particularly limited, and examples thereof include an air atmosphere and a nitrogen atmosphere. It does not restrict
  • the heating time is 3 to 7 hours, preferably 4 to 6 hours. The heating time can be appropriately adjusted according to the concentration of the nitrogen-containing component contained in the solution and the concentration of the sugar component.
  • extracts of leaf tobacco or other plants it may constitute all or part of the above-mentioned additive solution.
  • a solvent for obtaining an extract of leaf tobacco or other plants water, ethanol or a mixture thereof can be mentioned.
  • soybean can be mentioned as a plant containing a large amount of the nitrogen-containing component
  • licorice and carob can be mentioned as a plant containing a large amount of the sugar component. Extracts of leaf tobacco or other plants contain various substances in addition to the nitrogen-containing component and the sugar component, and it may be difficult to control the composition.
  • the addition solution contains one or more types of isolated components of at least one of the nitrogen-containing component and the sugar component, if necessary, both, and the nitrogen-containing component contained in the addition solution It is more preferred that both the component and the sugar component consist of only one or more of the respective isolated components.
  • the isolated components refer to those at the level of reagents commercially available.
  • a solution obtained by adding the isolated nitrogen-containing component or sugar component to an extract of leaf tobacco or another plant may be used as an additive solution.
  • the molar ratio of the nitrogen-containing component and the sugar component is in the above-mentioned range with respect to the extract of leaf tobacco or other plants, in which the molar amounts of the nitrogen-containing component and the sugar component are measured in advance.
  • the isolated nitrogen-containing component or the isolated sugar component is appropriately added.
  • the same contents as the extraction step performed on leaf tobacco described later can be adopted.
  • a tobacco residue refers to a dispersion prepared so that the weight ratio of tobacco residue (cut into 1 cm ⁇ 1 cm) to water is 1:20, and the dispersion is subjected to 200 rpm at 25 ° C. After shaking for 1 hour, the concentration of the nitrogen-containing component in the dispersion is 100 mg / L or less, and the concentration of the sugar component is 100 mg / L or less.
  • the method in particular for obtaining said tobacco residue is not restrict
  • the method of performing extraction in one step it can be mentioned that the conventional extraction operation performed to obtain a paper-made sheet is performed using leaf tobacco that has undergone various treatments after harvest.
  • the aspect of preparing and performing extraction operation can be mentioned, respectively. Although the aspect which performs three steps of extraction is illustrated above, the aspect which performs two steps of extraction except extraction of the 3rd time, and the aspect which performs extraction also after the 3rd time can also be mentioned.
  • the same conditions as the method in which extraction is performed in one step can be adopted as the temperature and extraction time of water each time.
  • the extraction step exemplified above may be included as a step for obtaining a tobacco residue, prior to the step of adding the solution to the tobacco residue and heating.
  • the type of leaf tobacco for obtaining tobacco residue is not particularly limited, and any one or more of yellow type, Burley type, Orient type, and Rustica type can be used.
  • the leaf tobacco for obtaining tobacco residue those cut into a size (maximum diameter) of 0.01 to 100 mm can be used.
  • arbitrary parts of leaf tobacco for example, lamina and middle bone, can be used without restriction.
  • the tobacco residue used in the embodiments of the present invention may be adjusted so that individual particles of leaf tobacco have a desired size by beating using a beating machine called a refiner. This operation may be performed on leaf tobacco before the tobacco residue is obtained.
  • the beat-up degree may be, for example, 10 to 700 CSF.
  • the manufacturing method according to the embodiment of the present invention may appropriately include a washing step, a drying step and the like after adding the above solution to the tobacco residue and heating.
  • a washing step for example, water may be used as the washing solution to wash the treated tobacco residue at room temperature to 60 ° C.
  • the water content of the target tobacco material is about 5 to 15% by weight with respect to the treated tobacco residue subjected to the above washing step or the treated tobacco residue not subjected to the above washing step
  • the aspect dried can be mentioned until it becomes.
  • the means for drying is not particularly limited, and may be, for example, air drying, or may be performed using a dryer such as a low temperature dryer. In addition, drying by lyophilization may be performed.
  • a cutting process etc. can be mentioned, for example.
  • the size of the tobacco material after cutting may be, for example, 0.01 to 100 mm (maximum diameter).
  • Optional additives may be added to the tobacco material obtained by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
  • a well-known fragrance, a moisturizer, etc. can be mentioned, for example.
  • the tobacco material obtained by the manufacturing method of the embodiment of the present invention can be used for smoking articles.
  • the tobacco material obtained by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention releases pyrazines by heating, so a heating type flavor suction device can be preferably exemplified as a smoking article. .
