方法

阅读:1017发布:2020-05-11

专利汇可以提供方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了从 烟草 材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物的方法,该方法包括以下步骤:i)提供烟草材料;ii)对该烟草材料施以 水 蒸气蒸馏;和iii)用 溶剂 从该烟草材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物;其中蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)同时且在不大于2的pH下进行,并且其中蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)都进行的时间为大约8至大约20小时。,下面是方法专利的具体信息内容。

1.从烟草材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物的方法,所述方法包括以下步骤:
i)提供烟草材料;
ii)对所述烟草材料施以蒸汽蒸馏;和
iii)用溶剂从所述烟草材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物;
其中蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)同时且在不大于2的pH下进行,并且其中所述蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)都进行的时间为大约8至大约20小时。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)在不大于2的pH下进行所述步骤进行的总时间段。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述溶剂是非极性溶剂。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其中所述溶剂与不混溶。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其中所述溶剂选自正丁醇、环己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、庚烷、己烷、甲基叔丁基醚、2-丁、戊烷、二异丙醚、乙醚和戊烷与乙醚的混合物。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其中所述溶剂是戊烷与乙醚的混合物。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述溶剂以3:1至1:1、如大约2:1的戊烷对乙醚的重量比包含戊烷和乙醚。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法,其中所述蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)在
0.5至2的pH下进行。
9.根据权利要求1至8任一项所述的方法,其中所述蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)在大约1.6的pH下进行。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法,其中所述蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)都进行的时间为大约8至大约10小时。
11.根据权利要求1至10任一项所述的方法,其中所述蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)都进行的时间为大约9小时。
12.根据权利要求1至11任一项所述的方法,其中所述蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)在最高大约130℃的温度下进行。
13.根据权利要求1至12任一项所述的方法,其中所述烟草材料在进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)之间不经历任何热处理
14.根据权利要求1至13任一项所述的方法,其中所述一种或多种相关的挥发性化合物选自:糖、糖酯、基酸、β-胡萝卜素、堇菜黄质、叶黄素、新黄质、叶绿醇、赖百当类、西柏烷类、多酚、木质素及其混合物。
15.根据权利要求1至13任一项所述的方法,其中一种或多种相关的挥发性化合物选自:甲基丁醇、苄醇、苯乙醇、甲基乙烯基苯酚、乙烯基苯酚、羟基二氢大酮、糠、羟甲基糠醛、呋喃酮、甲基环戊烯醇酮、二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪、羟甲基(甲基)吡嗪、异佛尔酮、氧化异佛尔酮、藏红花醛、紫罗兰酮、大马酮、β-大马酮、巨豆三烯酮、β-二氢大马酮、β-紫罗兰酮、2,6-壬二烯醛、2-壬烯醛、芳樟醇、氧化芳樟醇、香叶基丙酮、金合欢基丙酮、甲基庚二烯酮、茄酮、茄环丁酮、降片烯内酯、降龙涎醚、香紫苏内酯、异丁酸、异戊酸、3-甲基戊酸、庚酸、苯甲酸、苯乙酸、邻甲酚、对甲酚、甲硫基丙醛、愈创木酚、乙烯基苯酚、乙基愈创木酚、乙烯基愈创木酚、丁香油酚、香草醛及其混合物。
16.根据权利要求1至15任一项所述的方法,其中所述方法进一步包括提纯步骤,其包括用适用于烟草产品的另一种溶剂如乙醇替代用于提取的溶剂。
17.通过如权利要求1至16任一项中所限定的方法可获得或获得的烟草提取物,其中所述烟草提取物以所述烟草提取物的至少大约75重量%的量包含一种或多种相关的挥发性化合物。
18.根据权利要求17所述的烟草提取物,其中所述烟草提取物以所述烟草提取物的至少大约90重量%的量包含一种或多种相关的挥发性化合物。
19.根据权利要求17或18所述的烟草提取物,其中所述烟草提取物以所述烟草提取物的至少大约95重量%的量包含一种或多种相关的挥发性化合物。
20.烟草产品,其包含如权利要求17至19任一项中所限定的烟草提取物。
21.根据权利要求20所述的烟草产品,其中所述烟草提取物以香味剂、料液或其组合的形式,或以包含所述烟草提取物的再造烟草的形式包含在所述烟草产品中。
22.根据权利要求20或21任一项所述的烟草产品,其中所述烟草产品是吸烟制品或无烟气烟草产品、电子烟、加热装置或二者的双用版、卷烟茄或无烟气口用型烟草产品。
23.制备如权利要求20至22任一项中所限定的烟草产品的方法,其包括以下步骤:
(a)按照根据权利要求1至16任一项所述的方法制备烟草提取物;和
(b)将所述烟草提取物直接与烟草产品组合和/或将所述烟草提取物与再造烟草组合并任选将所述再造烟草与烟草产品组合。
24.如权利要求17至19任一项中所限定的烟草提取物用于改善烟草产品的感官性质的用途。

说明书全文

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及从烟草材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物的方法、通过所述方法可获得或获得的烟草提取物、包含所述烟草提取物的烟草产品、制备所述烟草产品的方法和所述烟草提取物的用途。

