KR20240099389A - 담배 재료를 처리하기 위한 방법 및 처리된 담배 재료 - Google Patents
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Abstract
담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 방법은: 담배 재료를 제공하는 단계, 담배 재료를 발효시켜 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하되, 발효 단계는: # 혐기성 조건 하에서 담배 재료를 인큐베이션(incubate)하는 단계; # 다음 조건 중 적어도 하나가 충족될 때 발효를 정지시키는 단계를 포함하, 방법: # 락트산의 함량은 상기 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 바람직하게는 80배 초과임, # 환원당의 함량은 상기 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 더 바람직하게는 0.2 미만, 더 바람직하게는 0.1 미만임, # 인돌-3 락트산의 함량은 상기 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과임, # 카페인산의 함량은 상기 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과임. # 퀸산의 함량은 상기 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임, # 아스파라긴의 함량은 상기 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만임, # 글루타민의 함량은 상기 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만임, # L-오르니틴의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과임, # L-류신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임, # L-리신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과임, # 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400 초과임, 여기서 상기 발효 지수는 상기 처리된 담배 재료 내의 상기 락트산의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 상기 락트산의 함량 사이의 비율을 상기 처리된 담배 재료 내의 상기 환원당의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 상기 환원당의 함량 사이의 비율로 나누어서 얻어짐.
Description
본 발명은 발효에 의해 담배를 처리하기 위한 방법 및 처리된 담배에 관한 것이다. 본 발명은 또한 발효에 의해 처리된 담배 재료를 함유하는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다. 특히, 발효는 혐기성 발효이다.
담배 제품에 이용되는 담배 재료의 전반적 특성 또는 성질을 변경하기 위한 다양한 처리 방법 및 첨가제가 당업계에 제안되어 왔다. 예를 들어, 담배 재료는 첨가제로 처리되었다. 또한, 이러한 담배 재료의 가공 동안 사용되는 처리 조건은, 이러한 담배 재료로부터 제조되는 담배 제품의 화학적 또는 감각적 특성을 변경하며, 이러한 담배 재료를 혼입하는 흡연 물품에 의해 발생되는 주류연 또는 에어로졸의 화학적 또는 감각적 특성을 변경하기 위해 제어되었다.
담배 가공의 후기 단계에서 담배 재료에 풍미 및 향기를 향상시키거나 첨가하는 처리는 보통 담배에 하나 이상의 첨가물(들)을 첨가하는 단계를 포함하며, 비용이 많이 들고, 시간이 많이 걸릴 수 있는 추가 가공 단계 및 장비가 필요할 수 있다. 또한, 담배에 첨가제를 첨가하는 것은 일부 소비자에게 좋게 인식되지 않을 수 있다.
따라서, 첨가제가 없는 양호하고 개선된 관능 특성을 갖는 담배 재료를 제공할 필요가 있다. 또한, 담배 자체에 외부 향미제를 첨가하는 것을 포함하지 않는 담배 재료의 관능적 특성을 개선시키기 위한 방법이 필요하다. 또한, 복잡한 가공이 필요하지 않으면서, 이러한 색다른 관능적 재료를 나타내는 담배 재료가 필요하다.
또한, 동시에 높은 관능 특성 및 감소된 농도의 유해한 화합물을 갖는 담배 재료를 제공할 필요가 있다. 또한, 동시에 높은 관능 특성을 가지며 사용자가 사용할 때 발생된 에어로졸 내의 유해한 화합물의 감소된 농도를 생성하는 담배 재료를 제공할 필요가 있다.
일 측면에 따르면, 본 발명은 담배 재료를 처리하기 위한 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 담배 재료를 제공하는 단계 및 담배 재료를 발효시켜 발효 담배 재료를 얻는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 발효 단계는 혐기성 조건 하에서 담배 재료를 인큐베이션(incubate)하는 단계를 포함한다.
발효로 인해, 담배 재료 내에 존재하는 특정 화학 화합물은 변할 수 있으며, 결과적으로 담배 재료의 관능적 특성도 변할 수 있다. 또한, 발효 공정 동안, 담배 재료 내의 일부 화학 화합물의 함량은 감소하고 일부 추가 화학 화합물의 농도는 증가한다.
감각 수준에서, 발효 담배 재료는 대응하는 미발효 경화된 담배 재료에 비해 더 높은 평활도 특징을 일관되게 전달한다. 또한, 발효 담배 재료는 사용시 꽃 노트 또는 향 노트를 전달한다. 담배 발효된 재료는 거친 느낌을 감소시키는 더 매끄러운 특성을 갖는다. 따라서, 담배 재료의 관능적 특성이 증가되고 사용자에 대한 경험이 개선된다.
담배 재료는 발효될 수 있는 것으로 알려져 있다. 담배 식물은 결과적으로 박테리아, 곰팡이, 및 방선균을 포함할 수 있는 미생물을 수용할 수 있다. 연구는 박테리아가 담배 내의 존재하는 미생물 중 대부분을 차지하며, 곰팡이 및 방선균은 소수인 것을 나타냈다. 효모는 낮은 농도를 갖거나 전혀 검출할 수 없다. 발효 담배는 당업계에 알려진 다양한 적합한 기술, 예를 들어 http://www.scirp.org/journal/jbm에서 온라인으로 입수 가능한 Yang Yang 등, Journal of Biosciences and Medicines 2018, 6, 105-114에 의해 공개된 "Research Progress in Tobacco Fermentation"; 또는 미국 특허 US 5372149호 또는 미국 특허 US 4528993 등에 의해 제조될 수 있다. 일반적으로, 담배 발효는 경화(cure)되고, 숙성된 담배의수분 함량을약 20% 내지 약 60%의 수분 함량으로 조절하는 단계, 및 촉촉한 담배가대량으로 발효되도록 하는 단계를 포함한다. 발효는 예를 들어 건조 또는 저온 보관에 의해 종료될 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 미생물이 일반적으로 담배 식물 내에 본래 존재하기 때문에, 담배 발효는 미생물의 첨가가 필요하지 않다.
본 발명에서, 발효는 혐기성 조건 하에서 일어난다.
혐기성 발효는 산소의 부재 하에 복잡한 유기 화합물을 더 작은 분자로 전환하는 것으로 정의된다. 이 용어는 화학적 평형 및 생화학적 활성의 결과로서, 산소가 산화환원 반응에 이용 가능하지 않은 상태로 정의될 수도 있다. 대신에, 특정 유형의 에너지 대사를 위한 미생물에 의해 사용될 수 있는 다른 산화된 화합물이 존재할 수 있다.
혐기성 조건은 호기성 조건과 공존할 수 있다: 기체 형태의 산소는 미세 환경(예컨대, 물 중에 현탁된 쇄설물의 응집체)에서는 미생물에 대해 이용 가능하지 않을 수 있는 반면, 동시에 이는 거시 환경(물)에서는 존재할 수 있다.
담배 혐기성 발효에서, 이론에 구속되지 않고, 주요 에너지 추출 경로는 해당작용으로부터 유래되며, 일부 아미노산은 또한 탄소/질소 공급원으로 사용된다. 바람직한 질소성 화합물은 일반적으로 글루타민, 알라닌, 세린, 트레오닌, 아스파르테이트, 아스파라긴, 우레아, 및 아르기닌을 포함한다.
다음에서, "발효 조건"의 정의는 담배가 혐기성 조건을 거치는 것을 의미한다. 특정 양의 산소가 발효 환경에 존재할 수 있지만 산소는 산화환원 반응에 사용할 수 없다.
혐기성 발효 조건은 알칼로이드, 특히 담배 재료의 니코틴의 함량에 영향을 미치지 않는다. 동시에, 담배 재료의 관능적 특성이 증가된다
바람직하게는, 상기 방법은 적어도 하나의 원하는 조건이 충족될 때 발효 단계를 정지시키는 것을 제공한다.
이러한 방식으로, 소정의 원하는 특성을 갖는 처리된 담배 재료를 얻는 것이 가능하다. 또한, 너무 긴 발효 공정을 피하는 것도 가능하다. 따라서, 담배 재료의 품질이 보존된다.
바람직하게는, 상기 방법은 락트산의 함량이 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 보다 바람직하게는 50배 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 방법은 락트산의 함량이 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 70배 초과, 바람직하게는 80배 초과일 때 발효를 정지시키는 단계를 포함한다.
락트산의 증가는 담배 재료의 발효의 신뢰성 있는 표시자이다. 발효 후 담배 재료 내의 락트산의 양은 담배 재료의 유형에 따라, 또는 또한 담배 재료 내의 락트산의 초기량에 따라 달라질 수 있다. 추가적으로, 발효 후 담배 재료 내의 락트산의 양은 발효 전 담배 재료 내의 다른 화합물의 함량에 따라 달라질 수 있다. 반대로, 담배 재료 내의 락트산의 증가는 담배 재료의 발효 정도에 대한 신뢰성 있는 표시자이다. 이 파라미터는 담배 재료의 유형 또는 이의 조성에 의존하지 않으며, 추가 외부 파라미터에 의해 영향을 받지 않는다.
락트산은 2개의 거울상 이성질체 L-락트산 D-락트산을 갖는다. 용어 락트산을 갖는 본 발명의 목적상, 이는 2개의 거울상 이성질체 L-락트산 D-락트산의 합으로 의도된다. 그럼에도 불구하고, 발효 담배에는 대부분 거울상 이성질체 L-락트산이 존재하지만, 일부 D-락트산도 생산된다. L-락트산과 비교하여, D-락트산은 인간에게 독성일 수 있는데, 즉 경구 중독된 랫트당 LD50 값 수준은 약 4.5g/kg이다(Pohanka, 2020). 그러나, D-락트산 및 L-락트산은 비휘발성이며, 따라서 담배 재료로 생성된 에어로졸 내로 전달되지 않는다.
담배 재료 내의 락트산의 함량은 MP 0309 rev 5 2012, Chelab S.r.l에 따라 분광 광도법에 의해 결정된다.
바람직하게는, 상기 방법은 환원당의 함량이 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 보다 바람직하게는 0.2 미만, 보다 바람직하게는 0.1 미만일 때, 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다.
환원당은 혐기성 발효에 의해 피루베이트로 변환되고, 피루브산은 많은 다른 향미 화합물의 전구체이며 캐러멜 갈색 당 및 사워 노트를 제공한다. 따라서, 혐기성 발효를 거친 담배 재료 내의 환원당의 함량의 감소는 담배 재료의 발효 정도에 대한 양호한 표시자이다. 담배 재료 내의 환원당의 양은 예를 들어 담배의 유형, 수확 영역 등과 같은 상이한 인자에 따라 달라질 수 있지만, 환원당의 감소율은 발효 공정의 정도를 나타낸다. 담뱃잎 내에 가장 풍부하게 존재하는 천연 당은 글루코스, 프룩토스, 및 수크로스이다. 당 함량의 차이는 담배 품종 사이에 존재할 수 있다. 예를 들어, 버지니아는 높은 수준의 당(일반적으로 8% 내지 30% 범위)을 갖는 반면, 버얼리종은 낮은 당 함량(일반적으로 1% 내지 2% 범위)을 특징으로 한다. 그러나, 담배 재료에 사용되는 담배 유형에 관계없이, 본 발명의 발효 조건 하에서 발효 동안 환원당의 함량 감소가 발견되었다. 환원당의 양의 변화는 담배 재료 및 이와 함께 생성되는 연기 또는 에어로졸의 관능적 특성을 변화시킬 수 있다.