  • a "heated flavor suction device” is a suction device which heats without burning tobacco material, and a user tastes the flavor of the heated tobacco material by suction, for example, heats tobacco material by the heat of combustion of a carbon heat source Electrically heated suction devices (see eg WO 2010/110226) with carbon heat source suction devices (see eg WO 2006/073065); heating devices for electrically heating the suction devices (eg see WO 2010/110226); or liquid containing tobacco material A liquid atomization type aspirator (see, for example, WO 2015/046385) which atomizes an aerosol source by heating.
  • the electrically heated type flavor suction device includes a mouthpiece, a container containing a composition containing a tobacco material and a body including an electronic heater, a temperature controller for controlling the temperature of the electronic heater, etc.
  • a pod can be mentioned as a container in which the composition containing tobacco material is stored.
  • the one described in JP-A-2014-524313 can be used.
  • the tobacco material obtained by the manufacturing method of the embodiment of the present invention may be accommodated in the above-mentioned container.
  • the material of the container in which the tobacco material is accommodated is not particularly limited, and examples thereof include metals having high thermal conductivity such as aluminum.
  • the tobacco material obtained by the manufacturing method of the embodiment of the present invention is applied to the above-mentioned electric heating type flavor suction device, for example, the tobacco material and a polyhydric alcohol such as glycerin and / or propylene glycol
  • the composition is contained in the above-mentioned pod as a composition containing a thickener and, if necessary, other ingredients such as a flavor and the like.
  • a thickener a thickener
  • other ingredients such as a flavor and the like.
  • the proportion by weight of the tobacco material according to the embodiment of the present invention in the composition filled in the above container can be about 10 to 40%.
  • the tobacco material according to the embodiment of the present invention as a raw material for producing a liquid flavor source to be incorporated into a liquid storage unit You may use
  • the container containing the tobacco material is heated to about 150-200.degree.
  • the tobacco material obtained by the manufacturing method of the embodiment of the present invention releases pyrazines chemically bonded onto the tobacco residue particularly in the temperature zone, and therefore, is preferably applied to a heating type flavor suction device.
  • Example 1 A tobacco residue was obtained by using 1 g of yellow tobacco cut into pieces of 1 cm ⁇ 1 cm as leaf tobacco and shaking extraction at 200 rpm for 1 hour using water at 25 ° C. as an extraction solvent. The above-mentioned nitrogen-containing component after further performing a shaking extraction operation at 200 rpm for 1 hour using water at 25 ° C. (20 times by weight of tobacco residue) as an extraction solvent with respect to the tobacco residue after the above shaking extraction
  • the concentration of the sugar component was 100 mg / L or less, which is the limit of quantification.
  • a solution containing 0.5 M fructose and 0.5 M ammonium formate was prepared as an addition solution to be added to the tobacco residue. 1 g of the tobacco residue was added to 10 mL of the solution prepared above to prepare a dispersion, which was heated at 120 ° C. for 5 hours.
  • Comparative Example 1 A tobacco residue obtained through the same operation as in Example 1 was added to an aqueous solution containing 0.5 M fructose and 0.5 M ammonium formate to prepare a dispersion, which was allowed to stand at room temperature (25 ° C) for 5 hours. .
  • Comparative Example 2 The tobacco residue obtained through the same operation as in Example 1 was added to water to prepare a dispersion, which was heated at 120 ° C. for 5 hours.
  • Comparative Example 3 A tobacco residue obtained through the same operation as in Example 1 was added to an aqueous solution containing 0.5 M fructose to prepare a dispersion, which was heated at 120 ° C. for 5 hours.
  • Comparative Example 4 A tobacco residue obtained through the same operation as in Example 1 was added to an aqueous solution containing 0.5 M ammonium formate to prepare a dispersion, which was heated at 120 ° C. for 5 hours.
  • the tobacco residue was removed from the dispersions obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, dried at 80 ° C. for 2 hours and air-dried at room temperature (22 ° C.) for 1 day to obtain respective tobacco materials.
  • FIGS. 1 and 3 show the results of comparison between Example 1 and Comparative Example 4.
  • the vertical axes in FIGS. 1 to 3 show the values standardized for the area area of each component obtained by the measurement of GC / MS, where the area area of Example 1 is 1. That is, when the value on the vertical axis exceeds 1, it indicates that the released component is more than that in Example 1.
  • Example A A sample obtained by removing 10 mg of the sample obtained in Example 1 (Sample A) and the operation of adding it to an aqueous solution containing 0.5 M fructose and 0.5 M ammonium formate in Comparative Example 1 and leaving it to stand for 5 hours A piece of 5 mg (Sample B) of 5 pieces of the sheet was added with 5 mg of a single 2,6-dimethylpyrazine for physical adsorption, and 10 mg of a single 2,6-dimethylpyrazine (without tobacco residue) was prepared.