背景技术

[0002] 普遍的吸烟制品,如卷烟,具有基本上圆柱形的杆状结构,并包括由包卷纸包围的可抽吸材料如烟草(例如以烟丝形式)的柱,由此形成所谓的“烟支”。通常,卷烟具有圆柱形过滤元件,其以端到端的关系与烟支对齐,并使用称为接装纸的外接包卷材料将该过滤元件连接到烟支的一端。吸烟者通过点燃该卷烟的一端并燃烧烟支来使用卷烟。吸烟者随后通过在卷烟的相对端(例如滤嘴端)上抽吸而将主流烟气接收到他/她的口中。
[0003] 还设计了新的吸烟制品并作为新一代产品投放到市场。这些可以分为三大类,并可以称为“吸电子烟制品(vaping articles)”:1.电子装置;
2.加热装置;和
3.双用型装置。
[0004] 双用型装置是电子装置与加热装置的组合。
[0005] 这些年来,为了改变烟草产品中使用的烟草材料的整体特性或性质,已经提出了各种处理方法和添加剂。例如,已经使用添加剂或处理工艺来改变卷烟中烟草材料的化学或感官性质,或在吸烟用或吸电子烟用烟草材料的情况下改变包含该烟草材料的吸烟/吸电子烟制品所产生的主流烟气/气溶胶的化学或感官性质。
[0006] 感官属性可以例如通过向卷烟或吸烟/吸电子烟制品的各种组件中并入加香材料。示例性的加香添加剂包括薄荷醇和美拉德反应的产物,如吡嗪、基糖和Amadori化合物。
[0007] 但是,在本领域中仍然需要适于添加到烟草产品(其可以包括吸烟和/或吸电子烟产品)中以引入所需感官特性的组合物。特别地,合意的是提供有效提取和分离此类组合物的方法。
[0008] 发明概述根据本文中所述的一些实施方案,提供了从烟草材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物的方法,该方法包括以下步骤:
i)提供烟草材料;
ii)对该烟草材料施以蒸汽蒸馏;和
iii)用溶剂从该烟草材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物;
其中蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)同时且在不大于2的pH下进行,并且其中蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)都进行的时间为大约8至大约20小时。
[0009] 根据本文中所述的一些实施方案,提供了通过如本文中所限定的方法可获得或获得的烟草提取物,其中烟草提取物以所述烟草提取物的至少大约75重量%的量包含一种或多种相关的挥发性化合物。
[0010] 根据本文中所述的一些实施方案,提供了烟草产品,该烟草产品包含如本文中所限定的烟草提取物。
[0011] 根据本文中所述的一些实施方案,提供了制备如本文中所限定的烟草产品的方法,该方法包括以下步骤:(a)根据如本文中所限定的方法制备烟草提取物;和
(b)将该烟草提取物直接与烟草产品组合和/或将该烟草提取物与再造烟草组合并任选将该再造烟草与烟草产品组合。
[0012] 根据本文中所述的一些实施方案,提供了如本文中所限定的烟草提取物用于改善烟草产品的感官性质的用途。
[0013] 附图简述仅通过举例的方式,参照附图描述了本发明的实施方案,在附图中:
图1显示了同时蒸馏-提取的Likens-Nickerson设备。
[0014] 图2显示了同时蒸馏-提取设备,其在溶剂比密度大时有效用。
[0015] 图3显示了实施例1中使用的同时蒸馏-提取设备,其在溶剂比水密度小时有效用。
[0016] 图4显示了实施例2中使用的同时蒸馏-提取设备,其在溶剂比水密度小时有效用。
[0017] 图5显示了图3的同时蒸馏-提取设备,其已经过扩大以便从2240克烟草样品中提取化合物。
[0018] 图6是参考图,其显示了示例性色谱图,其中峰分为三类:挥发性香料、半挥发性香料和二萜类。仅出于容易解释的目的而包含该图。
[0019] 图7显示了使用同时蒸馏-提取方法在(a)pH 2.0(根据本发明)和(b)pH 6.0(在本发明范围之外)下获得的色谱图。
[0020] 图8显示了使用同时蒸馏-提取方法在pH 6.0(在本发明范围之外)下获得的色谱图。
[0021] 图9显示了使用同时蒸馏-提取方法在pH 4.0(在本发明范围之外)下获得的色谱图。
[0022] 图10显示了使用同时蒸馏-提取方法在pH 3.0(在本发明范围之外)下获得的色谱图。
[0023] 图11显示了使用同时蒸馏-提取方法在pH 2.0(根据本发明)下获得的色谱图。
[0024] 图12显示了使用同时蒸馏-提取方法在pH 0.5(根据本发明)下获得的色谱图。
[0025] 发明详述方法
本发明的第一方面提供了从烟草材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物的方法,该方法包括以下步骤:
i)提供烟草材料;
ii)对该烟草材料施以蒸汽蒸馏;和
iii)用溶剂从该烟草材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物;
其中蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)同时且在不大于2的pH下进行,并且其中蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)都进行的时间为大约8至大约20小时。
[0026] 本文中所用的术语“烟草材料”是指衍生自烟草属物种植物的材料。烟草属物种植物的选择不受限制,所用一种或多种烟草的类型可以改变。
[0027] 在一些实施方案中,烟草材料选自烤烟型或弗吉尼亚型、白肋、晒烟型、里兰型、深色烟草、深色烤烟、深色晾烟、浅色晾烟、印度晾烟、红花烟草(Red Russian)和黄花烟草、及其混合物,以及各种其它类型的罕见或专用烟草(原烟或熟烟)。经由可以改变烟草吃味的任何其它类型的烟草处理(如发酵烟草或基因改造或杂交技术)制得的烟草材料也在本发明的范围内。例如,设想可以对烟草植物进行基因工程或杂交以增加或减少组分、特性或属性的产生。
[0028] 在一些实施方案中,烟草材料是晒烟型烟草,选自Indian Kurnool和东方型烟,包括Katerini、Prelip、Komotini、Xanthi和Yambol烟草。在一些实施方案中,烟草材料是深色晾烟,选自Passanda、Cubano、Jatin和Bezuki烟草。在一些实施方案中,烟草材料是浅色晾烟,选自North Wisconsin和Galpao烟草。
[0029] 在一些实施方案中,烟草材料是烤烟、白肋烟和东方型烟的调制或非调制混合物。
[0030] 为了制备吸烟/吸电子烟或无烟气烟草产品,可以对烟草属物种植物施以调制工艺。可以对特定类型的烟草施以其它类型的调制工艺,如明火调制或晒制。优选但不是必须地将经过调制的采收烟草醇化。
[0031] 烟草可以在生长的不同阶段采收,例如当植物将要发芽、长出叶子时或甚至当它开始开花时。
[0032] 在一些实施方案中,烟草属物种植物的至少一部分(例如烟草材料的至少一部分)以未成熟形式使用。也就是说,在一些实施方案中,植物,或该植物的至少一部分在达到通常被认为熟透或成熟的阶段之前就采收。
[0033] 在一些实施方案中,烟草属物种植物的至少一部分(例如烟草材料的至少一部分)以成熟形式使用。也就是说,在一些实施方案中,植物,或该植物的至少一部分在该植物达到传统上被视为熟透、过熟或成熟的点时采收,这可以通过使用农民常规采用的烟草采收技术来实现。东方型烟和白肋烟植物均可以采收。此外,弗吉尼亚型烟叶可以通过烟株部位来采收或摘叶。
