СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ОДНОГО ИЛИ НЕСКОЛЬКИХ ТАБАК-СПЕЦИФИЧНЫХ НИТРОЗАМИНОВ В ТАБАЧНОМ МАТЕРИАЛЕ
METHODS OF DECREASING QUANTITY OF ONE OR MULTIPLE TOBACCO-SPECIFIC NITROSAMINES IN TOBACCO MATERIAL

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к способам уменьшения количества одного или нескольких типов табак-специфичных нитрозаминов, в том числе 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), в табачном материале. Также описаны табачные изделия, содержащие табачный материал, полученный или получаемый при помощи указанных способов.
Предпосылки изобретения
В процессе изготовления и переработки табачных изделий получают побочные продукты, такие как табачные жилки, табачная фарматура и табачная пыль, получаемые в процессе изготовления (включающем чистку, выдерживание, смешивание, резание, сушку, охлаждение, просеивание, формирование и упаковку), и их можно повторно использовать с целью утилизации их полезного табачного содержимого. Например, табачные жилки и мелкие частицы табака, получаемые в ходе процессов изготовления, не пригодны для непосредственного использования в изготовлении табачных изделий. Поскольку жилки и мелкие частицы представляют существенное количество средств, вложенных в сырье, были разработаны способы дополнительного преобразования этих жилок и мелких частиц в такие изделия, как полотна из восстановленного табака, которые затем используют в относительно больших количествах в смеси с приемлемым переработанным табачным листом. Восстановленный табак может быть изготовлен посредством способа, предусматривающего получение пульпы или получаемых посредством отлива полотен, в котором волокнистую массу из размятых табачных жилок и других частей табачного листа измельчают и смешивают с раствором, который может содержать различные добавки. Полученную в результате табачную пульпу затем распыляют для образования тонкой пленки, сушат, вальцуют и разрезают на полоски, которые добавляют в наполнитель.
Нитрозамины представляют собой органические соединения, обнаруживаемые во многих потребительских товарах, таких как табак, продукты питания и косметические средства. Нитрозамины вызвали большой научный интерес, поскольку некоторые из соединений этого класса, как было показано на лабораторных животных, являются канцерогенными. Сообщалось, что разновидности табака воздушной сушки и трубоогневой сушки содержат табак-специфичные нитрозамины, которые могут обнаруживаться в бездымном табаке, основном дыме и боковом дыме сигарет. В табаке четыре вида нитрозаминов образуются в значительном количестве. Ими являются 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), N-нитрозонорникотин (NNN), N-нитрозоанатабин (NAT) и N-нитрозоанабазин (NAB). Табак-специфичные нитрозамины, как полагают, не присутствуют в значительных количествах в растущих табачных растениях или свежем резаном табаке (зеленом табаке), но могут образовываться в ходе процесса сушки. Помимо образования табак-специфичных нитрозаминов в ходе процесса сушки зеленых листьев, табак-специфичные нитрозамины также могут образовываться в ходе процессов, применяемых для получения водных табачных суспензий, таких как процессы, применяемые для получения восстановленного табака.
В попытке уменьшить количество табак-специфичных нитрозаминов были предложены различные виды обработки табачных растений или собранных табачных листьев, включая виды обработки радиоактивным излучением, химической обработки и экстракции. Другие способы уменьшения количества табак-специфичных нитрозаминов были предложены в MacKown et al. (1988) J. Agric. Food Chem. 36, 1031-1035. Эти способы включают обработку с применением стерилизации, ингибиторов микроорганизмов, оснований для увеличения рН или аскорбиновой кислоты для уменьшения накопления табак-специфичных нитрозаминов в ходе изготовления полотен из восстановленного табака. В WO 2012160133 описан способ снижения уровней табак-специфичных нитрозаминов в табачных гомогенатах путем увеличения их рН, в особенности, когда повышенные уровни нитрозаминов обусловлены повышенными уровнями нитритов.
Одна из проблем при попытке уменьшить уровни одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов в табаке заключается в том, что некоторые из нитрозаминов в табаке воздушной сушки, включая NNK, находятся в связанной с матрицей форме. Например, дым основной ткани Burley (т.е. волокон Burley, полученных с помощью водной экстракции) содержит 70% NNK, обнаруживаемых в дыме исходного табака, при этом уровни NNN и NAT уменьшены на более чем 95% (Haut, S.Α., Lambert, Ε.Α., 1988, The Determination of TSNA in Fillers from the Crossed Soluble/Baseweb Study. Legacy Tobacco Documents Library). Связанные с матрицей NNK можно экстрагировать с помощью 0,1 н. раствора KOH из промытого водой наполнителя Burley. Такая щелочная обработка также снижает уровни NNK в дыме (Keene, С.K., 1992, The Effect of Base Digestion on TSNA in Extractables-Depleted Fillers. Legacy Tobacco Documents). Однако в результате обработки в табак могут быть внесены токсикологически релевантные соединения, и может значительно ухудшаться качество табака. Связанную с матрицей форму нельзя легко солюбилизировать с помощью способов водной экстракции с нейтральным рН.
Остается необходимость в эффективном и экономичном способе уменьшения количества табак-специфичных нитрозаминов, в частности, таких табак-специфичных нитрозаминов, включая NNK, которые образуются в ходе обработки табака и находятся в связанной с матрицей форме.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение основывается, по меньшей мере отчасти, на неожиданном открытии того, что табак-специфичные нитрозамины, включая связанные с матрицей табак-специфичные нитрозамины, в подходящем случае связанные с матрицей NNK, могут быть высвобождены путем нагревания табака и получаемых из табака материалов до температур свыше 100°С. Как правило, этап нагревания осуществляют в присутствии жидкости, такой как вода или пар. В определенных вариантах осуществления используют исключительно воду, например, нагретую воду в форме пара. Связанный(ые) с матрицей табак-специфичный(ые) нитрозамин(ы), включая связанные с матрицей NNK, которые высвобождаются, можно легко удалить путем промывания, в результате чего можно получить табачный материал с более низкими содержанием, концентрацией или количеством табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов), чем в необработанном исходном материале. Также в результате можно получить табачный материал, который обеспечивает более низкие концентрации табак-специфичных нитрозаминов в аэрозоле, включая дым, чем необработанный исходный материал. Соответственно, тот же связанный с матрицей NNK, который высвобождается при нагревании, также перемещается в аэрозоль в процессе курения. Преимущественно данный способ можно применять по отношению ко многим типам разных табачных материалов и в особенности к табачным материалам с высокими значениями табак-специфичных нитрозаминов. В частности, способ можно применять по отношению к малоценному материалу с высокими значениями табак-специфичных нитрозаминов, включая жилки или волокна, которые используют в определенных способах, касающихся табака. В отличие от других способов, в которых применяют воду или органические растворители при температурах ниже 100°С, с помощью предлагаемого способа можно удалять табак-специфичные нитрозамины, связанные с нерастворимой полимерной матрицей табака. Также преимуществом является то, что в определенных вариантах осуществления способ можно осуществлять без применения каких-либо добавок, и при этом в табак не вносят какие-либо дополнительные токсикологически релевантные соединения. Одной общей целью настоящего раскрытия является по существу устранить, снизить или уменьшить содержание нитрозамина(ов), включая NNK, в табаке, предназначенном для курения или потребления другим способом. Другой общей целью является уменьшение канцерогенного потенциала табачных изделий, включая сигареты, сигары, жевательный табак, нюхательный табак и табакосодержащую жевательную резинку и пастилки. Еще одной общей целью является по существу устранить, снизить или уменьшить количество табак-специфичных нитрозаминов, включая NNK, в табачных изделиях. Другой общей целью является уменьшение содержания табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) в полностью высушенном табаке. Другой общей целью является уменьшение содержания табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) в аэрозоле, включая дым. Еще одной общей целью настоящего раскрытия является уменьшение содержания одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов, включая NNK, и их метаболитов у людей, которые курят, потребляют или иным образом принимают внутрь табак в какой-либо форме, путем обеспечения табачного изделия, пригодного для потребления человеком, которое содержит существенно уменьшенное количество табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов), тем самым снижая канцерогенный потенциал такого изделия.
В первом аспекте предусмотрен способ уменьшения количества по меньшей мере связанных с матрицей NNK в табачном материале, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего по меньшей мере связанные с матрицей NNK; (b) необязательно измерения уровня по меньшей мере связанных с матрицей NNK в табачном материале; (с) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия или более чем приблизительно 110 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части связанных с матрицей NNK из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (d) необязательно измерения уровня по меньшей мере связанных с матрицей NNK в табачном материале после этапа (с); (е) необязательно сравнения уровней связанных с матрицей NNK, полученных на этапах (b) и (d); и (f) выявления табачного материала, в котором по меньшей мере связанные с матрицей NNK были высвобождены или удалены из табачного материала.
В одном варианте осуществления способ включает дополнительные этапы промывания табачного материала первым водным раствором или растворителем перед этапом (с) и промывания табачного материала вторым водным раствором или растворителем после этапа (с).
В одном варианте осуществления табачный материал, полученный на этапе (а), приводят в контакт с первым водным раствором или растворителем перед этапом (с).
В одном варианте осуществления связанные с матрицей NNK удаляют из образца посредством одного или нескольких промываний вторым водным раствором или растворителем.
В одном варианте осуществления первый и/или второй водный раствор или растворитель являются одинаковыми или разными.
В одном варианте осуществления способ может включать между этапами (а) и (b) дополнительный этап объединения табачного материала с первым водным раствором или растворителем. В результате этого может образоваться смесь.
В одном варианте осуществления табачный материал, который нагревают на этапе (а), приводят в контакт с водным раствором или растворителем. Например, табачный материал может быть увлажненным или влажным. Например, табачный материал может быть в форме по меньшей мере 5% (вес/объем) водной смеси, такой как раствор или суспензия.
В одном варианте осуществления, этап (b) включает нагревание водной смеси, содержащей табачный материал. В одном варианте осуществления по меньшей мере часть NNK изначально связаны с нерастворимой табачной матрицей в табачном материале и с помощью этапа нагревания (b) высвобождают по меньшей мере часть NNK из нерастворимой табачной матрицы.
В одном варианте осуществления способ включает дополнительный этап (с) удаления по меньшей мере части высвобожденных NNK из табачного материала. В одном варианте осуществления NNK высвобождают из образца посредством одного или нескольких промываний вторым водным раствором или растворителем.
В одном варианте осуществления табачный материал, обеспеченный на этапе (а), приводят в контакт с первым водным раствором или растворителем перед использованием.
В одном варианте осуществления водный раствор является растворителем.
В одном варианте осуществления табачный материал выбран из группы, состоящей из табачного листа, и/или табачных жилок, и/или табачной пыли, и/или главной жилки пластинки табачного листа или комбинации двух или более из них.
В одном варианте осуществления табачный материал нагревают в присутствии воды или пара, полученного из воды.
В другом варианте осуществления табачный материал нагревают в присутствии воды, пара или и воды, и пара.
В другом варианте осуществления табачный материал нагревают в присутствии воды и/или пара под давлением. Иллюстративные уровни давления составляют от приблизительно 1 до по меньшей мере приблизительно 40 фунтов/кв. дюйм, от приблизительно 5 до по меньшей мере приблизительно 40 фунтов/кв. дюйм и от 10 до по меньшей мере приблизительно 40 фунтов/кв. дюйм.
