用于煙草材料的熱處理方法

專利名稱：用于煙草材料的熱處理方法
技術領域：
本發明涉及處理煙草的方法，特別地涉及可用于煙草材料的熱處理的方法。
背景技術：
流行的吸煙制品，如卷煙，具有基本上圓柱棒形結構，并包括由包裝紙包裹的可煙吸材料(如切碎的煙草(例如以配方煙絲(cut filler)的形式))的充填體、卷或柱，由此形成所謂的“煙草棒”。通常，卷煙具有與煙草棒以端對端關系對準的圓柱形濾芯。通常，濾芯包括由稱為“濾嘴卷紙”的紙質材料限制的增塑醋酸纖維素絲束。某些卷煙引入具有多個片段的濾芯，那些片段中的一個可包括活性炭粒子。通常，使用稱為“接裝紙”的外接包裝材料將濾芯附接至煙草棒的一端。還期望將接裝材料和濾嘴卷紙穿孔，以提供環境空氣對吸入的主流煙氣的稀釋。吸煙者通過點燃卷煙的一端并燃燒煙草棒而使用卷煙。吸煙者隨后通過在卷煙的相對端(例如，濾嘴端)抽吸而將主流煙氣吸入他/她的口中。用于卷煙制造的煙草通常以摻合形式使用。例如，某些流行的煙草摻合物(通常稱為“美國慘合物(American blends)”)包含烤煙、白肋煙和香料煙(Oriental tobacco)的混合物，并在許多情況中包含某些加工煙草，如再造煙草和加工煙莖。在用于制造特定卷煙品牌的煙草摻合物內的每一類煙草的精確量隨品牌而不同。然而，對于許多煙草摻合物，烤煙構成所述摻合物的相對較大的比例，而香料煙構成所述摻合物的相對較小的比例。參見，例如，Tobacco Encyclopedia (煙草百科全書)，Voges (編輯)，第 44-45 頁(1984),Browne, The Design of Cigarettes (香煙設計)，第 3 版，第 43 頁(1990),以及 TobaccoProduction, Chemistry and Technology (煙草生產，化學和技術)，Davis 等人(編輯)，第346 頁(1999)。煙草也可以以所謂的“無煙”形式進行享用。通過將某些形式的經加工的煙草或含煙草配方插入使用者的口中而使用特別流行的無煙煙草產品。各種類型的無煙煙草產品在如下專利中陳述:Schwartz的美國專利N0.1, 376，586、Levi的美國專利N0.3，696，917、Pittman 等人的美國專利 N0.4, 513, 756、Sensabaugh, Jr.等人的美國專利 N0.4, 528, 993、Story 等人的美國專利 N0.4, 624, 269、Townsend 的美國專利 N0.4, 987, 907、Sprinkle, III等人的美國專利N0.5，092，352，和White等人的美國專利N0.5，387，416、Strickland等人的美國專利申請公布N0.2005/0244521和Engstrom等人的美國專利申請公布N0.2008/0196730、Arnarp 等人的 PCT W004/095959、Atchley 等人的 PCT W005/063060、Bjorkholm 的 PCT W005/016036，和 Quinter 等人的 PCT W005/041699，所述專利中的每一個以引用方式并入本文。參見，例如，陳述于Atchley等人的美國專利N0.6，953，040和Atchley等人的美國專利N0.7，032，601中的無煙煙草配方、成分和加工方法的類型，所述專利的每一個以引用方式并入本文。一類無煙煙草產品稱為“鼻煙”。代表性類型的濕鼻煙產品(通常稱為“斯納斯(snus)，，)在歐洲,特別是在瑞典，由或通過諸如瑞典火柴AB公司(Swedish Match AB)、費德勒&倫德格林AB公司(Fiedler & Lundgren AB)、古斯塔夫斯AB公司(Gustavus AB)、斯堪的納維亞煙草公司(Skandinavisk Tobakskompagni A/S)和洛克爾制造AB公司(RockerProduction AB)的公司制造。在美國可得到的斯納斯產品已經以商品名Camel SnusFrost、Camel Snus Original 和Camel Snus Spice 由 R.J.雷諾茲煙草公司(R.J.ReynoldsTobacco Company)銷售。代表性的無煙煙草產品也已經以商品名Oliver Twist由House ofOliver Twist A/S銷售、以商品名 Copenhagen, Skoal, SkoalDry, Rooster, Red Seal,Husky和Revel由美國無煙煙草公司(U.S.Smokeless Tobacco C0.)銷售、以商品名“taboka”由美國菲利普莫里斯公司(Philip Morris USA)銷售、以商品名Levi Garrett, Peachy,Taylor’ s Pride, Kodiak, Hawken ffintergreen, Grizzly, Dental, Kentucky King 和Mammoth Cave由康沃有限公司(Conwood Company, LLC)銷售。另外參見,例如,Bryzgalov等人，1N1800生命周期評估，一般松散和部分斯納斯的對比生命周期評估(lN1800Life CycleAssessment, Comparative Life Cycle Assessment of General Loose and Portion Snus)(2005)。另外，與斯納斯制造相關的某些質量標準已匯編為所謂的GothiaTek標準。多年來，已提出各種處理方法和添加劑來改變在煙草組合物中利用的煙草材料的總體特性或性質。例如，有時利用添加劑或處理方法以改變煙草材料的化學或感官性質，或者在可煙吸煙草材料的情況中，有時利用添加劑或處理方法以改變由包括煙草材料的吸煙制品所產生的主流煙的化學或感官性質。在一些情況中，可使用熱處理方法以將所需的顏色或視覺特性賦予煙草材料、將所需的感官性質賦予煙草材料，或者將所需的物理性質或質地賦予煙草材料。特別地，卷煙煙氣的感官屬性可通過將香料材料摻入卷煙的各種組分中而得以提高。參見，Leffingwell 等人，Tobacco Flavoring for Smoking Products (吸煙產品的煙草香料)，R.J.雷諾茲煙草公司(R.J.Reynolds Tobacco Company) (1972)。示例性的香料添加劑包括薄荷醇以及美拉德反應的產物，如吡嗪、氨基糖和阿馬多瑞化合物。制備用于煙草組合物中的風味芳香的組合物的各種方法在如下專利中陳述:Rooker的美國專利 N0.3，424，171、Luttich 的美國專利 N0.3，476，118、Osborne, Jr.等人的美國專利N0.4，150,677、Roberts等人的美國專利N0.4，986，286、White等人的美國專利 N0.5，074，319、White 等人的美國專利 N0.5，099，862、Sensabaugh, Jr.的美國專利 N0.5，235,992、Coleman, III 等人的美國專利 N0.6，298,858、Coleman, III 等人的美國專利N0.6，325,860、Coleman, III等人的美國專利N0.6,428,624、Dube等人的美國專利N0.6，440，223、Coleman, III的美國專利N0.6，499，489，和White等人的美國專利N0.6，591，841、Coleman, III 的美國專利申請公布 N0.2004/0173228，以及 2008 年 8 月 14日提交的Coleman，III等人的美國申請系列N0.12/191，751，所述專利的每一個以引用方式并入本文。這些方法通常包括施加熱量至煙草材料，這可導致形成某些副產物的反應。無煙煙草的感官屬性也可通過摻入某些香料材料而得以提高。參見，例如，Williams的美國專利申請公布N0.2002/0162562、Williams的美國專利申請公布N0.2002/0162563、Atchley 等人的美國專利申請公布 N0.2003/0070687、Williams 的美國專利申請公布N0.2004/0020503、Breslin等人的美國專利申請公布N0.2005/0178398、Strickland等人的美國專利申請公布N0.2006/0191548、Holton, Jr.等人的美國專利申請公布N0.2007/0062549、Holton, Jr.等人的美國專利申請公布N0.2007/0186941、Strickland等人的美國專利申請公布N0.2007/0186942、Dube等人的美國專利申請公布N0.2008/0029110、Robinson等人的美國專利申請公布N0.2008/0029116、Mua等人的美國專利申請公布N0.2008/0029117,Robinson等人的美國專利申請公布N0.2008/0173317，和Neilsen等人的美國專利申請公布N0.2008/0209586,所述專利的每一個以引用方式并入本文。本領域期望進一步提供改變可用于吸煙制品或無煙煙草產品中的煙草(以及煙草組合物和配方)的特性和性質的方法。