[0034] 可以根据植物中存在的各种化合物的含量来选择烟草属物种。例如,可以基于那些植物产生相对大量的一种或多种期望分离的化合物(即相关的挥发性化合物)来选择植物。在特定实施方案中,针对其叶片表面化合物的丰度,专培养烟草属物种植物。烟草植物可以在温室、生长室或室外田间生长,或水培生长。
[0035] 烟草属物种植物的各个部分或部位可用于本文中所限定的方法。在一些实施方案中,将整株植物,或基本上整株植物采收并原样使用。本文中所用的术语“基本上整株植物”是指采收该植物的至少90%,如该植物的至少95%,如该植物的至少99%。或者,在一些实施方案中,采收或分离植物的各个部分或片段以便在采收后进一步使用。在一些实施方案中,烟草材料选自植物的叶、梗、株,以及这些部分的各种组合。本发明的烟草材料可以由此包含完整植物或烟草属物种植物的任何部分。
[0036] 在一些实施方案中,烟草材料包含烟叶。在一些实施方案中,烟草材料包含完整的烟叶或烟叶丝。在一些实施方案中,烟草材料包含完整的烟叶。在一些实施方案中,烟叶包含烟叶丝。在一些实施方案中,烟草材料是磨碎的烟草。
[0037] 在一些实施方案中,烟草材料在蒸馏和提取之前储存在低于0℃的温度下。因此,在一些实施方案中,烟草材料在进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)之前保持冷冻。在一些实施方案中,烟草材料保持冷冻,随后除霜直到它达到大致室温(约22℃),随后进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)。
[0038] 在一些优选实施方案中,烟草材料在进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)之前不经历任何热处理。例如,在一些实施方案中,烟草材料在进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)之前不加热至大于大约室温的温度。已经发现,在蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)之前不对烟草材料施以任何热处理时,可以减少进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)之前对提取物香味和吃味而言重要的挥发性化合物的损失。
[0039] 同时进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)是本领域中通常称为同时蒸馏-提取(SDE)的方法。SDE提供了其中可以同时实现从样品中分离和提取特定化合物的步骤的技术。
[0040] 普遍认为,SDE方法由Likens和Nickerson在1964年创立,他们设计了用于分析啤酒花油的原始装置(Likens ST, Nickerson GB, ASBC Proc., 1964, 5; A. Chaintreau, Flavour and Fragrance Journal, 2001, 16: 136-148)。在该方法中,将蒸汽蒸馏和从样品中将挥发物提取到少量溶剂中的过程合并。在最初的Likens-Nickerson方法中,使用图1中所示的装置1来分析啤酒花油。在搅拌下使样品(固体材料在水中的水溶液或浆液)在与左支管2连接的烧瓶中沸腾。挥发物随后经蒸汽蒸馏通过左支管2的上部,同时,溶剂蒸气经蒸馏通过右支管3的上部。蒸气在指形冷凝管(cold finger)4上冷凝,提取过程在冷凝器表面5上的两层液膜之间开始。
[0041] 已经发现SDE可以用于从天然产物中分离挥发性物质。在该技术中,对应当要从中移除挥发性化合物的材料施以蒸汽蒸馏,同时用溶剂提取蒸馏的化合物。
[0042] 用于SDE的典型设备显示在图2中,要注意的是所示的该设备可用于其中所用溶剂比水密度大的SDE方法。如图2中所示,设备10包括用于烟草样品的烧瓶11,用于溶剂的烧瓶12,水浴13和用于加热样品的加热/搅拌盘14。设备10通常还可以包括辅助加热盘管15以便将烟草样品加热至比溶剂更高的温度,使得可以进行蒸汽蒸馏。管16a、16b各自具有大约4毫米的内径。在该工艺过程中,蒸气在指形冷凝管17上冷凝,提取过程可以在冷凝器表面18上的两层液膜之间开始。所用设备使得在分配过程之后蒸馏的水和溶剂可以返回到它们各自的烧瓶中。这使得能够在该过程结束时获得准备用于通过例如气相色谱法的技术进行分析的提取物。
[0043] 在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)在不大于2的pH下进行所述步骤进行的总时间段。本发明人令人惊讶地发现,当在SDE方法过程中使用不大于2的pH时,从烟草材料中提取的挥发性化合物的量增加。
[0044] 在一些实施方案中,溶剂是非极性溶剂。在一些实施方案中,溶剂是极性溶剂。本文中所用的术语“极性溶剂”是指具有大于或等于15的介电常数的任何溶剂。本文中所用的术语“非极性溶剂”是指具有小于15的介电常数的任何溶剂。
[0045] 在一些实施方案中,溶剂与水不混溶。
[0046] 在一些实施方案中,溶剂包含有机基溶剂。在一些实施方案中,溶剂是有机溶剂。在一些实施方案中,溶剂是非极性有机溶剂。术语“有机”是本领域技术人员所理解的。通常,有机溶剂被认为是包含的溶剂。
[0047] 在一些实施方案中,溶剂是与水不混溶的非极性溶剂。
[0048] 在一些实施方案中,溶剂选自正丁醇、环己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、庚烷、己烷、甲基叔丁基醚、2-丁、戊烷、二异丙醚、乙醚及其混合物。在一些实施方案中,溶剂选自戊烷、乙醚及其混合物。在一些优选实施方案中,溶剂是戊烷和乙醚的混合物。使用戊烷和醚的混合物是优选的,因为这种溶剂是无毒性的,并在已经实现相关的挥发性化合物的提取后可以容易地用乙醇替代。
[0049] 在一些实施方案中,溶剂是戊烷和乙醚的混合物,其中该溶剂以大约10:1至大约1:10、如大约5:1至大约1:5、如大约3:1至大约1:3、如3:1至1:1、如大约3:1至大约2:1、如大约2:1的戊烷对乙醚的重量比包含戊烷和乙醚。在一些实施方案中,溶剂是戊烷和乙醚的混合物,其中该溶剂以大约3:1至大约1:1的戊烷对乙醚的重量比包含戊烷和乙醚。在一些实施方案中,溶剂是戊烷和乙醚的混合物,其中该溶剂以大约2:1的戊烷对乙醚的重量比包含戊烷和乙醚。
[0050] 在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)在不大于大约2的pH下进行。在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)在0.5至2的pH下进行。在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)在1至2的pH下进行。在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)在大约1.6的pH下进行。
