РЕЗАНЫЙ ТАБАК И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТАБАКА
CUT TOBACCO AND METHOD FOR TOBACCO TREATMENT

Настоящее изобретение относится к резаному табаку и способу обработки табака.
'
'
'
Высушенный листовой табак и резаный табак, полученный резанием высушенного листового табака, содержат специфичные для табака нитрозамины, как, например, N-нитрозонорникотин (ННН), N-нитрозоанатабин (НАТ), N-нитрозоанабазин (НАБ) и 4-(N-нитрозометиламино)-I-(3-пиридил)-1-бутанон (ННК), и полифенолы. Эти специфичные для табака нитрозамины и полифенолы являются веществами, которые желательно удалить.
Предпринимались многочисленные попытки удалить специфичные для табака нитрозамины и полифенолы, содержащиеся в резаном табаке. Например, в заявке JP 2003-526345 описан способ удаления содержащихся в табаке нитрозаминов посредством использования диоксида углерода, находящегося в сверхкритическом состоянии. Кроме того, в заявке JP 2002-520005 описывается способ удаления фенольных соединений в табачном сырье посредством обработки табачного сырья ферментом, окисляющим фенол.
Однако ни один из способов, описанных в заявках JP 2003-526345 и JP 2002-520005, не позволяет одновременно уменьшать содержание как специфичных для табака нитрозаминов, так и полифенолов. Кроме того, при способе, описанном в заявке JP 2003-526345, требуется специальное оборудование, потому что при этом способе необходимо ведение процесса под высоким давлением. При способе, описанном в заявке JP № 2002-520005, используется ферментативная реакция, и, следовательно, необходимо регулировать температуру системы, при которой сохраняется ферментативная активность, при этом требуются многочисленные стадии обработки.
Задачей настоящего изобретения является получение резаного табака, который одновременно имеет пониженное содержание как специфичных для табака нитрозаминов, так и полифенолов, а также создание способа обработки табака для одновременного уменьшения содержания как специфичных для табака нитрозаминов, так и полифенолов в резаном табаке посредством простого процесса обработки без применения специального оборудования.
Для решения вышеописанной задачи согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается резаный табак, отличающийся тем, что резаный табак обработан иодатом металла.
Кроме того, согласно другому аспекту изобретения предлагается способ обработки табака, отличающийся тем, что к резаному табаку добавляют иодат металла для разложения специфичных для табака нитрозаминов и полифенолов в резаном табаке, тем самым уменьшая содержание специфичных для табака нитрозаминов и полифенолов.
Настоящее изобретение будет подробнее описано ниже.
Резаный табак согласно настоящему изобретению обрабатывают иодатом металла. Способ обработки табака согласно настоящему изобретению включает в себя добавление иодата металла к резаному табаку для разложения специфичных для табака нитрозаминов и полифенолов в резаном табаке, тем самым уменьшая содержание специфичных для табака нитрозаминов и полифенолов.
В качестве иодатов металлов предпочитаются иодаты щелочных металлов. Среди этих иодатов щелочных металлов предпочитаются иодат натрия, иодат лития или иодат калия.
Количество иодата металла, добавляемого к резаному табаку, предпочтительно составляет 0,5 вес.%-10 вес.% по отношению к весу резаного табака.
Иодат металла предпочтительно добавляют в виде водного раствора. Для того чтобы равномерно добавить иодат металла к резаному табаку, водный раствор иодата металла может быть добавлен к резаному табаку, например, распылением.
Для того чтобы обеспечить достаточное разложение специфичных для табака нитрозаминов и полифенолов, содержащихся в резаном табаке, резаный табак после добавления в него иодата металла выдерживают в течение, например, трех часов или более при 20°С-30°С. Резаный табак достаточно выдерживать два дня или менее.
При способе обработки табака согласно настоящему изобретению можно одновременно уменьшить содержание в резаном табаке как специфичных для табака нитрозаминов, как, например, ННН, НАТ, НАБ и ННК, так и полифенолов, как, например, хлорогеновой кислоты, рутина и скополетина.