發明內容
本發明提供了一種在添加劑的存在下熱處理煙草材料的方法，所述添加劑適于改變煙草材料的性質和特性，例如通過改變煙草材料的感官性質或改變所得經熱處理的產品的化學性質。特別地，使用某些添加劑來抑制源自天冬酰胺與某些還原糖的反應的反應產物的形成。更具體地，本發明的某些實施例提供了煙草產品，包括吸煙制品和無煙煙草組合物，所述煙草產品包括用添加劑進行預處理的煙草材料，以在加熱或燃燒所述煙草材料時抑制天冬酰胺形成丙烯酰胺的反應。示例性的添加劑包括氨基酸、摻入二價和三價陽離子的組合物、天冬酰胺酶、某些非還原性糖類、某些還原劑、酚類化合物(例如具有至少一個酚官能團的化合物)、具有至少一個自由硫醇基團或官能團的某些化合物、氧化劑、氧化催化齊U、天然植物提取物(例如迷迭香提取物)和它們的組合。本發明也部分基于如下認識:可控制某些熱處理參數，以改變所得的經熱處理的產品的化學性質，例如在加熱步驟過程中保持pH在約8以下，或降低加熱時間或溫度。在一方面，本發明提供了一種熱加工用于吸煙制品或無煙煙草組合物中的煙草材料的方法，其包括:(i)混合煙草材料以及水和添加劑(例如選自如下的添加劑:賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、摻入二價和三價陽離子的組合物、天冬酰胺酶、某些非還原性糖類、某些還原劑、酚類化合物、具有至少一個自由硫醇基團或官能團的某些化合物、氧化劑、氧化催化劑、天然植物提取物(例如迷迭香提取物)和它們的組合)以形成濕潤的煙草混合物，所述添加劑能夠在加熱或燃燒煙草材料時抑制天冬酰胺形成丙烯酰胺的反應；(ii)在至少約60° C (例如至少約100° C)的溫度下加熱所述濕潤的煙草混合物，以形成經熱處理的煙草混合物；以及(iii)將所述經熱處理的煙草混合物摻入煙草產品，如吸煙制品或無煙煙草產品。例如，所述經熱處理的煙草混合物可用作諸如卷煙的吸煙制品內的可煙吸材料。優選的添加劑包括賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺酶、氧化劑(例如過氧化氫或臭氧)、氧化催化劑(例如二氧化鈦)和它們的組合。所述添加劑的量可變化，但通常為約IOOppm至約10干重％之間。經熱處理的煙草混合物通常包含另外的組分，如調味劑、填料、粘結劑、PH調節劑、緩沖劑、著色劑、分解助劑、抗氧化劑、濕潤劑和防腐劑。在另一方面，本發明提供了一種制備無煙煙草產品的方法，其包括:(i)混合煙草材料；諸如水、調味劑、粘結劑和填料的成分；以及選自賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、摻入二價和三價陽離子的組合物、天冬酰胺酶、某些非還原性糖類、某些還原劑、酚類化合物、具有至少一個自由硫醇基團或官能團的某些化合物、氧化劑、氧化催化劑、天然植物提取物(例如迷迭香提取物)和它們的組合的添加劑，以形成濕潤的煙草混合物；(ii)將所述濕潤的煙草混合物成型為所需的產品形狀；以及(iii)在至少約60° C (例如至少約100° C)的溫度下所述濕潤的煙草混合物，以提供熱處理方法步驟并因此制得干燥的無煙煙草產品。所述熱處理方法可特征在于煙草組合物的濕含量的改變。例如，濕潤的煙草混合物可具有大于約20重量％的濕含量，以所述煙草混合物的總重量計；且干燥的無煙煙草產品可具有小于約10重量％的濕含量。所述熱處理方法也可特征在于在加熱步驟過程中的pH，其可小于約10.0，小于約8.0，小于約7.0，或小于約6.5。所需的產品形狀可具有丸狀、片狀、球體、片、硬幣狀、立方體、珠狀、卵形、扁圓形(obloid)、豆狀、棍狀或棒狀的形式。這些產品形狀可使用諸如移動帶、羅拉鉗口(nip)、擠出機、造粒裝置、壓實裝置等的設備以多種方式成型。或者，所述經處理的煙草材料可以以顆粒形式使用。在一個實施例中，本發明的方法包括(i )混合約10至約60干重％的煙草材料、至多約50干重％的一種或多種填料、約10至約85重量％的水、約5至約30干重％的一種或多種粘結劑、至多約10干重％的一種或多種調味劑，和至少約0.1干重％的添加劑以形成濕潤的煙草混合物，所述添加劑選自賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、摻入二價和三價陽離子的組合物、天冬酰胺酶、某些非還原性糖類、某些還原劑、酚類化合物、具有至少一個自由硫醇基團或官能團的某些化合物、氧化劑、氧化催化劑、天然植物提取物(例如迷迭香提取物)和它們的組合；(ii)將所述濕潤的煙草混合物成型為所需的產品形狀；以及(iii)在至少約100° C的溫度下加熱所述濕潤的煙草混合物，以制得具有不超過約10重量％的濕含量的干燥的無煙煙草產品。在又一方面，本發明提供了 一種根據本發明的方法制得的經熱處理的煙草組合物。這種經熱處理的組合物可特征在于低丙烯酰胺含量，如小于約2000ppb，小于約1500ppb,小于約IOOOppb,小于約900ppb,小于約800ppb,小于約700ppb,小于約600ppb,小于約500ppb,小于約400ppb或小于約300ppb的丙烯酰胺含量。在一個實施例中，本發明提供了一種經熱處理的無煙煙草組合物，其包含煙草材料、水、調味劑、粘結劑和填料，其中所述經熱處理的無煙煙草組合物具有不超過約1500ppb的丙烯酰胺含量。所述經熱處理的無煙煙草組合物可具有選自丸狀、片狀、球體、片、硬幣狀、立方體、珠狀、卵形、扁圓形、豆狀、棍狀和棒狀的預成型形狀。所述經熱處理的無煙煙草組合物的濕含量通常不超過約10重量％。所述經熱處理的無煙煙草組合物的每個成分的量可變化，但在一個實施例中，所述組合物包含約20至約60干重％的煙草材料、約20至約50干重％的一種或多種填料、約5至約20干重％的一種或多種粘結劑，以及約I至約10干重％的一種或多種調味劑。在其中本發明的經處理的煙草用于吸煙制品中的實施例中，煙草可為配方煙絲的形式。所述煙草材料也可為摻合的形式。含有本發明的經處理的煙草的吸煙制品可特征在于，相對于未經處理的對照吸煙制品，吸煙時主流煙氣的丙烯酰胺含量降低。相比于未經處理的對照吸煙制品，在主流煙氣中丙烯酰胺降低的量通常為至少約10%，這意味著由本發明的吸煙制品所產生的主流煙氣中的丙烯酰胺的量(以重量計)比在相同條件下(例如在ISO條件下)由抽吸的未經處理的對照吸煙制品所產生的丙烯酰胺的量少至少約10%。降低的量常常為至少約30%，更經常為至少約50%，最經常為至少約60%。在一方面，本發明提供了一種卷煙形式的吸煙制品，其包括由包裝材料限制的可煙吸材料的棒以及在所述棒的一端附接至所述棒的濾嘴，其中所述可煙吸材料包含煙草材料，所述煙草材料經預處理，以抑制在主流煙氣中天冬酰胺形成丙烯酰胺的反應。所述預處理可包括本文描述的處理方法，如在本文討論的類型的添加劑的存在下加熱煙草材料。