  • thermogravimetric / differential thermal analysis (TG-DTA) apparatus at a temperature range of 40 to 500 ° C., a heating rate of 50 ° C./min, in an air atmosphere.
  • the amount of 2,6-dimethylpyrazine which decreases with heating was traced.
  • FIGS. 4A-C The results are shown in FIGS. 4A-C.
  • the change in odor quality at the time of temperature rise was evaluated by sniffing the smell of the gas discharged from the exhaust part of the thermogravimetric / differential thermal analyzer (sniffing).
  • FIG. 4A 2,6-dimethylpyrazine alone: All 2,6-dimethylpyrazine was volatilized by 150 ° C. Also in sniffing, the odor of 2,6-dimethylpyrazine could not be detected at temperatures of 150 ° C. or higher.
  • FIG. 4B A single sample of 2,6-dimethylpyrazine was added to sample B for physical adsorption; all 2,6-dimethylpyrazine volatilized by 150 ° C. (FIG. 4B). Also in sniffing, the odor of 2,6-dimethylpyrazine could not be detected at temperatures of 150 ° C. or higher.

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Abstract

特定の含窒素成分と、特定の糖成分とを０．９：１～３：１のモル比で含み、たばこ残渣が分散した溶液を、１００℃～１３０℃で３～７時間加熱する工程を含む、たばこ材料の製造方法を提供する。

Description

たばこ材料の製造方法及びその製造方法によって得られたたばこ材料を含む喫煙物品
　本発明は、たばこ材料の製造方法及びその製造方法によって得られたたばこ材料を含む喫煙物品に関する。
　シガレットの作製に用いられる抄造シートは、たばこ製品の一連の製造過程において生じる、葉たばこの「中骨」、「くず葉」、「粉じん」等を再利用して製造されるものである。抄造シートの製造方法はいくつかの種類に大別されるが、そのうちのひとつとして、葉たばこの「中骨」、「くず葉」、「粉じん」を水などの溶媒に接触させ、抽出液とたばこ残渣に分離し、そのたばこ残渣にパルプ等の添加物を添加した上で抄紙し、そこに、保湿剤等の添加物を添加した抽出液をかけ戻す方法が一般的に知られている。
国際公開第２０１６／１４３７８５号
　特許文献１に記載の製造方法のように、葉たばこに対して抽出溶媒として水を用いた溶媒抽出を行って抽出液を取得した後、それを抽出操作を行った後のたばこ残渣にかけ戻すという操作を行うことは知られていた。
　しかし、抽出操作を行った後のたばこ残渣については、特許文献１のように抄造シートの基材として用いられることはあるものの、多くの場合は廃棄されていた。
　その理由の一つとして、たばこ残渣を加熱すると、たばこ残渣中のセルロース由来のカルボニル成分（悪癖成分。以下、カルボニル基を有する成分を総称して“カルボニル成分”と呼ぶ。）が発生することが挙げられる。そのため、溶媒による抽出操作を行った後のたばこ残渣を、そのまま利用することは難しかった。
　このことから本発明では、たばこ残渣を原料として用いても、加熱時にカルボニル成分の放出が抑えられている一方で、ピラジン類が放出される、たばこ材料の製造方法を提供することを課題とする。
　本発明者が鋭意検討した結果、たばこ残渣に対して、特定の組成を有する溶液を加えて特定温度で特定時間加熱することで、上記課題を解決できることがわかり、本発明に到達した。
　すなわち、本発明は、以下のとおりである。
［１］　含窒素成分と、糖成分とを０．９：１～３：１のモル比で含み、たばこ残渣が分散した溶液を、１００℃～１３０℃で３～７時間加熱する工程を含む、たばこ材料の製造方法であって、