바람직하게는, 담배 재료 내의 환원당의 함량은 CORESTA 권장 방법 N° 38에 따라 연속 유동 분석기에 의해 결정된다.
바람직하게는, 상기 방법은 인돌-3 락트산의 함량이 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 인돌-3 락트산의 절대 함량은 추출된 표준 곡선에 기초하여 계산된 UPLC-MS에 의해 결정하였다.
인돌-3 락트산은 담배 잎에서 미량으로만 존재하지만, 경화된 잎 재료에서 혐기성 발효 동안 생성되고, 담배 재료가 혐기성 발효를 거쳤음을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 방법은, 카페인산의 함량이 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다.
카페인산의 존재는 담배 재료의 관능적 특성을 증가시켜 사용자를 위한 경험을 개선한다. 바람직하게는, 담배 재료 내의 카페인산의 함량은 비-발효 담배 재료 대 처리된 담배 재료, 즉 발효된 또는 부분적으로 발효된 담배 재료 내의 카페인산의 비교하여, UPLC-MS를 사용하는 대사 분석에 의해 추정된다.
바람직하게는, 상기 방법은 퀸산(quinic acid)의 함량이 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 담배 재료 내의 퀸산의 함량은 비-발효 담배 재료 대 처리된 담배 재료, 즉 발효된 또는 부분적으로 발효된 담배 재료 내의 카페인산의 비교하여, UPLC-MS를 사용하는 대사 분석에 의해 추정된다.
퀸산 및 카페인산은 신나모일 에스테라제 이화 클로로겐산의 결과로서 발효 실행 후에 대부분 증가하였다. 이들 화합물의 증가는 발효에 사용되는 담배 기재에 의존하지 않는다. 강력한 항산화 활성, 콜라겐 생성 증가 및 조기 노화 예방 외에도, 카페인산은 항균 활성을 나타냈고 진피 질환의 치료에 유망할 수 있다(Magnani 등, 2014). 추가적으로, 퀸산은 또한 전립선암에 대항하기 위한 강력한 약물 후보물질이다(Inbathamizh 등, 2013).
바람직하게는, 상기 방법은 아스파라긴의 함량이 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 아스파라긴의 함량은 MP 2442 rev 0 2021, Chelab S.r.l에 따라, 이온 교환 크로마토그래피에 의해 결정된다.
아스파라긴의 감소는 아크릴아미드로의 전환 감소를 의미한다. 담배 재료는 소정량의 아미노산을 함유한다. 아미노산은 발효된 담배 재료가 함유된 최종 제품에 의해 생성되는 연기 또는 에어로졸 내의 특정 성분의 수준, 및 연기 또는 에어로졸의 감각적 특성에 실질적으로 기여할 수 있다. 상이한 유형의 담배는 상이한 양의 아미노산을 함유할 수 있다. 또한, 담뱃잎 또는 상엽 또는 줄기 사이의 아미노산 프로파일에 주로 정량적 성질의 차이가 있을 수 있다. 또한, 담배에 대한 성장 위치는 여러 가지 아미노산 수준의 비율을 변경시킬 수 있지만, 동일한 담배의 아미노산에 대해서는 오히려 유사한 프로파일이 일반적으로 유지된다. 담배의 유형 및 기원에 관계없이, 본 발명의 발효 조건 하에서 발효 동안, 담배 재료 내의 아스파라긴 함량이 감소하는 것이 관찰되었다. 이는 본 발명의 발효에서 발효 박테리아가 특이적 아스파라기나제(들)를 생성하여 아미노산 자원으로부터 C 및 N을 동화시키는 것을 시사한다. 아스파라긴은 열적으로 아크릴아미드로 전환될 수 있다. 아크릴아미드는 잠재적으로 유해한 물질로 간주된다. 담배 재료 내의 아스파라긴의 함량의 감소가 아크릴아미드 형성의 감소가 일어날 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 글루타민의 함량이 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 글루타민의 함량은 MP 2442 rev 0 2021, Chelab S.r.l에 따라, 이온 교환 크로마토그래피에 의해 결정된다.
글루타민의 감소는, 글루타민의 감소가 사용시 담배 재료로부터 감칠맛 감미 노트가 방출된다는 것을 의미하기 때문에 담배 재료의 향미제가 증가될 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 방법은 L-오르니틴의 함량이 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, L-오르니틴의 함량은 MP 2442 rev 0 2021, Chelab S.r.l에 따라, 이온 교환 크로마토그래피에 의해 결정된다.
발효 담배 재료 내의 L-오르니틴의 증가는 발효를 거친 담배 재료의 유형 및 그의 초기 조성에 독립적으로 담배 재료의 발효 정도에 대한 양호한 표시자이다. 담배 재료의 유형에 독립적으로, 발효는 담배 재료 내의 L-오르니틴의 증가를 유발하는 것으로 밝혀졌다.
바람직하게는, 상기 방법은 L-류신의 함량이 담배 재료 내의 L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, L-류신의 함량은 MP 2442 rev 0 2021, Chelab S.r.l에 따라, 이온 교환 크로마토그래피에 의해 결정된다.
바람직하게는, 상기 방법은 L-리신의 함량이 담배 재료 내의 L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, L-리신의 함량은 MP 2442 rev 0 2021, Chelab S.r.l에 따라, 이온 교환 크로마토그래피에 의해 결정된다.
L-류신 및 L-리신의 증가는 발효를 거친 담배 재료의 유형 및 이의 초기 조성에 독립적으로 담배 재료의 발효 정도에 대한 양호한 표시자이다.
바람직하게는, 상기 방법은 3-이차-부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온의 함량이 담배 재료 내의 3-이차-부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온의 초기량의 20배 초과, 바람직하게는 40배 초과, 더 바람직하게는 60배 초과, 더 바람직하게는 80배 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다.
3-이차-부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온(BHHPPD)은 경화된 담배 재료 내에서 미량으로만 검출되지만, 담배 재료 내의 BHHPPD의 함량은 담배 재료의 유형과 독립적으로 발효 정도에 따라 증가한다. 따라서, 담배 재료 내의 BHHPPD의 증가는 담배 재료의 발효 정도에 대한 양호한 표시자이다.
바람직하게는, 상기 방법은 세코이소라리시레시놀(SECO)의 함량이 담배 재료 내의 세코이소라리시레시놀(SECO)의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 40배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다.
경화된 담배 재료에서는 세코이소라리시레시놀의 미량만이 검출되지만, 담배 재료 내의 SECO의 함량은 담배 재료의 유형과 독립적으로 담배 재료의 발효에 따라 증가한다. 따라서, 담배 재료 내의 SECO의 증가는 담배 재료의 발효 정도의 신뢰성 있는 표시자이다.
바람직하게는, 상기 방법은 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 보다 바람직하게는 250 초과, 보다 바람직하게는 400 초과일 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다. 발효 지수는 처리된 담배 재료 내의 락트산의 함량과 비-발효 담배 재료 내의 락트산의 함량 사이의 비율을 처리된 담배 재료 내의 환원당의 함량과 비-발효 담배 재료 내의 환원당의 함량 사이의 비율로 나누어서 수득된다. 발효 지수는 다음 식에 의해 수득될 수 있다: Fr= (FLA/NFLA): (FRS/NFRS) 여기서: FLA = 발효 담배 재료 내의 락트산의 함량; NFLA = 비-발효 담배 재료 내의 락트산의 함량; FRS = 발효 담배 재료 내의 환원당의 함량; NFRS = 비-발효 담배 재료 내의 환원당의 초기 함량. 또한, 이 경우, 락트산은 전술한 바와 같이, L- 및 D- 락트산의 합을 나타낸다.
발효 지수(Fr)는 또한 발효 중인 담배 재료의 조성의 작은 변화가 검출될 수 있게 한다. 또한, 이러한 파라미터는 발효 중인 담배 재료의 유형과 독립적으로 발효 동안 변하므로, 파라미터는 매우 신뢰성이 있다.
상기 조건 중 적어도 하나가 충족될 때 발효 단계를 정지시키는 것은 원하는 관능 특성을 갖는 처리된 담배 재료를 수득할 수 있게 한다. 본 발명의 방법으로 처리된 담배 재료는 완전히 발효되거나 부분적으로 발효될 수 있다. 상기 조건 중 하나가 충족될 때 발효 단계를 중단함으로써, 담배 재료의 발효 정도와 독립적으로, 특정 특징을 갖는 담배 재료를 수득할 수 있게 한다.
본 발명의 목적으로 처리된 담배 재료는 발효된 또는 부분적으로 발효된 담배 재료를 나타낸다.
바람직하게는, 상기 방법은 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO) 또는 발효 지수 중 각각의 초기량을 수득하도록 상기 발효 단계 전에 상기 담배 재료 내의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-오르니틴, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는 세코이소라리시레시놀, 또는 발효 지수 중 적어도 하나의 초기 함량을 측정하기 위한 초기 측정 단계를 추가로 포함한다.
이러한 특징 때문에, 발효 공정을 거치기 전에 담배 재료 내의 적어도 하나의 화합물의 초기 함량의 정확한 값을 얻을 수 있다. 초기 측정 단계는 발효 전에 담배 재료의 특징을 측정하기 위해 제공하며, 즉 비-발효 담배 재료의 특징은 초기 측정 단계에서 측정된다. 측정된 특징의 초기량은 비-발효 담배 재료 내의 특징부의 값에 대응한다.
바람직하게는, 상기 방법은 발효 동안 담배 재료 내의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-오르니틴, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는 세코이소라리시레시놀, 또는 발효 지수 중 적어도 하나의 함량을 측정하기 위한 측정 단계를 더 포함한다.
이러한 특징으로 인해, 담배 재료 내의 상기 표시된 특징 중 적어도 하나의 정확한 값을 얻는 것이 가능하다. 발효 단계를 더욱 정확하게 모니터링하고 수득된 담배 재료의 특성을 더욱 정확하게 조절하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 담배 재료의 발효 정도에 대한 매우 신뢰성 있는 표시를 실시간으로 얻는 것이 가능하다.
바람직하게는, 담배 재료가 다크 담배를 함유하는 경우, 상기 방법은 2,3 부탄디올의 함량이 담배 재료 내의 2,3 부탄디올의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과일 때 발효 단계를 정지시키기 위해 제공한다. 2,3 부탄디올의 존재는 코코아 버터의 천연 냄새를 부여한다. 2,3 부탄디올의 존재는 혐기성 발효 담배 재료에 존재하는 좋은 향미 휘발성 물질에 기여한다.