具體實施例方式本發明現在將在下文更全面地進行描述。然而，本發明可以以許多不同的形式實施，且不應被解釋為局限于本文陳述的實施例；相反，提供這些實施例以使得本公開為徹底和完整的，并將本發明的范圍完全傳達給本領域技術人員。在本說明書和權利要求書中所用的單數形式“一種”和“所述”包括復數形式，除非上下文明確另外指出。提及“干重％”或“以干重計”指基于干燥成分(即除了水之外的所有成分)的重量。本發明提供了一種經熱處理的煙草組合物和用于制備經熱處理的煙草組合物的方法。本文所用的術語“經熱處理的煙草組合物”指包含煙草材料的組合物，所述煙草材料已在高溫下(如至少約60° C，更通常至少約100° C的溫度下)進行熱處理足夠的時間(如至少約10分鐘)，以改變煙草組合物的特性或性質。在一些情況中，熱處理方法改變煙草組合物的化學或感官特性(例如味道和香味)。本發明的熱處理方法可為常規煙草處理方法的修改形式，如適于形成風味芳香的化合物(例如Maillard反應產物)的方法、適于煙草組合物的巴氏消毒的方法、用于制備煙草加料(casing)產品的方法、再造煙草方法(例如鑄塑板和造紙再造煙草方法)、煙草提取方法、重排序方法、烘烤方法、蒸汽處理和干燥方法。本發明的經熱處理的煙草組合物可用作吸煙制品的添加劑(例如作為可煙吸摻合物的部分，或作為吸煙制品的濾嘴或包裝紙的添加劑)或用作無煙煙草組合物，如松散濕鼻煙、松散干鼻煙、嚼用煙草、球狀煙草片、擠出或成型的煙草條，片，棒或棍、細微研磨的粉末、粉末片和組分的細微研磨或碾磨的團聚體、薄片狀片、模制加工的煙草片、含煙草膠的片、帶狀膜的卷、易于水溶或水分散的膜或帶，或膠囊狀材料。在本發明的煙草組合物中所用的煙草可變化。煙草可包括例如如下的煙草類型:烤煙、白肋煙、曬煙(例如香料煙或Indian Kurnool)、馬里蘭煙、深色煙、深色烤煙、深色曬煙(例如passanda煙草、cubano煙草、jatin煙草和bezuki煙草)或淺色曬煙(例如NorthWisconsin煙草和galpoa煙草)，和黃花煙，以及其他稀有或特種煙草或甚至青煙草或新鮮煙草。各種類型的煙草、培植實踐和采收實踐的描述在以引用方式并入本文的TobaccoProduction, Chemistry and Technology (煙草生產、化學和技術)，Davis 等人(編輯)(1999)中陳述。也參見陳述于Sensabaugh, Jr.等人的美國專利N0.4，660，577、White等人的美國專利N0.5，387，416和Dominguez等人的美國專利N0.6，730, 832中的煙草類型，所述專利的每一個以引用方式并入本文。最優選地，所述煙草材料為已被適當風干和老化的那些。烤制烤煙的特別優選的技術和條件陳述于Nestor等人，Beitrage Tabakforsch.1nt.，20(2003)467-475和Peele的美國專利N0.6，895，974中，所述文獻以引用方式并入本文。晾制煙草的代表性技術和條件陳述于Roton等人，Beitrage Tabakforsch.1nt.，21 (2005) 305-320 和 Staaf 等人，Beitrage Tabakforsch.1nt.，21 (2005) 321-330 中，所述文獻以引用方式并入本文。可晾曬某些類型的不常見或稀有的煙草。改進香料煙的吸煙品質的方式和方法陳述于Lawson等人的美國專利N0.7，025, 066中，所述專利以引用方式并入本文。代表性的香料煙包括katerini煙草、prelip煙草、komotini煙草、xanthi煙草和yambol煙草。包含深色曬煙的煙草組合物陳述于Marshall等人的美國專利申請公布N0.2008/0245377，其以引用方式并入本文。在一個實施例中，選擇煙草材料或其至少一些部分以具有天然低水平的天冬酰胺。在某些煙葉中的天冬酰胺含量的代表性的范圍通常可為約0.2至約0.7干重％。某些代表性的煙莖材料通常含有更低水平的天冬酰胺，如約0.1至約0.3干重％。用于吸煙制品或無煙煙草產品中的摻合形式的代表性煙草材料通常具有約0.1至約0.4干重％的天冬酰
胺含量。可將本發明中所用的煙草組合物，如旨在以無煙形式使用的煙草組合物摻入單一類型的煙草中(例如以所謂的“直接級(straight grade)”形式)。例如，在煙草組合物內的煙草可單獨由烤煙(例如所有煙草可由烤煙葉或烤煙葉及烤煙莖的混合物組成，或者衍生自烤煙葉或烤煙葉及烤煙莖的混合物)組成。在煙草組合物內的煙草也可具有所謂的“摻合”形式。例如，在本發明的煙草組合物內的煙草可包括烤制白肋煙(例如Malawi白肋煙)和香料煙(例如由煙葉或煙葉及煙莖的混合物組成的煙草，或者衍生自煙葉或煙葉及煙莖的混合物的煙草)。例如，代表性的摻合物可摻入約30至約70份白肋煙(例如葉，或者葉及莖)，以及約30至約70份烤煙(例如莖、葉，或葉及莖)，以干重計。其他示例性的煙草摻合物摻入約75份烤煙、約15份白肋煙和約10份香料煙；或者摻入約65份烤煙、約25份白肋煙和約10份香料煙；或者摻入約65份烤煙、約10份白肋煙和約25份香料煙，以干重計。其他示例性的煙草摻合物摻入約20至約30份香料煙和約70至約80份烤煙。煙草材料可具有如下形式:加工煙草部分或片、基本上天然葉或莖的形式的烤制并老化的煙草、煙草提取物、提取的煙草紙漿(例如使用水作為溶劑)，或前述的混合物(例如組合提取的煙草紙漿以及粒狀烤制并老化的天然煙葉的混合物)。在一些實施例中，期望在水中徹底清洗煙草材料，以去除煙草內的一些天冬酰胺。用于煙草產品的煙草最優選包含煙葉，或煙葉和煙莖混合物。優選摻入相對于煙莖的主要量的煙葉的煙草混合物。最優選地，煙葉和煙莖以非提取的形式使用，即，使得可提取部分(例如水溶性部分)以可相比于以烤制并老化形式提供的天然煙草的方式存在于不可提取部分內(例如煙草紙漿)。在煙草產品內的煙草部分可具有經加工的形式，如經加工的煙莖(例如梗絲、膨脹梗絲或疏松梗絲)，或體積膨脹煙草(例如疏松煙草，如干冰膨脹煙草(DIET))。參見例如陳述于de la Burde等人的美國專利N0.4，340，073、Guy等人的美國專利N0.5, 259, 403和Poindexter等人的美國專利N0.5, 908, 032,以及Poindexter等人的美國專利申請公布N0.2004/0182404中的煙草膨脹方法，全部所述專利以引用方式并入本文。另外，煙草產品可任選地摻入已經發酵的煙草。也參見陳述于Atchley等人的PCTW005/063060中的煙草加工技術類型。本發明中所用的煙草通常以切碎、研磨、粒狀、微粒或粉末的形式提供。最優選地，煙草以平均粒度比在所謂的“細切”煙草產品中使用的切碎煙草的部分或片的平均粒度小的部分或片的形式使用。通常，將極細微研磨的煙草粒子或片定尺寸為通過約18泰勒標準篩號的篩子，通常定尺寸為通過約20泰勒標準篩號的篩子，常常定尺寸為通過約50泰勒標準篩號的篩子，經常定尺寸為通過約60泰勒標準篩號的篩子，可甚至定尺寸為通過100泰勒標準篩號的篩子，可進一步定尺寸為通過200泰勒標準篩號的篩子。如果需要，可使用風選設備以確保可收集所需尺寸或所需尺寸范圍的小尺寸煙草粒子。在一個實施例中，煙草材料為定尺寸為通過18泰勒標準篩號，但不通過60泰勒標準篩號的顆粒形式。如果需要，不同尺寸的粒狀煙草的片可混合在一起。通常，適用于斯納斯產品的極細微研磨的煙草粒子或片具有大于-8泰勒標準篩號，常常為-8至+100泰勒標準篩號，經常為-18至+60泰勒標準篩號的粒度。以細微研磨或粉末類型的形式提供煙草的方式可變化。優選地，使用用于研磨、碾磨等的設備和技術將煙草部分或片粉碎、研磨或粉化成粉末類型形式。最優選地，在使用諸如錘磨機、刀頭、空氣控制磨機等的設備研磨或碾磨過程中，煙草為相對干燥的形式。例如，當煙草部分或片的濕含量為小于約15重量％至小于約5重量％時，可研磨或碾磨所述煙草部分或片。煙草提取物可用作煙草組合物的組分。提取物可以以固體形式(例如噴霧干燥或冷凍干燥的形式)、液體形式、半固體形式等使用。示例性的煙草提取物和提取技術陳述于例如Osborne Jr.等人的美國專利N0.4，150，677、Fagg等人的美國專利N0.4，967，771、Fagg等人的美國專利N0.5，005, 593、Fagg等人的美國專利N0.5，148，819和Clapp等人的美國專利N0.5，435，325中，全部所述專利以引用方式并入本文。各種煙草提取物和再造方法陳述于Fagg的美國專利N0.5，065，775、Newton的美國專利N0.5，360，022和Fagg的美國專利N0.5，131，414中，全部所述專利以引用方式并入本文。也參見，陳述于Munoz等人的美國專利N0.5，131，415和Gonzalez-Parra的美國專利N0.5，318，050中的煙草提取物處理方法，所述專利均以引用方式并入本文。可結合本發明的方法使用合適的已知再造煙草加工技術，如造紙技術或鑄造型方法。