Иодат металла, который является сильным окислителем, разлагает специфичные для табака нитрозамины и полифенолы, содержащиеся в резаном табаке, и, следовательно, значительно уменьшает содержание как специфичных для табака нитрозаминов, так и полиолефинов. Разлагающее действие по отношению к специфичным для табака нитрозаминам и полифенолам является характерным для иодата металла среди других солей металлов и галогенноватовых кислот и не может быть достигнуто посредством других солей галоненноватовых кислот, как, например, хлората металла или бромата металла. При использовании хлората металла или бромата металла, наоборот, имеется тенденция к увеличению содержания специфичных для табака нитрозаминов, а содержание полифенолов уменьшается незначительно.
Резаный табак, обработанный иодатом металла согласно настоящему изобретению, используют, например, в сигаретах. Сигареты могут быть изготовлены обертыванием резаного табака в сигаретную бумагу. Используя мундштучную бумагу, можно на одном конце сигареты установить штранг фильтрующего материала.
Как сообщалось, при горении сигареты специфичные для табака нитрозамины и фенолы обычно содержатся в образующемся дыме вследствие, например, переноса специфичных для табака нитрозаминов и полифенолов в дым и их термического разложения (Hoffmann D., Dong M., Hecht S.S., J.Natl. Cancer Jnst., 58, 1841-1844, 1977 и Carmella S., Hecht S.S., Hoffmann D., J.Agri, Food Chem.Supporting Jnformation, 32, 265-273, 1984). Согласно настоящему изобретению содержание специфичных для табака нитрозаминов и полифенолов в резаном табаке уменьшается вследствие их разложения, и это, следовательно, подтверждает, что в дыме сигарет, изготовленных с использованием резаного табака, может быть уменьшено содержание специфичных для табака нитрозаминов и фенолов, как, например, гидрохинона и катехола.
Настоящее изобретение будет описано в качестве примеров, которые, как предполагается, не ограничивают изобретение.
Далее приводится анализ на содержание использованных в примерах компонентов в резаном табаке и дыме сигарет.
А. Анализ на содержание компонентов в резаном табаке
Анализ на содержание полифенолов и специфичных для табака нитрозаминов в резаном табаке проводили следующим образом. При анализе для того, чтобы улучшить эффективность экстракции компонентов из резаного табака, резаный табак измельчали в лабораторной мельнице для приготовления порошкообразного образца, который затем подвергали анализу.
А1. Полифенолы
К 1 г табачного порошка добавляли 50 мл раствора из смеси метанола и воды (объемное соотношение 80:20) и подвергали раствор процессу экстракции при 130°С в течение 30 минут в экстракторе Soxhlet (производства фирмы АСТАС Со., Ltd). Фильтровали экстракт в 0,45 мкм политетрафторэтиленовом фильтре и затем в 0,20 мкм политетрафторэтиленовом фильтре. Затем анализировали фильтрат на содержание полифенолов, используя высокоэффективный жидкостной хроматограф (Agilent).
A2. Специфичные к табаку нитрозамины
К 250 г табачного порошка добавляли 100 мкл аналитического внутреннего стандартного раствора, приготовленного растворением каждого из ННН и ННК, замещенных дейтерием в ацетонитриле, и затем к смеси добавляли 0,1 М водный раствор ацетата аммония. Получаемую смесь защищали от света алюминиевой фольгой и в течение 30 минут подвергали процессу экстракции со встряхиванием. Фильтровали экстракт, используя 0,45 мкм политетрафторэтиленовый фильтр, и анализировали фильтрат на содержание специфичных для табака нитрозаминов посредством высокоэффективного жидкостного хроматографа (производства фирмы Agilent) и тандемного масс-спектрометра (производства фирмы Applied и Biosystems).
Б. Анализ на содержание компонентов в дыме сигарет
th
Содержание смолы, никотина и фенолов в дыме сигарет определяли, используя способ, основанный на методе Health Canada. Содержание специфичных для табака нитрозаминов определяли с применением аналитического метода Kazl A.Wagner, etc. (55 TSRC #57, 2001).
Б1. Смола и никотин
Стекловолокнистым фильтром собирали дым из двух сигарет. Измеряли изменение в весе фильтра, чтобы вычислить количество неочищенной смолы на одну сигарету. Фильтр, содержащий неочищенную смолу, в течение 20 минут подвергали процессу экстракции со встряхиванием, используя 10 мл изопропанола, содержащего хинолин и этанол, в качестве аналитического внутреннего стандарта. Для определения содержания никотина и воды полученный экстракт анализировали с использованием газового хроматографа с пламенно-ионизационным детектором и газового хроматографа с детектором по теплопроводности (Agilent). Весовое содержание никотина и воды вычитали из веса неочищенной смолы, измеренного до вычисления содержания смолы.