В другом варианте осуществления табачный материал нагревают с использованием насыщенного пара под давлением.
В другом варианте осуществления табачный материал нагревают с использованием перегретого пара.
В дополнительном аспекте предусмотрен табачный материал, полученный или получаемый с помощью способа, описанного в данном документе.
В дополнительном аспекте предусмотрен (обработанный или переработанный) табачный материал, содержащий мене чем приблизительно 2400 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 1000 нг/г свободных NNK.
В дополнительном аспекте предусмотрен (обработанный или переработанный) табачный материал, в котором количество или концентрация связанных с матрицей NNK по меньшей мере на 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или 100% ниже по сравнению с необработанный или непереработанным табачным материалом.
В дополнительном аспекте предусмотрен способ уменьшения количества или концентрации одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов в аэрозоле, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала и (d) нагревания табачного материала из этапа (b) с получением аэрозоля. В подходящем случае полученный аэрозоль содержит более низкий уровень NNK по сравнению с аэрозолем из контрольного табачного материала, который не подвергали по меньшей мере этапу (b).
В дополнительном аспекте предусмотрен способ уменьшения количества или концентрации одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов в аэрозоле, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала и (d) нагревания табачного материала из этапа (b) с получением аэрозоля. В подходящем случае полученный аэрозоль содержит более низкий уровень NNK по сравнению с аэрозолем из контрольного табачного материала, который не подвергали по меньшей мере этапу (b).
В дополнительном аспекте предусмотрен аэрозоль, полученный или получаемый с помощью способа, описанного в данном документе.
В дополнительном аспекте предусмотрен способ получения восстановленного табака, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) промывания табачного материала из этапа (b) водным раствором или растворителем для высвобождения табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала; (d) изготовления из табачного материала из этапа (с) восстановленного табака и (d) необязательно включения восстановленного табака в табачное изделие.
В дополнительном аспекте предусмотрен способ получения восстановленного табака, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) изготовления восстановленного табака из указанного табачного материала путем отделения табачных волокон от растворимого материала; (с) нагревания отделенных волокон в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры по меньшей мере 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы отделенных волокон; (d) промывания волокон водным раствором или растворителем; (е) повторного соединения волокон и растворимого материала с образованием полотна из восстановленного табака и (f) необязательно включения восстановленного табака в табачное изделие.
В дополнительном аспекте предусмотрен способ получения восстановленного табака, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; и (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала; (d) отлива из табачного материала одного или нескольких полотен; (е) сушки отлитого(ых) полотна(ен) и (f) необязательно включения полотна(ен) в табачное изделие.
В дополнительном аспекте предусмотрен восстановленный табак, полученный или получаемый с помощью способа, описанного в данном документе.
В дополнительном аспекте предусмотрен способ получения табака для применения в качестве резаного табачного наполнителя, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, такого как табачные жилки, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревание табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала и (d) вальцевания и резания табачного материала.
В дополнительном аспекте предусмотрен способ получения резаного наполнителя, включающего вальцованные табачные жилки, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачных жилок, содержащих один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачных жилок в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачных жилок; (с) удаления по меньшей мере части высвобождаемого(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачных жилок; (d) смешивания обработанных жилок по меньшей мере с одним типом табачной пластинки, взорванного табака или восстановленного табака и (е) получения резаного наполнителя.
В дополнительном аспекте предусмотрен резаный табачный наполнитель, полученный или получаемый с помощью способа, описанного в данном документе.
В дополнительном аспекте предусмотрен способ уменьшения количества по меньшей мере связанных с матрицей NNK в табачном материале, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего по меньшей мере связанные с матрицей NNK; (b) промывания табачного материала первым водным раствором или растворителем; (с) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия или 110 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части связанных с матрицей NNK из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (d) промывания табачного материала из этапа (с) вторым водным раствором и (е) удаления или высвобождения по меньшей мере связанных с матрицей NNK из табачного материала. Каждый из вариантов осуществления, обсуждаемых выше, раскрыт в виде вариантов осуществления каждого из аспектов настоящего изобретения. Предполагаются комбинации одного или нескольких вариантов осуществления.
Краткое описание графических материалов
На фигуре 1 показаны концентрации свободных и связанных с матрицей NNK в выбранных образцах табака.
На фигуре 2 показано высвобождение NNK путем автоклавирования из промытой водой жилки Burley в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего раскрытия.
На фигуре 3 показано высвобождение NNK путем автоклавирования из наполнителя 3R4F в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего раскрытия.
На фигуре 4 показан эффект автоклавирования и промывания в отношении свободных и связанных NNK в жилках Burley в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего раскрытия.
На фигуре 5 показано высвобождение NNK, NNN и никотина из промытой жилки Burley или промытой - автоклавированной - промытой жилки Burley при возрастающей температуре, как определяли с помощью термопары в кончике пипетки Пастера, заполненной стекловатой и тестируемым табачным материалом.
Определения
Техническим терминам и выражениям, используемым в пределах объема данной заявки, следует придавать значение, которое обычно применяется к ним в данной области биологии растений и молекулярной биологии. Все нижеследующие определения терминов применяют ко всему содержанию данной заявки. Слово "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, а формы единственного числа не исключают множественное. Один этап может выполнять функции нескольких признаков, изложенных в формуле изобретения. Термины "фактически", "приблизительно", "примерно" и т.п. по отношению к параметру или значению прежде всего также определяют точный параметр или точное значение, соответственно. Термин "приблизительно" в контексте заданного цифрового значения или диапазона относится к значению или диапазону, который находится в пределах 20%, в пределах 10% или в пределах 5% от заданного значения или диапазона.
Используемые в данном документе термины "уменьшать", "уменьшенный", "ограничивать" или "ограниченный" включают уменьшение, составляющее по меньшей мере приблизительно 5%, по меньшей мере приблизительно 10%, по меньшей мере приблизительно 20%, по меньшей мере приблизительно 30%, по меньшей мере приблизительно 40%, по меньшей мере приблизительно 50%, по меньшей мере приблизительно 60%, по меньшей мере приблизительно 70%, по меньшей мере приблизительно 75%, по меньшей мере приблизительно 80%, по меньшей мере приблизительно 90%, по меньшей мере приблизительно 95%, по меньшей мере приблизительно 98%, по меньшей мере приблизительно 99% или до 100% от количества.
Используемый в данном документе термин "по меньшей мере часть" включает по меньшей мере приблизительно 5%, по меньшей мере приблизительно 10%, по меньшей мере приблизительно 20%, по меньшей мере приблизительно 30%, по меньшей мере приблизительно 40%, по меньшей мере приблизительно 50%, по меньшей мере приблизительно 60%, по меньшей мере приблизительно 70%, по меньшей мере приблизительно 75%, по меньшей мере приблизительно 80%, по меньшей мере приблизительно 90%, по меньшей мере приблизительно 95%, по меньшей мере приблизительно 98% или по меньшей мере приблизительно 99% от количества.
Термин "табачный материал" относится к любой части табачного растения или смеси разных табачных растений и включает без ограничения отходы листьев табака, отходы зеленых листьев табака, табачные жилки, табачную пыль, образовавшуюся в ходе переработки табака, и главную жилку пластинки табачного листа и их комбинацию. Табачный материал может иметь форму переработанных частей или кусочков табака, сушеного и выдержанного табака фактически в форме природной пластинки или жилки, табачного экстракта или смеси вышеуказанных, например смеси, в которой экстрагированная табачная волокнистая масса объединена с гранулированной сушеной и выдержанной природной табачной пластинкой. Табачный материал может быть в твердой форме, в жидкой форме, в полужидкой форме или подобных. Табачный материал может быть в форме табачного гомогената, который был подвергнут гомогенизации, включая без ограничения резание и измельчение. Табачный гомогенат может быть получен из целых табачных растений или из смесей растительных компонентов, таких как смесь жилок и листьев, которые были подвергнуты гомогенизации. Табачный материал может быть в форме табачной пульпы, включая суспензию табачного материала или табачного гомогената в водном растворе или растворителе. Пульпа может представлять собой 5% (вес/объем), 10% (вес/объем), 15% (вес/объем), 20% (вес/объем) или 25% (вес/объем) или более концентрированную смесь табака в водном растворе или растворителе.
Термин "табачное изделие" включает курительные изделия или изделия, пригодные для курения, и бездымные табачные изделия.
Используемый в данном документе термин "свободный нитрозамин" или его грамматические варианты относятся к концентрации нитрозамина, рассчитанной для экстрактов табака.
Используемый в данном документе термин "общий нитрозамин" или его грамматические варианты относятся к концентрации нитрозамина, рассчитанной после применения по отношению к экстракционным смесям способов, описанных в данном документе (например, путем нагревания до приблизительно 130°С в течение приблизительно 4 часов).
Используемый в данном документе термин "связанный нитрозамин" или "связанный с матрицей нитрозамин" или его грамматические варианты представляет собой разность между концентрациями "общего нитрозамина" и "свободного нитрозамина".
Подробное описание
Настоящее изобретение применимо к обработке собранного табака, предназначенного для потребления человеком. В целом способы можно применять по отношению к любой форме табачного материала, содержащего табак-специфичный(ые) нитрозамин(ы), включая NNK. В подходящем случае по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) связаны с нерастворимой табачной матрицей. В подходящем случае по меньшей мере часть NNK связаны с нерастворимой табачной матрицей. Способы измерения количества свободного(ых) нитрозамина(ов) и нитрозамина(ов), связанного(ых) с нерастворимой табачной матрицей, хорошо известны из уровня техники и описаны в данном документе. Вкратце, экстрагируют аликвоты образцов табака и содержание нитрозаминов в них анализируют с помощью сверхпроизводительной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (UPLC-MS/MS). Как правило, один или несколько стандартов, соответствующих нитрозаминам, количество которых определяют, будут включены в аликвоты образцов табака. Концентрации в образцах, рассчитанные на основании таковых экстрактов, соответствуют концентрациям "свободных NNK" в образце. После обработки экстракционных смесей в соответствии со способами, описанными в данном документе (например, путем нагревания до приблизительно 130°С в течение приблизительно 4 часов), концентрации нитрозаминов снова измеряют с помощью UPLC-MS/MS. На основании этих значений можно рассчитать концентрацию "общего NNK" в образцах. Концентрация "связанного NNK" представляет собой разность между концентрациями "общего NNK" и "свободного NNK". Много исследований было выполнено для табака, в особенности в отношении табак-специфичных нитрозаминов. Свежесобранные табачные листья называют "зеленый табак" и, как полагают, не содержат известных канцерогенов, но зеленый табак не пригоден для потребления человеком. Способ сушки зеленого табака зависит от типа собранного табака. Например, табак Virginia flue (светлый) как правило высушен трубоогневой сушкой, тогда как Burley и некоторые темные разновидности обычно высушены воздушной сушкой. Трубоогневая сушка табака, как правило, происходит на протяжении периода пяти-семи дней в отличие от одного-двух месяцев воздушной сушки. Множество важных химических и биохимических изменений начинается в ходе процесса сушки и продолжается на ранних фазах сушки листа. Изменение цвета табака с желтого на коричневый обычно приводит в результате к образованию и значительному накоплению нитрозаминов и увеличенному содержанию микроорганизмов. Точный механизм, посредством которого образуются табак-специфичные нитрозамины, не ясен, но, как полагают, он интенсифицируется микробной активностью, включая участие микробных нитратредуктаз в образовании нитритов в ходе процесса сушки.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящее изобретение предусматривает способы уменьшения уровня, количества или концентрации одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов в табачном материале. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящее изобретение предусматривает способы уменьшения уровня, количества или концентрации по меньшей мере NNK в табачном материале. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящее изобретение предусматривает способы уменьшения уровня, количества или концентрации в табачном материале одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов, таких как NNK, которые связаны с нерастворимой матрицей.