參見例如陳述于如下專利中的造紙方法的類型=Tughan的美國專利N0.3，398，754、Mattina的美國專利N0.3，847，164、Kite的美國專利N0.4，131，117、Jenkins的美國專利N0.4，270，552、Mattina 的美國專利 N0.4，308，877、Keritsis 的美國專利 N0.4，341，228、Gellatly 的美國專利 N0.4，421，126,Gellatly 的美國專利 N0.4，706，692,Thomasson 的美國專利 N0.4，962，774,Clapp 的美國專利 N0.4，941，484,Young 的美國專利 N0.4，987，906、Brown的美國專利N0.5，056，537,Sohn的美國專利N0.5，143，097,Brinkley等人的美國專利 N0.5，159，942、Young 的美國專利 N0.5，325，877、Brinkley 的美國專利 N0.5，445，169、Young的美國專利N0.5，501，237、Young的美國專利N0.5，533，530，所述專利以引用方式并入本文。參見例如陳述于如下專利中的鑄造方法=Hind的美國專利N0.3，353，541、Hind的美國專利N0.3,499,454、Hind的美國專利N0.3,483,874、Deszyck的美國專利N0.3，760，815、Keritsis 的美國專利 N0.4，674，519、Kiernan 的美國專利 N0.4，972，854、Hickle的美國專利N0.5，023，354、Young的美國專利N0.5，099，864、Jakob的美國專利N0.5，101，839、Lekwauwa 的美國專利 N0.5，327，917、Young 的美國專利 N0.5，339，838、Jakob的美國專利N0.5，598，868、Young的美國專利N0.5，715，844、Gellatly的美國專利N0.5，724，998 和 Kumar 的美國專利 N0.6，216，706，以及 EPO 565360、EP01055375 和 PCTW098/01233，所述專利以引用方式并入本文。可使用在常規類型的再造煙草方法中所用的提取物、提取材料和漿料作為本發明的煙草配方中的成分。本發明的方法可與其中涉及施加熱量的任何煙草處理方法相關使用，并與熱處理加工助劑或添加劑結合使用，或與諸如加料組分的成分結合使用。參見例如陳述于如下專利中的加料材料和方法:Bryant, Jr.等人的美國專利N0.4，177，822、Wu等人的美國專利N0.4，306，577、Mays等人的美國專利N0.4，449，541、Gaisch等人的美國專利N0.4, 537, 204、Shelar等人的美國專利N0.4, 819, 668和Lawson等人的美國專利N0.4，836，224，所述專利的每一個以引用方式并入本文。煙草配方內的煙草的相對量可變化。優選地，煙草配方內的煙草的量為至少約10%或至少約25%，以配方的干重計。在某些情況中，煙草配方內其他組分的量可超過約40%，以干重計。配方內的煙草材料的典型范圍為約10至約60重量％，更常常為約20至約40重
量％，以干重計。經受本發明的熱處理方法的煙草組合物通常在其中具有一定水平的水，并可特征在于為濕潤的煙草組合物。水量可由大大過量(其中煙草組合物為分散體的形式)變化至較少量(其中煙草組合物僅為潮濕的)。在熱處理之前的水含量通常大于約10重量％，以組合物的總重量計，更常常為至少約20重量％。水含量通常小于約85重量％，更常常小于約75重量％。典型的重量范圍為約20至約50重量％。除了水之外，非水性溶劑也可存在于煙草組合物中，如各種濕潤劑(例如甘油或丙二醇)。將能夠改變經熱處理的煙草組合物的性質或特性的添加劑與煙草組合物混合。所述添加劑例如為可在熱處理方法中改變煙草的化學或感官特性的化合物或化合物的混合物。在一個實施例中，所述添加劑旨在抑制存在于煙草組合物中的天冬酰胺與還原糖之間的反應，所述反應可產生諸如丙烯酰胺的化合物。煙草產品在某些反應方面獨特地不同于食品，如天冬酰胺與還原糖之間的反應。當抽吸煙草產品(例如卷煙、雪茄、煙斗絲)時，在使用過程中的溫度梯度比在烹飪過程中食品中所遭遇的溫度高得多，這可導致增加的反應速率。對于某些無煙煙草產品，PH可以比食品的pH高得多，并且在加工過程中，在增加的pH下加熱煙草可提高某些反應的速率。因此，當處理煙草產品時，抑制某些反應可能是特別具有挑戰性的。示例性的添加劑包括氨基酸、摻入二價和三價陽離子的組合物、天冬酰胺酶、某些非還原性糖類、某些還原劑、酚類化合物(例如具有至少一個酚官能團的化合物)、具有至少一個自由硫醇基團或官能團的某些化合物、氧化劑、氧化催化劑、迷迭香提取物(或衍生自草藥或植物性藥材來源的其他植物提取物)和它們的組合。不受限于操作理論，據信這些添加劑能夠通過如下方式來抑制天冬酰胺形成丙烯酰胺的反應:提供優先與可得的還原糖反應的競爭反應、使天冬酰胺不能與還原糖反應的與天冬酰胺的化學相互作用、與反應中間體的化學相互作用，或與丙烯酰胺的化學相互作用。根據本發明的某些添加劑的使用描述于Elder等人的美國專利N0.7，037，540和Elder等人的美國專利N0.7，267，834,Zyzak等人的美國專利申請公布N0.2004/0058046,Finley的美國專利申請公布N0.2005/0196504、Oku等人的美國專利申請公布N0.2006/0194743、Elder等人的美國專利申請公布N0.2007/0141225,Boudreaux等人的美國專利申請公布N0.2007/0141227和Soe等人的美國專利申請公布N0.2007/0166439，所述專利以全文引用方式并入本文。存在于煙草組合物中的添加劑的量將取決于最終經熱處理的煙草組合物的所需特性和所選擇的添加劑類型而變化。通常，添加劑的量為至少約0.01干重％，更常常至少約0.1干重％，最常常至少約I干重％。添加劑以通常小于約15干重％，如小于約10重量％或小于約8重量％的量存在。在一個實施例中，添加劑的量為約I干重％至約5干重％。當添加劑為天冬酰胺酶時，添加劑的量可相對較低，如小于約800ppm或小于約600ppm或小于約500ppm。天冬酰胺酶可在如小于約400ppm或小于約300ppm或甚至小于約200ppm那樣低的處理水平下有效。天冬酰胺酶在煙草材料中的典型的重量范圍為約IOOppm至約1，OOOppm0取決于所用的添加劑類型和其中添加劑與天冬酰胺/還原糖反應相互作用的方式，在熱處理之后可能有大部分添加劑剩余在組合物中，或者可能剩余極少殘余物添加劑。盡管可使用各種必要或非必要氨基酸，但所述氨基酸通常為賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸或它們的組合。也可使用半胱氨酸。二價和三價陽離子通常以中性鹽的形式使用。可通過加入磷酸或檸檬酸而使溶解度較低的鹽，如包含碳酸根或氫氧根陰離子的那些鹽變得更加可溶。建議的陽離子包括鈣、鎂、鋁、鐵、銅和鋅。這些陽離子的合適的鹽包括氯化鈣、檸檬酸鈣、乳酸鈣、蘋果酸鈣、葡糖酸鈣、磷酸鈣、醋酸鈣、EDTA鈣鈉、甘油磷酸鈣、氫氧化鈣、乳糖醛酸鈣、氧化鈣、丙酸鈣、碳酸鈣、硬酯酰乳酸鈣、氯化鎂、檸檬酸鎂、乳酸鎂、蘋果酸鎂、葡糖酸鎂、磷酸鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂、硫酸鎂、六水合氯化鋁、氯化鋁、氫氧化鋁、銨礬、鉀礬、鈉礬、硫酸鋁、氯化鐵、葡糖酸亞鐵、檸檬酸鐵銨、焦磷酸鐵、富馬酸亞鐵、乳酸亞鐵、硫酸亞鐵、氯化銅、葡糖酸銅、硫酸銅、葡糖酸鋅、氧化鋅、硫酸鋅和它們的組合。另一示例性的添加劑為天冬酰胺酶，其為將天冬酰胺分解為天冬氨酸和氨的酶。天冬酰胺酶通常以水分散體的形式使用，所述水分散體含有小于10重量％的總有機固體(TOS)0每克用于本發明中的天冬酰胺酶組合物的天冬酰胺酶單元數(ASNU)可變化，但通常在3000至4000的范圍內。其他酶處理也可能是有效的，如多級酶處理，其使用第一酶將某些還原糖轉化為第二還原糖，并使用第二酶氧化所述第二還原糖。例如，可通過酶葡糖異構酶(也稱為木糖異構酶)的作用而將果糖轉化為葡萄糖，且葡萄糖可被己糖氧化酶或葡糖氧化酶氧化。據信代替還原糖和/或酚類物質的糖類抑制從天冬酰胺形成丙烯酰胺。示例性的糖類包括海藻糖、還原的異麥芽酮糖、D-甘露醇、D-赤蘚糖醇、環糊精和它們的組合。市售的糖類包括“TREHA.RTM.”，可得自日本岡山Hayashibara Shoji Inc.