　前記含窒素成分が、アンモニウムイオン、グルタミン、及びアスパラギンから選ばれる１種以上であり、
　前記糖成分が、グルコース、フルクトース、キシロース、マンノース、ガラクトース、及びラムノースから選ばれる１種以上である、たばこ材料の製造方法。
［２］　前記溶液に含まれる前記窒素成分と、前記糖成分の少なくとも一方が、単離された成分を含むものである、［１］に記載のたばこ材料の製造方法。
［３］　前記溶液における、前記窒素成分と、前記糖成分のそれぞれの濃度が、０．２Ｍ以上である、［１］又は［２］のたばこ材料の製造方法。
［４］　前記加熱する工程の前に、葉たばこを抽出してたばこ残渣を得る工程を含む、［１］～［３］のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法。
［５］　前記加熱する工程の後に、たばこ残渣の水分含有量が５～１５重量％となるように、乾燥させる工程を含む、［１］～［４］のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法。
［６］　［１］～［５］のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法によって得られたたばこ材料を含む、喫煙物品。
［７］　電気加熱型香味吸引器である、［６］に記載の喫煙物品。
　本発明の製造方法によれば、従来は廃棄されることが通常であったたばこ残渣を用いても、加熱時にカルボニル成分の放出が抑えられている一方で、ピラジン類が放出される、たばこ材料を提供できる。これにより、たばこ残渣を再利用することが可能となり、廃棄されていたたばこ残渣の有効利用ができる。
実施例１、比較例１及び比較例２のたばこ材料を２００℃で加熱した際に放出されるカルボニル成分とピラジン成分の量（ガスクロマトグラフィーのエリア面積に基づく比）を示す図である。 実施例１及び比較例３のたばこ材料を２００℃で加熱した際に放出されるカルボニル成分の量（ガスクロマトグラフィーのエリア面積に基づく比）を示す図である。 実施例１及び比較例４のたばこ材料を２００℃で加熱した際に放出されるピラジン成分の量（ガスクロマトグラフィーのエリア面積に基づく比）を示す図である。 ２，６－ジメチルピラジン単品に対する加熱温度と、２，６－ジメチルピラジンの放出量の関係を示す図である。 サンプルＢに２，６－ジメチルピラジンの単品を添加して物理吸着させたものに対する加熱温度と、２，６－ジメチルピラジンの放出量の関係を示す図である。 サンプルＡ（実施例１のたばこ材料）に対する加熱温度と、２，６－ジメチルピラジンの放出量の関係を示す図である。
　以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
　本明細書において、「たばこ材料」とは、後述するようにたばこ残渣を処理することによって得られるものであり、他のたばこ製品の製造に用いることができるものである。
　本発明の実施形態にかかるたばこ材料の製造方法は、以下の工程を含む。
　以下に示す含窒素成分と、以下に示す糖成分とを０．９：１～３：１のモル比で含み、たばこ残渣が分散された溶液（以下、添加溶液ともいう）を、１００℃～１３０℃で３～７時間加熱する工程。
　なお、上記含窒素成分は、アンモニウムイオン、グルタミン、及びアスパラギンから選ばれる１種以上である。アンモニウムイオンは、アンモニア由来とアンモニウム塩由来の両方を含むものである。
　上記糖成分は、グルコース、フルクトース、キシロース、マンノース、ガラクトース、及びラムノースから選ばれる１種以上である。
　上記の工程を経ることで、加熱中に含窒素成分と糖成分とが反応して、「加熱することによりたばこ残渣の表面から解離してピラジン類を放出する成分」がたばこ残渣の表面上に化学結合により担持されると考えられる。このとき、元々たばこ残渣の表面上にあった官能基の少なくとも一部が、当該化学結合によってマスクされる。このマスクされた部分の官能基は、そのまま加熱されるとたばこ残渣表面から解離してカルボニル成分を生じ得るものである。これがマスクされることで、上記の工程を経て得られるたばこ材料を加熱したときに、ピラジン類が放出される一方で、カルボニル成分の放出は抑制される。
　また、上記「加熱することによりたばこ残渣表面から解離してピラジン類が発生する成分」は、化学結合によりたばこ残渣の表面上に担持されていると考えられる。このように化学結合によりたばこ残渣の表面上に担持された場合は、単にたばこ残渣の表面上にピラジン類を物理吸着させた場合に比べて、たばこ残渣との結合力が強い。したがって、単にたばこ残渣表面上にピラジン類を物理吸着させた場合と比較して、より高い温度までピラジン類を担持しておくことが可能となる。
