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专利名称:处理烟草减少亚硝***含量的方法和由此制得的产品的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种处理烟草以降低经常在烟草中发现的有害亚硝***的含量或防止其生成的方法。本发明还涉及亚硝***含量低的烟草制品。
相关申请的相互参考本申请是1997年6月20日申请的序号为08/879905的申请的接续申请,后者是1996年12月2日申请的08/757104号申请的接续申请,后者又是1996年10月30日申请、现已放弃的08/739942号申请的接续申请,后者是1996年9月23日申请、现已放弃的08/725691号申请的接续申请,后者是1996年6月28日申请的08/671718号申请的接续申请。本申请和上述的申请,除了1996年6月28日申请的08/671718号申请之外,要求享有1996年8月5日申请的60/023205号临时申请的优先权。
背景技术:
有人曾经描述过利用微波能干燥农产品。授予Hopkins的US4430806号专利描述了利用微波能熟化(cure)烟草。在US4898189中,Wochnowski教导了用微波来处理绿色烟草,从而控制水分含量以便储藏或运输。US3699976描述了用微波能杀灭侵扰烟草的昆虫。此外,已经公开过用惰性有机液体浸渍烟草以便通过冲洗手段来提取扩展的有机物质的技术
(US4821747),其中,混合物是暴露于微波能的。在另一个实施方案中,公开了用微波能作为挤出的含烟草物料的干燥机制(US4874000)。在US3773055中,Stungis公开了用微波干燥和展开用湿烟草制造的香烟。
以前,为了减少焦油及有害致癌亚硝***的努力主要包括在吸烟时使用过滤嘴。此外,曾经试图采用添加剂来阻挡住烟草中的有害致癌物的作用。这些努力在降低与吸烟有关的肿瘤发病率方面均告失败。已知新采割的绿色烟草事实上不含亚硝***致癌物。例如参见,Wiernik等人的“空气熟化对烟草化学组成的影响”,烟草科学的最新进展,21卷,39页及后页,第49届烟草化学家研究会专题讨论会会议录(SymposiumProceedings49thMeetingTobaccoChemists’ResearchConference),1995年9月24-27日,Lexington,Kentucky(下面称他们为“Wiernik等人”)。但是,已知熟化后的烟草含有多种亚硝***,包括有害的致癌物N’-亚硝基降烟碱(NNN)和4-(N-亚硝基***氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁***(NNK)。已经被广泛接受的是,这些亚硝***是在收获以后、熟化处理过程中形成的,如本文进一步描述的那样。遗憾的是,新采割的绿色烟草不适于吸或以其他方式消费。
1993和1994年,Burton等人在肯塔基州大学就烟草-特有的亚硝***(TSNA)进行了一些试验,报导在摘要“通过提高干燥温度降低空气熟化烟草中的亚***盐-氮和烟草N’-特有的亚硝***”,农艺学和植物病理学联合会议,CORESTA,牛津1995。Burton等人的报告指出,在空气熟化的各个阶段,包括黄化后期(endofyellowing)(EOY),EOY+3,EOY+5等,在71℃下将收获的烟叶干燥24小时,对亚硝***含量有一定的降低。还有某些试样的冷冻干燥和微波的参考文献,但没有详细内容或结论。申请人证实在按照该摘要由肯塔基州大学的Burton等人进行的实际工作中,微波的作用是不成功的。Burton等人1993-94年研究的某些方面报导在Wiernik等人supra,54-57页,题目为“改进的空气熟化”。Wiernik等人的文章假设将取自空气熟化的不同阶段的烟叶试样在70℃下经受快速干燥24小时,可以除去过量的水分,减少微生物的生长;这样,亚***盐和烟草-特有的亚硝***(TSNA)的积累就可避免。在56页的表II中,Wiernik等人引用了一些Burton等人对KY160和KY171试样的叶片和中脉上的亚***盐和TSNA含量的总结数据。冷冻干燥和快速干燥试验的数据是有的,但没有提到微波试样。文章中提出以下结论由此项研究可以得出结论,在烟叶失去其细胞完整性后给深色烟草加热(70℃)可以降低叶片和中脉中的亚***盐含量和TSNA的积累量。在熟化过程的这一阶段将烟叶迅速干燥降低了微生物的活动,该活动是在室温下的缓慢熟化过程中发生的。但必须加