В одном аспекте предусмотрен способ уменьшения количества одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов в табачном материале, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) необязательно объединения (например, смешивания) табачного материала с первым водным раствором или растворителем и (с) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия или 101 градус Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала. В одном варианте осуществления табачный материал, который нагревают на этапе (с), является увлажненным или влажным. Например, табачный материал может быть в форме по меньшей мере 5% (вес/объем) смеси. В одном варианте осуществления этап (с) включает нагревание смеси, содержащей табачный материал из этапа (b). По меньшей мере часть высвобождаемого(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) высвобождают из табачного материала с помощью одного или нескольких этапов промываний. С помощью способа можно уменьшить общее количество одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов в табачном материале. Как рассматривалось выше, табак-специфичные нитрозамины включают 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), N-нитрозономикотин (NNN), N-нитрозоанатабин (NAT) и N-нитрозоанабазин (NAB). С помощью способа можно уменьшить общее количество по меньшей мере NNK в табачном материале. С помощью способа можно уменьшить общее количество одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов, которые связаны с нерастворимой матрицей, в табачном материале. С помощью способа можно уменьшить общее количество по меньшей мере NNK, которые связаны с нерастворимой матрицей, в табачном материале.
В одном варианте осуществления табачный материал можно использовать в получении восстановленного табака, такого как полотна восстановленного табака (листового). Эти полотна представляют собой бумагоподобный материал, который может быть получен из повторно используемых мелких частиц табака, табачных жилок и "сортового табака", который состоит из частиц табака с размером, обычно меньшим 30 меш, собираемых на любой стадии переработки табака. Восстановленный табак может быть получен путем экстрагирования растворимых химических веществ из табачных отходов, переработки оставшихся после экстракции табачных волокон в бумагу, а затем повторного нанесения экстрагированных материалов в концентрированной форме на бумагу.
Таким образом, в одном аспекте предусмотрен способ получения восстановленного табака, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала; (d) изготовления из табачного материала, полученного на этапе (с), восстановленного табака и (е) необязательно включения восстановленного табака в табачное изделие.
В дополнительном аспекте предусмотрен способ получения восстановленного табака, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) необязательно объединения табачного материала с первым водным раствором или растворителем; (с) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (d) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала; (е) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала; (f) отлива из табачного материала одного или нескольких полотен; (g) сушки отлитого(ых) полотна(ен) и (h) необязательно включения полотна(ен) в табачное изделие.
В одном варианте осуществления табачный материал содержит, или состоит, или фактически состоит из сушеного табачного материала. Способы сушки табачных листьев, в частности зеленых табачных листьев, хорошо известны специалистам в данной области техники и включают без ограничения воздушную сушку, огневую сушку, трубоогневую сушку и солнечную сушку. Способ сушки зеленых табачного материала зависит от типа собранного табака. Например, табак Virginia flue (светлый) как правило высушен трубоогневой сушкой, Burley и некоторые темные разновидности обычно высушены воздушной сушкой, а трубочный табак, жевательный табак и нюхательный табак обычно высушены трубоогневой сушкой. Хотя можно использовать табачный материал любого типа табака, определенные типы табака являются предпочтительными. Особенно предпочтительные табачные материалы выбраны из группы, состоящей из таковых трубоогневой сушки, Turkish, Burley, Virginia, Maryland, Oriental или любой комбинации двух или более из них. Вид табачного материала не ограничен. Он может быть в форме гомогенизированного табачного материала. Он может быть в форме измельченного табачного материала. Он даже может быть в форме мелкоизмельченного табачного материала. Мелкоизмельченный табачный материал, как правило, характеризуется размером частиц от приблизительно 30 до 600 микрон. Мелкоизмельченный табачный материал может быть получен с помощью любого из известных способов изготовления табачных изделий в виде сопутствующих отходов этих способов или может быть получен с помощью дополнительного способа уменьшения размера, такого как техника измельчения, включая ударное измельчение и измельчение с помощью валковой мельницы. Табачные гомогенаты, такие как без ограничения сушеные табачные гомогенаты, могут быть получены из табачного материала с помощью различных способов, известных из уровня техники, например, табак может быть в порезанной, измельченной, гранулированной форме, в форме мелких частиц или порошка. Табак можно использовать в форме частей или кусочков со средним размером частиц, меньшим такового частей или кусочков порезанного табака, используемого в так называемых изделиях из "тонко нарезанного" табака. Если табак имеет форму очень мелкоизмельченных частиц или кусочков табака, то они могут иметь размер, позволяющий проходить через сито с размером ячейки приблизительно 18 меш по Tyler, приблизительно 20 меш по Tyler, приблизительно 50 меш по Tyler, приблизительно 60 меш по Tyler, приблизительно 100 меш по Tyler или приблизительно 200 меш по Tyler или более. При необходимости табачные гомогенаты с разным размером могут быть смешаны друг с другом. В подходящем случае табачные гомогенаты измельчают или размалывают с получением порошкового типа формы с помощью оборудования и техник для измельчения, перемалывания или подобного. В подходящем случае табак находится в относительно сухой форме во время измельчения или перемалывания с помощью оборудования, такого как молотковые мельницы, режущие головки, мельницы с воздушным сепаратором или подобное. Например, части или кусочки табака могут быть измельчены или перемолоты, если их влажность составляет от менее чем приблизительно 15 весовых процентов до менее чем приблизительно 5 весовых процентов. Табачный материал можно формовать с частями табачных листьев, такими как пластинка и жилки, или с табачными жилками, табачными листьями и табачной пылью.
Перед использованием табачный материал можно необязательно предварительно промывать или приводить в контакт с первым водным раствором или растворителем. В определенных вариантах осуществления первый водный раствор представляет собой нетоксичный водный раствор, содержащий воду. В определенных вариантах осуществления первый водный раствор представляет собой исключительно воду. В определенных вариантах осуществления первый водный раствор представляет собой буфер или нетоксичный водный раствор, содержащий буфер. Если используют буфер, то он обычно будет иметь желаемый рН, такой как по меньшей мере приблизительно рН 5,0, рН 6,0 или рН 7,0 или более. Первый водный раствор или растворитель при объединении или смешивании с табачным материалом может представлять собой, например, 5% (вес/объем), 10% (вес/объем), 15% (вес/объем), 20% (вес/объем), 25% (вес/объем), 30% (вес/объем), 35% (вес/объем), 40% (вес/объем) или 45% (вес/объем) или более концентрированную смесь. В определенных вариантах осуществления используют смесь с соотношением табачный материал : водный раствор или растворитель 1:5 или 1:10. В определенных вариантах осуществления этап предварительного промывания выполняют в течение по меньшей мере приблизительно 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 90, 120, 150 или 180 минут или более при приблизительно комнатной температуре. В определенных вариантах осуществления этап предварительного промывания выполняют при приблизительно комнатной температуре или температурах выше или ниже комнатной температуры, таких как приблизительно 20 градусов Цельсия, приблизительно 30 градусов Цельсия, приблизительно 40 градусов Цельсия, приблизительно 50 градусов Цельсия, приблизительно 60 градусов Цельсия, приблизительно 80 градусов Цельсия или приблизительно 90 градусов Цельсия или выше. В определенных вариантах осуществления этап предварительного промывания можно выполнять при механическом перемешивании и/или в более жестких условиях промывания, таких как более высокая температура и/или тщательное механическое перемешивание. Полагают, что более жесткие условия промывания могут дополнительный уменьшить содержание общих табак-специфичных нитрозаминов.
Табачный материал может быть объединен с водным раствором или растворителем с образованием смеси. Водный раствор или растворитель могут быть одинаковыми или разными по отношению к первому водному раствору или растворителю, используемым на этапе предварительного промывания или приведения в контакт. Табачный материал может быть использован для образования табачной пульпы или высушенной табачной пульпы. Табачная пульпа может быть получена путем смешивания табачного материала, включая гомогенизированный или измельченный табачный материал, с водным раствором или растворителем. Точный тип или природа водного раствора или растворителя не являются ограничением, хотя преимущество настоящего изобретения заключается в том, что водный раствор или растворитель не вносят какие-либо дополнительные токсикологически релевантные соединения в табак. Таким образом, водный раствор или растворитель, как правило, не будут токсичными для здоровья человека в концентрациях, используемых в способе обработки. В определенных вариантах осуществления водный раствор представляет собой нетоксичный водный раствор, содержащий воду. В определенных вариантах осуществления водный раствор представляет собой буфер или нетоксичный водный раствор, содержащий буфер. Если используют буфер, то он будет иметь желаемый рН, такой как по меньшей мере приблизительно рН 6,0 или рН 7,0 или более. Водный раствор или растворитель при объединении с табачным материалом может представлять собой, например, 5% (вес/объем), 10% (вес/объем), 15% (вес/объем), 20% (вес/объем), 25% (вес/объем), 30% (вес/объем), 35% (вес/объем), 40% (вес/объем) или 45% (вес/объем) или более концентрированную смесь.
На дополнительном этапе способа табачный материал можно нагревать в течение по меньшей мере приблизительно 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд, или 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60 минут, или 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8 или более часов до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия для высвобождения по меньшей мере части NNK из нерастворимой табачной матрицы в табачный материал. Обычно этап нагревания выполняют в присутствии жидкости, которая может перейти в пар при температуре более чем приблизительно 100 градусов Цельсия для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала. В подходящем случае табачный материал, который нагревают, является увлажненным или влажным перед нагреванием. Например, табачный материал может быть в форме по меньшей мере 5% (вес/объем) смеси. В подходящем случае табачный материал находится в форме смеси, описанной в данном документе, и эту смесь нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд, или 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60 минут, или 2, 3, 4, 5, 6, 7, или 8 или более часов или более до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия, как описано в данном документе, или до температуры более чем приблизительно 200 градусов Цельсия, как описано в данном документе, для высвобождения по меньшей мере части NNK из нерастворимой табачной матрицы в табачный материал. Табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, можно нагревать в течение по меньшей мере приблизительно 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд или 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60 минут, или 2, 3, 4, 5, 6, 7, или 8 или более часов до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия для высвобождения по меньшей мере части одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов, таких как NNK, из нерастворимой табачной матрицы в табачный материал. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 1 минуты до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 5 минут до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 10 минут до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 20 минут до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 минут до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 45 минут до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 60 минут до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 90 минут до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 120 минут до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия.
Температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть больше или равной приблизительно 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109 или 110 градусов Цельсия. Температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть больше или равной приблизительно 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195 или 200 градусов Цельсия. Температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона температур. В качестве примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 101 до 200 градусов Цельсия, от приблизительно 101 до 190 градусов Цельсия, от приблизительно 101 до 180 градусов Цельсия, от приблизительно 101 до 170 градусов Цельсия, от приблизительно 101 до 160 градусов Цельсия, от приблизительно 101 до 150 градусов Цельсия, от приблизительно 101 до 140 градусов Цельсия, от приблизительно 101 до 130 градусов Цельсия, от приблизительно 101 до 120 градусов Цельсия или от приблизительно 101 до 110 градусов Цельсия, от приблизительно 101 до 120 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 110 до 200 градусов Цельсия, от приблизительно 120 до 200 градусов Цельсия, от приблизительно 130 до 200 градусов Цельсия, от приблизительно 140 до 200 градусов Цельсия, от приблизительно 150 до 200 градусов Цельсия, от приблизительно 160 до 200 градусов Цельсия, от приблизительно 170 до 200 градусов Цельсия, от приблизительно 180 до 200 градусов Цельсия или от приблизительно 190 до 200 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 110 до 190 градусов Цельсия, от приблизительно 120 до 190 градусов Цельсия, от приблизительно 130 до 190 градусов Цельсия, от приблизительно 140 до 190 градусов Цельсия, от приблизительно 150 до 190 градусов Цельсия, от приблизительно 160 до 190 градусов Цельсия, от приблизительно 170 до 190 градусов Цельсия, или от приблизительно 180 до 190 градусов Цельсия, или от приблизительно 190 до 200 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 110 до 180 градусов Цельсия, от приблизительно 120 до 180 градусов Цельсия, от приблизительно 130 до 180 градусов Цельсия, от приблизительно 140 до 180 градусов Цельсия, от приблизительно 150 до 180 градусов Цельсия, от приблизительно 160 до 180 градусов Цельсия или от приблизительно 170 до 180 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 110 до 170 градусов Цельсия, от приблизительно 120 до 170 градусов Цельсия, от приблизительно 130 до 170 градусов Цельсия, от приблизительно 140 до 170 градусов Цельсия, от приблизительно 150 до 170 градусов Цельсия или от приблизительно 160 до 170 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 110 до 160 градусов Цельсия, от приблизительно 120 до 160 градусов Цельсия, от приблизительно 130 до 160 градусов Цельсия, от приблизительно 140 до 160 градусов Цельсия или от приблизительно 150 до 160 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают может быть в пределах диапазона от приблизительно 110 до 150 градусов Цельсия, от приблизительно 120 до 150 градусов Цельсия, от приблизительно 130 до 150 градусов Цельсия или от приблизительно 140 до 150 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 110 до 140 градусов Цельсия, от приблизительно 120 до 140 градусов Цельсия или от приблизительно 130 до 140 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 110 до 130 градусов Цельсия, от приблизительно 110 до 120 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 101 до 140 градусов Цельсия, от приблизительно 105 до 140 градусов Цельсия, от приблизительно 110 до 140 градусов Цельсия, от приблизительно 115 до 140 градусов Цельсия, от приблизительно 120 до 140 градусов Цельсия, от приблизительно 125 до 140 градусов Цельсия, от приблизительно 130 до 140 градусов Цельсия или от приблизительно 135 до 140 градусов Цельсия. В качестве дополнительного примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 101 до 130 градусов Цельсия, от приблизительно 105 до 130 градусов Цельсия, от приблизительно 110 до 130 градусов Цельсия, от приблизительно 115 до 130 градусов Цельсия, от приблизительно 120 до 130 градусов Цельсия или от приблизительно 125 до 130 градусов Цельсия.
В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры по меньшей мере приблизительно 110 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 1 минуты до температуры по меньшей мере приблизительно 110 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 5 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 110 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 10 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 110 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 15 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 110 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 20 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 110 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 110 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 60 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 110 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры по меньшей мере приблизительно 120 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 20 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 120 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 120 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 60 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 120 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры по меньшей мере приблизительно 130 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 20 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 130 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 130 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 60 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 130 градусов Цельсия.
В определенных вариантах осуществления температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть больше или равной приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусам Цельсия. Температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона температур. В качестве примера, температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 200 до 300 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 290 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 280 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 270 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 260 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 250 градусов Цельсия.
В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 20 секунд до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 40 секунд до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 1 минуты до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 5 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 10 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 15 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 20 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 30 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. В определенных вариантах осуществления табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, нагревают в течение по меньшей мере приблизительно 60 минут до температуры по меньшей мере приблизительно 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 или 300 градусов Цельсия. Температура, до которой нагревают табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, может быть в пределах диапазона от приблизительно 200 до 300 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 290 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 280 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 270 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 260 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 250 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 240 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 230 градусов Цельсия, от приблизительно 200 до 220 градусов Цельсия или приблизительно 200 до 210 градусов Цельсия.
В способах по настоящему раскрытию табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, как правило, нагревают в присутствии воды и/или пара. В способах по настоящему раскрытию табачный материал, увлажненный или влажный табачный материал или смесь, содержащую табачный материал, как правило, можно нагревать в присутствии исключительно воды и/или исключительно пара. Если используют только пар, желательно чтобы табачный материал находился в форме увлажненного или влажного табачного материала или в форме смеси. Этап нагревания может протекать под давлением, что может вызвать повышение температуры кипения жидкости. В одном варианте осуществления этап нагревания осуществляют при условиях, предусматривающих воздействие на табачный материал пара, включая пар под давлением. В другом варианте осуществления табачный материал подвергают воздействию пара под давлением в ограниченном объеме или сосуде. Иллюстративные уровни давления рассмотрены в данном документе. Может быть использован насыщенный пар под давлением. Насыщенным паром является пар, который находится в равновесном состоянии с нагретой водой при том же давлении. Насыщенный пар под давлением можно получить и использовать в автоклаве. Как будет хорошо понятно специалисту в данной области техники, работа автоклава заключается в повышении температуры в герметичной камере с применением давления. Воду вносят для облегчения проникновение тепла, поскольку вода переносит тепло более эффективно, чем сухой воздух. Как правило, необходимо увеличивать температуру до примерно 121 градусов Цельсия или выше в течение некоторого периода времени. Повышение давления способствует увеличению температуры пара выше его температуры вспышки (температуры испарения). Также можно использовать пар в форме перегретого пара. Перегретый пар представляет собой пар при температуре выше его температуры испарения (кипения) при абсолютном давлении, при котором проводят измерение температуры. Перегретый пар можно использовать с помощью сушилки для сушки перегретым паром.
После этапа нагревания и необязательного этапа нагнетания давления табачный материал необязательно можно промывать вторым водным раствором или растворителем на этапе заключительного промывания. Второй водный раствор или растворитель могут быть одинаковыми или разными по отношению к первому водному раствору или растворителю, используемым на этапе предварительного промывания, и/или одинаковыми или разными по отношению к жидкости, используемой на этапах нагревания/нагнетания давления. В определенных вариантах осуществления второй водный раствор представляет собой нетоксичный водный раствор, содержащий воду. В определенных вариантах осуществления второй водный раствор представляет собой буфер или нетоксичный водный раствор, содержащий буфер. Если используют буфер, то он будет иметь желаемый рН, такой как по меньшей мере приблизительно рН 6,0 или рН 7,0 или более. Второй водный раствор или растворитель при объединении с табачным материалом может представлять собой, например, 5% (вес/объем), 10% (вес/объем), 15% (вес/объем), 20% (вес/объем), 25% (вес/объем), 30% (вес/объем), 35% (вес/объем), 40% (вес/объем) или 45% (вес/объем) или более концентрированную смесь. В определенных вариантах осуществления используют смесь с соотношением табачный материал : водный раствор или растворитель 1:5 или 1:10. В определенных вариантах осуществления этап заключительного промывания выполняют в течение по меньшей мере приблизительно 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 90, 120, 150 или 180 минут или более при комнатной температуре. В определенных вариантах осуществления этап заключительного промывания выполняют при приблизительно комнатной температуре или даже повышенных температурах, таких как приблизительно 20 градусов Цельсия, приблизительно 30 градусов Цельсия, приблизительно 40 градусов Цельсия, приблизительно 50 градусов Цельсия, приблизительно 60 градусов Цельсия, приблизительно 80 градусов Цельсия или приблизительно 90 градусов Цельсия или выше. В определенных вариантах осуществления этап предварительного промывания можно выполнять при механическом перемешивании и/или более жестких условиях промывания. Полагают, что более жесткие условия промывания, такие как более высокая температура и/или тщательное механическое перемешивание, могут дополнительно уменьшить содержание общих табак-специфичных нитрозаминов.
На дополнительном необязательном этапе переработанный или обработанный табачный материал, полученный или получаемый с помощью способов, описанных в данном документе, сушат. Подходящие условия для сушки табачного материала хорошо известны из уровня техники и включают, например, температуру приблизительно 50 градусов Цельсия в течение приблизительно 17 часов.
На любой стадии данного способа можно измерять содержание табак-специфичных нитрозаминов, например, содержание по меньшей мере NNK. В одном варианте осуществления количество одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов измеряют в начале осуществления способа и/или в конце осуществления способа. В другом варианте осуществления количество одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов измеряют в конце осуществления способа для того, чтобы проверить, что содержание табак-специфичных нитрозаминов соответствует необходимому количеству или концентрации. В другом варианте осуществления количество одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов измеряют перед этапом нагревания, а затем после него. Таким образом, способы, описанные в данном документе, могут включать еще один необязательный этап измерения количества одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов, описанных в данном документе. Способы могут включать этап измерения количества одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов в их свободной и/или связанной форме. В одном варианте осуществления измеряют по меньшей мере уровень или количество NNK. Уровни этих соединений можно измерить в табачном материале, в табачном сырье или в табачном гомогенате и т.п. Уровни этого одного или нескольких соединений можно измерить после обработки с помощью способов, описанных в данном документе. Уровни этого одного или нескольких соединений можно измерить перед обработкой с помощью способов, описанных в данном документе, в ходе обработки с помощью способов, описанных в данном документе, или в конце обработки с помощью способов, описанных в данном документе. Уровни этих соединений можно даже измерять периодически в ходе обработки с помощью способов, описанных в данном документе. Уровни можно сравнить, например, с контрольным табачным материалом, который не подвергали способам, описанным в данном документе. Таким образом, этап измерения может необязательно сопровождаться этапом сравнения для сравнения уровней нитрозамина(ов) в табаке. Различные способы, известные из уровня техники, можно использовать для измерения количества табак-специфичных нитрозаминов, такие как способы жидкостной хроматографии, включая сверхпроизводительную жидкостную хроматографию и масс-спектрометрию, включая тандемную масс-спектрометрию, которая широко известна в уровне техники. В одном варианте осуществления применяют сверхпроизводительную жидкостную хроматографию с тандемной масс-спектрометрией (UPLC-MS/MS).
