超分子络合物香料固定和受控释

申请号 CN201180015999.1 申请日 2011-03-28 公开(公告)号 CN102821628A 公开(公告)日 2012-12-12
申请人 菲利普莫里斯生产公司; 发明人 M·K·米什拉; 段标; P·J·利波维茨; W·R·斯威尼;
摘要 本 发明 提供组合物,其以食用香料化合物的超分子络合物的形式含有固定的食用香料以用于传递 香味 。一个实施方案涉及所述食用香料超分子络合物自身。其他实施方案涉及含有所述食用香料超分子络合物和底物的组合物。在特殊实施方案中,所述底物是可点燃抽吸的,但在其他实施方案中可以为不可点燃抽吸的或为可食用的。
权利要求

1.一种超分子络合物,包含:
包含至少一个羟基或至少一个基或两者的一种或多种食用香料化合物,其与式(I)的化合物非共价缔合:
1 2 3
其中R、R 和R 各自独立地选自-H、-OH或-OR,其中R选自五个以下的直链或支化的烷基;且
4 4 5 6 5
其中X是OR,其中R 选自氢、或五个碳以下的直链或支化的烷基、或为NRR,其中R
6
和R 各自独立地选自氢、五个碳以下的直链或支化的烷基。
2.权利要求1的超分子络合物,其中所述食用香料化合物选自香草醛、沉香醇、薄荷醇、愈创木酚、麝香草酚、香豆素、丁子香酚、肉桂醛和香茅醇。
3.权利要求1的超分子络合物,其中式I的化合物选自胆酸、脱胆酸、胆酰胺和脱氧胆酰胺。
4.权利要求1的超分子化合物,处于粉末或微粒的形式。
5.一种组合物,其包含可点燃抽吸的材料和权利要求1的所述超分子络合物。
6.权利要求5的组合物,其中所述可点燃抽吸的材料包含作为传统香烟的组分的烟草、烟草替代品、或其组合。
7.权利要求5的组合物,其中将所述可点燃抽吸的材料并入包含烟草、烟草替代品或其组合的条中以作为电加热香烟的组分。
8.权利要求5的组合物,其中所述可点燃抽吸的材料包含在其上已经印刷了所述超分子络合物的香烟纸。
9.一种组合物,其包含不可点燃抽吸的材料和权利要求1的所述超分子络合物。
10.权利要求9的组合物,其中所述不可点燃抽吸的材料包含可食用的产品。
11.权利要求9的组合物,其中所述不可点燃抽吸的材料包含含有烟草、烟草替代品或其组合的无烟组合物。
12.一种用于吸烟制品的过滤器,所述过滤器包含权利要求1的超分子络合物。
13.一种控制从底物释放包含至少一个羟基或至少一个醛基或两者的一种或多种食用香料化合物的方法,所述方法包括将所述底物与有效量的权利要求1的超分子络合物合并以形成经处理的底物。
14.权利要求13的方法,还包括对所述经处理的底物进行加热或燃烧,并从所述超分子络合物中释放所述食用香料化合物。
15.权利要求13的方法,还包括将所述经处理的底物与唾液接触,并向唾液中释放所述食用香料化合物。

说明书全文

超分子络合物香料固定和受控释

[0001] 发明概述
[0002] 在制造期间能够向烟草产品中添加增香物质。例如,能够向能够形成为烟丝条的烟草中添加薄荷醇。然而,增香物质如薄荷醇能够挥发并由此能够从应用区域迁移,降低经处理烟草的香味特征,并可能使得包含在例如香烟过滤器中的吸附剂材料失活。因此,有兴趣提供一种烟草产品,其中将增香物质保持在沉积的位置处,且因此其中香味特征可以以预测且恒定。
[0003] 根据本发明,提供一种包含食用香料化合物的超分子络合物,所述食用香料化合物含有一个或多个羟基、一个或多个基、或其组合,其与式(I)的化合物非共价缔合。
[0004]
[0005] 其中R1、R2和R3各自独立地选自-H、-OH或-OR,其中R选自五个以下的直链或4 4 5 6
支化的烷基;X是OR,其中R 选自氢、或五个碳以下的直链或支化的烷基、或为NRR,其中
5 6
R 和R 各自独立地选自氢、五个碳以下的直链或支化的烷基。