바람직하게는, 담배 재료가 다크 담배를 함유하는 경우, 상기 방법은 디아세틸의 함량이 담배 재료 내의 디아세틸의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과일 때 발효 단계를 정지시키기 위해 제공한다. 디아세틸의 존재는 담배 재료에 약간의 관능적 특성을 부여한다. 디아세틸의 존재는 혐기성 발효 담배 재료에서 좋은 향미 휘발성 물질의 존재에 기여한다.
바람직하게는, 상기 방법은 발효 전에 담배 재료 내의 2,3 부탄디올 또는 디아세틸의 초기 함량을 측정하여 담배 재료 내의 2,3 부탄디올 또는 디아세틸의 각각의 초기량을 수득하기 위한 초기 측정 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 발효 동안 담배 재료 내의 2,3 부탄디올 또는 디아세틸의 함량을 측정하기 위한 측정 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 비-발효 담배 재료에서 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 또는 디아세틸 중 적어도 하나의 양을 함유하는 데이터베이스를 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 복수의 상이한 담배 재료에 대해 비-발효 담배 재료 내에 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 또는 디아세틸 중 적어도 하나의 양을 함유하는 데이터베이스를 제공하는 단계를 포함한다.
따라서, 적어도 하나의 유형의 담배 재료에 대한 적어도 하나의 데이터베이스를 생성하는 것이 가능하다. 각 데이터베이스는 비-발효 조건에서 각각의 유형의 담배 재료에 대한 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는 세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 또는 디아세틸의 일반적인 양을 함유할 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 적어도 하나의 데이터베이스로부터의 발효 전에 담배 재료에서 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 부탄디올, 또는 디아세틸, 또는 발효 지수 중 적어도 하나의 초기량을 검색하기 위해 제공한다.
바람직하게는, 상기 방법은 발효된 및/또는 부분적으로 발효된 담배 재료에서 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 또는 디아세틸 중 적어도 하나의 양을 함유하는 데이터베이스를 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 복수의 상이한 담배 재료에 대해 발효된 및/또는 부분적으로 발효된 담배 재료에서 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 또는 디아세틸 중 적어도 하나의 양을 함유하는 데이터베이스를 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 적어도 하나의 데이터베이스로부터 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 또는 디아세틸 중 적어도 하나의 양을 검색하기 위해 제공하며, 상기 검색된 값을 발효 중인 담배 재료 내의 대응하는 측정값과 비교하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 비교 단계의 결과에 기초하여 발효 단계를 중단하거나 계속하기 위해 제공한다. 바람직하게는, 상기 방법은 락트산, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 디아세틸의 측정된 값이 상응하는 검색 값보다 낮은 경우 및/또는 환원당, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 발효 지수의 값이 상응하는 검색 값보다 높은 경우, 발효 단계를 계속하기 위해 제공된다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 담배 재료를 처리하기 위한 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 담배 재료를 제공하는 단계 및 상기 담배 재료를 발효시켜 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 발효 단계는: 혐기성 조건 하에서 담배 재료를 인큐베이션하는 단계 및 다음 조건 중 적어도 하나가 충족될 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다:
- 담배 재료는 총 건조 중량 기준으로 적어도 20mg/g, 바람직하게는 적어도 50mg/g의 락트산을 함유한다;
- 담배 재료는 총 건조 중량 기준으로 3% 미만의 총 환원당을 함유한다;
- 담배 재료는 총 건조 중량 기준으로 300mg/kg(milligrams per kilogram) 미만의 아스파라긴을 함유한다;
- 담배 재료는 총 건조 중량 기준으로 70mg/kg 미만의 글루타민을 함유한다;
- 담배 재료는 총 유리 아미노산의 총 건조 중량 기준으로 10000mg/kg 초과를 함유한다;
- 상기 담배 재료는 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과를 함유한다;
- 상기 담배 재료는 총 건조 중량 기준으로 50mg/kg 초과, 바람직하게는 80mg/kg 초과의 L-오르니틴을 함유하는 단계를 함유한다.
바람직하게는, 혐기성 조건은 담배 재료를 용기 내에 배치하고, 용기를 폐쇄함으로써 달성된다. 바람직하게는, 혐기성 조건은 담배 재료를 용기 내에 배치하고, 용기로부터 공기를 제거하고, 용기를 폐쇄함으로써 달성된다. 바람직하게는, 용기는 완전히 기밀한 방식으로 폐쇄되지 않으므로, 발효 동안 생성된 CO2 또는 다른 가스가 용기로부터 빠져나가도록 허용된다. 이러한 방식으로, 용기 내의 이들 물질의 축적이 회피된다. 바람직하게는, 용기는 혐기성 조건이 용기 내부에 유지될 수 있도록 외부 환경으로부터 격리된다. 바람직하게는, 용기는 용기에서 실현될 과압을 회피하는 폐쇄부로 폐쇄된다.
더 바람직하게는, 담배 재료로부터 공기를 제거하기 위해, 압력이 인가된다. 인가된 압력은, 용기가 폐쇄된 후, 용기 내에 산소가 더 이상 존재하지 않거나, 오직 최소량이 존재하도록, 담배 재료로부터 공기를 강제로 내보낸다.
공기가 폐쇄된 용기로부터 제거된 후에, 담배 재료를 용기 내에 배치하고 용기를 폐쇄하는 것은 혐기성 조건에 신속하게 도달할 수 있도록 한다. 혐기성 조건을 획득하는 이러한 방법은 비용 효율적이고, 구현하기 쉽기 때문에 바람직하다.
바람직하게는, 발효 단계는: 담배 재료에 1000kg/m2(킬로그램/m2) 내지 15000kg/m2(킬로그램/m2), 바람직하게는 3000kg/m2 내지 12000kg/m2, 보다 바람직하게는 5000kg/m2 내지 10000kg/m2에 포함된 압력을 인가하는 단계를 포함한다.
담배 재료에 인가되는 압력은 발효 단계 동안 상기 범위 내에서 유지된다.
압력은 임의의 수단에 의해 담배 재료에 적용될 수 있다. 압력은 용기 내에 불활성 가스를 펌핑하여 적용될 수 있다. 압력은 담배 재료 상에 중량을 가하여 적용됨으로써 소기의 압력 범위가 담배 재료에 적용되도록 할 수 있다. 예를 들어, 용기는 습식 담배 재료로 채워질 수 있고, 물이 용기 밖으로 새어나올 때까지, 용기의 "리드(lid)"로서, 중량이 담배 재료와 접촉하도록 배치된다. 바람직하게는, 압력은 용기 내의 원하는 압력을 확립하도록 용기의 폐쇄부 및/또는 그 안에 함유된 담배 재료 상에 가압하는 유압 액추에이터에 의해 인가된다.
바람직하게는, 유압 액추에이터는 담배 재료에 원하는 압력을 인가하기 위해 사용된다. 유압 액추에이터는 용기에서 실현될 압력 수준에 따라 선택될 수 있다. 유압식 액추에이터는, 예를 들어 와인 프레스와 같은 용기에 압력을 인가하기 위해 당업계에 공지되어 있다. 바람직하게는, 담배 재료는 용기 내에 삽입되고, 중량은 소기의 압력을 가하기 위해 담배 재료 최상부 또는 상부에 위치한다. 바람직하게는, 이어서 용기는 폐쇄되고, 용기 내부에 중량을 그대로 두어서, 중량이 담배 재료에 압력을 계속해서 적용할 수 있도록 한다.
바람직하게는, 발효 단계는 담배 재료의 총 중량의 10 내지 50중량%(weight by weight percentage)으로 포함된 발효 동안 담배 재료의 수분 함량을 유지하는 단계를 포함한다. 보다 바람직하게는, 발효 단계는 담배 재료의 총 중량의 35중량% 내지 45중량%(weight by weight percentage)으로 포함된 발효 동안 담배 재료의 수분 함량을 유지하는 단계를 포함한다. 보다 바람직하게는, 발효 단계는 발효 동안 담배 재료의 수분 함량을 약 40중량%(weight by weight percentage)로 유지하는 단계를 포함한다. 경화 후, 담배 재료의 수분은 일반적으로 낮다. 따라서, 바람직하게는, 물은 담배 재료에 첨가되어 원하는 수분 수준에 도달한다. 더 바람직하게는, 물은 또한 적어도 1개월, 더 바람직하게는 적어도 2개월, 바람직하게는 적어도 6개월, 보다 더 바람직하게는 적어도 8개월, 바람직하게는 적어도 12개월, 바람직하게는 적어도 24개월 동안 담배 재료의 총 중량의 10 내지 50중량%, 바람직하게는 35중량% 내지 45, 더 바람직하게는 약 40중량%에 포함되는 담배 재료의 수분을 유지하기 위해 발효 공정 동안 첨가된다.
바람직하게는, 이러한 수분 함량에 도달하기 위해, 담배 재료는 물로 습윤된다. 물이 담배 재료에 첨가된다. 바람직하게는, 담배 재료는 혐기성 조건이 생성되고 유지되는 용기 내에 도입되기 전에 물로 습윤된다.
또한, 발효 단계 동안, 이러한 수분 함량이 유지된다. 따라서, 바람직하게는, 발효 단계 동안, 담배 재료의 수분 함량은 모니터링된다. 예를 들어, 담배 재료가 발효가 일어나는 용기 내에 도입되는 경우, 용기는 개방될 수 있고, 담배 재료의 수분은 용기가 개방될 때 측정될 수 있다. 바람직하게는, 용기는 담배 수분의 측정을 수행하기 위해 규칙적 간격으로 개방된다.
수분은 용기 내부에 제공된 수분 센서에 의해 측정될 수 있다. 이러한 방식으로, 수분은 담배 재료가 폐쇄 용기 내에 존재할 때에도 측정될 수 있다.
바람직하게는, 담배 재료의 수분은 규칙적 간격으로 측정된다.
바람직하게는, 발효 단계는 적어도 1개월, 바람직하게는 적어도 2개월, 보다 바람직하게는 적어도 4개월, 보다 바람직하게는 적어도 6개월, 보다 더 바람직하게는 적어도 8개월, 바람직하게는 적어도 10개월의 발효 시간 동안 지속된다. 바람직하게는, 발효 단계는 적어도 12개월 지속된다. 바람직하게는, 발효 단계는 적어도 24개월 지속된다. 바람직하게는, 담배 재료는 36개월 미만의 발효 시간 동안, 보다 바람직하게는 24개월 미만의 발효 시간 동안 발효 조건을 거친다. 바람직하게는, 발효 단계는 복수의 발효 단계를 포함하고 각 발효 단계는 발효 기간 동안 지속된다. 전체 발효 단계는 적어도 1개월, 바람직하게는 적어도 2개월, 더 바람직하게는 적어도 4개월, 더 바람직하게는 적어도 6개월, 보다 더 바람직하게는 적어도 8개월, 바람직하게는 적어도 10개월, 바람직하게는 적어도 12개월, 바람직하게는 적어도 24개월의 발효 시간 동안 지속된다.