Б2. Фенолы
Стекловолокнистым фильтром собирали дым из двух сигарет. Измеряли изменение в весе фильтра, чтобы вычислить количество неочищенной смолы на одну сигарету. Фильтр, содержащий неочищенную смолу, подвергали процессу экстракции со встряхиванием в течение 30 минут, используя 1%-ный водный раствор уксусной кислоты (соотношение: 1 мл растворителя/1 мг неочищенной смолы). Фильтровали полученный экстракт, используя 0,45 мкм политетрафторэтиленовый фильтр. Пятикратно разбавляли фильтрат 1%-ным водным раствором уксусной кислоты. Для определения содержания каждого из фенолов анализировали этот разбавленный образец, используя высокоэффективный жидкостной хроматограф (Agilent).
Б3. Специфичные для табака нитрозамины
Стекловолокнистым фильтром собирали дым из трех сигарет. Фильтр, содержащий неочищенную смолу, подвергали процессу экстракции со встряхиванием в течение 30 минут, используя 1М водный раствор ацетата аммония. Фильтровали полученный экстракт, используя 0,45 мкм политетрафторэтиленовый фильтр, и анализировали фильтрат на содержание каждого из специфичных для табака нитрозаминов посредством высокоэффективного жидкостного хроматографа (производства фирмы Agilent) и тандемного масс-спектрометра (производства фирмы Applied Biosystems).
Примеры 1-5
3
К 60 г резаного табака, в котором желтый табак и табак типа Берлей были смешаны в соотношении 1:1, добавляли распылением иодат металла (0,5 вес.% NaIO в Примере 1, см. Таблицу 1 по примерам 2-5), растворенный в 24-48 мл воды, в количестве 0,5 вес.% - 10 вес.% по отношению к резаному табаку. Затем резаный табак в течение двух дней выдерживали при 22°С и относительной влажности 60% для приготовления образцов резаного табака.
Компонентный анализ резаного табака
Образцы по примерам 2-5 исследовали с использованием вышеописанного анализа резаного табака для определения содержания полифенолов и специфичных для табака нитрозаминов в 1 г резаного табака. Анализ повторяли трижды для вычисления среднего значения количества каждого компонента. Среднее значение определяли как значение количества компонента в 1 г резаного табака. Кроме того, используя t-тест, определяли статистическую значимость величины количества каждого компонента относительно величины количества каждого компонента в Сравнительном примере 1. Результаты показаны в Таблице 1.
Сравнительный пример 1
Содержание каждого компонента в резаном табаке определяли такими же самыми аналитическими способами, как и в Примерах 1-5, за исключением того, что вместо водного раствора иодата металла добавляли распылением только 24 мл воды. Результаты совместно показаны в Таблице 1.
Сравнительные примеры 2 и 3
Содержание каждого компонента в 1 г резаного табака определяли такими же самыми аналитическими способами, как и в Примерах 1-5, за исключением того, что для исследования статистической значимости использовали хлорат металла в количестве 3,16 вес.% или бромат металла в количестве 4,48 вес.% по отношению к весу резаного табака. Результаты совместно показаны в Таблице 1.
Как показано в Таблице 1, в Примерах 2-5, как установлено, содержание полифенолов в резаном табаке уменьшалось до ниже предела обнаружения вследствие добавления иодата металла к резаному табаку. Кроме того, как также установлено, уменьшалось содержание специфичных для табака нитрозаминов в резаном табаке. Как также установлено из результатов в Сравнительных примерах 2 и 3, когда в качестве окислителя использовали другие соли галогенноватовых кислот, чем иодат, то не наблюдалось никакого уменьшения содержания полифенолов.
Сигареты
Используя каждый из резаных табаков, приготовленных в Примерах 1-5 и Сравнительных примерах 1-3, в небольшой сигаретоделательной машине (RIZLA UK Ltd.) изготавливали сигареты с одиночной оберткой, имевшие длину 50 мм и окружную протяженность 25 мм. Фильтр длиной 25 мм был соединен мундштучной бумагой с сигаретой с одиночной оберткой, при этом для приготовления образца сигареты пинцетом извлекали штранг фильтрующего материала. Количество резаного табака в начинке одной сигареты (мг/сиг) определяли по нижеследующей формуле в соответствии с добавляемым количеством соли галогенноватовой кислоты (вес.%).