[0006] 根据本发明,还提供一种通过将食用香料化合物和与其形成超分子络合物的配体缔合而固定并可控释放食用香料化合物、尤其是含有羧基和/或醛基的食用香料化合物的方法。
[0007] 根据本发明,还提供一种通过将底物与有效量的本文中所述的超分子络合物合并以形成经处理的底物而控制一种或多种食用香料从底物释放的方法。
[0008] 根据本发明,还提供一种组合物,所述组合物包含底物材料和本文中所公开的超分子络合物。所述超分子络合物能够布置在底物材料上或所述底物材料之中。所述底物可以为可点燃抽吸的材料如包含烟草、烟草替代品或其组合的材料。或者,所述底物可以为不可点燃抽吸的材料如可食用的或有香味的产品。或者再次,所述底物可以为例如含有烟草、烟草替代品或其组合的无烟产品。当使用所述底物时,食用香料从超分子络合物中释放。
[0009] 在底物是含有烟草和/或烟草替代品的可点燃抽吸的材料的情况中,可以提供所述组合物作为传统香烟或电加热香烟的组分。例如,可点燃抽吸的材料可以包含在其上已经印刷了超分子络合物的香烟纸或包装纸。
[0010] 本发明还提供一种用于吸烟制品的过滤器,其中所述过滤器包含所述超分子络合物。
[0011] 本发明还提供一种通过将底物与有效量的本文中所述的超分子络合物合并以形成经处理的底物而控制一种或多种食用香料化合物从底物释放的方法,所述食用香料化合物包含至少一个羟基或至少一个醛基或两者。然后,能够对经处理的底物进行加热或燃烧以从超分子络合物释放食用香料化合物。或者,能够将经处理的底物与唾液接触,以将食用香料化合物释放入唾液中。
[0012] 根据本发明的另一个方面,还提供一种形成食用香料超分子络合物的方法,所述方法包括将含有至少一个羟基或醛基的食用香料化合物与式II的化合物合并:
[0013]
[0014] 其中R1、R2和R3各自独立地选自-H、-OH或-OR,其中R选自五个碳以下的直链或支化的烷基。期望这种合并包括在足以形成本文中所述的超分子络合物的时间和温度下将食用香料化合物与式II的化合物混合和加热。所述混合能够在存在或不存在溶剂的条件下发生。优选地,所述加热在惰性气氛下发生。
[0015] 发明详述
[0016] 期望本文中所述的食用香料超分子络合物和含有所述超分子络合物的组合物,因为其为底物提供可释放的香味或芳香特征,在所述底物被消耗或使用时,释放所述香味或芳香味。同时,这些络合物使得在储存期间食用香料向其他产品、底物或包装的迁移或损失最小化。结果,例如含有例如薄荷醇的超分子络合物的食品或烟草产品,当对其进行加热、解等时,将在使用期间释放薄荷醇。然而,经处理的食品或烟草产品将不会向用于存储所述经处理的食品或烟草产品的其他食品或烟草产品迁移薄荷醇。相反,食品或烟草产品会将薄荷醇保留在应用了超分子络合物的区域中。制得的产品提供更大的香味和/或芳香储存稳定性和更可预测的、稳定的香味和芳香特征。
[0017] 使用食用香料超分子络合物也在经处理底物的香味或芳香特征的合并或安排方面提供更大的灵活性。这使得例如可调节香味或芳香特征,从而例如在使用底物期间能够改变使用者对其的感觉。结果,例如,无烟烟草组合物能够在首先将所述产品放入口中时提供一系列香味特征,且在对产品进行咀嚼时或在具有更长释放轮廓的超分子络合物发生水解时所述香味特征会随时间发生变化。
[0018] 超分子络合物
[0019] 超分子络合物(SMC),也称作包合物、包含化合物或主体-客体络合物,是一种通过非共价键相互作用如氢键、范德华、π-π相互作用和/或静电效应而至少部分地保持在一起的原子、离子和/或分子的多组分系统。这些各种引力远弱于共价键并由此超分子络合物的稳定性通常远小于完全通过共价键连接在一起的化合物的稳定性。例如,SMC在高温下或当暴露在将络合物保持在一起的弱结合机制遭到破坏的条件下时易于分解。这些条件能够包括酸性或性条件、水解或由例如极性溶剂造成的溶剂化,其能够破坏络合物的氢键。