발효 시간은 담배 재료의 유형, 또는 담배 재료의 특징, 또는 예를 들어 온도, 압력, 상대 습도 등과 같은 발효 단계의 파라미터 중 적어도 하나에 따라 달라질 수 있다.
발효 조건의 적용은 청구된 모든 시간(예를 들어, 1개월 초과, 또는 2개월 초과, 또는 6개월 초과, 또는 12개월 초과, 또는 24개월 초과) 동안 연속적일 수 있다. 대안적으로, 발효 단계는 특정 발효 기간 지속되는 복수의 발효 단계를 포함한다. 이 경우, 발효 조건은 연속적 시간 간격을 형성하는 복수의 시간 간격 동안 적용될 수 있다. 상이한 발효 단계는 발효 조건이 적용되지 않는 중단에 의해 서로 분리된다. 다음 조건 중 하나 이상이 중단된 기간이 중단으로 간주된다: 혐기성 조건의 존재, 담배 재료의 총 중량의 25중량% 내지 40중량%로 포함된 수분량, 1000kg/m2 내지 4000kg/m2로 포함된 압력의 적용. 중단은 담배 재료를 확인하기 위해 일어날 수 있다. 예를 들어, 담배 재료의 수분은 중단 동안 측정될 수 있다. 중단은 균일하게 처리된 담배 재료가 수득될 수 있도록 담배 재료를 회전 또는 혼합하기 위해 일어난다. 중단은 최대 6시간 지속될 수 있다.
따라서, 발효 시간은 담배가 상기 발효 조건을 거치는 총 기간이고, 발효 조건이 실제로 적용되는 각 발효 단계의 모든 발효 기간의 지속 기간을 더하여 계산되어야 한다. 대안적으로, 발효 시간은 발효 조건이 처음으로 적용되는 순간부터 시작하며, 발효 조건이 마지막으로 적용될 때 종료된 다음, 중단 지속 기간을 "제거"하여 계산될 수 있다.
예를 들어, 발효 시간 T가 선택되는 경우, "발효 시간"이란, 담배 재료가 발효 조건에 적용되는 총 기간을 의미하며, 다음의 경우가 가능하다. 발효 조건은 T와 동일한 총 지속시간 동안 연속적으로 적용되고, 이 경우 하나의 발효 단계만이 존재한다. 복수의 발효 단계가 제공되어 있으며, 발효 조건은 N개의 발효 기간 동안 적용된다: t1, t2, ..., tN, 여기서 t1+t2+...+tN = T. 발효 기간 tj와 후속 시간 간격 tj+1 사이의 시간 간격은 중단이다. 이러한 총 발효 시간 T는 적어도 1개월, 또는 적어도 2개월, 또는 적어도 6개월, 또는 적어도 12개월, 또는 적어도 24개월)이다. 바람직하게는, 발효 조건이 적용되는 2개의 연속적 시간 간격 사이에는 중단이 존재한다. 중단은 6시간을 초과하여 지속되지 않는다. 바람직하게는, 각각의 발효 단계는 약 15일, 보다 바람직하게는 약 30일 동안 지속된다. 바람직하게는, 각각의 발효 단계는 약 30일 내지 약 60일 동안 지속된다.
바람직하게는, 본 방법은 담배 재료를 건조시켜서 담배 재료의 총 중량의 5중량% 내지 10중량%에 포함되는 수분 함량을 갖는 건조된 담배 재료를 수득하기 위해 제공된다. 건조 단계는, 바람직하게는 발효 조건 하에서의 발효 단계가 종료된 후에 수행된다. 발효 단계가 종료된 후, 처리된 담배 재료는, 바람직하게는 담배가 배치된 용기로부터 제거되며, 담배에 인가된 압력이 감소된다. 이어서, 처리된 담배 재료는 담배 재료의 총 중량의 1 중량% 내지 15 중량%, 더 바람직하게는 5 중량% 내지 10 중량%의 수분 함량으로 건조된다. 건조는 처리된 담배 재료가 후속 단계에서 쉽게 가공될 수 있도록 수행된다
바람직하게는, 본 방법은 발효 단계 전에 담배 재료를 경화시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법에 따라 가공된 담배 재료는 후 경화 담배를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "후 경화 담배"는 경화되었던 담배를 지칭한다. 담배의 경화는 바람직하게는 표준 절차에 따라 실현되며, 담배 재료 내에 포함되는 담배의 유형에 따라 좌우될 수 있다. 담배 재료는 상이한 유형의 담배를 포함할 수 있으며, 상이한 경화를 거쳤다. 상이한 유형의 담배는 본 발명에 따라 블렌딩된 다음 처리될 수 있다.
대안적으로, 담배 재료는 용기 내에 배치되고, 공기는 제거되고 물로 대체된다.
담배 재료가 배치되는 용기는, 예를 들어 배럴이다. 바람직하게는, 배럴은 목재, 또는 콘크리트, 또는 금속 또는 임의의 이들 세 가지 재료의 조합으로 제조된다.
혐기성 조건은 발효 단계의 원하는 지속기간 동안 유지된다.
바람직하게는, 상기 방법은 담배 재료의 색상을 평가하기 위해 제공된다. 담배 재료의 색상의 평가는 원하는 화학 물질의 측정에 더하여 수행될 수도 있다. 담배 재료의 색상은 발효 단계 동안 변한다. 담배 재료의 색상의 평가는 발효 정도에 대한 표시를 쉽게 얻을 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 방법은 담배 재료의 색상이 원하는 색상에 도달할 때 발효 단계를 정지시키기 위해 제공한다. 예를 들어, 담배 재료의 소기의 색이 수득될 때까지 발효 조건은 적용될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 방법의 효능을 개선하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 상기 방법은 발효 단계 동안 21℃ 내지 35℃, 바람직하게는 25℃ 내지 31℃에 포함된 담배 재료의 온도를 유지하기 위해 제공된다. 발효 동안(발효 조건이 적용되는 동안) 담배 재료의 온도는 21℃내지 35℃ 더 바람직하게는 25℃내지 31℃의 범위에 포함되어 유지된다. 담배 재료의 온도는 전체 발효 동안 이 범위 내에서 실질적으로 유지된다. 온도는 발효 자체에 의해 유지되고, 담배 재료에 열을 제공하거나 제거할 필요는 없다. 발효 동안 담배 재료의 이러한 온도는 담배 재료가 위치하는 주변의 주위 온도가 바람직하게는 15℃내지 25℃에 포함되는 경우에 수득된다.
바람직하게는, 상기 방법은 발효 단계 동안 담배 재료를 회전시키는 단계를 포함한다. 담배 재료의 회전은 개선된 균질화를 제공할 수 있다. 담배 재료를 회전시키는 것은 담배 재료를 거꾸로 회전시키는 것을 의미할 수 있다. 담배 재료를 회전시키는 것은 담배 재료를 뒤집는 것을 의미할 수 있다. 회전에 의해 야기되는 발효 조건의 중단은 또한 담배 재료의 특정 파라미터, 예를 들어 수분 함량을 측정하는 데 사용될 수 있다. 담배 재료의 회전 동안, 발효 조건은 더 이상 적용되지 않을 수 있다. 담배가 회전하는 동안, 발효 공정은 담배 재료가 회전하는 동안 혐기성 상태에 처하지 않을 수 있다는 의미에서 중단될 수 있다. 회전 후, 바람직하게는 발효 조건은 담배 재료에 재적용된다. 바람직하게는, 상기 방법은 약 30일의 시간 간격으로 담배 재료를 회전시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법은 약 15일의 시간 간격으로 담배 재료를 회전시키는 단계를 포함한다.
발효 단계의 상이한 발효 단계는 바람직하게는 회전 단계에 의해 중단된다.
바람직하게는, 본 방법은 수분 유지 재료 내에 담배 재료를 고정시키는 단계를 포함한다. 담배 재료를 고정시키는 이러한 단계는 바람직하게는 담배 재료가 발효 조건에 적용되기 전에 일어난다. 수분 유지 재료는 담배 처리 공정(발효) 동안 분해에 내성이 있는 것이 바람직하다. 수분 유지 재료는 가요성 재료를 포함할 수 있다. 이러한 가요성 재료는 담배 재료 주위에 포장될 수 있다. 수분 유지 재료는 바람직하게는 플라스틱 재료를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 수분 유지 재료는 강성 재료를 포함할 수 있다. 담배 재료가 도입되는 용기는 수분 유지 재료로서 기능할 수 있다. 이 경우, 용기의 재료는 예를 들어 금속, 목재, 플라스틱, 또는 콘크리트를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 소정량의 비-발효 담배 재료를 원하는 양의 발효된 또는 부분적으로 발효된 담배 재료와 혼합하여 담배 재료 내의 발효 담배 재료의 양이 총 담배 재료의 5중량% 내지 10중량%에 포함되는 담배 재료를 수득하는 단계를 더 포함한다. 혼합 단계는 바람직하게는 발효 단계 전에 제공된다. 바람직하게는, 혼합 단계 후에 담배 재료가 발효 단계를 거치게 하기 위해 제공된다.
이는 발효 공정의 효율을 개선하고, 발효 단계에 필요한 시간을 감소시키고, 발효 단계로부터 수득된 발효 담배 재료의 특성을 개선할 것이다.
바람직하게는, 상기 방법은 담배 재료가 약 0.3mm 내지 약 1.4mm에 포함된 치수를 갖는 조각으로 절단되는 절단 단계를 포함하고 있다. 바람직하게는, 절단 단계는 발효 단계 전에 수행된다. 이는 발효 단계의 효율을 개선할 것이다. 이는 또한 발효 단계의 지속시간, 즉 담배 재료의 조성의 원하는 변화를 얻는 데 필요한 시간을 감소시킬 것이다.