В дополнительном аспекте предусмотрен способ уменьшения количества одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов, связанных с нерастворимой табачной матрицей, в табачном материале, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов, связанных с нерастворимой табачной матрицей; (b) необязательно объединения табачного материала с первым водным раствором или растворителем; и (с) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; и (d) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала. В одном варианте осуществления табачный материал, который нагревают на этапе (с), является увлажненным или влажным перед нагреванием. Например, табачный материал может быть в форме по меньшей мере 5% (вес/объем) смеси. В одном варианте осуществления этап (с) включает нагревание водного раствора или растворителя, содержащего табачный материал из этапа (b). В другом аспекте предусмотрен способ уменьшения количества NNK, связанных с нерастворимой табачной матрицей, в табачном материале, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего NNK, связанных с нерастворимой табачной матрицей; (b) необязательно объединения табачного материала с первым водным раствором или растворителем; и (с) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; и (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала. В одном варианте осуществления табачный материал, который нагревают на этапе (с), является увлажненным или влажным перед нагреванием. Например, табачный материал может быть в форме по меньшей мере 5% (вес/объем) смеси. В одном варианте осуществления этап (с) включает нагревание смеси, содержащей табачный материал из этапа (b).
В определенных вариантах осуществления максимальная скорость высвобождения табак-специфичных нитрозаминов, например NNK, наблюдается в течение 30-60 минут нагревания табачного материала. В определенных вариантах осуществления по меньшей мере примерно 10000 нг/г NNK высвобождается в течение приблизительно 30-60 минут нагревания табачного материала или по меньшей мере приблизительно 13000 нг/г NNK высвобождается в течение приблизительно 30-60 минут нагревания табачного материала. В определенных вариантах осуществления скорость высвобождения увеличивается при более высоких температурах. Например, примерно 10000 нг/г NNK может высвободиться при 130 градусах Цельсия в течение приблизительно 30-60 минут нагревания табачного материала, тогда как приблизительно 13000 нг/г NNK может высвободиться при 140 градусах Цельсия в течение приблизительно 30-60 минут нагревания табачного материала. Количество высвобождающихся NNK может сохраняться в течение более чем приблизительно 4 часов при приблизительно 130 градусах Цельсия и в течение более чем приблизительно 8 часов при приблизительно 140 градусах Цельсия.
Может наблюдаться зависимое от температуры уменьшение количества общих NNK, то есть свободных и связанных NNK. Например, через приблизительно 1 час при приблизительно 110 градусах Цельсия содержание общих NNK в табачном материале может составлять приблизительно 3400 нг/г. Через приблизительно 1 час при 120 градусах Цельсия содержание общих NNK может составлять приблизительно 2900 нг/г. Через приблизительно 1 час при 130 градусах Цельсия содержание общих NNK может составлять приблизительно 2600 нг/г.
Может наблюдаться зависимое от температуры уменьшение количества связанных с матрицей NNK. Через приблизительно 1 час при 110 градусах Цельсия содержание связанных с матрицей NNK может составлять приблизительно 2480 нг/г. Через приблизительно 1 час при 120 градусах Цельсия содержание связанных с матрицей NNK может составлять приблизительно 1520 нг/г. Через приблизительно 1 час при 130 градусах Цельсия содержание связанных с матрицей NNK может составлять приблизительно 810 нг/г.
Табачный материал может содержать добавки, которые включают без ограничения один или несколько из следующих компонентов, а также их комбинаций: ароматизаторы, органические и неорганические наполнители (например, зерно, обработанное зерно, вздутое зерно, мальтодекстрин, декстрозу, карбонат кальция, фосфат кальция, кукурузный крахмал, лактозу, маннит, ксилит, сорбит, мелкоизмельченную целлюлозу и т.п.), связующие (например, повидон, карбоксиметилцеллюлозу натрия и другие типы связующих на основе модифицированной целлюлозы, альгинат натрия, ксантановую камедь, связующие на основе крахмала, аравийскую камедь, лецитин и т.п.), красящие вещества (например, красители и пигменты, включая карамельный краситель и диоксид титана, и т.п.), увлажняющие вещества (например, глицерин, пропиленгликоль и т.п.), добавки для ухода за полостью рта, консерванты (например, сорбат калия и т.п.), сиропы (например, мед, кукурузную патоку с высоким содержанием фруктозы и т.п., используемые в качестве ароматизаторов) и разрыхлители (например, микрокристаллическую целлюлозу, кроскармеллозу натрия, кросповидон, крахмалгликолят натрия, прежелатинизированный кукурузный крахмал и т.п.). Такие добавки известны специалистам в данной области техники и могут присутствовать в количествах и в формах, известных из уровня техники.
Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, табак-специфичные нитрозамины, помимо их образования в ходе сушки, как считается, образуются в ходе переработки табака. Таким образом, способы, описанные в данном документе, могут быть особенно эффективными для уменьшения уровня, количества или концентрации одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов, таких как NNK, которые образуются в табачном изделии, включая табачные изделия, изготовляемые из сушеного табака или табачной пульпы, в которых могут накапливаться высокие уровни табак-специфичных нитрозаминов. Как рассматривается в данном документе, способы, описанные в данном документе, могут быть особенно пригодными для получения восстановленного табака.
В дополнительном аспекте предусмотрен (переработанный или обработанный) табачный материал, содержащий менее чем приблизительно 2400 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 900 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит менее чем приблизительно 2480 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 930 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит менее чем приблизительно 2481 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 934 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит менее чем приблизительно 1550 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 1300 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит менее чем приблизительно 1520 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 1390 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит менее чем приблизительно 1520 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 1397 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит менее чем приблизительно 810 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 1800 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит менее чем приблизительно 809 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 1850 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит менее чем приблизительно 809 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 1859 или 1860 нг/г свободных NNK.
В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит от приблизительно 2500 нг/г NNK до 800 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и от приблизительно 900 нг/г до 1900 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит от приблизительно 2480 нг/г NNK до 810 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и от приблизительно 930 нг/г до 1860 нг/г свободных NNK. В определенных вариантах осуществления (переработанный или обработанный) табачный материал содержит от приблизительно 2481 нг/г NNK до 809 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и от приблизительно 934 нг/г до 1859 нг/г свободных NNK.
Табачный материал, полученный или получаемый с помощью способов, описанных в данном документе, может быть включен в различные потребительские продукты, такие как табачные изделия. Также в данном документе описаны табачные изделия, изготовленные из табачного материала, полученного или получаемого с помощью способов, описанных в данном документе. Также настоящим раскрытием охвачены способы изготовления таких табачных изделий. Табачные изделия включают без ограничения курительные изделия или изделия для курения и бездымные табачные изделия, включая негорючие изделия, нагреваемые изделия и изделия, образующие аэрозоль. Неограничивающие примеры курительных изделий и изделий для курения включают сигареты, сигариллы, сигары и сорта трубочного табака. Неограничивающие примеры бездымных табачных изделий включают сорта жевательного табака, нюхательного табака и субстраты для применения в изделиях, образующих аэрозоль. Бездымные табачные изделия могут содержать табак в любой форме, включая высушенные частицы, обрезки, гранулы, порошки или суспензию, нанесенные, смешанные, окруженные или иным образом комбинированные с другими ингредиентами в любом формате, таком как хлопья, пленки, таблетки, пеноматериалы или шарики. Жидкое содержимое бездымных табачных изделий может содержаться в устройстве или может быть ограничено в форме, такой как шарики, для предотвращения взаимодействия с водорастворимой оберткой. Обертка может иметь форму кисета для того, чтобы частично или полностью ограничить табакосодержащие композиции или чтобы выполнять функцию клея для удержания вместе нескольких таблеток, шариков или хлопьев табака. Иллюстративные материалы для создания обертки включают пленочные композиции, содержащие НРМС, CMC, пектин, альгинаты, пуллулан и другие коммерчески реализуемые пищевые пленкообразующие полимеры. Другие материалы обертки могут включать предварительно сформированные капсулы, получаемые из желатина, НРМС, крахмала/каррагенана или других коммерчески доступных материалов. Такие материалы обертки могут включать табак в качестве ингредиента. Обертки, которые не разрушаются в ротовой полости, могут состоять из тканого или нетканого материала, покрытой или непокрытой бумаги или перфорированных или других пористых пластмассовых пленок. Обертки могут включать ароматизирующие или красящие средства. Бездымные изделия могут быть скомпонованы вместе с помощью обертки с применением любого способа, известного специалистам в области техники, связанной с серийной упаковкой, включая такие способы, как упаковка в блистеры, при которой небольшая упаковка может быть образована с помощью вертикальной упаковочной машины.
Один аспект относится к способу получения аэрозоля из табачного материала, включающему этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, полученного или получаемого с помощью способов, описанных в данном документе; и (b) нагревания табачного материала с получением аэрозоля. Другой аспект относится к способу уменьшения количества или концентрации одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов, таких как NNK, в аэрозоле. Как правило, аэрозоль будет находиться в форме дыма. Способ включает этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала и (d) нагревания табачного материала из этапа (с) с получением аэрозоля. Также предусмотрен аэрозоль, полученный или получаемый с помощью способов, описанных в данном документе. В подходящем случае полученный аэрозоль содержит более низкий уровень NNK по сравнению с аэрозолем из контрольного табачного материала, который не подвергали по меньшей мере этапу (b). Из табачного материала, полученного или получаемого с помощью способов, описанных в данном документе, может быть образован восстановленный табак. Восстановленный табак, как правило, может быть образован различными путями. Например, в одном варианте осуществления для образования восстановленного табака можно применять ленточный отлив. При ленточном отливе, как правило, используют пульпу из мелкоизмельченных частей табака и связующее, нанесенное на стальную ленту и затем высушенное. После сушки полотно смешивают с полосками из природного табака или нарезают и используют в различных табачных изделиях, включая в виде сигаретного наполнителя. Некоторые примеры способов получения восстановленного табака описаны в US 3353541, US 3420241, US 3386449, US 3760815 и 4674519. Восстановленный табак может также быть образован с помощью способа изготовления бумаги. Некоторые примеры способов образования восстановленного табака в соответствии с этим способом описаны в US 3428053, US 3415253, US 3561451, US 3467109, US 3483874, US 3860012, US 3847164, US 4182349, US 5715844, US 5724998 и US 5765570. Например, образование восстановленного табака с помощью техник изготовления бумаги может включать этапы смешивания табака с водой, экстрагирования из него растворимых ингредиентов, концентрирования растворимых ингредиентов, очистки табака, образования холста, повторного нанесения концентрированных растворимых ингредиентов, сушки и трепания. Различные ингредиенты, такие как ароматизирующие или красящие средства обработки, могут быть нанесены на холст. Таким образом, в соответствии с дополнительным аспектом предусмотрен способ получения восстановленного табака, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия и (с) изготовления из табачного материала, полученного на этапе (b), восстановленного табака. В подходящем случае восстановленный табак получают с помощью способа ленточного отлива или способа изготовления бумаги. Табачный материал можно необязательно промывать перед этапом нагревания и/или после него.
В соответствии с другим вариантом осуществления из табачного материала, полученного или получаемого с помощью способов, описанных в данном документе, может быть образовано табачное полотно, такое как полотно из восстановленного табака. В соответствии с этим вариантом осуществления способ может включать этапы: (а) получения (обработанного или переработанного) табачного материала, такого как табачный гомогенат, в соответствии со способами, описанными в данном документе; (b) получения пульпы табачного гомогената; (с) отлива пульпы табачного гомогената и (d) сушки пульпы табачного гомогената с образованием полотна из восстановленного табака.