[0020] 当使用主体-客体命名法来描述这种超分子络合物时,将较大的化合物描述为“主体”化合物,并将较小的化合物描述为“客体”化合物。在本文中,食用香料化合物全部是“客体”化合物,同时由式I所述的大的多环化合物全部是“主体”化合物。
[0021] 食用香料
[0022] 在本文中,食用香料化合物是赋予期望的香味或芳香味或提供期望的化学感官效应的分子化合物。可使用在形成SMC或释放食用香料期间不会受到损害的任意一种食用香料化合物,然而,优选的食用香料化合物含有一个或多个羟基或醛基。实例包括但不限于,香草醛、沉香醇、薄荷醇、愈创木酚、麝香草酚、香豆素、丁子香酚、肉桂醛和香茅醇。
[0023] 食用香料SMC
[0024] 在一个实施方案中,食用香料SMC包含下面给出的、按上述与食用香料化合物络合的式I的化合物。
[0025]
[0026] 在该结构中,R1、R2和R3各自独立地选自-H、-OH或-OR,其中R选自五个碳以下4 4
的直链或支化的烷基;X是OR,其中R 选自氢、或五个碳以下的直链或支化的烷基、或为
5 6 5 6
NRR,其中R 和R 各自独立地选自氢、五个碳以下的直链或支化的烷基。
[0027] 形成食用香料SMC
[0028] 可通过各种方法形成食用香料超分子络合物。例如,通过将测定量的食用香料化合物如含有一个或多个羟基或醛基的食用香料与主体化合物如符合上述式(I)的化合物或其衍生物羧酸盐进行混合并使得这些化合物通常在惰性气氛下并在适当搅拌下进行反应,可以形成食用香料SMC。该反应能够以洁净的方式(不使用溶剂)进行或在溶剂中进行。
[0029] 所述反应可在几乎任何温度下进行,但是通常使用高温以加速反应或出于其他的优势。例如,如果主体化合物在室温下是固体,则在室温下以洁净的方式运行反应是不切实际的,因为固体主体化合物不会与食用香料化合物混合或另外充分相互作用。如果在超过较高熔点材料(一般为主体化合物)的熔点的温度下运行所述反应,则化合物易于混合和反应。然而,食用香料SMC通常具有比主体化合物自身更低的熔点,从而在食用香料SMC的熔点与主体化合物的熔点之间的温度下进行反应,能够提供一种反应进行的视觉显示,还提供一种其中能够溶解其他组分的溶剂,并由此更易于反应。
[0030] 在一个实施方案中,提供一种使用羧酸主体化合物的铵盐形成食用香料SMC的方法。在该方法中,将式II的主体化合物的铵盐与适当的食用香料化合物合并。
[0031]
[0032] 在该结构中,R1、R2和R3各自独立地选自-H、-OH或-OR,其中R选自五个碳以下的直链或支化的烷基。然后,对制得的混合物进行加热并搅拌(通常在惰性气氛下)。随着反应的进行,释放并形成络合物。
[0033] 一旦形成了食用香料SMC,能够将其储存在例如在室温下的干燥容器中,以便以后使用。
[0034] 释放食用香料化合物
[0035] 通常,由足以破坏将食用香料化合物与主体化合物保持在一起的非共价键的相互作用的任意一种方法,能够从食用香料SMC中释放食用香料化合物。
[0036] 例如,这些化合物的至少一部分易于在热解条件下释放食用香料。造成这种释放所需要的温度通常与非共价键的相互作用的强度相关。由此,尽管更弱相互作用的络合物会在150℃以下的温度下释放食用香料化合物,但不同的、更强相互作用的络合物可需要300℃以上的温度下释放食用香料化合物。
[0037] 另外,通过与水或水蒸气接触发生的水解使得特殊食用香料SMC足以释放食用香料,是释放食用香料的一种实际方法。这种接触能够导致食用香料分子与主体分子之间的非共价键发生水解。水解能够在低温至中温如室温和更高温度两种温度下发生。通常,在更高温度下将更快地发生由水解造成的释放。还能够在水蒸气的存在下完成由水解造成的释放。例如,通过在食用香料SMC或含食用香料SMC的组合物之上或之中流过湿空气,能够引发食用香料的释放。这种效应在高温下更显著。