　よって、本発明の実施形態にかかるたばこ材料の製造方法により得られるたばこ材料は、蒸気圧が高い（室温で蒸発してしまう）ピラジン類が、室温での蔵置時ではなく、主として加熱時に放出されると考えられる。
　前記溶液では、上記の含窒素成分の合計モル量と、上記の糖成分の合計モル量の比が、０．９：１～３：１である。このようなモル比で含窒素成分と糖成分とを含有する溶液を用いることで、たばこ残渣を加えて特定温度で特定時間加熱した場合に、ピラジン類のような特定の香味成分を生成させ、たばこ残渣に担持することができる。
　上記の含窒素成分の合計モル量と、上記の糖成分の合計モル量の比は、１：１～２．５：１であることがより好ましい。
　上記添加溶液における上記含窒素成分と糖成分のモル比は重要である。
　上記溶液中において、糖成分のモル量が多すぎる場合には、その溶液を用いて加熱すると、過剰な糖成分が存在することによりカルボニル成分が生成し、たばこ残渣に吸着してしまうことがある。
　一方で、上記溶液中において含窒素成分のモル量が多すぎる場合には、その溶液を用いて処理したたばこ残渣に含窒素成分が残存することで、得られたたばこ材料を加熱した際に、含窒素成分に特有の望ましくない香気を生成することがある。
　上記で示した含窒素成分と糖成分のモル量の比の範囲は、これらの成分を含む溶液にたばこ残渣を加えて加熱を行った後に、これらの成分が残留しないようにするための範囲でもある。
　上記添加溶液における、含窒素成分と、糖成分のそれぞれの濃度については、０．２Ｍ以上を挙げることができ、０．３Ｍ以上であることが好ましい。他方で、含窒素成分と、糖成分のそれぞれの濃度の上限については、３．０Ｍ以下である態様を挙げることでき、２．０Ｍ以下であることが好ましい。
　含窒素成分の濃度は、含窒素成分を構成する上記各物質のモル量の合計に基づき算出される。
　糖成分の濃度についても、糖成分を構成する上記各物質のモル量の合計に基づき算出される。
　上記添加溶液のｐＨは特に制限されず、酸性、弱酸性、中性、弱アルカリ性、アルカリ性のいずれの条件でもよい。
　本発明の実施形態にかかる製造方法では、上記添加溶液のｐＨの条件として、弱酸性（ｐＨ：３以上６未満）、中性（６以上８以下）、弱アルカリ性（ｐＨ：８を超えて１１以下）の領域を採用することができる。ｐＨとして６．５～１０の範囲を好ましく挙げることができる。
　ｐＨは２５℃の溶液に対して測定を行って得られる値である。
　上記添加溶液における、含窒素成分の合計モル量について、アンモニウムイオンのモル量は、イオンクロマトグラフィー（ＩＣ）によって測定することができ、グルタミン及びアスパラギンのモル量は、キャピラリー電気泳動－質量分析計（ＣＥ／ＭＳ）により各アミノ酸を分析することで求めることができる。
　上記添加溶液における、糖成分の合計モル量については、高速液体クロマトグラフィー／示差屈折率検出器（ＨＰＬＣ／ＲＩＤ）により上記各糖を分析することで求めることができる。
　前記たばこ残渣は、０．０５～０．２ｇ／ｍＬ、好ましくは０．１ｇ／ｍＬとなるような量で前記添加溶液に分散されることが望ましい。このような量比で分散して加熱することで、たばこ残渣中にわずかに残存する含窒素成分と糖成分の影響が表れにくくなる。
　たばこ残渣を上記添加溶液に加えて加熱する際の加熱温度は、１００～１３０℃であり、１００℃を超える温度で加熱する際には、加圧下で行う態様を挙げることができる。加圧下の条件としては、大気圧よりも大きな圧力であればよい。
　加熱雰囲気については、特に制限されず、大気雰囲気、窒素雰囲気を挙げることができる。
　加熱を行う際に用いる器具については特に制限されず、公知のものを用いることができる。
　加熱を行う時間は３～７時間であり、より好ましくは４～６時間を挙げることができる。加熱時間は前記溶液に含まれる含窒素成分の濃度や、糖成分の濃度に応じて適宜調整できる。
　上記添加溶液として、葉たばこ又はその他の植物を抽出することにより得られる抽出液を用いてもよい。葉たばこ又はその他の植物の抽出液を用いる場合、上記添加溶液の全てを構成するものであってもよいし、一部を構成するものであってもよい。葉たばこ又はその他の植物の抽出液を得る場合の溶媒として、水、エタノール又はこれらの混合物などを挙げることができる。
　その他の植物として、上記含窒素成分を多く含むものとして例えば大豆を挙げることができ、上記糖成分を多く含むものとして例えば甘草及びキャロブを挙げることができる。
　葉たばこ又はその他の植物の抽出液には、上記含窒素成分及び上記糖成分の他にも、様々な物質が含まれており、その組成をコントロールすることが難しい場合がある。
　そのため、上記添加溶液は、上記含窒素成分及び上記糖成分の少なくとも一方、必要に応じて両方について、単離された成分を１種類以上づつ含むことが好ましく、上記添加溶液に含まれる上記含窒素成分及び上記糖成分の両方が、それぞれ単離された１種類以上の成分のみから構成されることがより好ましい。