的一種高純度水合結晶海藻糖、“NE0TREHAL0SE”,可得自日本網山的 Hayashibara Biochemical LaboratoriesInc.的一種試劑級結晶海藻糖、“PALATINIT”，可得自日本東京Shin Mitsui SugarC0.Ltd.的一種粉末還原的異麥芽酮糖，以及“MANNITOL”，可得自日本東京Towa ChemicalIndustry C0.，Ltd.的一種結晶甘露醇粉末。示例性的酚類物質包括兒茶酚(例如兒茶素、表兒茶素和表沒食子兒茶素)、黃酮類(例如槲皮素、異槲皮苷、蘆丁、柚苷、橘皮苷)、山奈酹、肉桂酸、奎尼酸、3，4- 二氫-肉桂酸、3-香豆酸、4-香豆酸、對硝基酚、姜黃素、東莨菪亭、對羥基苯甲酸正丙酯、原花青素(protoanthocyanidin)和它們的組合。也可使用具有至少一個自由硫醇(-SH)基團的化合物，如半胱氨酸和半胱氨酸衍生物(例如N-乙酰基-半胱氨酸)、具有可得的硫醇基團的多肽(例如谷胱甘肽和酪蛋白)、二硫蘇糖醇、巰基乙酸、巰基丙酸、巰基乙醇和它們的組合。據信能夠將二硫化物鍵還原成硫醇基團的還原劑能夠降低丙烯酰胺水平，只要這些還原劑不促進與天冬酰胺的Maillard反應。示例性的還原劑包括脫水氯化亞錫、亞硫酸鈉、重亞硫酸鈉、抗壞血酸、抗壞血酸衍生物、異抗壞血酸(赤藻糖酸)、抗壞血酸衍生物的鹽、鐵離子、鋅離子、亞鐵離子、乙二胺四乙酸(EDTA)、檸檬酸、蘋果酸、戊二酸、二羧酸和它們的組合。還據信漂白劑或氧化劑以及氧化催化劑可用于抑制從天冬酰胺形成丙烯酰胺。可使用能夠轉移氧原子的任何氧化劑。示例性的氧化劑包括過氧化物(例如過氧化氫)、亞氯酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、次氯酸鹽、臭氧、氨和它們的組合。示例性的氧化催化劑為二氧化鈦、二氧化錳和它們的組合。使用漂白劑處理煙草的方法描述于例如Daniels, Jr.的美國專利 N0.787，611、Oelenheinz 的美國專利 N0.1, 086，306、Delling的美國專利 N0.1, 437，095、Rosenhoch 的美國專利 N0.1, 757，477、Hawkinson 的美國專利 N0.2，122，421、Baier 的美國專利 N0.2，148，147、Baier 的美國專利 N0.2，170，107、Baier的美國專利N0.2，274，649、Prats等人的美國專利N0.2，770，239、Rosen的美國專利 N0.3，612，065、Rosen 的美國專利 N0.3，851，653、Rosen 的美國專利 N0.3，889，689、Rainer 的美國專利 N0.4, 143, 666、Campbell 的美國專利 N0.4, 194, 514、Rainer 等人的美國專利N0.4，366，824,Rainer等人的美國專利N0.4，388，933和Schmekel等人的美國專利N0.4，641，667，以及Giolvas的PCT W096/31255，全部所述專利以引用方式并入本文。當使用氧化劑時，可能期望但不必要的是，用氧化劑預處理煙草材料，并在混合經處理的煙草材料和混合物的剩余組分之前加熱所得混合物(例如在至少約80° C的溫度下加熱經處理的煙草材料至少約15分鐘)。取決于被處理的煙草組合物的類型，除了煙草材料、水和上述添加劑之外，煙草組合物可包含一種或多種另外的組分。另外的成分的示例性類型(將在下文更詳細討論)包括調味劑、填料、粘結劑、PH調節劑、緩沖劑、著色劑、分解助劑、抗氧化劑、濕潤劑和防腐劑。使用本領域已知的任何混合技術或設備，將煙草組合物的組分在混合物中混合在一起。可為液體或干燥固體形式的上述添加劑可在與組合物的任何剩余組分混合之前在預處理步驟中與煙草混合，或者簡單地與所有其他液體或干燥成分一起與煙草混合。可使用使煙草組合物成分緊密接觸的任 何混合方法。通常使用具有能夠攪動的葉輪或其他結構的混合裝置。示例性的混合設備包括加料筒、潤葉機或筒、液體噴霧裝置、帶式摻合器、可作為FKMl30、FKM600、FKMl200、FKM2000 和 FKM3000 得自 Littleford Day, Inc.的混合器、PloughShare型混合器筒等。可使用本領域已知的任何加熱方法或裝置來完成煙草組合物的熱處理。熱處理可在密閉容器(例如提供受控大氣環境、受控大氣組分和受控大氣壓力的密閉容器)中，或在基本上對環境空氣開放的容器中進行。可通過使用夾套式容器、將蒸汽直接噴射至煙草、將熱空氣鼓泡通過煙草等來控制溫度。在某些實施例中，熱處理步驟在也能夠提供組分的混合(例如通過攪拌或攪動)的容器中進行。示例性的混合容器包括可得自Scott EquipmentCompany> Littleford Day, Inc.、 Lodi1.. ,e Process Technology 和 Breddo LikwifierDivision of American Ingredients Company的混合器。提供壓力受控的環境的容器的例子包括可得自加利福尼亞州康科德的Berghof/America Inc.的高壓爸，以及可得自TheParr Instrument C0.的高壓反應器(例如描述于Hukvari等人的美國專利N0.4，882，128中的帕爾反應器型號4522和4552)。在方法中混合容器內的壓力可為大氣壓或高壓(例如約IOpsig至約1，OOOpsig)。在其他實施例中,熱處理方法在微波爐、對流式烘箱中，或者通過紅外加熱進行。熱處理方法的溫度和時間可變化，通常，熱處理的長度隨著熱處理溫度的增加而減小。然而，熱處理步驟的溫度可特征在于高溫，這意味著溫度大于室溫(即大于25° C)。溫度將部分由所進行的熱處理方法的類型和熱處理的目的決定。取決于方法是否設計用于干燥、巴氏消毒或化學反應(例如以形成風味芳香化合物)，可應用不同的溫度范圍。溫度通常為約60° C以上，常常為約80° C以上，更通常為約100° C以上，但通常為約200° C以下，常常為約175° C以下，最常常為約150° C以下。典型的溫度范圍包括約60° C至約175° C，更常常約80° C至約150° C，最常常約100° C至約140° C。在某些實施例中，需要相對較低溫度的熱處理方法(例如約100° C以下或約90° C以下)，以降低天冬酰胺反應形成某些副產物的傾向。煙草組合物經受熱處理的時間量可變化。通常，時間段足以在所需溫度下加熱混合物至少約10分鐘，通常至少約20分鐘，更常常至少約30分鐘的時間段。通常，時間段少于約3小時，通常少于約2小時，常常少于約1.5小時。在某些實施例中，需要相對較快的熱處理方法，以降低天冬酰胺反應形成某些副產物的傾向。在這些實施例中，加熱時間不超過約15分鐘或不超過約10分鐘。在某些實施例中，特別是當熱處理應用于無煙煙草組合物時，熱處理的長度由煙草組合物的所需最終濕含量決定。通常，無煙煙草組合物的所需最終濕含量小于約35重量％，以組合物總重量計，常常小于約25重量％，最常常小于約20重量％。對于成型為所需產品形狀(例如片材或棒形)的無煙煙草組合物，最終濕含量通常小于約15重量％或小于約