바람직하게는, 상기 방법은 4.5 내지 5.5, 바람직하게는 약 4.8 내지 5.4에 포함된 발효 동안 담배 재료의 pH를 유지하기 위해 추가로 제공된다. 바람직하게는, 처리된 담배 재료는 비처리된 담배 재료보다 적어도 100배 더 산성이다. 처리된 담배 재료의 pH 및 비처리된 담배 재료의 pH는 적어도 2 pH 단위가 상이할 수 있다. 상이한 담배 재료에서, pH는 실질적으로 변하지 않을 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 방법에 따라 처리된 담배 재료는 재등급화되거나, 녹색 잎 블렌딩되거나, 컨디셔닝되거나, 자루 제거(de-stemmed)되거나 주맥 제거되거나(threshed)(또는 전체 잎의 경우에는 그렇지 않음), 건조되거나 포장되었던 담배를 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 처리된 담배 재료를 수득하기 위해 담배 재료를 발효시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 수득된 담배 재료에 관한 것으로, 상기 방법은 혐기성 조건 하에서 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 락트산을 포함한다. 바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 더 바람직하게는 80배 초과인 락트산의 함량을 갖는다. 혐기성 발효에서, 락트산은 관련 이화 산물인 것으로 알려져 있다. 락트산은 니코틴의 거친 맛에 관해 "매끄러움 효과"를 가질 수 있다. 락트산은 처리된 담배 재료의 pH를 낮추는 역할을 할 수 있다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 더 바람직하게는 0.2 미만, 더 바람직하게는 0.1 미만의 환원당의 함량을 갖는다. 바람직하게는, 처리된 담배 재료는 이전 측면의 방법에 따른 처리 전의 동일한 담배 재료 내에 함유된 총 환원당의 양보다 적어도 50%, 더 바람직하게는 60%, 보다 더 바람직하게는 85% 더 낮은 총 환원당의 양을 포함한다. 바람직하게는, 발효 단계의 종료 시, 환원당의 양은 처리 전의 동일한 담배 재료 내에 함유된 환원당의 양보다 적어도 50%, 더 바람직하게는 60%, 보다 더 바람직하게는 85% 더 낮다. 환원당은 글루코스, 프룩토스, 수크로스, 말토스의 합이다. 처리된 담배 재료 내의 환원당의 대부분은 전환될 수 있다. 출발 담배 재료 내에 존재하는 글루코스 및 프룩토스와 같은 환원당 자원은 혐기성 박테리아에 의한 에너지 공급원으로서 사용될 수 있다. 산소의 부재 시, 해당작용 경로는 글루코스(또는 프룩토스)를 피루베이트로 변환시킨다. 이들 화합물의 변경된 수준은 처리된 담배 재료의 바람직한 맛과 향기에 기여할 수 있다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과인 인돌-3 락트산의 함량을 갖는다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과인 카페인산의 함량을 갖는다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과인 퀸산의 함량을 갖는다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만인 아스파라긴의 함량을 갖는다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만인 글루타민의 함량을 갖는다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과인 L-오르니틴의 함량을 갖는다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 담배 재료 내의 L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과인 L-류신의 함량을 갖는다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과인 L-리신의 함량을 갖는다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400 초과인 발효 지수를 갖는다. 발효 지수는 담배 재료 내의 락트산의 함량과 락트산의 초기 함량 사이의 비율을 담배 재료 내의 환원당의 함량과 환원당의 초기 함량 사이의 비율로 나누어서 수득된다.
추가 측면에 따르면, 본 발명은 다음 특징 중 적어도 하나를 함유하는 담배 처리된 재료에 관한 것이다:
- 상기 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 더 바람직하게는 80배 초과인 양의 락트산.
- 상기 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 보다 바람직하게는 0.2 미만, 보다 바람직하게는 0.1 미만인 양의 환원당,
- 상기 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과인 양의 인돌-3 락트산.
- 상기 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과인 양의 카페인산,
- 상기 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과인 양의 퀸산,
- 상기 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만인 양의 아스파라긴,
- 상기 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만인 양의 글루타민,
- L-오르니틴은 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과임,
- L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과인 양의 L-류신,
- L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과인 양의 L-리신,
- 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400 초과이고, 여기서 상기 발효 지수는 상기 담배 재료 내의 락트산의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 락트산의 함량 사이의 비율을 상기 담배 재료 내의 환원당의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 환원당의 함량 사이의 비율로 나누어서 얻어짐.
이전에 표시된 파라미터 중 하나 이상을 갖는 처리된 담배 재료는 개선된 관능 특성을 갖는다. 상기 표시된 파라미터는 사용자로부터 담배 재료의 품질 및 가능한 인식을 평가할 수 있게 한다. 추가적으로, 상기 표시된 파라미터는 관능적 특성 및 이에 따라 담배 재료의 최종 맛에 영향을 미친다. 따라서, 상기 표시된 파라미터의 값에 기초하여, 담배 재료가 바람직하게는 유도되는 사용자 그룹을 예측하는 것이 가능하다. 표시된 파라미터 중 하나 이상의 값에 기초하여, 어떤 사용자가 담배 재료를 더 많이 이해할 것인지를 실제로 예측할 수 있다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 3-이차-부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온의 초기량의 20배 초과, 바람직하게는 40배 초과, 더 바람직하게는 60배 초과, 더 바람직하게는 80배 초과인 3-이차-부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온의 함량을 갖는다.
바람직하게는, 처리된 담배 재료는 담배 재료 내의 세코이소라리시레시놀(SECO)의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 40배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과인 세코이소라리시레시놀(SECO)의 함량을 갖는다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 총 건조 중량 기준으로 적어도 20mg/g, 바람직하게는 적어도 50mg/g의 락트산을 함유하는 담배 재료에 관한 것이다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 총 건조 중량을 기준으로 3% 미만의 총 환원당을 포함하는 담배 재료에 관한 것이다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 총 건조 중량을 기준으로 300mg/kg 미만의 아스파라긴을 포함하는 담배 재료에 관한 것이다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 총 건조 중량을 기준으로 70mg/kg 미만의 글루타민을 포함하는 담배 재료에 관한 것이다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 총 유리 아미노산의 총 건조 중량에서 10000mg/kg을 초과하는 아스파라긴을 포함하는 담배 재료에 관한 것이다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과를 포함하는 담배 재료에 관한 것이다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 총 건조 중량 기준으로 50mg/kg 초과, 바람직하게는 80mg/kg 초과의 L-오르니틴을 함유하는 담배 재료에 관한 것이다.
전술한 측면 중 어느 하나의 담배 재료는 담배 재료를 발효시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 수득될 수 있으며, 상기 방법은 혐기성 조건 하에서 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함한다.
담배 재료는 바람직하게는 경화된다. 담배 재료는 바람직하게는 발효 단계를 거치기 전에 경화된다
본 발명의 다른 측면에 따르면, 담배 재료 내의 2,3 부탄디올의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과인 2,3 부탄디올의 함량을 갖는 다크 담배 재료가 제공되어 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 담배 재료 내의 디아세틸의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과인 디아세틸의 함량을 갖는 다크 담배 재료가 제공되어 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 버지니아 담배 재료가 담배 재료로서 제공되어 있다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 총 건조 중량 기준으로 약 2.5중량% 내지 총 건조 중량 기준으로 100중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 4중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 10중량%를 함유하는 담배 재료를 포함하는 에어로졸 발생 물품이 제공되어 있다. 백분율은 이전 측면 중 어느 하나에 따른 담배 발효된 재료의 총 건조 중량 기준으로 중량으로 표시되어 있다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 락트산의 총 건조 중량 기준으로 적어도 5mg/g, 바람직하게는 10mg/g을 함유하는 에어로졸 발생 물품이 제공되어 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 총 건조 중량 기준으로 300mg/kg 미만의 아스파라긴을 함유하는 에어로졸 발생 물품이 제공되어 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 총 건조 중량 기준으로 70mg/kg 미만의 글루타민을 함유하는 에어로졸 발생 물품이 제공되어 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 총 유리 아미노산의 총 건조 중량에서 10000mg/kg 초과의 아스파라긴을 함유하는 에어로졸 발생 물품이 제공되어 있다.
본 발명의 담배 재료의 이점은 이전 측면과 관련하여 이미 약술되었으며, 본원에서 반복되지 않는다.
바람직하게는, 담배 재료는 엽맥(rib)이 제거되었던 손으로 떼어낸 잎을 포함한다.
바람직하게는, 담배 재료는 카스투리 담배를 포함한다.
바람직하게는, 담배 재료는 버지니아 담배를 포함한다.
바람직하게는, 담배 재료는 다크 담배를 포함한다.
본 발명의 방법에 따라 처리된 담배는 비처리된 담배에 대하여 이의 화학적 조성을 변화시킬 수 있다. 본 문맥에서 "처리된 담배 재료"는 이전 공정에 기재된 처리를 겪은 담배 재료, 즉, 발효 조건에 적어도 1개월 동안 적용되었던 담배 재료를 의미한다. 본 문맥에서 "비처리된 담배 재료"는 이전 방법에서 기재된 바와 같은 처리를 겪지 않는 담배 재료, 즉, 발효 단계를 거치지 않은 담배 재료를 의미한다. 비처리된 담배 재료는 예를 들어 본 발명의 처리가 시작되기 전에 용기 내에 삽입되는 담배 재료이다. 처리된 담배 재료는 본 발명에 따른 처리를 겪지 않았던 동일한 담배 재료(비처리된 담배 재료)와 비교된다. 아스파라긴의 감소는 아스파르테이트의 증가와 관련될 수 있다. 이는 발효 박테리아가 특이적 아스파라기나제(들)를 생성하여 아미노산 자원으로부터 C 및 N을 동화시키는 것을 시사한다. 이러한 반응은 암모니아를 생성할 수 있다.
본 문맥에서 비-발효된 담배 재료는 이전 방법에서 기재된 바와 같은 처리를 겪지 않는 담배 재료, 즉, 발효 단계를 거치지 않은 담배 재료를 의미한다. 본 맥락에서 발효되거나 부분적으로 발효된 담배 재료는 이전 방법에 설명된 바와 같이 처리를 거친 담배 재료, 즉 특정 기간 동안 발효 단계를 거친 담배 재료를 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "변화" 또는 "변화된"은 전문 흡연자에 의해 식별되는 하나의 전반적 맛 또는 감각적 특성에서 다른 특성으로의 변경이 있는 것을 의미하도록 풍미 또는 관능적 특성의 맥락에서 사용된다. 이는 개선을 포함할 수 있다.
본 개시의 목적에서, 단어 "초기"는 담배 재료를 발효 단계에 거치기 전에 화학 물질의 양 또는 일반적으로 담배 재료의 파라미터의 값으로 간주된다. 이러한 의미에서, 단어 초기는 비-발효의 동의어로 간주될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 정의 "발효 단계" 또는 "발효" 또는 "발효 조건"은 모두 재료가 재료의 발효를 야기하기에 적합한 조건까지 원하는 정도의 시간 동안 처리됨을 나타낸다.