[0038] 此外,通过对保持食用香料分子与主体分子之间的非共价键相互作用进行破坏的其他方法,能够完成食用香料的释放。这些方法能够包括溶剂分解,其中将SMC与足够极性的、足够质子性的或既足够极性又足够质子性的溶剂接触,或通过改变这些SMC的溶液的pH。光辐射也会造成食用香料化合物的释放。
[0039] 通过诸如机械作用的手段如咀嚼或吸入也能够提高或有助于食用香料的释放。例如,如果在可食用的、药物制剂或其他口服产品中含有食用香料SMC,则通过咀嚼或吸入所述产品能够释放食用香料。
[0040] 在一个实施方案中,所述组合物以基于组合物的总重量为组合物的约0.0001~约10重量%的量含有食用香料SMC。制得的组合物可将食用香料SMC与可点燃抽吸的底物合并,由此形成吸烟组合物,或可将食用香料SMC与底物合并以形成非吸烟组合物。或者,可以将食用香料SMC以微粒状固体如粉末或颗粒形式添加至底物如烟草或非烟草底物。
[0041] 吸烟组合物
[0042] 在一个实施方案中,提供一种吸烟组合物,其包含可点燃抽吸的材料与食用香料SMC化合物的混合物,其中所述食用香料SMC包含与式I的主体化合物络合的食用香料化合物。
[0043]
[0044] 在该结构中,R1、R2和R3各自独立地选自-H、-OH或-OR,其中R选自五个碳以下4 4
的直链或支化的烷基;X是OR,其中R 选自氢、或五个碳以下的直链或支化的烷基、或为
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NRR,其中R 和R 各自独立地选自氢、五个碳以下的直链或支化的烷基。
[0045] 食用香料SMC可以以各种方式与可点燃抽吸的底物材料合并。例如,能够将食用香料SMC加工成固体形状,能够将其放置在吸烟制品的任意期望位置处,例如放置在过滤器或烟丝条中以用于香烟、茄、小雪茄或其他类似吸烟制品。或者或另外,在例如通过喷雾、浸渍或固体-液体接触的其他方法将该底物并入吸烟制品中之前或之后,能够将食用香料SMC溶于合适的溶剂如乙醇或丙二醇中,或悬浮在液体中,并应用于底物、特别是可点燃抽吸的底物如烟草或烟草替代品。烟草替代品的合适实例包括糖甜菜纤维、茶、药草、植物材料及其组合。
[0046] 经处理的底物如通过这些方法中的一种方法处理的底物,也可用作后来与其他材料共混的香味增强材料。例如,可将利用本文中所公开的用食用香料SMC处理的烟草或烟草替代品与未进行如此处理的其他烟草或烟草替代品合并,以形成其共混物。
[0047] 通过在其中将吸烟组合物燃烧的应用中以及在其中仅对吸烟组合物进行加热的应用如电加热香烟中进行热解,能够完成食用香料化合物从食用香料SMC的释放。通过水解也可发生从香烟组合物的释放,其中受抽吸而穿过吸烟组合物的空气流股中受热的水蒸气发挥作用以从主体化合物中释放食用香料化合物。
[0048] 吸烟制品
[0049] 在一个实施方案中,提供吸烟制品,其包含并入食用香料SMC的吸烟组合物。如本文中所使用的,术语“吸烟制品”是指通常通过吸烟组合物的燃烧或加热而消耗的的任意一种制品,且包括其中对吸烟组合物进行加热但不燃烧并例如通过将受热的蒸汽吸入而咽下的制品。其包括但不限于,传统的香烟、雪茄、小雪茄、烟斗、电加热香烟等。优选的吸烟制品是传统的香烟和电加热香烟。