　上記の含窒素成分及び上記の糖成分について、単離された成分とは、市販されている試薬レベルのものをいう。
　葉たばこ又はその他の植物の抽出液に、単離された含窒素成分又は糖成分を加えた溶液を添加溶液として用いてもよい。
　その場合、予め上記含窒素成分及び糖成分のモル量を測定しておいた、葉たばこ又はその他の植物の抽出液に対して、含窒素成分と糖成分のモル比が上記範囲になるように、単離された含窒素成分又は単離された糖成分を適宜加える態様を挙げることができる。その際、単離された含窒素成分を添加することにより含窒素成分と糖成分のモル比を調整することが好ましい。
　葉たばことは異なるその他の植物の抽出液を得るための操作として、後述する葉たばこに対して行う抽出工程と同じ内容を採用することができる。
　本明細書において、たばこ残渣とは、たばこ残渣（１ｃｍ×１ｃｍに裁刻したもの）と水の重量比が１：２０となるように分散液を調製し、その分散液を２００ｒｐｍ、２５℃で１時間振とうした後に、分散液中の上記含窒素成分の濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下であり、かつ、上記糖成分の濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下であるものをいう。
　上記のたばこ残渣を得るための方法は特に制限されないが、１段階で抽出を行う方法及び複数段階で抽出を行う方法を挙げることができる。
　１段階で抽出を行う方法の例として、収穫後の各種処理を経た葉たばこを用いて、抄造シートを得るために行われる慣用的な抽出操作を行うことを挙げることができる。
　具体的には、たばこ残渣を得るために、室温～６０℃程度の温水で１時間程度抽出する操作を挙げることができる。室温とは概ね２５℃を意味する。
　一方で、葉たばこに対して複数段階の抽出を行う方法を採用した場合には、葉たばこに元々含まれている上記含窒素成分と、上記糖成分の含有量をより低減させることができる。
　複数段階で抽出を行う方法として、収穫後の各種処理を経た葉たばこを用い、１回目；葉たばこ：水＝１：９～１１（好ましくは１０）、２回目：１回目の抽出を経た葉たばこ：水＝１：４～６（好ましくは５）、３回目：１回目の抽出を経た葉たばこ：水＝１：４～６（好ましくは５）、の重量比となるように葉たばこと水の分散液を調製し、それぞれ抽出操作を行うという態様を挙げることができる。上記では３段階の抽出を行う態様を例示しているが、３回目の抽出を除いた２段階の抽出を行う態様と、３回目以降にも抽出を行う態様を挙げることもできる。
　なお、複数段階で抽出を行う方法の場合でも、１回ごとの水の温度及び抽出時間は、１段階で抽出を行う方法と同じ条件を採用できる。
　本発明の実施形態にかかる製造方法では、上記で例示した抽出工程を、たばこ残渣を得るための工程として、たばこ残渣に上記溶液を添加して加熱する工程の前に含んでもよい。
　たばこ残渣を得るための葉たばこの種類は特に制限されず、黄色種、バーレー種、オリエント種、及びルスチカ種のいずれか１種以上を用いることができる。
　たばこ残渣を得るための葉たばこは、０．０１～１００ｍｍの大きさ（最大径）に裁断されたものを用いることができる。
　また、本発明の実施形態に用いる葉たばことして、葉たばこの任意の部分、例えばラミナ及び中骨を制限なく用いることができる。
　本発明の実施形態で用いるたばこ残渣は、リファイナーと呼ばれる叩解機を用いて叩解することで、葉たばこの個々の粒子が所望の大きさになるように調整してもよい。この操作はたばこ残渣を得る前の葉たばこに対して行ってもよい。
　本発明の実施形態で用いるたばこ残渣として叩解したものを用いる場合、その叩解度としては、例えば１０～７００ＣＳＦであるものを挙げることができる。
　本発明の実施形態にかかる製造方法は、上記溶液をたばこ残渣に添加して加熱した後に、洗浄工程及び乾燥工程などを適宜含んでいてもよい。
　洗浄工程では、洗浄液として例えば水を用い、室温～６０℃で処理済みのたばこ残渣を洗浄する態様を挙げることができる。
　乾燥工程では、上記の洗浄工程を経た処理済みのたばこ残渣、又は上記の洗浄工程を経ていない処理済みのたばこ残渣に対して、目的物であるたばこ材料の水分含有量が５～１５重量％程度になるまで、乾燥する態様を挙げることができる。
　乾燥の手段としては特に制限されず、例えば風乾してもよいし、低温乾燥機などの乾燥機を用いて行ってもよい。また、凍結乾燥による乾燥を行ってもよい。
　また、乾燥後のたばこ材料に対して、その形状を調整するための工程を含んでもよい。そのような工程として、例えば裁断工程などを挙げることができる。
　裁断後のたばこ材料の大きさとしては、例えば０．０１～１００ｍｍ（最大径）を挙げることができる。