용어 "담배 재료"은 담배 식물의 임의의 부분 또는 여러 가지 담배 식물의 혼합물을 의미하며, 제한 없이 담뱃잎 스크랩(tobacco leaf scrap), 담배 녹색 잎 스크랩, 담배 자루, 담배 가공 도중에 생성된 담배 가루, 및 담뱃잎의 주요 순엽 스트립(tobacco leaf prime lamina strip), 및 이의 조합을 포함한다. 담배 재료는 가공된 담배 부분 또는 조각의 형태, 본질적으로 천연 순엽 또는 자루 형태로 경화되고, 숙성된 담배, 담배 추출물, 또는 전술한 것의 혼합물, 예를 들어 추출된 담배 펄프와 과립화되고, 경화되고, 숙성된 천연 담배 순엽을 조합한 혼합물을 가질 수 있다. 담배 재료는 고체 형태, 액체 형태, 반고체 형태 등일 수 있다. 바람직하게는, 용어 "담배 재료"은 니코티아나 속의 임의의 구성원의, 예를 들어 잎 또는 자루와 같은, 임의의 부분 및 임의의 관련 부산물을 포함한다. 본 발명에 사용하기 위한 담배 재료는, 바람직하게는 니코티아나 타바쿰 종으로부터 유래한다. 임의의 유형, 스타일, 또는 품종의 담배가 처리될 수 있다. 사용될 수 있는 담배의 예는 버지니아, 버얼리종, 및 오리엔트종 담배, 및 임의의 이들 유형의 블렌드를 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 담배 재료는 카스투리 담배를 포함한다. 처리되는 담배 재료는 후 경화 담배를 포함하거나, 이로 구성될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "후 경화 담배"는 경화되었지만, 담배 재료의 맛 또는 향기를 변경하는 임의의 추가 처리 공정을 겪지 않았던 담배를 지칭한다. 후 경화 담배는 다른 스타일, 품종, 또는 유형의 담배와 블렌딩되었을 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 처리되는 담배 재료는 재등급화되거나, 녹색 잎 블렌딩되거나, 컨디셔닝되거나, 자루 제거되거나 주맥 제거되거나(또는 전체 잎의 경우에는 그렇지 않음), 건조되거나 포장되었던 담배를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 담배 재료는 순엽 담배 재료다. 담배는 약 70% 내지 100%의 순엽 재료를 포함할 수 있다.
담배 재료가 순엽 담배 재료를 포함할 때, 순엽은 전체 잎의 형태일 수 있다. 일부 구현예에서, 담배 재료는 경화된 전체 잎 담배를 포함한다. 일부 구현예에서, 담배 재료는 실질적으로 경화된 전체 잎 담배를 포함한다. 일부 구현예에서, 담배 재료는 본질적으로 경화된 전체 잎 담배로 구성된다.
일부 구현예에서, 담배 재료는 자루 담배 재료를 포함한다. 담배는 최대 30%의 자루 재료를 포함할 수 있다.
녹색 담배를 "경화하는" 공정은 수확된 담배의 유형에 따라 좌우된다. 예를 들어, 버지니아 플루(Virginia flue)(브라이트(bright)) 담배는 통상적으로 화건(flue-cured)되는 반면, 버얼리종 및 특정 다크 종(dark strain)은 일반적으로 음건(air-cured)된다. 담배의 화건은 통상적으로 음건을 위한 1개월 내지 2개월과 비교해서 5일 내지 7일의 기간에 걸쳐서 일어난다. 다수의 대부분의 화학적 그리고 생화학적 변화가 경화 공정 동안 시작되며, 잎 건조의 초기 단계에 걸쳐서 지속된다. 담배의 이의 황색으로부터 갈색으로의 전환은 일반적으로 니트로사민의 형성 및 실질적 축적을 야기하며, 미생물 함량을 증가시키게 된다.
상이한 유형의 경화가 상이한 유형의 담배에 사용된다.
버지니아 담배는 일반적으로 '화건'된다. 담뱃잎은 경화 창고(curing barn)에 매달리게 되며, 여기서, 가열된 공기가 발생되어 잎을 건조시킨다. 잎이 수분을 잃게 되면, 그들은 그들의 독특한 향기, 질감, 및 색상이 발생한다. 농부는 최대 1주일이 소요되는 이 과정을 주의 깊게 감독하여야 하며, 이 시간 동안 가열된 공기의 온도는 지속적으로 모니터링되고, 점진적으로 증가되어야 한다. 공정의 임의의 단계에서의 너무 많거나 너무 적은 열은 담배의 품질에 부정적 영향을 가질 수 있다.
버얼리종 및 오리엔탈 담배는 상이하게 경화된다. 버얼리종은 열과 습도가 자연 환기로부터 발생하는 반에서 '음건'된다. 경화 공정은 최대 2개월이 소요된다. 오리엔트종 담배는 약 2주 동안 잎을 햇볕에서 실외에 매달아 '양건(sun-cured)'된다.
본 맥락에서, 동사 "포함하다(comprise)" 및 "포함하다(include)"는 동의어이며, 이들 모두는 특성의 비포괄적 목록을 나타낸다. 동사 "구성하다(consist)"는 완전한 목록을 나타낸다.
본 발명은 청구범위에 정의된다. 그러나, 하기에는 비제한적 실시예의 비포괄적 목록이 제공된다. 이들 실시예의 특징부 중 임의의 하나 이상은 본원에서 설명된 또 다른 실시예, 구현예, 또는 측면의 임의의 하나 이상의 특징부와 조합될 수 있다.
본 발명은 그 중에서도 다음의 실시예에 의해 정의될 수 있다.
Ex1. 담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
- 담배 재료를 제공하는 단계
- 상기 담배 재료를 발효시켜서 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 발효 단계는:
- 혐기성 조건 하에서 담배 재료를 인큐베이션(incubate)하는 단계;
- 및 다음 조건 중 적어도 하나가 충족될 때 발효 단계를 정지시키는 단계를 포함한다:
- 락트산의 함량은 상기 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 바람직하게는 80배 초과임,
- 환원당의 함량은 상기 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 더 바람직하게는 0.2 미만, 더 바람직하게는 0.1 미만임,
- 인돌-3 락트산의 함량은 상기 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과임,
- 카페인산의 함량은 상기 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과임,
- 퀸산의 함량은 상기 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임,
- 아스파라긴의 함량은 상기 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만임
- 글루타민의 함량은 상기 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만임,
- L-오르니틴의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과임,
- L-류신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임,
- L-리신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과임,
- 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400이고, 여기서 상기 발효 지수는 상기 담배 재료 내의 락트산의 함량과 락트산의 초기 함량 사이의 비율을 상기 담배 재료 내의 환원당의 함량과 환원당의 초기 함량 사이의 비율로 나누어서 얻어지는, 방법.
Ex2. 실시예 1에 있어서, 상기 담배 재료 내의 적어도 하나의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신의 초기 함량, 또는 발효 지수를 측정하기 위한 초기 측정 단계를 추가로 포함하는, 방법.
Ex3. 실시예 1 또는 2에 있어서, 상기 발효 단계 동안 상기 담배 재료 내의 적어도 하나의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민 또는 L-류신, 또는 L-리신의 함량, 또는 발효 지수를 측정하기 위한 측정 단계를 추가로 포함하는, 방법.
Ex4. 실시예 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 담배 재료가 다크 담배를 함유하는 경우, 다음 조건 중 적어도 하나가 충족될 때 발효를 정지시키는 것이 제공되는, 방법: 2,3 부탄디올의 함량은 상기 담배 재료 내의 2,3 부탄디올의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과임, 또는 디아세틸의 함량은 상기 담배 재료 내의 디아세틸의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과임.
Ex5. 실시예 4에 있어서, 상기 발효 전에 상기 담배 재료 내의 2,3 부탄디올 또는 디아세틸의 초기 함량을 측정해서 상기 담배 재료 내의 2,3 부탄디올 또는 디아세틸의 초기량을 각각 수득하기 위한 초기 측정 단계를 더 포함하는, 방법.
Ex6. 실시예 4 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 발효 단계 동안, 상기 담배 재료 내의 2,3 부탄디올, 또는 디아세틸의 함량을 측정하기 위한 측정 단계를 추가로 포함하는, 방법.
Ex7. 실시예 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 발효 단계 동안 상기 담배 재료에 1000kg/m2 내지 15000kg/m2, 바람직하게는 3000kg/m2 내지 12000kg/m2, 보다 바람직하게는 5000kg/m2 내지 10000kg/m2에 포함된 압력을 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
Ex8. 실시예 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 발효 단계 동안, 상기 담배 재료의 총 중량의 10중량% 내지 50중량% 바람직하게는 35중량% 내지 45중량% 더 바람직하게는 40중량%에 포함된 상기 발효 동안의 상기 담배 재료의 상기 수분 함량을 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
Ex9. 실시예 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 적어도 1개월, 바람직하게는 적어도 2개월, 보다 바람직하게는 적어도 4개월, 보다 바람직하게는 적어도 6개월, 보다 더 바람직하게는 적어도 8개월, 바람직하게는 적어도 10개월, 보다 바람직하게는 적어도 12개월의 발효 시간 동안 상기 발효 단계를 계속하는 것이 제공되는, 방법.
Ex10. 실시예 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 적어도 24개월의 발효 시간 동안 발효 단계를 계속하기 위해 제공되어 있는, 방법.
Ex11. 실시예 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 담배 재료를 건조시켜서 상기 담배 재료의 총 중량의 5중량% 내지 10중량%에 포함되는 수분 함량을 갖는 건조된 담배 재료를 수득하는 단계를 더 포함하는, 방법.
Ex12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발효 단계 전에 상기 담배 재료를 경화시키기 위한 경화 단계를 포함하는, 방법.
Ex13. 실시예 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 21℃ 내지 35℃, 바람직하게는 25℃ 내지 31℃에 포함된 상기 담배 재료의 온도를 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
Ex14. 이전 실시예 중 하나 이상에 있어서, 상기 담배 재료를 회전시키는 단계, 바람직하게는 약 15일의 시간 간격, 보다 바람직하게는 약 30일의 시간 간격, 바람직하게는 약 30일 내지 약 60일에서 상기 담배 재료를 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
Ex15. 이전 실시예 중 하나 이상에 있어서, 상기 담배 재료를 수분 유지 재료 내에 고정하는 단계를 포함하는, 방법.
Ex16. 이전 실시예 중 하나 이상에 있어서, 발효 전에 담배 재료를 물에 습윤시키는 단계를 포함하여, 상기 총 중량의 약 10중량% 내지 약 50중량%, 바람직하게는 총 중량의 약 35중량% 내지 약 45중량%, 바람직하게는 총 중량의 약 40중량%에 포함된 상기 담배 재료의 수분 함량을 달성하는, 방법.
Ex17. 이전 실시예 중 어느 하나에 있어서, 소정량의 비-발효 담배 재료를 원하는 양의 발효 담배 재료와 혼합하여 담배 재료를 수득하는 단계, 및 그 다음 상기 담배 재료를 상기 발효 단계를 거치게 하는 단계를 더 포함하되, 상기 담배 재료 내의 상기 발효 담배 재료의 양은 상기 담배 재료의 5중량% 내지 10중량%에 포함되는, 방법.
Ex18. 실시예 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 발효 단계 후에 상기 담배 재료 내의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 발효 지수 중 적어도 하나의 함량을 측정하기 위한 최종 측정 단계를 추가로 포함하는, 방법.
Ex19. 실시예 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 4.5 내지 5.5, 바람직하게는 약 4.8 내지 5.4에 포함된 발효 동안 상기 담배 재료의 pH를 유지하기 위해 추가로 제공하는, 방법.