10重量％，常常小于約8重量％。大氣空氣或環境氣氛為用于進行本發明的熱處理的優選氣氛。然而，熱處理也可在受控氣氛下，如通常惰性氣氛下發生。可使用諸如氮氣、氬氣和二氧化碳的氣體。或者，取決于處理條件的選擇和所需的反應產物，烴類氣體(例如甲烷、乙烷或丁烷)或氟碳化合物氣體也可在某些實施例中提供受控氣氛的至少一部分。在熱處理方法中煙草組合物的pH也可影響經熱處理的產品的性質和特性。水性煙草組合物通常為酸性的，但可通過加入堿(如氫氧化鈉)來向上調節pH。已確定在熱處理方法中煙草組合物的PH可影響天冬酰胺與還原糖之間的反應。在某些實施例中，煙草組合物的pH小于約10.0，小于約9.0，小于約8.0，小于約7.5，小于約7.0或小于約6.5。已確定在熱處理方法中更低的PH水平可降低經熱處理的材料中的丙烯酰胺水平。在某些實施例中，不將堿或將減少量的堿加入至煙草組合物中以獲得上述PH水平。確定煙草配方的pH的代表性的技術包括將5g所述配方分散于IOOml高性能液相色譜水中，以及(例如使用pH計)測量所得懸浮體/溶液的pH。盡管降低熱處理溫度或處理時間可減少如上所述的某些反應，但存在不期望降低的時間或溫度的情況。例如，當熱處理方法旨在產生風味芳香的Maillard反應產物時，降低熱處理方法的溫度或時間也將導致降低產生所需化合物。因此，在某些實施例中，可能有利的是使用本文所述的添加劑中的一種來抑制反應，而不是改變熱處理條件。本發明的熱處理方法可以與設計用以破壞細胞膜的另外的方法組合，并因此允許更好地使上述添加劑滲透至煙草材料中。例如，在本發明的熱處理方法之前或在本發明的熱處理方法中，煙草組合物的煙草材料可經受超聲能、施加真空，或用細胞減弱酶(cellweakening enzyme)進行處理。在本發明的一個方面，熱處理方法用于處理無煙煙草組合物。例如，熱處理方法可用于干燥已成型為所需產品形狀的無煙煙草組合物。除了煙草、水和上述添加劑之外，這種無煙煙草組合物也通常包含另外的組分，如調味劑、填料、粘結劑、PH調節劑、緩沖劑、著色劑、分解助劑、抗氧化劑、濕潤劑和防腐劑。可使用的示例性的調味劑為用于改變無煙煙草產品的苦味、甜味、酸味或咸性，提高配方的感官干燥度或濕潤度或由配方所顯示的煙草味道的程度的組分或那些組分的合適組合。調味劑的類型包括鹽(例如氯化鈉、氯化鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、醋酸鈉、醋酸鉀等)、天然甜味劑(例如果糖、蔗糖、葡萄糖、麥芽糖、甘露糖、半乳糖、乳糖等)、人工甜味劑(例如蔗糖素、糖精、阿司帕坦、安賽蜜K、紐甜等)，以及它們的組合。在煙草組合物中所用的調味劑的量可變化，但通常為至多約10干重％，且某些實施例的特征在于至少約I干重％，如約I至約10干重％的調味劑含量。常常使用調味劑的組合，如約0.1至約2干重％的人工甜味劑和約0.5至約8干重％的鹽(如氯化鈉)。示例性的填料材料包括植物纖維材料，如甜菜纖維材料(例如可得自國際纖維公司(International Fiber Corporation)的FIBREX 牌填料)、燕麥或其他谷粒(包括經加工的或輸送的顆粒)、麩皮纖維、淀粉或其他改性或天然纖維素材料(如微晶纖維素)。另外的特定例子包括玉米淀粉、麥芽糖糊精、右旋糖、碳酸鈣、磷酸鈣、乳糖、甘露糖醇、木糖醇和山梨糖醇。在煙草組合物中所用的填料的量可變化，但通常為至多約50干重％，且某些實施例的特征在于至少約10干重％，如約20至約50干重％的填料含量。常常使用填料的組合,如約2至約8干重％的碳酸鈣、約10至約20干重％的米粉，以及約10至約20重量％的麥芽糖糊精。典型的粘結劑包括聚維酮、羧甲基纖維素鈉和其他改性的纖維素材料、海藻酸鈉、黃原膠、淀粉基粘結劑、阿拉伯樹膠、果膠、角叉菜膠、直鏈淀粉、玉米蛋白等。在煙草組合物中所用的粘結劑的量可變化，但通常為至多約30干重％，且某些實施例的特征在于至少約5干重％,如約5至約30干重％的粘結劑含量。優選的pH調節劑或緩沖劑提供約6至約10的pH范圍和/或在約6至約10的pH范圍內緩沖，且示例性的試劑包括金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽、金屬碳酸氫鹽和它們的混合物。特定的示例性材料包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉和碳酸氫鈉。在煙草組合物中所用的PH調節劑或緩沖材料的量可變化，但通常為至多約5干重％，且某些實施例可特征在于至少約0.5干重％，如約I至約5干重％的pH調節劑/緩沖劑含量。示例性的著色劑包括各種染料和顏料，如焦糖色素和二氧化鈦。在煙草組合物中所用的著色劑的量可變化，但通常為至多約3干重％，且某些實施例的特征在于至少約0.1干重％,如約0.5至約3干重％的著色劑含量。示例性的濕潤劑包括甘油和丙二醇。在煙草組合物中所用的濕潤劑的量可變化，但通常為至多約2干重％，且某些實施例可特征在于至少約0.1干重％，如約0.2至約2干重％的濕潤劑含量。也可使用其他成分，如防腐劑(例如山梨酸鉀)或分解助劑(例如微晶纖維素、交聯羧甲基纖維素鈉、交聯聚維酮、羧基乙酸淀粉鈉、預膠化玉米淀粉等)。通常，這種成分以至多約10干重％，經常至少約0.1干重％，如約0.5至約10干重％的量使用。特別地，相對于無煙煙草組合物，可在熱處理步驟之前或之后將本發明的煙草組合物成型為所需的產品形狀。通常，成型步驟在熱處理之前發生，因為在加熱之前存在的更高含水量增加了組合物的可鍛性。用于形成煙草組合物的方法和裝置將取決于所需的形狀。示例性的形狀包括丸狀、片狀、球體、片、硬幣狀、立方體、珠狀、卵形、扁圓形、豆狀、棍狀和棒狀。例如，煙草組合物可具有如下的形式:壓縮煙草丸、多層擠出片、擠出或成型的棒或棍、具有由不同類型的煙草配方圍繞的一類煙草配方的組合物、帶狀膜的卷、易于水溶或水分散的膜或帶(參見例如Chan等人的美國專利申請公布N0.2006/0198873)，或具有外殼(例如可為透明、無色、半透明或高度著色性質的柔性或硬外殼)和具有煙草或煙用香精的內部區域(例如摻入某些形式的煙草的Newtoniam流體或觸變流體)的膠囊狀材料經加工的煙草組合物，如壓縮煙草丸，可通過以丸狀形式壓縮粒狀煙草和相關的配方組分，并任選地用外層材料涂布每個丸而制得。示例性的造粒裝置可作為FL-M系列造粒機設備(例如FL-M-3)得自維克特公司(Vector Corporation),以及作為WP120V和WP200VN得自亞歷山大公司(Alexanderwerk, Inc.)。不例性的壓縮裝置，如壓機，可作為Colton 2216 和 Colton 2247 得自維克特公司(Vector Corporation)，以及作為 12001、22001、3200、2090、3090和4090得自菲特壓片公司(Fette Compacting)。用于將外涂層提供至壓縮成丸的煙草配方的裝置可作為CompuLab 24、CompuLab 36、Accela-Cota 48和Accela-Cota 60 得自托馬斯工程公司(Thomas Engineering)。經加工的煙草組合物，如多層煙草丸，可使用多種擠出技術制得。例如，多層煙草丸可使用共擠出技術(例如使用雙螺桿擠出機)制得。在這種情況中，可將連續濕潤或干燥的組分或組分混合物置于分別的擠出料斗內。當每個干燥混合物被推動、增塑和蒸煮時，可將蒸汽、氣體(例如氨氣、空氣、二氧化碳等)、濕潤劑(例如甘油或丙二醇)注入擠出機滾筒中。這樣，各種組分被加工，以極好地混合，因此彼此完全接觸。例如，組分的接觸為使得單獨的組分可良好嵌入擠出基質或擠出物中。參見，例如，Toft等人的的美國專利N0.4，821，749，其以引用方式并入本文。多層材料可具有膜的一般形式，或者多層的通常球形的材料可具有從內向外延伸的各種層。一些形狀，如棒或立方體，可通過如下方式形成:首先將材料擠出通過具有所需橫截面(例如圓形或方形)的模具，然后任選地將經擠出的材料切削成所需的長度。用于本發明中的示例性的擠出設備包括工業面食擠出機，如可得自意大利的Emiliomiti, LLC的TP200/300型。片狀材料可通過如下方式制得:將煙草組合物施用至移動帶上，并使所述移動帶通過由相對輥所形成的輥隙，之后將片材切削成所需長度。本發明提供了一種丙烯酰胺含量小于約2000ppb (或ng/g)的經熱處理的煙草組合物，如經熱處理的無煙煙草組合物。通常，丙烯酰胺含量小于約1500ppb，常常小于約lOOOppb，最常常小于約900ppb。可制得丙烯酰胺含量小于約800ppb，小于約700ppb，小于約600ppb,小于約500ppb,小于約400ppb,或小于約300ppb的組合物。本發明的經熱處理的煙草組合物可用作用于制造吸煙制品的添加劑。例如，根據本發明制得的組合物可與加料材料混合，并作為加料成分應用于煙草、作為頂部涂料成分摻入吸煙制品中，或者摻入再造煙草材料中。煙草配方煙絲可為根據本發明處理的煙草材料，然后作為可煙吸材料充填體的部分摻入吸煙制品中。另外，在卷煙制造方法中，可將本發明的經熱處理的組合物摻入卷煙濾嘴(例如在濾棒、濾嘴卷紙或接裝紙)中或摻入卷煙包裝紙中(優選在內表面上)。經熱處理的組合物也可用作在某些氣溶膠產生電子吸煙制品(如描述于Robinson等人的美國專利申請公布N0.2008/0092912中的那些，所述專利以全文引用方式并入本文)內的添加劑。