[0051] 本发明人令人惊讶地发现,当使用不大于2的pH时,从烟草材料中提取的挥发性化合物的量增加。这具有以下优点:当并入到烟草产品(如吸烟/吸电子烟制品和/或无烟气烟草产品)中时,从提取物获得的香味更加明显,并且尽管仍然能够识别烟草香味,但当提取大量不同化合物时,也可以感觉到一系列其它期望的香调。本发明人还已经令人惊讶地发现,当提取方法在大于2的pH值下进行时,在提取过程即将结束时,pH值倾向于增加,由此降低了水解过程的效率。当使用大约1.6的pH时,即使在SDE方法过程中pH增加,最终的pH值也不大于2,由此改善了该工艺对于任何类型烟草的效率。
[0052] 在一些实施方案中,通过将烟草材料与酸混合来获得不大于2的pH。在一些实施方案中,该酸可以选自盐酸硫酸及其混合物。在一些实施方案中,该酸是盐酸。用盐酸(HCl)处理是最常见的水解方法。这是由于该试剂的应用方便,因为它在液相和气相模式下均可使用。此外,盐酸在食品行业中有许多应用,因为联合国粮食农业组织(FAO)允许其作为食品酸化剂。
[0053] 在一些实施方案中,在进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)前,将烟草材料与酸(例如HCl)在升高的温度(如大约50℃至大约80℃)下混合不超过大约1小时。在一些实施方案中,在进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)前,将烟草材料与酸(例如HCl)在升高的温度(如大约50℃至大约70℃)下混合不超过大约45分钟。在一些实施方案中,在进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)前,将烟草材料与酸(例如HCl)在升高的温度(如大约60℃)下混合不超过大约30分钟。在一些实施方案中,在进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)前,将烟草材料与酸(例如HCl)在大约60℃的温度下混合大约20分钟。
[0054] 在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)都进行的时间为大约8至大约15小时。在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)都进行的时间为大约8至大约10小时。在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)都进行的时间为大约9小时。在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)都进行的时间为大约8小时。
[0055] 如本领域技术人员将理解的那样,进行SDE的典型时间为大约5小时。本发明人令人惊讶地发现,当SDE进行至少8小时的时间时(优选对于至少8小时的这段时间在SDE方法中仅包括单一步骤),所得提取物(或馏出物)中挥发性化合物的浓度显著提高。这具有以下优点:当并入到烟草产品(如吸烟/吸电子烟制品和/或无烟气烟草产品)中时,烟草产品的感官特性得到改善,并且从提取物获得的香味更加明显。
[0056] 在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)在最高大约130℃的温度下进行。
[0057] 在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)在大约100℃至大约130℃、如大约105℃至大约125℃、如大约110℃至大约125℃、如大约115℃至大约125℃、如大约120℃至大约122℃、如大约121℃的温度下进行。
[0058] 在一些实施方案中,提取步骤(iii)在大约50℃至大约100℃、如大约60℃至大约95℃、如大约70℃至大约90℃、如大约75℃至大约90℃、如大约80℃至大约90℃、如大约85℃至大约90℃的温度下进行。
[0059] 在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)在大气压下进行。
[0060] 在一些实施方案中,蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)在一个单一步骤中同时进行。由此,在一些实施方案中,本文中描述的SDE方法在仅一个单一步骤中进行。在一些实施方案中,不包括附加的蒸馏和/或提取步骤。在一些实施方案中,在一个单件设备中同时进行整个SDE方法(即蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)),在从设备中移除经提取产物之前不进行另外的加工。
[0061] 在一些实施方案中,从烟草材料中提取的一种或多种相关的挥发性化合物选自:糖、糖酯、氨基酸、β-胡萝卜素、堇菜黄质、叶黄素、新黄质、叶绿醇、赖百当类、西柏烷类、多酚、木质素及其混合物。
[0062] 在一些实施方案中,从烟草材料中提取的一种或多种相关的挥发性化合物选自:甲基丁醇、苄醇、苯乙醇、甲基乙烯基苯酚、乙烯基苯酚、羟基二氢大马酮、糠、羟甲基糠醛、呋喃酮、甲基环戊烯醇酮、二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪、羟甲基(甲基)吡嗪、异佛尔酮、氧化异佛尔酮、藏红花醛、紫罗兰酮(iononas)、大马酮、β-大马酮、巨豆三烯酮、β-二氢大马酮、β-紫罗兰酮、2,6-壬二烯醛、2-壬烯醛、芳樟醇、氧化芳樟醇、香叶基丙酮、金合欢基丙酮、甲基庚二烯酮、茄酮、茄环丁酮、降片烯内酯、降龙涎醚、香紫苏内酯、异丁酸、异戊酸、3-甲基戊酸、庚酸、苯甲酸、苯乙酸、邻甲酚、对甲酚、甲硫基丙醛、愈创木酚、乙烯基苯酚、乙基愈创木酚、乙烯基愈创木酚、丁香油酚、香草醛及其混合物。
[0063] 在一些实施方案中,从烟草材料中提取的一种或多种相关的挥发性化合物与至少一个烟草品种的特性吃味或香味有关。
[0064] 在一些实施方案中,从烟草材料中获得的提取物基本不含生物和/或烟草特有的亚硝胺类(TSNA)。在一些实施方案中,从烟草材料中获得的提取物基本不含烟碱和/或TSNA。
[0065] 本文中所用的“基本不含生物碱”是指提取物包含小于大约15重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约10重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约5重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约2重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约1重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约0.5重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约0.1重量%的生物碱(如烟碱)。在一些实施方案中,从烟草材料中获得的提取物包含小于大约1重量%的生物碱(如烟碱)。
[0066] 不希望受理论的束缚,使用不大于2的pH使得存在于烟草材料中的任何烟碱与盐酸(HCl)反应以形成水溶性盐——烟碱盐酸盐。在本发明的方法过程中不提取该盐。