[0050] 如本文中所使用的,术语“传统香烟”是指通过将吸烟组合物的卷绕条端点燃并通过在香烟烟嘴端的抽吸以主要通过点燃端抽取空气而冒烟的烟草。传统香烟能够在一阵喷烟期间吸烟组合物在典型超过约800℃的温度下的燃烧而传递烟。燃烧能够释放通过香烟而抽取的成分且能够冷却并冷凝以形成烟雾剂。这些烟雾剂能够提供与吸烟相关的香味和芳香味。传统香烟通常含有过滤器,所述过滤器由通过称作栓形包装的包装纸包装的过滤器材料的一个或多个片或栓构成,典型地通过由纸、重新构造的烟草片、天然叶子包装纸或其他可燃烧的片材料制成的包装或包边材料将其连接到切碎的吸烟材料条(例如烟草,也称作“烟丝条”)的一端上。吸烟材料的条或其所使用的包装纸或所述两者能够在吸烟条件下使用吸烟制品期间发生燃烧或受热。
[0051] 如本文中所使用的,术语“电加热的香烟”是指用于电吸烟系统中的传统香烟的替代品。电吸烟系统通常能够包括电动点火器和电加热香烟,能够对其进行构造以与点火器合并且其通常含有吸烟组合物的条或柱。电子吸烟系统通常仅产生少量侧流烟,且还使得消费者可按需要终止并重新点燃吸烟。在美国专利6,026,820、5,988,176、5,915,387、5,692,526、5,692,525、5,666,976、5,499,636和5,388,594中对示例性电子吸烟系统进行了描述。期望的是,电子吸烟系统能够以与消费者所经历的传统香烟的方式如通过提供直接响应(在抽取时立即发生的烟传递)、期望水平的传递(其与FTC焦油含量相关)、期望的抽取抵抗性(RTD)以及一阵喷烟接着一阵喷烟和香烟到香烟的连续性传递烟。
[0052] 在香烟、雪茄、小雪茄、EHC或其他类似吸烟制品中,可以以吸烟制品的任意比例并入食用香料SMC。例如,能够向制备香烟烟丝条的状烟草中添加食用香料SMC。另外,可以将食用香料SMC并入雪茄、香烟、小雪茄或其他类似制品的包装纸中。不同的食用香料SMC能够应用到同一吸烟制品中并能够应用其中相同或不同的位置处。例如,在一个实施方案中,能够将不同的食用香料SMC应用到吸烟制品的不同位置处,从而在消耗所述制品时,释放不同的食用香料化合物,且使用者会在不同时间经历不同的香味和/或芳香味。这使得例如印刷在香烟纸上的食用香料SMC接近香烟的过滤器部分,从而消耗香烟能够具有特殊或独特的香味。所述食用香料SMC能够有选择性地应用到吸烟制品的一个或多个部分上,且在消耗期间在遇到有助于释放食用香料的条件之前稳定。结果,能够以在使用或消耗利用所述特殊食用香料SMC处理过的底物的特殊部分之前消费者不会经历特殊香味的方式制造吸烟制品
[0053] 在另一个实施方案中,通过对不同食用香料SMC(例如含有不同食用香料化合物的SMC)进行共混并将这些共混物放置在吸烟制品中的各种位置处,能够得到不同香味的组合。或者,能够将具有不同释放特征的SMC进行共混并布置在吸烟制品内的位置处,从而在特殊位置处温度或其他释放特征随时间变化时,在不同时间释放不同食用香料化合物。
[0054] 在另一个实施方案中,能够将食用香料SMC应用到或并入吸烟制品的包装纸中。例如,可将食用香料SMC印刷在吸烟制品的包装纸上。此外,可以以清晰的图案将食用香料SMC印刷在包装纸上以在使用所述吸烟制品时提供不同的效果。例如,能够将食用香料SMC印刷在靠近烟丝条的过滤器端的包装纸上,这在对靠近吸烟制品末端的吸烟组合物进行加热或燃烧时提供特殊的香味。另外,能够将并入不同食用香料化合物的多种食用香料SMC印刷在吸烟制品的包装纸上以在不同时间提供不同香味。通过将不同食用香料SMC的固体颗粒放置在吸烟制品烟丝条的不同位置处,也可以产生这种多种香味的效果,下文中进行更详细说明。
[0055] 例如,能够将食用香料SMC形成为单一固体并机械插入雪茄、香烟、小雪茄、EHC或其他类似制品的烟丝条中。将食用香料SMC并入雪茄、香烟、小雪茄、EHC或其他类似制品中的其他方式是可能的且在本发明的范围内。
[0056] 更特别地,可以将食用香料SMC并入吸烟制品的过滤器中。能够向吸烟制品的过滤器的任意部分中添加食用香料SMC,包括在其中存在的吸附剂材料如碳颗粒。例如,能够利用食用香料SMC对吸烟制品的过滤器中的碳颗粒进行包覆或部分包覆。此外,能够将食用香料SMC的颗粒放入过滤器内的空穴中。在含有水蒸气的主流烟和烟雾剂通过吸烟制品的过滤器时,释放食用香料化合物并向使用者提供香味。