Ex20. 담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
- 담배 재료를 제공하는 단계
- 상기 담배 재료를 발효시켜서 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 발효 단계는:
- 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하되, 상기 발효 단계 동안, 상기 담배 재료에 1000kg/m2 내지 15000kg/m2, 바람직하게는 3000kg/m2 내지 12000kg/m2, 보다 바람직하게는 5000kg/m2 내지 10000kg/m2에 포함된 압력을 인가하기 위해 제공되는, 방법.
Ex21. 담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
- 담배 재료를 제공하는 단계
- 상기 담배 재료를 발효시켜서 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 발효 단계는:
- 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하고, 여기서 적어도 1개월, 바람직하게는 적어도 2개월, 보다 바람직하게는 적어도 4개월, 보다 바람직하게는 적어도 6개월, 보다 더 바람직하게는 적어도 8개월, 바람직하게는 적어도 10개월, 보다 바람직하게는 적어도 12개월의 발효 시간 동안 상기 발효 단계를 계속하는 것이 제공되는, 방법.
Ex22. 담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
- 담배 재료를 제공하는 단계
- 상기 담배 재료를 발효시켜서 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 발효 단계는:
- 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하되, 상기 발효 단계 동안, 21℃ 내지 35℃, 바람직하게는 25℃ 내지 31℃에 포함된 상기 담배 재료의 온도를 유지하는 것이 제공되는, 방법.
Ex23. 전술한 실시예 중 어느 하나에 있어서, 발효된 및/또는 부분적으로 발효된 담배 재료에서 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 또는 디아세틸 중 적어도 하나의 양을 함유하는 데이터베이스를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
Ex24. 전술한 실시예 중 어느 하나에 있어서, 복수의 상이한 담배 재료에 대해 발효된 및/또는 부분적으로 발효된 담배 재료 내의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 또는 디아세틸 중 적어도 하나의 양을 함유하는 데이터베이스를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
Ex25. 실시예 26 또는 27에 있어서, 적어도 하나의 데이터베이스로부터 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 또는 디아세틸 중 적어도 하나의 양을 검색하는 단계를 포함하고, 상기 검색된 값을 발효 중인 상기 담배 재료 내의 대응하는 측정값과 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
Ex26. 실시예 28에 있어서, 상기 락트산, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 L-류신, 또는 L-리신, 또는 부틸헥사하이드로피롤로[1,2-a]피라진-1,4-디온, 또는세코이소라리시레시놀(SECO), 또는 발효 지수, 또는 부탄디올, 디아세틸의 측정된 값이 상응하는 검색 값보다 낮고 및/또는 환원당, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 발효 지수의 값이 상응하는 검색 값보다 높은 경우 상기 발효 단계를 계속하는 단계를 더 포함하는, 방법
Ex27. 실시예 1 내지 26 중 어느 하나의 방법에 따라 수득된 담배 재료.
Ex28. 상기 담배 재료를 발효시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득된 담배 재료로서, 상기 방법은 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하되, 다음 조건 중 적어도 하나는 상기 담배 재료에서 충족되는, 방법:
- 락트산의 함량은 상기 담배 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 바람직하게는 80배 초과임;
- 환원당의 함량은 상기 담배 재료 내의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 더 바람직하게는 0.2 미만, 더 바람직하게는 0.1 미만임,
- 인돌-3 락트산의 함량은 상기 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과임,
- 카페인산의 함량은 상기 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과임,
- 퀸산의 함량은 상기 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임,
- 아스파라긴의 함량은 상기 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만임,
- 글루타민의 함량은 상기 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만임,
- L-오르니틴의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과임,
- L-류신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임,
- L-리신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과임,
- 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400 초과이고, 여기서 상기 발효 지수는 상기 담배 재료 내의 락트산의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 락트산의 함량 사이의 비율을 상기 담배 재료 내의 환원당의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 환원당의 함량 사이의 비율로 나누어서 얻어짐.
Ex29. 다음 특징 중 적어도 하나를 함유하는 담배 재료:
- 상기 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 더 바람직하게는 80배 초과인 양의 락트산.
- 상기 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 더 바람직하게는 0.2 미만, 더 바람직하게는 0.1 미만인 양의 환원당,
- 상기 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과인 양의 인돌-3 락트산.
- 상기 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과인 양의 카페인산,
- 상기 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과인 양의 퀸산,
- 상기 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만인 양의 아스파라긴,
- 상기 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만인 양의 글루타민,
- L-오르니틴은 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과임,
- L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과인 양의 L-류신,
- L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과인 양의 L-리신,
- 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400 초과이고, 여기서 상기 발효 지수는 상기 담배 재료 내의 락트산의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 락트산의 함량 사이의 비율을 상기 담배 재료 내의 환원당의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 환원당의 함량 사이의 비율로 나누어서 얻어짐.
Ex30. 이전 실시예에 있어서, 상기 담배 재료는, 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하여, 처리된 담배 재료를 얻기 위해 상기 담배 재료를 발효시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 얻어지는, 담배 재료.
Ex31. 총 건조 중량 기준으로 적어도 20mg/g, 바람직하게는 적어도 50mg/g, 보다 바람직하게는 적어도 60mg/g의 락트산을 함유하는, 담배 재료.
Ex32. 총 건조 중량 기준으로 3% 미만의 총 환원당을 포함하는, 담배 재료.
Ex33. 총 건조 중량 기준으로 300mg/kg 미만의 아스파라긴을 포함하는, 담배 재료.
Ex34. 총 건조 중량 기준으로 70mg/kg 미만의 글루타민을 포함하는, 담배 재료.
Ex35. 총 건조 중량 기준으로 10000mg/kg 초과의 총 유리 아미노산을 포함하는, 담배 재료.
Ex36. 적어도 1μg/g(microgram per gram), 바람직하게는 적어도 2μg/g, 보다 바람직하게는 적어도 2.5μg/g의 인돌-3 락트산을 포함하는, 담배 재료.
Ex37. 실시예 27 내지 36 중 하나 이상에 있어서, 상기 담배 재료는 경화되는, 담배 재료.
Ex38. 실시예 27 내지 37 중 하나 이상에 있어서, 상기 담배 재료는 분쇄되는, 담배 재료.
Ex39. 실시예 27 내지 38 중 어느 하나에 따른 상기 담배 재료의 총 건조 중량 기준으로 약 2.5중량% 내지 총 건조 중량 기준으로 100중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 4중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 10중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 20중량%를 함유하는 담배 재료를 포함하는 에어로졸 발생 물품.
Ex40. 적어도 5mg/g, 바람직하게는 10mg/g의 락트산을 함유하는 담배 재료를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
Ex41. 총 건조 중량 기준으로 300mg/kg 미만의 아스파라긴을 함유하는 담배 재료를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
Ex42. 총 건조 중량 기준으로 70mg/kg 미만의 글루타민을 함유하는 담배 재료를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
총 유리 아미노산의 총 건조 중량으로 10000mg/kg 초과의 아스파라긴을 함유하는 담배 재료를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
이제, 실시예가 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다:
- 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 발효 전(0T) 및 6개월 후(3T)에 측정된, 실시예 1 및 실시예 2의 담배 재료 내의 락트산의 양을 각각 나타내는 히스토그램이고;
- 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 발효 전(0T) 및 발효 동안 측정된, 실시예 1 및 실시예 2의 담배 재료 내의 총 알칼로이드(TA) 수준(총 건조 중량 기준의 백분율, DW)의 양을 각각 나타내는 히스토그램이고;
- 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 발효 전(0T) 및 발효 동안 측정된, 실시예 1 및 실시예 2의 담배 재료(총 건조 중량 기준, DW) 내의 글루타민 및 글루탐산의 양을 각각 나타내는 히스토그램이고;
- 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 발효 전(0T) 및 발효 동안 측정된, 실시예 1 및 실시예 2의 담배 재료(총 건조 중량 기준, DW) 내의 아스파라긴 및 아스파르트산의 양을 각각 나타내는 히스토그램이고;
- 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 발효 전(VG-BF), 발효 동안, 및 발효 후(VG-AF)에 측정된, 실시예 3의 담배 재료(총 건조 중량 기준, DW) 내의 총 알칼로이드(도 9) 및 환원당(도 10)의 양을 각각 나타내는 히스토그램이다.
- 도 11은 발효 공정(T1 toT7) 동안 및 발효 후(AF) 비-발효 버지니아(VG) 재료(SM)에서 TA(총 알칼로이드), RS(환원 당) 및 암모니아(NH3)를 총 건조 중량 기준으로 DW의 백분율로 보여준다.
- 도 12는 비-발효 버지니아 재료(SM)에서 버지니아 담배의 혐기성 발효 동안 및 발효 후(AF)의 글루코스, 프룩토스, 시트레이트, 말레이트, 피루베이트 및 락테이트의 양을 보여준다.
- 도 13s 및 도 13b는 버지니아 담배의 발효 전 및 후에 소모된(도 13a) 및 생산된(도 13b) 유리 아미노산을 보여준다. 대사 분석(n=3)으로부터 표현된 비율 데이터, 통계는 쌍을 이룬 t-검정(* p<0.05;** p<0.01; *** p<0.001)이고;
- 도 14는 버지니아 담배의 발효에서 퀸산 및 카페인산의 생산을 보여준다. 대사 분석(n=3)으로부터 표현된 비율 데이터, 통계는 쌍을 이룬 t-검정(* p<0.05;** p<0.01; *** p<0.001)이고;
- 도 15는 효소 L-트립토판 분해로부터 비-발효 버지니아 담배(SM)와 비교하여 발효 담배(AF)에서 인돌-3-락트산(Indole-3-Lactic Acid)의 축적을 보여준다. 대사 분석(n=3)으로부터 표현된 비율 데이터, 통계는 쌍을 이룬 t-검정(* p<0.05;** p<0.01; *** p<0.001)이다
- 도 16은 시작 시(0개월) 및 3개월 및 6개월 발효 후 실시예 4의 버지니아 담배 재료의 TA, RS, NO3 및 NH3의 백분율을 나타낸다. 분석은 스칼라 방법에 의해 수행되었다.
- 도 17은 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 인돌-3-락트산의 변화를 도시한다.
- 도 17a는 비-발효 담배 재료(NF) 및 발효 담배 재료(F) 내의 실시예 4의 담배 재료(VG-CH)에서의 인돌-3-락트산의 변화를 도시한다.