[0067] 本文中所用的“基本不含TSNA”是指提取物包含小于大约15重量%的TSNA、例如小于大约10重量%的TSNA、例如小于大约5重量%的TSNA、例如小于大约2重量%的TSNA、例如小于大约1重量%的TSNA、例如小于大约0.5重量%的TSNA、例如小于大约0.1重量%的TSNA。在一些实施方案中,从烟草材料中获得的提取物包含小于大约1重量%的TSNA。
[0068] 在一些实施方案中,可以在已经进行蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)(即SDE)之后进行经提取产物的进一步加工。注意到的是,该进一步加工不被认为是SDE方法本身中的附加步骤,而是对获自SDE方法的馏出物进行的另外的加工步骤。
[0069] 进一步加工的方法可以以多种方式进行。进一步加工的方法可取决于提取物中存在的化合物和/或提取中使用的溶剂类型。例如,在一些实施方案中,当使用有机非极性溶剂(例如戊烷、乙醚或其混合物)从经蒸汽蒸馏的烟草材料中提取一种或多种化合物时,该溶剂在与经蒸馏材料接触后可以简单地过滤或干燥以移除颗粒状烟草材料和溶剂,并可以浓缩滤液。
[0070] 在一些实施方案中,进行经提取产物的进一步加工,所述进一步加工包括提纯步骤,该步骤包括用适用于烟草产品的另一种溶剂替代用于提取的溶剂。在一些实施方案中,这样的提纯步骤包括用乙醇替代用于提取的溶剂(例如戊烷、乙醚或其混合物,优选戊烷:乙醚的2:1混合物)。用乙醇替代溶剂对用于烟草产品而言是合意的。
[0071] 在一些实施方案中,进行提取产物的进一步加工,所述进一步加工包括对分离的化合物或这些化合物的混合物施以导致这种/这些化合物经历化学转化的条件。例如,可以对获自烟草属物种植物或这些植物的一部分的烟草材料以及含有(一种或多种)分离的化合物的提取物进行处理以引起化学转化和/或将其与其它成分混合。烟草材料、提取物或(一种或多种)分离的化合物的化学转化或改性可导致该烟草材料、提取物或(一种或多种)分离的化合物的某些化学和物理性质的变化(例如其感官属性)。示例性的化学改性过程包括酸/碱反应、水解、氧化、加热和/或酶处理。由于这些过程,化合物可能发生各种降解反应。
[0072] 在一些实施方案中,从烟草材料中提取的一种或多种相关的挥发性化合物是降解产物,其选自:糖、糖酯、氨基酸、β-胡萝卜素、堇菜黄质、叶黄素、新黄质、叶绿醇、赖百当类、西柏烷类、多酚和木质素,及其混合物。在一些实施方案中,此类降解产物可以进一步处理以提供各种香味化合物,其选自甲基丁醇、苄醇、苯乙醇、甲氧基乙烯基苯酚、乙烯基苯酚、羟基二氢大马酮、糠醛、羟甲基糠醛、呋喃酮、甲基环戊烯醇酮、二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪、羟甲基(甲基)吡嗪、异佛尔酮、氧化异佛尔酮、藏红花醛、紫罗兰酮、β-大马酮、巨豆三烯酮、β-二氢大马酮、β-紫罗兰酮、2,6-壬二烯醛、2-壬烯醛、芳樟醇、氧化芳樟醇、香叶基丙酮、金合欢基丙酮、甲基庚二烯酮、茄酮、茄环丁萘酮、降冰片烯内酯、降龙涎醚、香紫苏内酯、异丁酸、异戊酸、3-甲基戊酸、庚酸、苯甲酸、苯乙酸、邻甲酚、对甲酚、甲硫基丙醛、愈创木酚、乙烯基苯酚、乙基愈创木酚、乙烯基愈创木酚、丁香油酚和香草醛。
[0073] 本文中所用的“降解产物”是由根据本发明提取和/或降解的化合物所产生的任何化合物。降解产物可以由此类化合物天然地形成,或可以通过加速降解过程产生(例如通过热和/或化学品的添加来加速化合物的分解)。这些化合物可以例如通过氧化和/或水解反应(例如通过用盐酸或其它酸试剂进行处理)来降解。
[0074] 在一些实施方案中,由本文中描述的提取方法产生的废料中存在残余烟草材料。在一些实施方案中,由如本文中描述的提取方法产生的废料可以用作再造烟草或压生产的原材料。
[0075] 烟草提取物本发明的第二方面提供了通过上述方法可获得或获得的烟草提取物,其中烟草提取物以该烟草提取物的至少大约75重量%的量包含一种或多种相关的挥发性化合物。
[0076] 在一些实施方案中,烟草提取物通过包括以下步骤的方法可获得或获得:i)提供烟草材料;
ii)对该烟草材料施以蒸汽蒸馏;和
iii)用溶剂从该烟草材料中提取一种或多种相关的挥发性化合物;
其中蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)同时且在不大于2的pH下进行,并且其中蒸馏步骤(ii)和提取步骤(iii)都进行的时间为大约8至大约20小时;其中烟草提取物以该烟草提取物的至少大约75重量%的量包含一种或多种相关的挥发性化合物。
[0077] 在一些实施方案中,烟草提取物通过如上述实施方案任一项中所限定的方法可获得或获得。
[0078] 在一些实施方案中,烟草提取物以该烟草提取物的至少大约80重量%的量、例如以该烟草提取物的至少大约85重量%的量、例如以该烟草提取物的至少大约90重量%的量、例如以该烟草提取物的至少大约95重量%的量、例如以该烟草提取物的至少大约97重量%的量包含一种或多种相关的挥发性化合物。
[0079] 在一些实施方案中,烟草提取物以该烟草提取物的至少大约95重量%的量包含一种或多种相关的挥发性化合物。
[0080] 在一些实施方案中,烟草提取物中的一种或多种相关的挥发性化合物选自:糖、糖酯、氨基酸、β-胡萝卜素、堇菜黄质、叶黄素、新黄质、叶绿醇、赖百当类、西柏烷类、多酚、木质素及其混合物。
[0081] 在一些实施方案中,烟草提取物中的一种或多种相关的挥发性化合物选自:甲基丁醇、苄醇、苯乙醇、甲氧基乙烯基苯酚、乙烯基苯酚、羟基二氢大马酮、糠醛、羟甲基糠醛、呋喃酮、甲基环戊烯醇酮、二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪、羟甲基(甲基)吡嗪、异佛尔酮、氧化异佛尔酮、藏红花醛、紫罗兰酮、大马酮、β-大马酮、巨豆三烯酮、β-二氢大马酮、β-紫罗兰酮、2,6-壬二烯醛、2-壬烯醛、芳樟醇、氧化芳樟醇、香叶基丙酮、金合欢基丙酮、甲基庚二烯酮、茄酮、茄环丁萘酮、降冰片烯内酯、降龙涎醚、香紫苏内酯、异丁酸、异戊酸、3-甲基戊酸、庚酸、苯甲酸、苯乙酸、邻甲酚、对甲酚、甲硫基丙醛、愈创木酚、乙烯基苯酚、乙基愈创木酚、乙烯基愈创木酚、丁香油酚、香草醛及其混合物。
[0082] 在一些实施方案中,烟草提取物基本不含生物碱和/或烟草特有的亚硝胺类(TSNA)。在一些实施方案中,烟草提取物基本不含烟碱和/或TNSA。
[0083] 本文中所用的“基本不含生物碱”是指烟草提取物包含小于大约15重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约10重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约5重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约2重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约1重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约0.5重量%的生物碱(如烟碱)、例如小于大约0.1重量%的生物碱(如烟碱)。在一些实施方案中,烟草提取物包含小于大约1重量%的生物碱(如烟碱)。
[0084] 本文中所用的“基本不含TSNA”是指烟草提取物包含小于大约15重量%的TSNA、例如小于大约10重量%的TSNA、例如小于大约5重量%的TSNA、例如小于大约2重量%的TSNA、例如小于大约1重量%的TSNA、例如小于大约0.5重量%的TSNA、例如小于大约0.1重量%的TSNA。在一些实施方案中,烟草提取物包含小于大约1重量%的TSNA。