В соответствии с другим вариантом осуществления способ может включать этапы: (а) получения (обработанного или переработанного) табачного материала, такого как табачный гомогенат, в соответствии со способами, описанными в данном документе, и получения табачной пульпы; (b) отлива пульпы табачного гомогената и (с) сушки пульпы табачного гомогената с образованием табачного полотна.
Этап отлива пульпы табачного гомогената можно осуществлять с помощью любого из способов отлива или изготовления бумаги, известных из уровня техники. В качестве примера, способы отлива описаны в US 5724998 и US 5584306; способы изготовления бумаги описаны в US 4341228; US 5584306 и US 6216706. Способы отлива, как правило, включают отлив пульпы на непрерывной конвейерной ленте из нержавеющей стали, сушки отлитой пульпы с образованием полотна из восстановленного табака и удаления указанного полотна. Способы изготовления бумаги, как правило, включают отлив водной пульпы из напорного ящика на проволочную сетку с образованием желаемого полотна. Водная пульпа может быть разделена на растворимую часть и волокнистую часть. Воду откачивают из волокнистой части и таким образом образуется полотно, затем его обрабатывают и сушат.
Табачная пульпа может дополнительно содержать одно или несколько связующих, таких как камеди и пектины. Как описано выше, табачная пульпа, которую используют для получения полотен из восстановленного табака, может дополнительно содержать обычные добавки, которые включают без ограничения один или несколько из следующих компонентов, а также комбинации следующего: волокон древесной целлюлозы, веществ для образования аэрозоля, Сахаров, и ароматизаторов, и связующих. Добавки из перечня, описанного выше, известны специалистам в данной области техники и могут присутствовать в этой водной пульпе в количествах и в формах, известных из уровня техники.
После получения полотна из восстановленного табака, описанные в данном документе, могут быть разрезаны аналогично целому листовому табаку с получением табачного наполнителя, пригодного для сигарет и других табачных изделий. Полотна восстановленного табака, описанные в данном документе, можно дополнительно подвергать обрезке или обдирке с помощью механических пальцеобразных выступов с получением кусочков, размер которых аналогичен таковому полосок пластинок природного табака, или разрезать на кусочки ромбовидной формы со стороной от приблизительно 50 до 100 мм. Участки полотна из восстановленного табака, описанного в данном документе, могут быть дополнительно смешаны с другими разновидностями табака, такими как табак трубоогневой сушки, табак Burley, табак Maryland, табак Oriental, табак Rare, табак Specialty, взорванный табак и т.п. Точное количество каждого типа табака в табачной смеси, используемой для изготовления конкретной марки сигарет, различается от марки к марке. См., например, Tobacco Encyclopaedia, Voges (Ed.) p. 44-45 (1984), Browne, The Design of Cigarettes, 3rd Ed., p. 43 (1990) и Tobacco Production, Chemistry and Technology, Davis et al. (Eds.) p. 346 (1999). Вся смесь затем может быть порезана с получением резаного наполнителя и включена в табачное изделие. Соответственно, предусмотрены способы изготовления табачного изделия, содержащего табак (например, полотно из восстановленного табака) с уменьшенным количеством табак-специфичных нитрозаминов, таких как NNK.
Табачный материал, полученный или получаемый в соответствии с раскрытием по данному документу, также может быть использован в резаном табачном наполнителе и в курительном изделии, образованным табачным стержнем из резаного наполнителя. Стандартно табачные изделия с резаным наполнителем для курительных изделий получают преимущественно из части табачного листа, относящейся к пластинке, которую отделяют от части листа, относящейся к жилкам, в ходе процесса трепания. Значительная часть жилок, которые остаются после удаления и отделения пластинки, не используются. Для увеличения количества табачного материала, который можно коммерчески использовать, некоторые табачные жилки можно добавлять обратно в резаный наполнитель вместе с пластинкой. Чтобы улучшить вкус и свойства горения табачной жилки для применения в резаном наполнителе, жилки зачастую сначала подвергают одной или нескольким процедурам обработки, которые могут включать процедуры, описанные в данном документе. Этап вальцевания можно выполнять по отношению к табачным жилкам, которые были подвергнуты способу по настоящему раскрытию. Жилки можно вальцевать до получения желаемой толщины, например, средней толщины от приблизительно 0,6 мм до 0,8 мм. В ходе последующих этапов переработки и хранения жилки могут расширяться до конечной толщины от приблизительно 0,8 мм до приблизительно 1,0 мм. После вальцевания жилки сушат и перемещают на табачную фабрику, где их режут и добавляют к резаному табачному наполнителю. В некоторых случаях этап вальцевания может быть альтернативно включен как часть способа получения резаного наполнителя в составе поточной линии. Как правило, содержание влаги в табачных жилках составляет от приблизительно 28% до приблизительно 34% удаляемых в печи летучих веществ перед вальцеванием для предупреждения повреждения структуры жилок. При необходимости табачные жилки можно кондиционировать перед вальцеванием для увеличения содержания влаги до данного уровня. Известные способы кондиционирования табачных жилок включают приведение жилок в контакт с водой, паром или смесью воды и пара. В способах, где этап вальцевания включен в состав поточной линии и используют сушеные жилки, этап кондиционирования будет, как правило, длиться дольше и может потребовать этапа замачивания, на котором жилки замачивают в воде на несколько часов перед вальцеванием. Табачные жилки можно вальцевать с применением одноэтапного способа вальцевания для уменьшения толщины жилок до желаемой средней толщины. После вальцевания жилки можно резать с получением ширины торца от 0,1 мм до 0,2 мм. Резаные вальцованные жилки затем необязательно взрывают с применением известных техник взрыва жилки, а затем сушат. В случае, когда жилки предварительно вальцуют и сушат, как правило, будет необходимо кондиционировать жилки перед резанием для увеличения снова содержания влаги табачных жилок до значения от 28% до 34% удаляемых в печи летучих веществ. Это увеличивает пластичность табачных жилок для ограничения повреждения или ломки жилок в ходе резания. Наконец, резаные вальцованные жилки объединяют с резаной табачной пластинкой и любыми дополнительными табачными материалами для образования резаного наполнителя, содержащего по меньшей мере 5% по весу резаных вальцованных табачных жилок. Таким образом, в дополнительном аспекте предусмотрен способ получения табака для применения в качестве резаного табачного наполнителя, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала; (d) промывания табачного материала из этапа (с) водным раствором или растворителем для высвобождения табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала и (е) вальцевания и резания табачного материала. Также описан способ обработки табачного материала, такого как табачные жилки, для применения в резаном табачном наполнителе, при этом способ включает этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала; (d) промывания табачного материала из этапа (с) водным раствором или растворителем для высвобождения табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала; (е) вальцевания табачного материала; (f) резания восстановленного табачного материала и (g) необязательно сушки резаных вальцованных жилок. Вальцованные табачные жилки могут быть объединены с табачной пластинкой, так что этапы выполняют по отношению к объединенным табачным жилкам и пластинке. Этап резания может включать резание вальцованных жилок с получением ширины торца от приблизительно 0,3 мм до 1,3 мм. Способ может включать этапы удаления жилок из табачного листа; резания жилок с получением средней длины от приблизительно 15 мм до 80 мм и вальцевания жилок с получением толщины от 0,1 мм до 0,5 мм. Также предусмотрен способ получения резаного наполнителя, содержащего вальцованные табачные жилки, при этом способ включает обработку табачных жилок с помощью способа, описанного в данном документе; и смешивание обработанных жилок по меньшей мере с одним типом табачной пластинки, взорванным табаком или восстановленным табаком с получением резаного наполнителя.
Резаный табачный наполнитель, полученный или получаемый с помощью этого способа, может содержать по меньшей мере 60% и предпочтительно по меньшей мере 80% по весу табачной пластинки со средней шириной торца от 0,8 мм до 1,1 мм, в подходящем случае приблизительно 0,9 мм и средней толщиной приблизительно 0,2 мм. Резаный табачный наполнитель может содержать до 95% по весу табачной пластинки со средней шириной торца от приблизительно 0,8 мм до 1,1 мм, более предпочтительно приблизительно 0,9 мм и средней толщиной приблизительно 0,2 мм. Частицы табачной пластинки в резаном наполнителе, следовательно, имеют такие же размеры, что и частицы табачной жилки. Сами по себе табачные жилки визуально не отличаются от табачной пластинки, даже при высоком проценте ввода. Кроме того, смесь табачных жилок и пластинки можно успешно транспортировать и эффективно перерабатывать без значительного оседания жилок. В подходящем случае средняя ширина торца резаных вальцованных табачных жилок составляет в пределах приблизительно 0,1 мм, более предпочтительно в пределах приблизительно 0,05 мм от средней толщины табачной пластинки в резаном наполнителе. Резаные наполнители могут быть включены во множество курительных изделий. Например, резаный наполнитель можно использовать в табачном стержне сгораемого курительного изделия, такого как сигарета с фильтром, сигарилла или сигара. Альтернативно, резаный наполнитель можно использовать для обеспечения табачного субстрата, генерирующего аэрозоль, в курительном изделии, основанном на возгонке, или электрически нагреваемой курительной системе. Альтернативно, резаный наполнитель можно использовать в виде изделия-самокрутки или изделия из листового табака, например, для применения в трубке.
Табачный материал может быть полученным из встречающегося в природе табачного растения, мутантного табачного растения, не встречающегося в природе табачного растения или трансгенного табачного растения.