　本発明の実施形態にかかる製造方法により得られるたばこ材料には、任意の添加物を加えてもよい。添加物として、例えば、公知の香料、保湿剤等を挙げることができる。
　本発明の実施形態の製造方法により得られるたばこ材料は、喫煙物品に用いることができる。上記のように、本発明の実施形態にかかる製造方法により得られるたばこ材料は、加熱を行うことでピラジン類が放出されるものであるので、喫煙物品として、加熱型香味吸引器を好ましく例示できる。
　「加熱型香味吸引器」は、たばこ材料を燃焼させることなく加熱し、加熱されたたばこ材料の香味をユーザーが吸引により味わう吸引器であり、例えば、炭素熱源の燃焼熱でたばこ材料を加熱する炭素熱源型吸引器（例えばＷＯ２００６／０７３０６５を参照）；吸引器を電気加熱するための加熱デバイスとを備えた電気加熱型吸引器（例えばＷＯ２０１０／１１０２２６を参照）；又はたばこ材料を含有する液状のエアロゾル源を加熱により霧化する液体霧化型吸引器（例えばＷＯ２０１５／０４６３８５を参照）が挙げられる。
　これらの中で、電気加熱型香味吸引器は、吸い口部、たばこ材料を含む組成物が収容される容器と電子ヒーターを含む本体部、電子ヒーターの温度を調節するための温度調節器等を含む。たばこ材料を含む組成物が収容される容器として、ポッドを挙げることができる。具体的な構成として、特表２０１４－５２４３１３号公報に記載のものを用いることができる。
　本発明の実施形態の製造方法により得られるたばこ材料は、上記の容器に収容されてもよい。たばこ材料が収容される容器の材質は特に制限されず、アルミなどの熱伝導性の高い金属を挙げることができる。
　本発明の実施形態の製造方法により得られるたばこ材料は、上記の電気加熱型の香味吸引器に適用される際には、例えば、たばこ材料と、グリセリン及び／又はプロピレングリコールなどの多価アルコールと、増粘剤と、必要に応じて香料などの他の成分、を含む組成物として、上記のポッドに収容される。
　たばこ材料に含まれる各葉たばこの大きさについても特に制限はなく、通常の電気加熱型香味吸引器に用いられる大きさを採用することができる。
　本発明の実施形態にかかるたばこ材料の、上記容器に充填する組成物における重量割合は、１０～４０％程度を挙げることができる。
　たばこ材料を含有する液状のエアロゾル源を加熱により霧化する液体霧化型吸引器においては、液体収容部に組み込まれる液体香味源を製造するための原材料として、本発明の実施形態にかかるたばこ材料を使用してもよい。
　上記の電気加熱型香味吸引器の使用時には、たばこ材料を含む容器は約１５０～２００℃に加熱される。本発明の実施形態の製造方法により得られるたばこ材料は、特にその温度帯でたばこ残渣上に化学結合しているピラジン類を放出するので、加熱型香味吸引器に適用することが好ましい。
　本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
［たばこ材料の調製］
＜実施例１＞
　葉たばことして黄色中骨刻を１ｃｍ×１ｃｍに裁刻したもの１ｇを用い、抽出溶媒として２５℃の水を用いて１時間２００ｒｐｍにて振盪抽出操作を行うことで、たばこ残渣を得た。
　上記振盪抽出後のたばこ残渣に対して、抽出溶媒として２５℃の水（重量でたばこ残渣の２０倍量）を用いて１時間２００ｒｐｍにて振盪抽出操作をさらに行った後の、前記含窒素成分及び前記糖成分の濃度は、ともに定量限界である１００ｍｇ／Ｌ以下であった。
　このたばこ残渣に添加する添加溶液として、０．５Ｍのフルクトースと、０．５Ｍのギ酸アンモニウムを含む溶液を調製した。
　上記たばこ残渣１ｇを、上記で調製した溶液１０ｍＬに加えて分散液を調製し、１２０℃で５時間加熱した。
＜比較例１＞
　実施例１と同様の操作を経て得たたばこ残渣を、０．５Ｍのフルクトースと、０．５Ｍのギ酸アンモニウムを含む水溶液に加えて分散液を調製し、室温（２５℃）で５時間放置した。
＜比較例２＞
　実施例１と同様の操作を経て得たたばこ残渣を水に加えて分散液を調製し、１２０℃で５時間加熱した。
＜比較例３＞
　実施例１と同様の操作を経て得たたばこ残渣を、０．５Ｍのフルクトースを含む水溶液に加えて分散液を調製し、１２０℃で５時間加熱した。
＜比較例４＞
　実施例１と同様の操作を経て得たたばこ残渣を、０．５Ｍのギ酸アンモニウムを含む水溶液に加えて分散液を調製し、１２０℃で５時間加熱した。
　実施例１及び比較例１～４で得られたそれぞれの分散液から、たばこ残渣を取り出し、８０℃で２時間乾燥後に室温（２２℃）で１日風乾させ、それぞれのたばこ材料を得た。
［加熱時に放出される成分の測定］