經熱處理的組合物可摻入陳述于如下專利中的煙草摻合物、代表性的卷煙組分和由其制得的代表性的卷煙:Lawson等人的美國專利N0.4，836，224、Perfetti等人的美國專利N0.4,924，888、Brown等人的美國專利N0.5,056, 537、Gentry的美國專利N0.5，220，930和Blakley等人的美國專利N0.5，360，023、Shafer等人的美國專利申請公布N0.2002/0000235，和PCT W002/37990。那些煙草材料也可用于制造描述于如下專利中的那些類型的卷煙:Sensabaugh的美國專利N0.4, 793, 365、Clearman等人的美國專利N0.4，917，128、Brooks 等人的美國專利 N0.4，947，974、Korte 的美國專利 N0.4，961，438、Lawrence等人的美國專利N0.4, 920, 990、Clearman等人的美國專利N0.5, 033, 483、Gentry 等人的美國專利 N0.5, 074, 321、Drewett 等人的美國專利 N0.5, 105, 835、Riggs等人的美國專利N0.5, 178, 167、Clearman等人的美國專利N0.5, 183, 062、Shannon等人的美國專利N0.5，211，684、Deevi等人的美國專利N0.5，247,949、Riggs等人的美國專利N0.5，551，451、Banerjee等人的美國專利N0.5，285，798、Farrier等人的美國專利N0.5，593，792、Bensalem等人的美國專利N0.5，595，577、Counts等人的美國專利N0.5，816，263、Barnes等人的美國專利N0.5，819，751、Beven等人的美國專利N0.6，095，153、Nichols等人的美國專利N0.6，311，694，和Nichols等人的美國專利N0.6，367，481，以及PCT W097/48294和PCT TO98/16125。還參見 Chemical and BiologicalStudies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco, R.J.雷諾茲煙草公司專題(R.J.Reynolds Tobacco Company Monograph) (1988)和 InhalationToxicology, 12:5，第1-58頁(2000)描述的那些類型的市售卷煙。在其中經熱處理的煙草組合物用作可煙吸材料的某些實施例中，所得吸煙制品可特征在于在使用過程中主流煙氣中降低的丙烯酰胺水平。例如，吸煙制品可特征在于，相對于未經處理的對照吸煙制品(即可相比的煙草制品，不同的是不含根據本發明的經處理的煙草),在主流煙氣中丙烯酰胺水平降低至少約10%，至少約20%，至少約30%，至少約40%，至少約50%，至少約60%，至少約70%，至少約80%或更多。換言之，相比于使用相同吸煙機并在相同吸煙條件下(如陳述于以引用方式并入本文的IS03308:1991和IS04387:1991中的吸煙機和吸煙條件)進行抽吸的未經處理的對照吸煙制品，含有本發明的經處理的煙草組合物的本發明的吸煙制品(如卷煙)可在主流煙氣中產生降低量的丙烯酰胺(以重量計)。得自本發明的方法的組合物也可用作無煙煙草產品，或者作為無煙煙草產品中的添加劑摻入。各種類型的無煙煙草產品在如下專利中陳述:Schwartz的美國專利N0.1, 376，586、Levi 的美國專利 N0.3，696，917、Pittman 等人的美國專利 N0.4，513，756、Sensabaugh, Jr.等人的美國專利 N0.4, 528, 993、Story 等人的美國專利 N0.4, 624, 269、Townsend 的美國專利 N0.4，987，907、Sprinkle, III 等人的美國專利 N0.5，092，352，和White等人的美國專利N0.5, 387, 416、Strickland等人的美國專利申請公布N0.2005/0244521 和 Engstrom 等人的美國專利申請公布 N0.2008/0196730、Arnarp 等人的 PCT W004/095959、Atchley 等人的 PCT W005/063060、Bjorkholm 的 PCT W005/016036,和Quinter等人的PCT W005/041699，所述專利的每一個以引用方式并入本文。還參見陳述于如下專利中的無煙煙草配方、成分和加工方法的類型=Atchley等人的美國專利N0.6，953，040和Atchley等人的美國專利N0.7，032，601、Williams的美國專利申請公布 N0.2002/0162562、Williams 的美國專利申請公布 N0.2002/0162563、Atchley 等人的美國專利申請公布N0.2003/0070687、Williams的美國專利申請公布N0.2004/0020503、Breslin等人的美國專利申請公布N0.2005/0178398、Strickland等人的美國專利申請公布N0.2006/0191548、Holton, Jr.等人的美國專利申請公布N0.2007/0062549、Holton, Jr.等人的美國專利申請公布N0.2007/0186941>Strickland等人的美國專利申請公布N0.2007/0186942、Dube等人的美國專利申請公布N0.2008/0029110、Robinson等人的美國專利申請公布N0.2008/0029116、Mua等人的美國專利申請公布N0.2008/0029117、Robinson等人的美國專利申請公布N0.2008/0173317,和Neilsen等人的美國專利申請公布N0.2008/0209586，所述專利的每一個以引用方式并入本文。實驗本發明通過如下實例更全面地進行說明，陳述所述實例以說明本發明而不解釋為限制本發明。在如下實例中，g意指克，U g意指微克，mg意指毫克，ng意指納克,L意指升，mL意指毫升，UL意指微升，且ppm意指百萬分率。除非另外指出，所有重量百分比均以干重表示,這意味著排除含水量。用于分析丙烯酰胺的方法使用Thermo Surveyor MS液相色譜(LC),其配備使用等度洗脫的 Phenomonex Gemin1-NX5 u m, 2.1x150mm C18HPLC 柱。流動相 A (92%)為在水中0.l%v/v的甲酸，流動相B (8%)為100%甲醇(MeOH)。柱溫為30° C，自動進樣器托盤設定為4° C。將I微升提取物注入柱中。流速為175 u L/min, 10分鐘平衡時間。使用ThermoTSQ Quantum Ultra三重四極桿質譜儀進行丙烯酰胺的檢測。LC流出物直接流入質譜儀的電噴霧接口。所述接口使用3.5kV的噴霧電壓以正離子模式操作。離子遷移管(加熱毛細管)設定為250° C。使用所選反應監測集中于碰撞能為12V的m/z72 — 55轉變以及碰撞能為32V的m/z72 — 44轉變，如通過直接注入丙烯酰胺所確定。使用設定為300rpm的定軌振蕩器，將I克樣品溶解于90:10 (v/v)水:甲醇中I小時。然后將提取物過濾通過