Табачный материал может быть полученным или получаемым из табачных растений, которые включают растения рода Nicotiana, различные виды Nicotiana, включая N. rustica и N. tabacum. Табачный материал может быть полученным из различных видов Nicotiana, широко известных как сорта трубоогневой сушки или светлые сорта, сорта Burley, темные сорта и сорта Oriental/Turkish. В некоторых вариантах осуществления табачный материал получен из Burley, Virginia, табака трубоогневой сушки, воздушной сушки, огневой сушки, Oriental или табачного растения темного сорта. В некоторых вариантах осуществления табачный материал получен, например, из одного или нескольких следующих сортов: N. tabacum АА 37-1, N. tabacum В 13Р, N.tabacum Xanthi (Mitchell-Mor), N.tabacum KT D#3 Hybrid 107, N.tabacum Bel-W3, N.tabacum 79-615, N.tabacum Samsun Holmes NN, F4 из гибрида N.tabacum BU21 с N.tabacum Hoja Parado, линии 97, N.tabacum KTRDC#2 Hybrid 49, N.tabacum KTRDC#4 Hybrid 1 10, N.tabacum Burley 21, N.tabacum PM016, N.tabacum KTRDC#5 KY 160 SI, N.tabacum KTRDC#7 FCA, N.tabacum KTRDC#6 TN 86 SI, N.tabacum PM021, N.tabacum K 149, N.tabacum K 326, N.tabacum K 346, N.tabacum K 358, N.tabacum K 394, N.tabacum K 399, N.tabacum K 730, N.tabacum KY 10, N.tabacum KY 14, N.tabacum KY 160, N.tabacum KY 17, N.tabacum KY 8959, N.tabacum KY 9, N.tabacum KY 907, N.tabacum MD 609, N.tabacum McNair 373, N.tabacum NC 2000, N.tabacum PG 01, N.tabacum PG 04, N.tabacum P01, N.tabacum P02, N.tabacum Р03, N.tabacum RG 11, N.tabacum RG 17, N.tabacum RG 8, N.tabacum Speight G-28, N.tabacum TN 86, N.tabacum TN 90, N.tabacum VA 509, N.tabacum AS44, N.tabacum Banket A1, N.tabacum Basma Drama В84/31, N.tabacum Basma I Zichna ZP4/B, N.tabacum Basma Xanthi BX 2A, N.tabacum Batek, N.tabacum Besuki Jember, N.tabacum С104, N.tabacum Coker 319, N.tabacum Coker 347, N.tabacum Criollo Misionero, N.tabacum PM092, N.tabacum Delcrest, N.tabacum Djebel 81, N.tabacum DVH 405, N.tabacum Galpao Comum, N.tabacum HB04P, N.tabacum Hicks Broadleaf, N.tabacum Kabakulak Elassona, N.tabacum PM102, N.tabacum Kutsage E1, N.tabacum KY 14xL8, N.tabacum KY 171, N.tabacum LA BU 21, N.tabacum McNair 944, N.tabacum NC 2326, N.tabacum NC 71, N.tabacum NC 297, N.tabacum NC 3, N.tabacum PVH 03, N.tabacum PVH 09, N.tabacum PVH 19, N.tabacum PVH 2110, N.tabacum Red Russian, N.tabacum Samsun, N.tabacum Saplak, N.tabacum Simmaba, N.tabacum Talgar 28, N.tabacum PM132, N.tabacum Wislica, N.tabacum Yayaldag, N.tabacum NC 4, N.tabacum TR Madole, N.tabacum Prilep HC-72, N.tabacum Prilep P23, N.tabacum Prilep PB 156/1, N.tabacum Prilep Ρ12-2/1, N.tabacum Yaka JK-48, N.tabacum Yaka JB 125/3, N.tabacum TI-1068, N.tabacum KDH-960, N.tabacum TI-1070, N.tabacum TW136, N.tabacum PM204, N.tabacum PM205, N.tabacum Basma, N.tabacum TKF 4028, N.tabacum L8, N.tabacum TKF 2002, N.tabacum TN90, N.tabacum GR141, N.tabacum Basma xanthi, N.tabacum GR149, N.tabacum GR153 и N. tabacum Petit Havana.
Дополнительные аспекты настоящего раскрытия приведены в следующих пунктах.
1. Способ уменьшения количества одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов в табачном материале, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов из нерастворимой табачной матрицы табачного материала и (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала.
2. Способ в соответствии с пунктом 1, где табак-специфичный(ые) нитрозамин(ы) включают, состоят или фактически состоят из NNK.
3. Способ в соответствии с пунктом 1 или пунктом 2, где табачный материал, обеспеченный на этапе (а), приводят в контакт с первым водным раствором или растворителем перед этапом (b).
4. Способ в соответствии с любым из предыдущих пунктов, где табак-специфичный(ые) нитрозамин(ы) удаляют из образца посредством одного или нескольких промываний вторым водным раствором или растворителем.
5. Способ в соответствии с пунктом 3 или пунктом 4, где первый и/или второй водный раствор или растворитель являются одинаковыми или разными.
6. Способ в соответствии с любым из предыдущих пунктов, где табачный материал выбран из группы, состоящей из табачного листа, и/или табачных жилок, и/или табачной пыли, и/или главной жилки пластинки табачного листа или комбинации двух или более из них.
7. Способ в соответствии с любым из предыдущих пунктов, где табачный материал нагревают в присутствии воды или пара, полученного из воды.
8. Способ в соответствии с любым из предыдущих пунктов, где табачный материал нагревают на этапе (b) в присутствии пара под давлением и/или перегретого пара.
9. Табачный материал, полученный или получаемый с помощью способа по любому из пунктов 1-8.
10. Табачный материал, содержащий менее чем приблизительно 2400 нг/г NNK в нерастворимой табачной матрице и по меньшей мере приблизительно 900 нг/г свободных NNK.
11. Способ уменьшения количества или концентрации одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов в аэрозоле, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части одного или нескольких табак-специфичных нитрозаминов из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала и (d) нагревания табачного материала из этапа (b) с получением аэрозоля.
12. Способ получения восстановленного табака, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия; (с) промывания табачного материала из этапа (b) водным раствором или растворителем для высвобождения табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала; (d) изготовления из табачного материала, полученного на этапе (с), восстановленного табака и (е) необязательно включения восстановленного табака в табачное изделие.
13. Способ получения восстановленного табака, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) изготовления восстановленного табака из указанного табачного материала путем отделения табачных волокон от растворимого материала; (с) нагревания отделенных волокон в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры по меньшей мере 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы отделенных волокон; (d) промывания волокон водным раствором или растворителем; (е) повторного соединения волокон и растворимого материала с образованием полотна из восстановленного табака и (f) необязательно включения восстановленного табака в табачное изделие.
14. Способ получения табака для применения в качестве резаного табачного наполнителя, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачного материала, такого как табачные жилки, содержащего один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревание табачного материала в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачного материала; (с) удаления по меньшей мере части высвобожденного(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачного материала и (d) вальцевания и резания табачного материала.
15. Способ получения резаного наполнителя, содержащего вальцованные табачные жилки, включающий этапы: (а) обеспечения наличия табачных жилок, содержащих один или несколько табак-специфичных нитрозаминов; (b) нагревания табачных жилок в течение по меньшей мере приблизительно 30 секунд до температуры более чем приблизительно 100 градусов Цельсия в присутствии жидкости или пара для высвобождения по меньшей мере части табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из нерастворимой табачной матрицы табачных жилок; (с) удаления по меньшей мере части высвобождаемого(ых) табак-специфичного(ых) нитрозамина(ов) из табачных жилок; (d) смешивания обработанных жилок по меньшей мере с одним типом табачной пластинки, взорванного табака или восстановленного табака и (е) получения резаного наполнителя.
Следующие примеры предусмотрены в качестве иллюстрации, но не как ограничение. Если не указано иное, в настоящем изобретении применяют стандартные техники и способы молекулярной биологии и биологии растений.
Примеры
Пример 1
Способ анализа свободных и связанных NNK в табак
4
Аликвоты образцов табака (например, приблизительно 750 мг) экстрагировали приблизительно 30 мл буфера Tris-HCl (50 мм; рН 7,4) путем встряхивания в течение приблизительно одного часа при примерно комнатной температуре. Добавляли внутренние стандарты (100 нг/мл NNK-d). Образцы (0,4 мл) экстрактов фильтровали с использованием 0,2 мкМ фильтра и содержание NNK анализировали с помощью сверхэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (UPLC-MS/MS). Концентрации в образцах, рассчитанные на основании данных концентраций в экстрактах, соответствуют концентрациям "свободных NNK" в образце. После обработки экстракционных смесей (например, путем нагревания до приблизительно 130°С в течение приблизительно 4 часов) и фильтрования аликвот экстрактов концентрации NNK снова измеряли с помощью UPLC-MS/MS. На основании этих значений можно рассчитать концентрацию "общих NNK" в образцах. Концентрация "связанного NNK" представляет собой разность между концентрациями "общего NNK" и "свободного NNK".
Альтернативный способ экстракции "общих NNK" включает подкисление экстракционных смесей концентрированной HCl (например, 3 мл 37% HCl, добавленной к 30 мл) и инкубирования в течение 48 часов при 80°С. Кислые экстракты нейтрализовали перед фильтрацией и анализом UPLC путем добавления раствора NaOH (6 н., 40 мкл) и суспензии гидроксида магния (10%; 40 мкл) к 320 мкл экстракта.
Пример 2
Анализ UPLC
Использовали колонку Waters Acquity ВЕН С18, 1,7 мкМ, 2,1 Ч 50 мм. Использовали следующие элюенты: (А) бикарбонат аммония (10 мМ; рН доведен аммиаком до 9,8) + 2% (объем/объем) ацетонитрил; (В) ацетонитрил. Использовали следующий градиент: 0 мин. - 5% В; 0,5 мин. - 5% В; 3,3 мин. - 18,3% В. Использовали поток 0,5 мл/мин. Температура используемой колонки составляла 50°С.
Пример 3
Методика MS/MS
Данный анализ выполняли на спектрометре Waters TQ с использованием следующих переходных режимов MRM: NNK: 208,2  122,2; время выдержки 100 мс; NNK-d4: 212,2  126,2; время выдержки 100 мс; капиллярное напряжение: 0,6 кВ; напряжение на конусе: 25 В; энергия столкновений: 11 эВ; температура источника: 120°С; температура десольватации: 400°С; поток газа десольватации: 800 л/ч.
Пример 4
Анализ свободных и связанных с матрицей NNK в образцах табака
Применяя полученные данные о том, что связанные с матрицей NNK высвобождаются путем экстракции 1 н. HCl (при 80°С в течение двух дней), свободные и связанные с матрицей NNK анализировали в образцах табака с помощью UPLC-MS/MS, как описано выше. Применяя данный способ, обнаруживали, что большой процент NNK в листьях Burley, жилках Burley и восстановленном табаке находится в связанной с матрицей форме.
Как показано на фигуре 1, наиболее высокое содержание общих NNK в данном анализе обнаруживали в восстановленном табаке и в жилках Burley. Общее содержание свободных NNK и общее содержание связанных NNK было наиболее высоким в восстановленном табаке и в жилках Burley.
Пример 5
Высвобождение связанных с матрицей NNK из промытой водой жилки Burley
Вышеуказанное высвобождение в кислой (или щелочной) среде связанных с матрицей NNK нельзя широко использовать для удаления NNK из табачного материала, предназначенного для применения человеком, из-за его влияния на механическую прочность табака. Следовательно, необходимы другие способы.
Промытые водой жилки Burley нагревали в воде до 130°С или 140°С в лабораторном автоклаве. В результате этого в течение четырех часов высвобождалось значительное количество связанных с матрицей NNK. Как можно увидеть на фигуре 2, максимальная скорость высвобождения NNK в жилках Burley наблюдалась в течение первых 30-60 минут, при этом около 10000 нг/г высвобождалось при 130 градусах Цельсия и приблизительно 13000 нг/г высвобождалось при 140 градусах Цельсия. Количество высвобождающихся NNK сохранялось до приблизительно 4 часов при 130 градусах Цельсия и до приблизительно 8 часов при 140 градусах Цельсия.
Такой же общий эффект наблюдался для наполнителя из экспериментальных сигарет 3R4F, подвергнутых экстракции в воде при температурах от 110°С до 130°С. Наблюдалась явная зависимость скорости высвобождения NNK от температуры. Как можно увидеть на фигуре 3, быстрая скорость высвобождения NNK наблюдалась в течение первых 60 минут, при этом приблизительно 1400 нг/г, 1700 нг/г и 2000 нг/г высвобождалось при 110 градусах Цельсия, 120 градусах Цельсия и 130 градусах Цельсия, соответственно. Через приблизительно 60 минут скорость высвобождения снижалась, хотя продолжение высвобождения NNK все еще наблюдалось спустя приблизительно 200 минут.