[0057] 例如在美国专利5,692,525中所述的电加热香烟(EHC)是以与吸烟系统组合的方式使用的吸烟制品,所述吸烟系统包括包含一部分EHC的电加热器,通过参考以其完整的形式将所述专利的内容并入本文中。一旦将EHC插入电子吸烟系统中,则以大部分与传统香烟相同但不点燃或阴燃香烟的方式加以使用。当在其吸烟系统中对EHC进行加热时,其产生烟草烟,然后由消费者吸入。
[0058] EHC可采用各种形式,可包括如下部分中的一部分或全部:香烟纸外包装;烟草网;烟草栓;各种形式的过滤器;空隙或空气袋。如果使用所述香烟纸外包装,则其提供用于EHC长度的至少一部分的外表面。烟草网是包含烟草颗粒、纤维以及充当粘接剂、致湿物或其他功能的其他成分的片状材料。烟草网通常制成包围除了纸质外包装之外的EHC的全部组分的圆筒,以用于所述EHC长度的至少一部分。烟草栓通常是烟草的圆筒聚集体。能够将烟草栓用于EHC中,且如果使用,其通常仅延伸通过EHC长度的至少一部分。如果使用,所述烟草栓是EHC横断面的同心中心,并被烟草网、香烟纸质外包装或所述两者环绕。能够将各种形式的过滤器并入EHC中,所述过滤器包括自由流动的过滤器、回流过滤器和烟嘴过滤器。在设计EHC中,也能够并入空隙或开放空间或空气袋。
[0059] 在电加热香烟中,可在EHC的任意部分中并入食用香料SMC。例如,可以在烟草网、烟草栓、纸质外包装中,或在用于制备EHC的任意一个过滤器之中或之上,并入食用香料SMC。将食用香料SMC并入电加热香烟中的其他方式是可能的且在本发明的范围内。
[0060] 无烟烟草组合物
[0061] 在一个实施方案中,使用合格的食品工业成分且并入无烟烟草组合物中的组分能够制备食用香料SMC,所述无烟烟草组合物包含底物如烟草或烟草替代品或已经利用一种或多种食用香料SMC处理过的里衬或袋。
[0062] 可以以各种方式将食用香料SMC并入无烟烟草组合物中。例如,能够将食用香料SMC溶于合适溶剂中或悬浮在液体中,并通过例如喷雾施加到底物上。此外,可以以粉末形式向底物中添加食用香料SMC。通过咀嚼、水解,或利用非热解释放机理的某些混合物来释放香味/芳香味。由此可使用这些食用香料SMC以制造例如封住鼻烟多种香料的容器,其中各种香料不受容器中其他香料的影响,或以愉悦消费者的方式与其他香料合并。在无烟烟草组合物中包括的食用香料SMC的量可为全部组合物的约0.001~约10wt%。
[0063] 口服的食品和其他产品
[0064] 在另一个实施方案中,仅使用通常确认为是安全的(GRAS)并用于食品中的组分,能够制造食用香料SMC。在一个实施方案中,食品能够含有约0.0001~约10重量%的食用香料SMC,其可以在制备要处理的食物的工艺中的任一点处添加,只要混合物随后不会经历会使得在制造期间释放食用香料化合物的条件如高温即可。通过咀嚼、水解或非热解释放机制的一些合并,能够释放食用香料化合物。由此,可制备例如薄荷香味的糖果,其不会向利用其包装的其他不含薄荷的糖果添加香味。在另一个实施方案中,通过加热能够释放食用香料化合物,例如在热巧克力、可可、咖啡或茶饮料中释放薄荷或其他香料。
[0065] 在另一个实施方案中,将食用香料SMC用于经口腔使用的其他组合物中,例如用于糖锭、药物制剂、牙线治疗和器具、牙签和经口腔使用的其他产品中。
[0066] 制造可加热或可食用的物品
[0067] 可以将本文中所述的食用香料SMC并入受热或可燃烧的产品中,从而在产品受热
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