一句,这样的处理降低了烟叶的质量。
同上,见56页。Weirnik等人的文章还讨论了波兰的Skroniowski烟草的传统熟化作为两步熟化法的例子。文章中称,烟草首先经空气熟化,当叶片是黄色或褐色时,将烟草加热到65℃保持两天以便熟化烟梗。对这种方法制得的烟草进行分析,分析结果表明亚***盐和TSNA的含量都较低,即分别低于10微克/-。Weirnik等人推理认为这些结果可以解释为由于迅速加热使细菌不能进一步生长。但Weirnik等人也指出,低的亚***盐和TSNA含量,低于15微克/克亚***,是在波兰经空气熟化的烟草得到的。
发明概述本发明的一个目的是基本上消除或降低亚硝***在要被吸或以其他方式消费的烟草中的含量。
本发明的另一个目的是减少烟草制品包括香烟、雪茄、嚼烟、鼻烟和含烟草的口香糖和糖锭中潜在的致癌物。
本发明的另一个目的是基本上消除或明显降低烟草特有的亚硝***,包括N’-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(N-亚硝基***氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁***(NNK)、N’-亚硝基新烟草碱(NAT)和N’-亚硝基毒藜碱(NAB)在这些烟草制品中的量。
本发明的另一个目的是在收获后的适宜时间处理未熟化的烟草,以便抑制熟化过程而不会对烟草的消费性能有不利影响。
本发明的另一个目的是降低充分熟化的烟草中的烟草特有亚硝***的含量。
本发明还有一个目的是降低烟草特有的亚硝***,特别是NNN和NNK及其在吸烟、消费或以其他方式摄取某种形式烟草的人身体中代谢物的含量,方法是提供一种适于人消费的、基本上降低了烟草特有的亚硝***量的烟草制品,从而降低这种产品的致癌可能性。优选地,烟草制品是香烟、雪茄、嚼烟或含烟草的口香糖或糖锭。
本发明的上述和其他目的和优点可以通过将收获的烟草中亚硝***的量降低或防止其形成来达到,包括对烟草的至少一部分进行微波辐射,所述部分未经熟化并处于易于降低亚硝***的量或抑制亚硝***形成的状态,辐射时间为足以降低至少一种亚硝***的量或基本上防止至少一种亚硝***形成的时间。
优选的是,在本发明方法中,对烟叶或其部分进行微波辐射的步骤是在叶片开始发黄之后和在烟草特有的亚硝***在叶片中大量积累之前进行。在本发明方法中还优选在烟叶基本上失去细胞完整性之前进行微波辐射。
在本方法的另一个优选实施方案中,烟草是烤烟,微波辐射步骤在收获后约24-约72小时之内进行,甚至更优选在收获后约24-约36小时内进行。
在本方法的另一个实施方案中,收获的烟草在经受微波辐射步骤之前在一个控制的环境下保持在高于室温的条件下。
本方法优选的方面包括,在优选有烟梗的烟叶经受微波辐射之前,对烟叶进行机械压榨,从其中压榨出过量的水分,从而确保用微波装置进行的干燥更均匀。这一步骤可以很方便地进行,即在烟叶进入微波室之前使其通过一对间隙适宜的旋转圆筒形辊。
在本发明的另一个优选的实施方案中,在一预定的功率水平下,对烟叶进行的微波辐射的频率为约900-约2500MHz,辐射时间至少约1秒钟,优选约10秒到约5分钟。所用的功率水平通常决定了烟叶经受微波辐射的时间长短,当使用普通的厨房型微波炉时其范围可为约600到约1000瓦,对工业、多模高频发生器(applicator),则高到数百或更多千瓦。对于设计来处理单个烟叶的高频发生器,所用的功率优选为约2-约75千瓦,更优选约5-约50千瓦,可以进行相当快速的处理。
本发明还优选对烟叶或其部分进行微波辐射的时间应足以有效地将烟叶干燥而不使其炭化,从而适宜人们消费。