Пример 6
Удаление связанных с матрицей NNK из жилок Burley
Возможность удаления связанных с матрицей NNK из табачных материалов с помощью способа, описанного в данном документе, оценивали путем применения трехэтапной процедуры промывания/автоклавирования/промывания по отношению к жилкам Burley, богатым табак-специфичными нитрозаминами. Жилки сперва промывали водой (1,5 л на 100 г жилок) в течение приблизительно двух часов при приблизительно комнатной температуре; затем влажные жилки автоклавировали и снова промывали водой в течение приблизительно двух часов. После такой обработки материал сушили (приблизительно 50°С в течение приблизительно 17 ч.) и анализировали в отношении содержания как свободных, так и связанных с матрицей NNK. Результаты показаны в таблице 1 и на фигуре 4.
Как показано на фигуре 4, наблюдалось зависимое от температуры уменьшение количества общих NNK (= свободные + связанные NNK). Способ с параметрами 1 ч. при 110 градусах Цельсия приводил к содержанию общих NNK приблизительно 3415 нг/г. Способ с параметрами 1 ч. при 120 градусах Цельсия приводил к содержанию общих NNK приблизительно 2917 нг/г. Способ с параметрами 1 ч. при 130 градусах Цельсия приводил к содержанию общих NNK приблизительно 2668 нг/г. Для сравнения, содержание общих NNK в необработанных жилках составляло приблизительно 3680 нг/г. В способе без автоклавирования содержание общих NNK составляло приблизительно 5024 нг/г.
Как также показано на фигуре 4, наблюдалось существенное зависимое от температуры уменьшение количества связанных с матрицей NNK. Способ с параметрами 1 ч. при 110 градусах Цельсия приводил к содержанию связанных с матрицей NNK приблизительно 2481 нг/г. Способ с параметрами 1 ч. при 120 градусах Цельсия приводил к содержанию связанных с матрицей NNK приблизительно 1520 нг/г. Способ с параметрами 1 ч. при 130 градусах Цельсия приводил к содержанию связанных с матрицей NNK приблизительно 809 нг/г. Для сравнения, содержание связанных с матрицей NNK в необработанных жилках составляло приблизительно 2715 нг/г. В способе без автоклавирования содержание связанных с матрицей NNK составляло приблизительно 4848 нг/г.
Как также показано на фигуре 4, наблюдалось существенное зависимое от температуры увеличение количества свободных NNK. Способ с параметрами 1 ч. при 110 градусах Цельсия приводил к содержанию свободных NNK приблизительно 934 нг/г. Способ с параметрами 1 ч. при 120 градусах Цельсия приводил к содержанию свободных NNK приблизительно 1397 нг/г. Способ с параметрами 1 ч. при 130 градусах Цельсия приводил к содержанию свободных NNK приблизительно 1859 нг/г. Для сравнения, содержание связанных с матрицей в необработанных жилках составляло приблизительно 2715 нг/г. В способе без автоклавирования содержание связанных с матрицей составляло приблизительно 4848 нг/г.
Более высокое содержание связанных NNK в образце "без автоклавирования" по сравнению с необработанными жилками, как полагают, связано с потерей водорастворимых веществ, на которые приходится ~30-40% сухого веса необработанных жилок, в ходе первого этапа промывания. Большой процент свободных NNK в автоклавированных жилках указывает на то, что последний этап промывания не является исчерпывающим и что дополнительное уменьшение содержания общих NNK может быть достигнуто путем применения улучшенного способа промывания, например, с более интенсивным механическим перемешиванием смеси воды/жилок.
Пример 7
Анализ NNK в дыме сигарет с добавление промытых водой жилок Burley
Дым сигарет с добавлением 20% промытых жилок Burley или 20% автоклавированного промытого материала из жилок Burley, обработанного, как описано в данном документе, анализировали для того, чтобы показать, что связанные с матрицей NNK, высвобожденные в ходе автоклавирования, являются частью NNK дыма.
Получение промытых/автоклавированных жилок Burley. Порезанные жилки Burley последовательно три раза подвергали экстракции 1200 мл воды на каждую (1 час при 70°С). После каждой экстракции твердые вещества отделяли с помощью вакуумной фильтрации. После третьей экстракции твердые вещества замораживали и лиофилизировали. Затем подвергнутые экстракции жилки промывали четыре раза МеОН/H2O (1:1; 480 мл на каждую; центрифугировали при 4000 об./мин. в течение 10 мин. после каждого этапа), дважды 480 мл воды (те же условия), а затем лиофилизировали снова с получением 47 г промытых жилок Burley (wBS). Часть этих wBS (20 г) автоклавировали в воде (300 мл; 4 часа при 130°С). Затем смесь центрифугировали (10 мин., 4000 об./мин.) и осадок промывали три раза водой (300 мл), центрифугируя после каждого этапа промывания. В результате сушки вымораживанием промытого материала получали 10,9 г автоклавированных промытых жилок Burley (aBS).
Изготовление сигарет. Сигареты изготавливали посредством ручного скручивания смесей резаного наполнителя Burley с wBS или aBS. Табак кондиционировали перед скручиванием в течение 1-2 ч. при 60-65% RH. Использовали 700 мг табака на сигарету. Пятнадцать сигарет изготавливали для каждого из трех типов образцов: сигарета А: сигарета со 100% Burley; сигарета В: 80% Burley + 20% wBS; и сигарета С: 80% Burley + 20% aBS.
Анализ дыма. Сигареты прокуривали с использованием режима курения Health Canada; для каждой сигареты производили сбор дыма 15 затяжек объемом 55 мл и с интервалом между затяжками 30 с. Дым трех сигарет улавливали фильтром из стекловолокна (подушка Cambridge). Для каждого типа сигарет прокуривали пятнадцать сигарет. Подушки сразу подвергали экстракции путем встряхивания в буфере Tris-HCl (30 мл; рН 7,5; со внутренними стандартами NNK-d4 и NNN-d4 при 100 нг/мл). Экстракты затем анализировали в отношении NNK, NNN и никотина.
Содержание связанных NNK в wBS составляло 7082 нг/г; содержание связанных NNK в aBS составляло 1594 нг/г; и уровень никотина в Burley резаном наполнителе составлял 29,2 мг/г.
В смеси Burley без 20% wBS или 20% aBS количество никотина составляло 5 мг/сигарету, количество NNK составляло 245 нг/сигарету, а количество NNN составляло 129 нг/сигарету.
В смеси Burley с 20% wBS количество никотина составляло 4 мг/сигарету, количество NNK составляло 701 нг/сигарету, а количество NNN составляло 118 нг/сиг.
В смеси Burley с 20% aBS количество никотина составляло 5 мг/сигарету, количество NNK составляло 390 нг/сигарету, а количество NNN составляло 112 нг/сиг.
Значительное увеличение уровней NNK обнаруживалось в дыме сигарет с добавлением промытых жилок Burley (wBS). Кроме того, уровни NNK в дыме сигарет с aBS были значительно ниже, чем у сигарет с wBS. Не наблюдалось значительного уменьшения количества NNN или никотина. Это свидетельствует о том, что эти же связанные с матрицей NNK, которые высвобождаются при автоклавировании, также переходят в аэрозоль в процессе курения. Примечательно, что сигареты с aBS выделяли значительно больше NNK в дыме, чем сигареты с чистым Burley. Не желая ограничиваться какой-либо конкретной теорией, это указывает на то, что фракция связанных с матрицей NNK не высвобождается при применении способа с автоклавированием. На основании разницы содержания NNK в дыме сигарет с wBS и aBS и содержания связанных NNK в wBS (измеренного путем экстракции с помощью автоклавирования) можно рассчитать, что процент перехода связанных NNK в дыме (для данной конкретного состава сигареты и режима курения) составляет 30%. Поскольку этот процент перехода очень схож с таковым никотина (26%), можно сделать вывод, что высвобождение из связанного с матрицей состояния не является значительным препятствием для выделения связанных NNK в дым. Это означает, что связанные NNK вносят свою долю в концентрации NNK в дыме так же, как и несвязанные "свободные" образовавшиеся ранее NNK.
Пример 8
Высвобождение NNK под воздействием тепла из промытых жилок Burley
Порции порошка из промытых жилок Burley вводили в кончики пипеток Пастера между вкладышами изстекловаты. Таким образом, любые NNK, которые испарялись в процессе нагревания, конденсировались в более холодных частях пипетки и могли быть извлечены с поверхности стекла.
Либо превращенную в порошок промытую жилку Burley, либо промытую жилку Burley, подвергнутую дополнительному автоклавированию и промыванию, помещали в кончики пипеток Пастера между вкладками из стекловаты. Эти образцы нагревали в течение 35 с у сопла струйного сушильного аппарата. Далее часть пипеток, содержащих образец или конденсат, разбивали и твердые части стекла, стекловату и табачный порошок совместно подвергали экстракции путем встряхивания в течение 1 часа при комнатной температуре в буфере Tris-HCl (5 мл; 50 мМ; рН7,5; со внутренними стандартами: NNK-d4 и NNN-d4 при 100 нг/мл). Аликвоты экстрактов фильтровали и количество свободных NNK, NNN и никотина определяли с помощью LC-MS. Оставшиеся экстракционные смеси нагревали в автоклаве (130°С в течение 4 часов). Количество общих NNK определяли путем измерения содержания NNKb автоклавированных экстракционных смесях. Фактические температуры, достигнутые в данной экспериментальной модели, измеряли путем помещения термопары в кончик пипетки Пастера, заполненной стекловатой. Измерения температуры в зависимости от времени показали, что Т-10°С достигали через ~20 с.
Результаты представлены на фигуре 5. Высвобождение связанных NNK с образованием их свободной формы наблюдали при температурах свыше 200°С. Нагревание до целевой температуры 270°С в течение 40 с, что означало, что температура образца была выше 260°С в течение ~20 с, приводило к почти полному освобождению связанных NNK. При данной температуре разрушалась небольшая фракция NNK (~20%). В материале, из которого ~90% связанных NNK удаляли путем автоклавирования и промывания водой, не наблюдалось высвобождение или образование свободных NNK в количествах, превышающих ожидаемые концентрации, обеспечиваемые концентрациями остаточных связанных NNK. Начало высвобождения никотина и NNN также наблюдали при 200°С, но при гораздо более низких концентрациях по сравнению с содержанием в исходных обрезках жилок Burley (никотин: 8,2 мг/г; NNN: 13 мкг/г; свободные NNK: 2,9 мкг/г). Температуры 200-250 С, при которых наблюдалось высвобождение NNK, дают основание предполагать, что связанные с матрицей NNK могут вносить свою долю в NNK в дыме как стандартных сигарет, так и новых курительных устройств, в которых табак нагревают с помощью внешних источников тепла.
Любая публикация, которая процитирована или описана в данном документе, предоставляет соответствующую информацию, раскрытую до даты подачи настоящей заявки. Заявления, сделанные в данном документе, не должны быть истолкованы как допущение того, что авторы настоящего изобретения не имеют право датировать более ранним числом такие раскрытия. Все публикации, упомянутые в вышеприведенном описании, включены в данный документ с помощью ссылки. Различные модификации и вариации настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области без отступления от объема и сущности настоящего изобретения. Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано в связи с конкретными предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что настоящее изобретение, как заявлено, не должно быть неправомерно ограничено такими конкретными вариантами осуществления. Действительно, различные модификации описанных способов осуществления изобретения, которые очевидны специалистам в клеточной, молекулярной биологии и биологии растений или в смежных областях, предназначены, чтобы быть в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.