0.45 um PTFE過濾器；濾液隨后通過上述LC-MS/MS系統進行分析。實例1-5中所用的煙草為75重量％的烤煙和25%的曬煙的摻合物。煙草摻合物、米粉和麥芽糖糊精的丙烯酰胺含量小于75ng/g的定量限度。黃原膠含有約120ng/g丙烯酰胺。對于所有實例，將干燥成分加入至Popeil自動面條機(P400型Food Preparer,加利福尼亞州查茨沃斯的Ronco Inventions LLC)。通過將氫氧化鈉溶解于水中，然后加入甘油而制得濕潤摻合物。遵循混合使用說明在“混合”模式的同時，將所述濕潤摻合物溶液緩慢加入至干燥成分中。然后將面條機切換至“擠出”模式，將大約I英尺長的棒擠出通過Oriental Noodle模具(孔尺寸約3.15mm)。除了模具底部上的四個孔之外的所有的孔均用圓形塑料片堵塞，切掉所述圓形塑料片以顯露底孔。將該塑料片置于面向機器的側面上的模具內部。將所述棒置于221/2英寸直徑的波紋金屬篩上，使所述波紋金屬篩配合烘箱內的旋轉托盤。波紋保持棒在干燥的同時為直的。烘箱為具有10個旋轉托盤的HotpackDigamatec對流式烘箱(賓夕法尼亞州費城的Hotpack Corporation)。干燥溫度為280° F(138。 C)。實例6-9描述了確定使用某些經添加劑處理的煙草材料對由含有經處理的煙草的卷煙所產生的主流煙氣的丙烯酰胺含量的影響的測試。在這些實例中用添加劑處理煙草的方式包括將約15g CAMEL Blue煙草摻合物或25g Turkish摻合物置入預稱重的塑料袋中。將所述袋夾在包衣鍋中，以旋轉袋內的樣品。使用噴霧器將含有添加劑的預稱重的水溶液噴霧至旋轉的煙草樣品上，以得到盡可能均勻的涂敷。溶液重量目標在于提供煙草摻合物約40%的另外的水分。然后從包衣鍋中去除所述袋，密封并再稱重以確定加入的溶液的精確量。振蕩所述袋數次以進行混合，并允許在袋側上的任何溶液被吸收至煙草中。在室溫下使樣品培養2小時25分鐘至3小時25分鐘。然后將煙草放置于不銹鋼板上，并在烘箱中加熱10分鐘。烘箱溫度在起始時為73° C，并在加熱時間結束時為85° C。在從烘箱移出之后，煙草用紙巾覆蓋，并在環境條件下(24° C，36%RH)干燥過夜。在干燥過夜之后，煙草感覺極干且易碎。將煙草樣品放置于24° C，60%RH下的調節箱中5天，然后在調節箱中的密封塑料袋中儲存，直至使用煙草手工制造卷煙。在105° C下使用Mettler濕度計在I克樣品上測量水分，并且具有在50秒內Img重量損失的截止。Turkish摻合物初始水分為11.4%，最終調節水分為11.6%。CAMEL Blue初始水分為10.2%，最終調節水分為13.8%。為了分析煙氣丙烯酰胺，手制卷煙由實例6-9中的經處理的煙草制得。使用Cerulean SM450吸煙機(英國Linford Wood East的Cerulean)米集來自這些卷煙的煙氣。調節機器空氣流以用于ISO條件(IS03308:1991和IS04387:1991 )。使用35mL抽吸容量、2s抽吸和60s抽吸間隔(指定為ISO)在一個方案下進行抽吸。卷煙不具有堵塞的通風。如上所述分析采集的煙氣的丙烯酰胺含量。實例I
_5] 對照配方和干燥時間的影響將使用在如下表I中陳述的配方制得的棒干燥10、15、20、30和40分鐘，以說明干燥時間對丙烯酰胺形成的影響。使用干燥15分鐘的樣品作為對照物以用于所有實驗的比較。表I
權利要求
1.一種制備用于吸煙制品中的煙草材料的方法，其包括: (i)混合煙草材料、水和添加劑，由此形成濕潤的煙草混合物，所述添加劑能夠在加熱或燃燒煙草材料時抑制天冬酰胺形成丙烯酰胺的反應； (ii)加熱所述濕潤的煙草混合物，以形成經熱處理的煙草混合物；以及 (iii)將所述經熱處理的煙草混合物作為可煙吸材料摻入吸煙制品。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述煙草材料為配方煙絲的形式。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述煙草材料為煙草摻合物的形式。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述添加劑選自賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、二價和三價陽離子、天冬酰胺酶、糖類、酚類化合物、還原劑、具有自由硫醇基團的化合物、氧化劑、氧化催化劑、植物提取物和它們的組合。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述添加劑選自賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺酶和它們的組合。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述添加劑為天冬酰胺酶。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述添加劑以約IOOppm至約10重量％之間的量存在，以所述煙草混合物的干重計。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述吸煙制品為卷煙。
9.根據權利要求1所述的方法，其中當抽吸時，所述吸煙制品的特征在于相對于未經處理的對照吸煙制品，主流煙氣的丙烯酰胺含量降低。
10.根據權利要求9所述的方法，其中相比于未經處理的對照吸煙制品，在主流煙氣中丙烯酰胺降低的量以重量計為至少約10%。
11.根據權利要求10所述的方法，其中相比于未經處理的對照吸煙制品，在主流煙氣中丙烯酰胺降低的量為至少約30%。
12.根據權利要求11所述的方法，其中相比于未經處理的對照吸煙制品，在主流煙氣中丙烯酰胺降低的量為至少約50%。
13.根據權利要求12所述的方法，其中相比于未經處理的對照吸煙制品，在主流煙氣中丙烯酰胺降低的量為至少約60%。
14.根據權利要求1所述的方法，其中所述經熱處理的煙草混合物包含少于約2000ppb的丙烯酰胺。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述經熱處理的煙草混合物包含少于約1500ppb的丙烯酰胺。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述經熱處理的煙草混合物包含少于約IOOOppb的丙烯酰胺。
17.一種根據權利 要求1所述的方法制得的卷煙形式的吸煙制品。
18.一種卷煙形式的吸煙制品，其包括由包裝材料限制的可煙吸材料的棒以及在所述棒的一端附接至所述棒的濾嘴，其中所述可煙吸材料包含煙草材料，所述煙草材料經預處理，以抑制在主流煙氣中天冬酰胺形成丙烯酰胺的反應。
19.根據權利要求18所述的吸煙制品，其中所述預處理包括在添加劑的存在下加熱煙草材料，所述添加劑選自賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、二價和三價陽離子、天冬酰胺酶、糖類、酚類化合物、還原齊U、具有自由硫醇基團的化合物、氧化劑、氧化催化劑、植物提取物和它們的組合。
20.根據權利要求18所述的吸煙制品，其中所述添加劑選自賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺酶和它們的組合。
21.根據權利要求18所述的吸煙制品，其中所述添加劑為天冬酰胺酶。
22.根據權利要求18所述的吸煙制品，其中當抽吸時，所述吸煙制品的特征在于相對于未經處理的對照吸煙制品，主流煙氣的丙烯酰胺含量降低。
23.根據權利要求22所述的吸煙制品，其中相比于未經處理的對照吸煙制品，在主流煙氣中丙烯酰胺降低的量以重量計為至少約10%。
24.根據權利要求23所述的吸煙制品，其中相比于未經處理的對照吸煙制品，在主流煙氣中丙烯酰胺降低的量為至少約30%。
25.根據權利要求24所述的吸煙制品，其中相比于未經處理的對照吸煙制品，在主流煙氣中丙烯酰胺降低的量為至少約50%。
26.根據權利要求25所述的吸煙制品，其中相比于未經處理的對照吸煙制品，在主流煙氣中丙烯酰胺降低的量為至少 約60%。
全文摘要
本發明提供了一種制備用于吸煙制品中的煙草材料的方法，其包括(i)混合煙草材料、水和添加劑，所述添加劑選自賴氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、二價和三價陽離子、天冬酰胺酶、糖類、酚類化合物、還原劑、具有自由硫醇基團的化合物、氧化劑、氧化催化劑、植物提取物和它們的組合；(ii)加熱所述混合物；以及(iii)將經熱處理的混合物作為可煙吸材料而摻入吸煙制品。本發明也提供了一種卷煙形式的吸煙制品，其包括煙草材料，所述煙草材料經預處理以抑制在主流煙氣中天冬酰胺形成丙烯酰胺的反應。當抽吸時，所述吸煙制品的特征在于相對于未經處理的對照吸煙制品，主流煙氣的丙烯酰胺含量降低。
文檔編號A24B15/30GK103153098SQ201180048508
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月11日 優先權日2010年8月12日
發明者陳功, A·R·杰拉爾迪, J-P·穆阿, D·E·小希爾頓, D·V·坎特爾, F·K·圣查爾斯, S·C·莫爾多韋亞努, P·A·布林克雷 申請人:R.J.雷諾茲煙草公司