[0085] 烟草产品本发明的第三方面提供了包含如上文所限定的烟草提取物的烟草产品。
[0086] 在一些实施方案中,烟草产品是吸烟/吸电子烟制品或无烟气烟草产品、电子装置、加热装置或二者的双用型、卷烟、茄或无烟气口用型烟草产品。
[0087] 在一些实施方案中,烟草产品是吸烟/吸电子烟制品或无烟气烟草产品。在一些实施方案中,烟草产品是卷烟、雪茄或无烟气口用型烟草产品。
[0088] 可以将烟草提取物以多种方式用作烟草产品的组分。可以将烟草提取物用作经加工烟草的组分。在一些实施方案中,可以将烟草提取物用在用于施加至烟草叶片的香味或加料配制品中,或用在表香配制品中。或者,可以将烟草提取物用作再造烟草材料的成分。在卷烟制造工艺过程中,可以将烟草提取物并入卷烟过滤嘴中(例如并入滤棒、滤棒成形纸或接装纸中)或并入烟草包卷纸中,优选在内表面上。
[0089] 在一些实施方案中,烟草提取物以香味剂(flavourant)、料液或其组合的形式,或以包括烟草提取物的再造烟草形式包含在烟草产品中。
[0090] 在一些实施方案中,烟草产品是电子装置、加热装置、或二者的双用型。在此类实施方案中,烟草提取物的应用可适应于这些技术的相应特性。例如,在一些实施方案中,烟草产品是包含烟草提取物的电子装置(例如电子烟),该烟草提取物呈包含在其中的可吸入液体形式。在一些实施方案中,烟草产品是在其中所包含的烟草、过滤嘴或消耗性纸中包含烟草提取物的加热装置。
[0091] 取决于烟草提取物的所需功能、提取物的化学组成和向其中添加提取物的烟草产品的类型,烟草产品的量可以以任何合适的量包含烟草提取物。在一些实施方案中,烟草产品以基于向其中添加提取物的烟草产品的总干重量计大约0.0001%至大约15%的量包含烟草提取物。在一些实施方案中,烟草产品以基于向其中添加提取物的烟草产品的总干重量计大约0.01重量%至大约10重量%的量包含烟草提取物。在一些实施方案中,烟草产品以基于向其中添加提取物的烟草产品的总干重量计大约0.1重量%至大约5重量%的量包含烟草提取物。
[0092] 制备烟草产品的方法本发明的第四方面提供了制备本文中所述的烟草产品的方法,该方法包括以下步骤:
(a)根据如本文中所述的方法制备烟草提取物;和
(b)将该烟草提取物直接与烟草产品组合和/或将该烟草提取物与再造烟草组合并任选将该再造烟草与烟草产品组合。
[0093] 在一些实施方案中,制备烟草产品的方法包括以下步骤:(a)根据如本文中所述的方法制备烟草提取物;和
(b)将该烟草提取物直接与烟草产品组合。
[0094] 在一些实施方案中,通过将烟草提取物以其液体形式添加到烟草产品中、通过将烟草提取物以料液形式添加到烟草产品中、或通过其组合,将烟草提取物直接与烟草产品组合。
[0095] 在一些实施方案中,制备烟草产品的方法包括以下步骤:(a)根据如本文中所述的方法制备烟草提取物;和
(b)将该烟草提取物与再造烟草组合,并将该再造烟草与烟草产品组合。
[0096] 用途本发明的第五方面提供了如本文中所述的烟草提取物用于改善烟草产品的感官性质的用途。
[0097] 在一些实施方案中,提供了由本文中所述的方法可获得或获得的烟草提取物用于改善烟草产品的感官性质的用途。
[0098] 在一些实施方案中,本文中所述的烟草提取物用于增强烟草产品的香味。实施例
[0099] 实施例1使用图3中所示的设备进行根据本发明的方法。在所用溶剂比水密度小(如戊烷:乙醚(2:1))的情况下,图3中所示设备是有效用的。如图3中所示,设备20包括用于烟草样品的
100毫升烧瓶21,用于溶剂的2毫升烧瓶22,水浴23和用于加热样品的加热/搅拌盘24。设备
20还包括辅助加热盘管25以便将烟草样品加热至比溶剂更高的温度,使得可以进行蒸汽蒸馏。在该工艺过程中,蒸气在指形冷凝管27上冷凝,提取过程在冷凝器表面28上的两层液膜之间开始。管26a、26b各自具有大约4毫米的内径。
[0100] 向图3中所示的设备的2毫升烧瓶22中加入1毫升的戊烷:乙醚(2:1)混合物和浮石碎片。在100毫升烧瓶21中,加入5克烟草(干基重;各种等级的白肋烟和弗吉尼亚型烟用作烟草材料,一些被认为是高品质的,另一些被认为是低品质的)、浮石碎片、重蒸馏水和大约1毫升盐酸(HCl 37%),使得达到与烟草接触的水溶液所需的pH,并且该溶液的体积保持等于40毫升。初步试验表明,烟草应在大约60℃下与酸接触20分钟,以确保在酸溶液与烟草混合后SDE体系中保持所需的pH。
[0101] 然后将两个烧瓶21和22连接到设备的主体上,并混合重蒸馏水与戊烷:乙醚(2:1),直到两种液体开始返回到其各自的烧瓶中。
[0102] 将烧瓶21和22分别置于预先加热至高达100和140℃的浴中,使得烧瓶中的液位保持略微高于浴的液位。当烧瓶中的液体开始沸腾时,观察较小的浴中的温度是否稳定在85℃与90℃之间,并且较大的烧瓶的温度是否稳定在120℃与122℃之间。在必要时进行调节,以便在所建议的温度范围内完成SDE过程。
[0103] 使体系运行9小时,并在此期间,观察含有提取物的烧瓶中的液位是否恒定。在必要时通过体系的侧出口加入多一点的戊烷:乙醚(2:1)混合物以确保含有提取物的烧瓶中的液位保持恒定。
[0104] 在9小时后,将该设备从水浴中取出,并冷却直到提取物温度平衡至室温。将该提取物转移到定标管中,用戊烷:乙醚(2:1)混合物将体积调节至1.5毫升。
[0105] 戊烷:乙醚溶液交换为乙醇将1.5毫升无水乙醇和浮石碎片添加到含有提取物的管中。在60℃的浴中将该溶液浓缩至大约1.5毫升。当沸腾停止时,使管与浴再保持接触30分钟以确保戊烷和乙醚均已移除。戊烷:乙醚溶剂由此被乙醇溶剂替代,提取物现在是在乙醇溶液中。乙醇中的提取物可以直接注入卷烟中、在卷烟制备前施加到烟草上、或应用于电子装置、加热装置或双用型装置以便进行后续的感官评价。
[0106] 发现向卷烟中添加1微升提取物能够明显改变该烟草产品的烟气的感官特性,甚至0.5微升也被认为是可接受的添加水平。
[0107] 考虑到这样的添加水平对应于从6千克烟草中获得的提取物施加在3吨待用于卷烟制造的烟草上,可以得出结论,该提取物是高度有效的。关于它们的稳定性可以说是相同的,因为发现该提取物能够储存六个月而不改变其特性。
[0108] 还发现通过SDE在酸性介质中获得的提取物因其赋予烟气的特性而呈现出作为卷烟香精的巨大潜。此外,还进一步注意到刺激感降低、幅度的提高以及它们增强了烟草基本香调(如清新感和泥土感)而没有赋予卷烟人造特性的事实。此外,从毒理学的观点来看,发现将该提取物用作卷烟的香精不存在任何问题。
[0109] 进行与上文详述的相同的方法以评价提取物在胶囊和烟草产品(如电子装置、加热装置和双用型装置)中的吃味性能,并确认了该提取物在此类产品中的应用潜力。
[0110] 实施例2为了从更大的烟草材料样品中提取相关的挥发性化合物,使用了如图4中所示的设备
30。在本实施例中,将2240克烟草、933毫升6N盐酸(466.5毫升HCl 37% + 466.5毫升水)、15升水和100克浮石(PA)置于加热套上的24升圆底烧瓶31中。借助玻璃棒小心地搅拌该混合物以获得均匀的混合物。将200毫升含有5克浮石的戊烷:乙醚(2:1)混合物置于较小的圆底烧瓶32中。