Количество резаного табака в начинке одной сигареты (мг/сиг)=650 × (100+добавляемое количество соли галогенноватовой кислоты (вес.%))/100).
Конкретно, когда добавлено 10 вес.% соли галогенноватовой кислоты, то резаным табаком начинено в количестве 715 мг в одну сигарету, а когда не добавлена соль галогенноватовой кислоты, то резаным табаком начинено в количестве 650 мг в одну сигарету. В нижеследующей Таблице 2 показано количество каждого из резаных табаков в начинке одной сигареты.
Таблица 2Количество резаного табака в начинке и содержание компонентов в табачном дыме одной сигареты
Резаныйтабак
Количестворезаноготабака в начинке
Смола
Никотин
Гидрохинон
Катехол
ННН
НАТ
НАБ
ННК
Количествозатяжек
мг/сиг
мг/сиг
мг/сиг
мкг/сиг
мкг/сиг
нг/сиг
нг/сиг
нг/сиг
нг/сиг
Количество
СравнительныйПример 1
650
24,01
1,82
134,23
81,99
75,78
76,47
11,67
52,69
7,88
Пример 1
653
26,04
1,76
130,36
89,00
*66,29
69,47
*8,98
*38,96
7,68
Пример 2
688
*28,18
*1,46
*94,63
*64,89
*49,91
60,69
*7,51
*26,56
7,71
Пример 3
715
*28,35
*1,18
*95,39
*63,63
*46,98
66,11
*7,03
*27,33
7,85
Пример 4
685
*34,21
*1,45
*67,48
*70,18
*49,78
56,78
*6,87
*15,60
7,80
Пример 5
691
*30,76
*1,40
*93,74
*64,65
*46,27
52,53
*4,54
*17,87
7,51
СравнительныйПример 2
671
26,89
1,64
117,41
82,76
79,78
83,78
13,89
49,93
6,88
СравнительныйПример 3
679
27,20
1,62
103,37
80,28
106,44
115,33
19,18
45,76
7,17
*: Существует значимость по t-критерию
Приготовленные образцы сигарет подвергали горению в соответствии со стандартными условиями курения, предписываемыми ИСО. Конкретно, использовали автоматическое курительное устройство для выкуривания сигареты при следующих условиях: объем затяжки - 35 мл/затяжка, продолжительность затяжки - 2 секунды/затяжка, частота затяжки - одна затяжка в одну минуту и длина сигареты - 35 мм (включая мундштучную бумагу).
Анализировали дым сгоревшего образца сигареты, используя вышеописанные способы анализа содержания компонентов в сигаретном дыме. Повторяли три раза анализ на содержание компонентов и вычисляли среднее содержание каждого компонента для одной сигареты. Кроме того, используя t-критерий, исследовали статистическую значимость значения количества каждого компонента относительно сигареты, начиненной резаным табаком из Сравнительного примера 1, к которому не была добавлена никакая добавка. Результаты показаны в Таблице 2.
Как показано в Таблице 2, в случае сигарет, которые были начинены резаным табаком, обработанным иодатом металла, содержание всех фенолов и специфических для табака нитрозаминов снижалось со статистической значимостью вплоть до около 95% или более по сравнению с сигаретой, начиненной резаным табаком из Сравнительного примера 1. В частности, среди специфических для табака нитрозаминов содержание ННК уменьшалось максимум вплоть до около 50%. В случае сигарет, которые были начинены резаным табаком, обработанным другими солями металлов и галогенноватовых кислот, чем иодатом металла, содержание специфичных для табака нитрозаминов имело тенденцию к увеличению, а содержание фенолов уменьшалось незначительно по сравнению с теми же компонентами в дыме из сигарет, начиненных резаным табаком из Сравнительного примера 1.
Дополнительные преимущества и модификации настоящего изобретения являются очевидными для специалиста в данной области техники. Следовательно, настоящее изобретение в его более широком аспекте не ограничивается указанными описаниями и описанными здесь типичными вариантами его осуществления. Поэтому возможны различные модификации, не выходящие за пределы настоящего изобретения и не отклоняющиеся от его сущности, как это определено в прилагаемой формуле изобретения и его эквивалентах.