本发明还试图使烟叶经受微波辐射来防止至少一种烟草特有的亚硝***,如N’-亚硝基降烟碱、4-(N-亚硝基***氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁***、N’-亚硝基新烟草碱和N’-亚硝基毒藜碱的正常积累。
本发明最宽的形式还包括这样一种烟草制品,它包括适于人们消费并
且至少一种烟草特有的亚硝***的含量比常规熟化的烟草低的非绿色烟草。
在优选的实施方案中,非绿色烟草制品的TSNA(NNN,NNK,NAB和NAT),,,,,,,,。
本发明还涉及这样的烟草制品,其包括适于人们消费的干燥黄色烟草,且至少一种烟草特有的亚硝***的量比常规熟化的烟草低。在优选的实施方案中,黄色烟草制品的TSNA(NNN,NNK,NAB和NAT)的含量、NNN含量和NNK含量在上述优选的范围内。
在另一个实施方案中,非绿色或黄色的烟草制品包括适于人们消费的非绿色或黄色烟草,TSNA(NNN,NNK,NAB和NAT)的含量为这种TSNA在制备这种制品的新鲜收获的绿色烟草作物中的含量的约25wt%。更优选非绿色或黄色烟草制品的TSNA的量为这种TSNA在制备这种制品的新鲜收获的烟草作物中的含量的约10wt%,更优选约5wt%,最优选基本接近(如在高到按重量计百分之几的范围内)。还优选非绿色或黄色的烟草制品包括适于人们消费的非绿色或黄色烟草,选自NNN,NNK,NAB和NAT的至少一种TSNA的量为相应TSNA在制备这种制品的新鲜收获的烟草作物中的含量的约
25wt%,优选约10wt%,更优选约5wt%,最优选基本接近(如在高到按重量计百分之几的范围内)。
在本发明另外的实施方案中,非绿色或黄色的烟草制品包括适于人们消费的非绿色或黄色烟草,TSNA(NNN,NNK,NAB和NAT)的含量比这种TSNA在与本发明产品相同类型的、由相同的烟草作物制备但在无微波辐射或其他为降低TSNA含量而设计的技术下熟化而制备的烟草制品中的含量低至少约75wt%,优选至少约90wt%,更优选至少约95wt%,最优选至少约99wt%。还优选非绿色或黄色的烟草制品包括适于人们消费的非绿色或黄色烟草,其选自NNN,NNK,NAB和NAT的至少一种TSNA的含量比相应TSNA在由与本发明产品相同类型的、由相同的烟草作物但在无微波辐射或其他为降低TSNA含量而设计的技术下熟化而制备的烟草制品中的含量低至少约75wt%,优选至少约90wt%,更优选至少约95wt%,最优选至少约99wt%。
本发明优选的形式涉及一种烟草制品,包括至少一种烟草特有的亚硝***的含量被降低的烟草,制法包括使烟草在未熟化并且至少一种烟草特有的亚硝***的形成易于抑制的状态下经受微波辐射。
在另一个实施方案中,本发明涉及一种将熟化的褐色烟草中的至少一种烟草特有的亚硝***含量降低的方法,包括将熟化的褐色烟草复水,和在预定的能量水平下对复水的烟草进行微波辐射预定长的时间。
类似地,本发明包括这样一种烟草制品,包括熟化的褐色烟草,烟草中至少一种烟草特有的亚硝***含量被降低,其制法包括将熟化的褐色烟草复水,和在预定的能量水平下对复水的烟草进行微波辐射预定长的时间。
在另一个实施方案中,本发明涉及一种生产烟草制品的方法,包括使收获的烟叶经受微波辐射,而所述的烟叶未熟化,且处于烟草特有的亚硝***的量易于被降低或烟草特有的亚硝***的形成易于被抑制的状态,辐射时间为足以将烟叶中至少一种烟草特有的亚硝***的量降低或将烟叶中至少一种烟草特有的亚硝***的形成基本上抑制的时间,和制成包括微波处理过的烟叶的烟草制品,该烟草制品选自香烟、雪茄、嚼烟、鼻烟和含烟草的口香糖和糖锭。
还发现比上面讨论的微波范围频率高、波长短的电磁辐射可以用来实现本发明的基本目的--降低或基本消除烟草制品中的TSNA,方法是用这种能量形式处理烟草,处理时间与上面微波处理的实施方案中所述的相同即在收获之后,下面将更具体地描述。故本发明还涉及一种降低收获的烟叶中的亚硝***的量或防止亚硝***在其中形成的方法,包括使烟叶的至少一部分经受比微波频率高的辐射,而所述的部分是未经熟化的并处于亚硝***的量易于被降低或亚硝***的形成易于被抑制的状态,辐射时间为足以降低至少一种亚硝***的量或基本上防止至少一种亚硝***形成的时间。