[0111] 借助卡爪将SDE设备的主体与烧瓶连接,使得该体系不受张力。在将烧瓶与设备连接之后,在接头中放几滴水(借助移液管)以帮助密封。借助移液管,将水添加到设备主体的中央部分,以便在左侧支管上使液位升高至接近返回液位。
[0112] 借助移液管,将戊烷:乙醚(2:1)混合物经由壁缓慢地添加到设备主体中,直到右侧支管上的液位上升到返回液位。在体系垂直的同时不能达到返回液位的情况下,根据需要使该设备略微倾斜。
[0113] 将冷凝器与设备主体连接并打开冷却体系(市售乙醇:水—2:1)。
[0114] 加热两个圆底烧瓶。通过连接电压控制器来实现这样的加热,所述电压控制器与加热套连接,在那里两个烧瓶位于预先确定的位置上。这些位置使得温度足以使两个烧瓶中所含的液体沸腾而不产生湍流
[0115] 当较小烧瓶中的溶液开始回流时,开始9小时蒸馏的起点。在此期间,最大的烧瓶和该设备的侧支管始终保持覆盖箔。
[0116] 直到体系达到平衡(两种液体同时蒸馏并返回到它们的烧瓶中)之前,需要持续关注该体系。如果溶剂层(戊烷-醚或水)之一升高超过应有的高度,往往会移动到相对的烧瓶中,则必须将体系略微向溶剂过量的一侧倾斜。
[0117] 在SDE方法过程中戊烷-醚的体积减少的情况下,可以借助移液管由冷凝器顶部添加更多的戊烷-醚,由此恢复损失的溶液量。
[0118] 在9小时的蒸馏时间后,关闭加热,体系放置直到沸腾停止。在沸腾停止后,移出含有戊烷-醚的烧瓶,并向该混合物中加入45毫升无水乙醇。在45℃下在用于蒸馏的设备中将该溶液浓缩,直到观察不到进一步的沸腾。再将温度升高到65℃下15分钟。在这15分钟后,关闭加热,体系放置冷却直到溶液达到室温。然后将该溶液转移到烧杯中并用无水乙醇将体积补足至45毫升。该最终溶液随后准备用于加香。
[0119] 注意到的是,上述程序在如图4中所示的设备上进行。发现在如图5中所示的设备40(其仅仅是实施例1中用于5克烟草并且显示在图3中的设备的扩大)上进行该程序导致了轻微的困难。例如,由于大量的水进入蒸馏的戊烷和乙醚下方的体系,蒸馏的戊烷和乙醚难以返回到设备的主体中。
[0120] 因此,设计了图4中所示的设备,其中图5中所示设备顶部的两个冷凝器经过改造以便能够以可接受的速率蒸馏水,而不会损失更多的挥发性化合物。在从2240克烟草中获得提取物时,图4中所示的设备设计成绕过上述问题。如图4中所示,含有经蒸馏的化合物的水和有机溶剂在独立的冷凝器中冷凝,并且仅在它们已经冷却时才相互接触。这使得能够以所需方式加热烟草与酸溶液,而不会干扰经蒸馏的乙醚和戊烷的返回。
[0121] 对比例1 –SDE方法与中性挥发物扫描(Neutral Volatile Scan, NYS)的比较对通过SDE和NVS获得的提取物的色谱图进行了比较。
[0122] 通过NVS方法,假定分离烟草中天然存在的化合物,并且如果导致其分离的过程是简单蒸汽蒸馏的话,则实际上SDE提取物中存在的所有物质都应存在于NVS提取物中。为了进行提取物之间的比较,评价了几种白肋烟和弗吉尼亚型烟等级。
[0123] 通过NVS方法进行烟草分析的程序如下:1. 向索氏提取器(500毫升烧瓶,Whatman 33×80 mm纤维素滤筒)中添加300毫升二氯甲烷和5.0克烟草。将烧瓶在50-55℃下在水浴中加热6.5小时。如果认为合适的话,提取时间可以延长到16小时。在整个提取过程中,将体系保持在惰性气氛中,并用铝箔覆盖该设备的下部以避免提取物暴露于光。将提取物转移到500毫升分液漏斗中,并用小部分的二氯甲烷洗涤烧瓶。在体积小于300毫升的情况下,向提取物中加入更多的二氯甲烷。
[0124] 为了在用于烟草提取的设备中和在下面步骤4和6中确定的设备中生成惰性气氛,使用柔性管将设备出口与2.0厘米内径的玻璃管接合,氮气以大约100毫升/分钟的流量通过该玻璃管。在体系升温之前,将玻璃管末端封闭,并将设备接头保持半开,以迫使氮气通过该设备。在15分钟后,打开玻璃管末端,并适当调整接头。为了防止提取或蒸馏过程中未冷凝的溶剂积聚在柔性管上(由此流回到设备中,然后污染设备),将玻璃管保持在其与设备接合的位点下方,使用具有适当内径的玻璃管,并对设备进行修改(如果需要的话)以使柔性管接合至其上的出口处于向下倾斜的状态。
[0125] 2. 然后将提取物用150毫升含有0.092M Na2HPO4和0.48M KH2PO4的pH = 6.0缓冲溶液分配六次。将溶液搅拌15秒并静置5分钟,然后弃去水相。如果两相的分离在界面处不清楚,则将大部分有机相从漏斗中移出,向其中加入10毫升二氯甲烷,再次搅拌并静置直到两相之间的分离完全。
[0126] 3. 在分配后,使有机相通过含有50克无水硫酸钠的2.5×200毫米玻璃柱。柱流量为大约5毫升/分钟。用二氯甲烷洗涤该柱。
[0127] 4. 在如上文在步骤1中所述的设备中浓缩该溶液。将烧瓶在55-60℃下在水浴中加热,使整个体系保持在惰性气氛中(如上文在步骤1中所述),并通过用铝箔覆盖体系下部以防止其暴露于光。提取物体积减少到大约1 毫升。将残余物转移到刻度管中,并用7.5%v/v乙醇的二氯甲烷溶液补足至4 毫升的体积。
[0128] 5. 向15厘米×15毫米内径的玻璃柱中加入1.75克100-200目Florisil和7.5%v/v乙醇的二氯甲烷溶液。除去过量的溶液,直到其液位刚好高于Florisil的液位,并将步骤4中获得的提取物施加于其上。用与柱制备中所用的溶液相同的溶液洗脱所得混合物,并从中收集40毫升。
[0129] 6. 将40 毫升二氯甲烷添加到收集的溶液中,并如上文在步骤4中所述,将溶液浓缩至大约1 毫升的体积。添加60微升棕榈酸乙酯(内标)的乙醇溶液,通过手动搅拌来均化,将浓缩物转移到刻度管中。用二氯甲烷将溶液补足至3毫升的体积。
[0130] 7. 然后通过气相色谱法使用5880A型号的Hewlett-Packard色谱仪在下列条件下分析所得提取物:• 载气:H2,20 psi;tM 120℃,0.70分钟;分流比15:1。
• 进样体积:2微升。
• 进样技术:用溶剂填充进样针并随后吸入提取物,并用热针技术进样,如Grob, Jr, K. & Neurom, H.P., J. High Resol. Chromat. Chromat. Comm., 15-21, 1979中所述。
• 积分仪:Hewlett-Packard 3356B Laboratory Automation System。
• 柱:25 m×0.2 mm内径,交联甲基有机;膜厚度0.50微米,熔融二氧化硅
• 柱温箱温度分布:初始值—120℃;初始时间—0.00分钟
○ 第1级:
▪ 程序速率:1.50℃/分钟
▪ 最终值:155℃
▪ 最终时间:0.00分钟
○ 第2级:
▪ 程序速率:0.80℃/分钟
▪ 最终值:210℃
▪ 最终时间:0.00分钟
○ 第3级(柱吹扫时间):
▪ 程序速率:30.00℃/分钟
▪ 最终值:300℃
▪ 最终时间:35分钟
• 检测器:FID;300℃;H2,30毫升/分钟;空气,300毫升/分钟;氮气/补充,30毫升/分钟• 进样器:200℃;混合室式衬里(mixing chamber type liner)
• 附加命令(自动执行)
○ 90.00分钟 – 信号关闭(记录器)
○ 90.00分钟 – 进样器温度,275℃
○ 115.00分钟 – 进样器温度,200℃。
[0131] 使用实施例1中所述的方法进行SDE方法,除了使用5.0-6.0的pH,这与本发明不相符。
[0132] 表1显示了这些比较之一获得的结果,其证实了上述结论。