　実施例１及び比較例１～４の試料について、２００℃で加熱した際に放出される揮発成分を、固相マイクロ抽出法（ＳＰＭＥ法）によって揮発成分を採取し、ＧＣ／ＭＳによって分析した。結果を図１～３に示す。図１は実施例１と比較例１及び２との比較結果、図２は実施例１と比較例３との比較結果、図３は実施例１と比較例４との比較結果を示す。図１～３の縦軸は、ＧＣ／ＭＳの測定により得られた各成分のエリア面積について、実施例１のエリア面積を１として標準化した数値を示す。つまり縦軸の数値が１を超える場合、実施例１よりも放出された成分が多いことを示す。
＜図１の結果＞
　カルボニル成分（Ｘ軸上の１～４））は、比較例１及び２と比較して実施例１の方が少なかった。
　ピラジン成分（Ｘ軸上の５～１１）は、比較例１及び２と比較して実施例１の方が多かった。
＜図２の結果＞
　カルボニル成分（Ｘ軸上の１及び２）は、比較例３と比較して実施例１の方が少なかった。
＜図３の結果＞
　ピラジン成分（Ｘ軸上の１，２，４～７）は、比較例４と比較して実施例１の方が多かった。
　これらの結果は、たばこ残渣に対して、特定の溶液を添加して加熱することにより、たばこ残渣からのカルボニル成分の放出を抑制しつつ、たばこ残渣にピラジン類のような特定の複数の香味成分を付与することができることを示している。
［加熱温度と２，６－ジメチルピラジンの放出量の関係の測定］
　上記実施例１で得た試料１０ｍｇ（サンプルＡ）と、比較例１において、０．５Ｍのフルクトースと、０．５Ｍのギ酸アンモニウムを含む水溶液に加えて５時間放置する操作を除いて得た試料のシート片５ｍｇ（サンプルＢ）に、２，６－ジメチルピラジンの単品を５ｍｇ添加して物理吸着させたものと、２，６－ジメチルピラジンの単品１０ｍｇ（たばこ残渣なし）を準備した。
　これらの試料に対して熱重量・示差熱分析（ＴＧ－ＤＴＡ）装置を用いて、温度範囲４０～５００℃、昇温速度５０℃/ｍｉｎ、空気雰囲気下で昇温する操作を行うことで、加熱に伴い減少する２，６－ジメチルピラジンの量をトレースした。結果を図４Ａ～Ｃに示す。また、昇温時の匂い質の変化を、熱重量・示差熱分析装置の排気部から排出されるガスの臭いを嗅いで評価した（スニッフィング）。
＜結果＞
　（図４Ａ）２，６－ジメチルピラジン単品：１５０℃までに全ての２，６－ジメチルピラジンが揮発した。スニッフィングにおいても、１５０℃以上の温度では２，６－ジメチルピラジンの臭いは感知できなかった。
　（図４Ｂ）サンプルＢに、２，６－ジメチルピラジンの単品を添加して物理吸着させたもの；１５０℃までに全ての２，６－ジメチルピラジンが揮発した。スニッフィングにおいても、１５０℃以上の温度では２，６－ジメチルピラジンの臭いは感知できなかった。また、２００℃付近のスニッフィングにおいて、カルボニル成分特有の臭いを感知した。
　（図４Ｃ）サンプルＡ；１５０℃までの重量減少は、比較的少なかった。これは、２，６－ジメチルピラジンがたばこ残渣表面上に化学結合しているため、単体の２，６－ジメチルピラジンと比較して揮発しにくくなっていることを示唆する。スニッフィングにおいても２００℃付近まで継続して２，６－ジメチルピラジンの臭いを検知した。また、２００℃付近においてカルボニル成分の臭いはほとんど検知されなかった。

Claims (7)

  1. 　含窒素成分と、糖成分とを０．９：１～３：１のモル比で含み、たばこ残渣が分散された溶液を、１００℃～１３０℃で３～７時間加熱する工程を含む、たばこ材料の製造方法であって、
    　前記含窒素成分が、アンモニウムイオン、グルタミン、及びアスパラギンから選ばれる１種以上であり、
    　前記糖成分が、グルコース、フルクトース、キシロース、マンノース、ガラクトース、及びラムノースから選ばれる１種以上である、たばこ材料の製造方法。
  2. 　前記溶液に含まれる前記窒素成分と、前記糖成分の少なくとも一方が、単離された成分を含むものである、請求項１に記載のたばこ材料の製造方法。
  3. 　前記溶液における、前記窒素成分と、前記糖成分のそれぞれの濃度が、０．２Ｍ以上である、請求項１又は２に記載のたばこ材料の製造方法。
  4. 　前記加熱する工程の前に、葉たばこを抽出してたばこ残渣を得る工程を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のたばこ材料の製造方法。
  5. 　前記加熱する工程の後に、たばこ残渣の水分含有量が５～１５重量％となるように、乾燥させる工程を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のたばこ材料の製造方法。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載のたばこ材料の製造方法によって得られたたばこ材料を含む、喫煙物品。
  7. 　電気加熱型香味吸引器である、請求項６に記載の喫煙物品。
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