[0133] 表1 –通过NVS和SDE方法从弗吉尼亚型烟中分离的香味化合物的各个峰的相对面积的比较化合物 NVS(色谱峰的相对面积) SDE(色谱峰的相对面积)
茄酮 13.4 69.4
大马酮 1.0 3.1
茄醇 1.3 9.8
β-二氢大马酮 1.0 6.8
巨豆三烯酮 86.0 258.8
茄环丁萘酮 1.0 32.7
*巨豆三烯酮异构体的总和。
[0134] 可以看出,通过SDE获得的提取物中的许多物质或者以较小的量存在或者根本不存在于NVS提取物中。
[0135] 表1中显示的化合物,如巨豆三烯酮、茄酮和大马酮,是非常重要的香料,它们在SDE提取物中以较大量存在证明了与NVS提取物所产生的香味相比SDE提取物所产生的香味上的差异是合理的。
[0136] 在将提取物各自应用于烟草产品时,发现与通过使用本文中所述的SDE方法分离的提取物相比,通过用溶剂提取(即NVS)从烟草中分离出的提取物的香味相当不明显。
[0137] 基于这些结果,不希望受理论的束缚,似乎在SDE体系中处理烟草时可能发生以下过程:简单蒸馏、蒸汽蒸馏以及降解/蒸汽蒸馏或降解/简单蒸馏。由于在SDE过程中与烟草接触的水溶液的pH值在5.0至6.0的范围内,并且由于将烟草在大约100℃下加热一些小时,因此可能发生降解过程,如水解、脱水、异构化和简单热降解。当这些过程在SDE体系中发生时,其可能会生成具有与封闭体系中获得的产品不同的特性的产品。
[0138] 不希望受理论的束缚,例如在封闭体系中,倾向于获得天然存在于烟草中或从中生成的最稳定产物和挥发性物质,其发生化学反应的机会与最不易挥发的那些物质一样多。在SDE体系中,挥发性物质具有较少的转化机会,因为它们被快速移除。因此,可以分离出相对不稳定的化合物,或甚至是降解过程的中间体。
[0139] 对比例2 –在pH 6.0和pH 2.0下进行的SDE的比较为了证明在SDE方法中使用不大于2的pH的优点,对从使用2.0的pH值和6.0的pH值的SDE中获得的提取物进行了评价和比较。
[0140] 通过使用不同量的HCl(例如1 毫升 HCl 37%以达到低于2的pH)来改变程序的pH,由此在pH 2.0下(如上所述)以及在pH 6.0下使用弗吉尼亚型烟作为烟草材料进行实施例1的方法。通过气相色谱法分离由此获得的提取物,并比较其色谱图。
[0141] 为了参考,在图6中显示了示例性色谱图,其将色谱图的峰分为三组:挥发性香料、半挥发性香料和二萜类。注意到的是,图6仅用于参考,并且用于解释本文中所示的色谱图的峰。
[0142] 从pH = 2.0和pH = 6.0下的两种SDE方法中获得的色谱图分别显示在图7(a)和图7(b)中。如图7中可以看出,在不大于2的pH下,由于在pH下提取的挥发性化合物的浓度显著提高,挥发性化合物的形成变得非常有利。在香味方面,变化也相当明显。比较这两种提取物,注意到在不大于2的pH下获得的香味更加明显,尽管仍然可以识别烟草的香味,但还可以感觉到一系列其它香调。
[0143] 表2 –在pH = 6.0和pH = 2.0下通过SDE方法从弗吉尼亚型烟中分离的香味化合物的各个峰的相对面积的比较化合物 pH 6.0 pH 2.0
茄酮 83.3 191.8
大马酮 7.3 8.7
降茄二酮(Norsolonadione) 3.0 8.7
巨豆三烯酮 200.3 417.3
茄环丁萘酮 112.9 146.1
*巨豆三烯酮异构体的总和。
[0144] 在表2中可以看到在pH 6.0和pH 2.0下通过SDE获得的提取物中存在的各个峰的相对面积,其中显示了几种据认为重要的香料,其中许多香料用于增香烟草所用的配制品中。通过在较低的pH 2下进行处理,所有香味化合物的峰均增加(即它们的浓度更高)。此外,还在pH 2.0下以较大浓度提取了许多尚未确定结构的其它化合物。
[0145] 此外,进行了进一步的实验以确定与在临SDE前用酸处理烟草材料相比,在SDE前数小时将烟草材料与酸混合时在pH 2.0下进行SDE方法的效果。
[0146] 在该进一步实验中,在大约90℃下用酸溶液处理烟草数小时,而不移除挥发性物质。然后,将酸中和并进行SDE。由此获得的提取物呈现出不同于通过在SDE的同时用酸性溶液处理烟草所获得的提取物的化学组成。作为一个示例,茄酮含量(其是它们的形成随着在酸性介质中通过SDE处理而增加的化合物之一)在已经在SDE之前用酸充分处理过并单独施以SDE的烟草中获得的提取物中降低。
[0147] 对比例3 –在不同pH值的范围下进行的SDE的比较为了进一步证明在SDE方法中使用不大于2的pH的优点,对从使用一系列pH值的SDE中获得的提取物进行了评价和比较。
[0148] 对一系列样品进行实施例1的方法,各样品使用弗吉尼亚型烟作为每种样品中的烟草材料,并通过改变所用HCl的量以改变程序的pH,从而在不同的pH值下进行实施例1的方法。评价通过在6.0、4.0、3.0、2.0和0.5的pH值下的SDE获得的提取物。通过气相色谱法分离由此获得的提取物,并比较其色谱图。
[0149] 在图8-12中显示了在各种不同的pH值下从SDE方法中获得的色谱图。
[0150] 从图8至12各自的比较可以看出,在不大于2的pH值下,挥发性化合物的形成显著增加。
[0151] 还对所得提取物作为用于卷烟的香料进行了测试。对于在2或0.5的pH下使用SDE产生的提取物,即使在非常低的添加水平下,它们赋予烟气的感觉中仍会出现幅度增加、刺激感减弱和根据用于提取物生产的烟草品种的烟草特性香调增加。基于这些结果,可以得出结论,在酸性条件下通过SDE获得的烟草提取物具有从商业观点来看变得重要的可能性,使得能够例如改善低品质的烟草、增加低焦油卷烟的香气和甚至用于新技术如胶囊或甚至作为烟草增味剂用于下一代产品,或者简单地掩盖此类产品的不合意的感官属性。
[0152] 对比例4 –进行不同时间段的SDE的比较为了证明SDE方法进行大约8至大约20小时的时间的优点,对获自经过一系列时间的SDE的提取物进行了评价和比较。
[0153] 进行实施例1中所述的SDE方法,但总时间为5小时而不是实施例1的9小时。本领域技术人员将理解,5小时通常被认为是用于分析烟草的SDE方法中进行提取的标准时间段。
[0154] 本发明人发现这样的5小时的时间不足以定量移除挥发性化合物。相比之下,进行9小时的时间的SDE产生了更高浓度的香味化合物,由此提供增强的香味。本研究中获得的结果表明,在酸性介质中SDE的时间段会显著影响提取物的化学组成。
[0155] 关于在酸性介质中长时间段(即至少大约8小时)的SDE后分离的化合物在感官方面的重要性,发现它们中的至少一部分能够促成吸烟/吸电子烟品质。
[0156] 呈现本文中描述的各种实施方案仅仅为了帮助理解和教导所要求保护的特征。这些实施方案仅作为实施方案的代表性示例而提供,并且不是穷举的和/或排他的。要理解的是,本文中描述的优点、实施方案、实施例、功能、特征、结构和/或其它方面不应被认为是对权利要求书所限定的本发明的范围的限制或对权利要求书的等同物的限制,并且在不背离所要求保护的本发明的范围的情况下,可以利用其它实施方案,并可以进行修改。除了本文中具体描述的那些之外,本发明的各种实施方案可以合适地包括、由或基本上由所公开的要素、组分、特征、部件、步骤、装置等等的适当组合组成。此外,本公开可以包括当前未要求保护但将来可能要求保护的其它发明。
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