- 도 18은 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 L-오르니틴의 변화를 도시한다;
- 도 19는 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 BHHPPD의 변화를 도시한다;
도 20은 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 세코이소라리시레시놀의 변화를 도시한다;
- 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 발효 전(0T) 및 6개월 후(3T)에 측정된, 실시예 1 및 실시예 2의 담배 재료 내의 락트산의 양을 각각 나타내는 히스토그램이고;
- 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 발효 전(0T) 및 발효 동안 측정된, 실시예 1 및 실시예 2의 담배 재료 내의 총 알칼로이드(TA) 수준(총 건조 중량 기준의 백분율, DW)의 양을 각각 나타내는 히스토그램이고;
- 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 발효 전(0T) 및 발효 동안 측정된, 실시예 1 및 실시예 2의 담배 재료(총 건조 중량 기준, DW) 내의 글루타민 및 글루탐산의 양을 각각 나타내는 히스토그램이고;
- 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 발효 전(0T) 및 발효 동안 측정된, 실시예 1 및 실시예 2의 담배 재료(총 건조 중량 기준, DW) 내의 아스파라긴 및 아스파르트산의 양을 각각 나타내는 히스토그램이고;
- 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 발효 전(VG-BF), 발효 동안, 및 발효 후(VG-AF)에 측정된, 실시예 3의 담배 재료(총 건조 중량 기준, DW) 내의 총 알칼로이드(도 9) 및 환원당(도 10)의 양을 각각 나타내는 히스토그램이다.
- 도 11은 발효 공정(T1 toT7) 동안 및 발효 후(AF) 비-발효 버지니아(VG) 재료(SM)에서 TA(총 알칼로이드), RS(환원 당) 및 암모니아(NH3)를 총 건조 중량 기준으로 DW의 백분율로 보여준다.
- 도 12는 비-발효 버지니아 재료(SM)에서 버지니아 담배의 혐기성 발효 동안 및 발효 후(AF)의 글루코스, 프룩토스, 시트레이트, 말레이트, 피루베이트 및 락테이트의 양을 보여준다.
- 도 13s 및 도 13b는 버지니아 담배의 발효 전 및 후에 소모된(도 13a) 및 생산된(도 13b) 유리 아미노산을 보여준다. 대사 분석(n=3)으로부터 표현된 비율 데이터, 통계는 쌍을 이룬 t-검정(* p<0.05;** p<0.01; *** p<0.001)이고;
- 도 14는 버지니아 담배의 발효에서 퀸산 및 카페인산의 생산을 보여준다. 대사 분석(n=3)으로부터 표현된 비율 데이터, 통계는 쌍을 이룬 t-검정(* p<0.05;** p<0.01; *** p<0.001)이고;
- 도 15는 효소 L-트립토판 분해로부터 비-발효 버지니아 담배(SM)와 비교하여 발효 담배(AF)에서 인돌-3-락트산(Indole-3-Lactic Acid)의 축적을 보여준다. 대사 분석(n=3)으로부터 표현된 비율 데이터, 통계는 쌍을 이룬 t-검정(* p<0.05;** p<0.01; *** p<0.001)이다
- 도 16은 시작 시(0개월) 및 3개월 및 6개월 발효 후 실시예 4의 버지니아 담배 재료의 TA, RS, NO3 및 NH3의 백분율을 나타낸다. 분석은 스칼라 방법에 의해 수행되었다.
- 도 17은 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 인돌-3-락트산의 변화를 도시한다.
- 도 17a는 비-발효 담배 재료(NF) 및 발효 담배 재료(F) 내의 실시예 4의 담배 재료(VG-CH)에서의 인돌-3-락트산의 변화를 도시한다.
- 도 18은 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 L-오르니틴의 변화를 도시한다;
- 도 19는 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 BHHPPD의 변화를 도시한다;
도 20은 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 세코이소라리시레시놀의 변화를 도시한다;
동일한 담배 유형이지만, 발효 전에 상이한 가공을 갖는 제1 및 제2 담배 재료가 제조되었다. 담배 재료는 카스투리 담배이다.
실시예 1
다크 담뱃잎 재료를 약 10일 동안 완전히 양건시켰다. 양경화된 잎을 떼어내서 순엽(손으로 떼어낸 잎)만을 보관하였다. 이러한 담배 재료는 "HS"로 지칭된다.
담배 재료를 컨디셔닝하여 약 30%의 수분을 수득하였다. 컨디셔닝되었지만, 아직 발효되지 않은 이러한 담배 재료의 샘플은 0T("출발 재료")로 명명한다.
이어서, 컨디셔닝된 담배 재료를 3개의 배럴 내로 도입하고, 각각의 배럴 내에는 약 100 킬로그램의 담배 재료가 존재한다. 도입 전에, 담배 재료는 획득된 수분을 유지하는 재료로 래핑된다.
압력이 각각의 배럴에 적용된다. 압력은 1000kg/m2 내지 4000kg/m2에 포함된다.
1개월 후(1T로 명명된 샘플), 2.5개월 후(2T로 명명된 샘플), 6개월 후(3T로 명명된 샘플), 및 8.5개월 후(4T로 명명된 샘플), 배럴을 개방하고, 담배 회전 및 수분 함량의 대략 30% ± 5%로의 재조정 전에 샘플을 각각의 배럴에서 적어도 3차례 수집하였다.
완전한 혐기성 조건 하의 중발효 공정 동안, 배럴 내부의 온도는 특별히 증가하지 않았다(이는 27℃내지 31℃의 온도 범위 내에 유지되었음). 8.5개월 후에 발효를 정지시켰다.
실시예 2
다크 담뱃잎 재료는 2일 동안 황변되었고, 각초(cut-filler)로 신속하게 절단하였다. 이러한 담배 재료는 순엽 및 엽맥 둘 모두를 함유한다. 순엽 및 주맥 둘 모두를 함유하는 절단된 잎을 2일 동안 양건시켰다. 이러한 담배 재료의 샘플은 하기에 "CC"로 지명한다.
담배 재료를 컨디셔닝하여 약 30%의 수분 함량을 수득하였다. 컨디셔닝되었지만, 아직 발효되지 않은 이러한 담배 재료의 샘플은 0T("출발 재료")로 명명한다.
이어서, 컨디셔닝된 담배 재료를 3개의 배럴 내로 도입하고, 각각의 배럴 내에는 약 100 킬로그램의 담배 재료가 존재한다. 도입 전에, 담배 재료는 획득된 수분을 유지하는 재료로 래핑된다.
압력이 각각의 배럴에 적용된다. 압력은 제곱 미터에 대해 1000 킬로그램 내지 제곱 미터에 대해 4000 킬로그램에 포함된다.
1개월 후(1T로 명명된 샘플), 2.5개월 후(2T로 명명된 샘플), 6개월 후(3T로 명명된 샘플), 및 8.5개월 후(4T로 명명된 샘플), 배럴을 개방하고, 담배 회전 및 수분 함량의 대략 30% ± 5%로의 재조정 전에 샘플을 각각의 배럴에서 적어도 3차례 수집하였다.
완전한 혐기성 조건 하의 중발효 공정 동안, 배럴 내부의 온도는 특별히 증가하지 않았다(이는 27℃내지 31℃의 온도 범위 내에 유지되었음). 8.5개월 후에 발효를 정지시켰다.
시각적 관찰
초기 담배 재료는 발효 2.5개월 후(샘플 2T) 이미 변하고 있었고, HS 및 CC 잎 모두의 색은 더 짙어졌고, 담배 냄새는 좋은 캐러멜-버터 맛 및 발효된 복합 노트를 나타냈다. 공정 종료 시(8.5개월, 4T)에 CC 잎과 비교하여 발효된 HS 잎에서는 짙은 색이 더 두드러졌으며, 이는 CC 잎 내의 주맥의 존재 때문일 것 같다.
화학적 분석
다음에서, 샘플에 대한 값이 언급될 때, 주어진 값은 동일한 유형의 각각의 샘플에 대해 수득된 몇몇의 값의 평균을 나타낸다.
발효 조건이 2.5개월 동안 적용된 후(샘플 2T에서 발견되는 바와 같이), 담배 재료, CC 및 HS 모두의 샘플의 pH는 3.2에 도달하는 산성이 되었다. 이는 일반적으로 (아세트산 및/또는) 락트산과 같은 유기산을 생성하는 당 분해를 포함하는 혐기성 발효 과정을 반영한다. 담배 재료의 출발 pH는 일반적으로 5 pH 내지 6 pH에 포함된다.
도 1 및 도 2는 담배 재료 내의 락트산의 존재를 나타낸다. 도면에 나타낸 바와 같이(도 1은 HS 잎 내의 락트산 함량을 나타내며, 도 2는 CC 잎 내의 락트산 함량을 나타냄), 발효 전에, 모든 샘플 내에는 락트산이 없다(담배 재료- CC 또는 HS -당 3개의 0T 샘플이 나타냄). 발효 후(6개월 후의 경우, 담배 재료-CC 또는 HS 모두에 대해 나타낸, 3T로 명명된 담배 재료에 대한 3개의 샘플), 모든 샘플, CC 잎 및 HS 잎 둘 모두는 비록 가변적 양이지만, 락트산의 존재를 나타낸다.
알칼로이드는 발효 동안 분해되지 않거나, 약간만 분해되었다. 총 건조 중량 기준의 백분율로 총 알칼로이드(TA) 함량(도면에서 %DW로 표시됨)은 도 3(HS 잎) 및 도 4(절단된 잎, CC 잎)에 나타난다. 총 알칼로이드의 함량은 발효 동안 상당히 안정적으로 유지되었다. 8.5개월 후(4T), 단지 4%가 HS에서 분해되었고, CC 잎에서는 9%가 분해되었다. 통계적으로 관련있을 수도 있지만, 이러한 작은 차이는 단지 샘플링에 기인할 수 있다. 일부 제한된 알칼로이드 가수분해 효소 활성이 배제되지 않을 수 있다. 시작 시(0T, n=6개의 샘플을 분석하였음), 1(1T, n=9), 2.5(2T, n=9), 6(3T, n=9), 및 8.5(4T, n=12)개월 후, 중발효 공정 동안 수집된 샘플 내의 총 알칼로이드를 분석하였다. 대조군, 미발효된 경화 담배(0T)와 비교하기 위해 T-검정(검정 통계)을 수행하였다. 결과는 p-값을 나타내는 도 3 및 도 4에 나타나며, p-값은 다음과 같이 나타낸다:
*, p<0.05;
**, p<0.01 및
***, p<0.001.
HS 잎의 샘플 4T 및 CC 잎의 샘플 3T는 0.01 미만의 p-값을 가지며, CC 잎의 샘플 1T 및 4T는 0.001 미만의 p-값을 갖는다. 이는 발효된 담배 재료와 발효되지 않은 담배 재료 간의 통계적으로 유의미한 차이를 나타낸다.
질산염 함량은 중발효 공정에 의해 영향을 받지 않았다. 그러나, 담배 특이적 니트로사민(TSNA)에 대한 일부 영향이 관찰되었다: NNN(N'-니트로소노르니코틴), NNK(니코틴-유래 니트로사민 케톤), 및 NAT(N'-니트로소아나타빈). 8.5개월의 발효 후, NNK 및 NAT에 대한 변화는 측정되지 않았다. 그러나, HS(3배 증가) 및 CC(5배 내지 6배 증가) 둘 모두에서 NNN의 증가가 관찰되었다. 노르니코틴으로서, 니트로소화 전의 NNN의 전구체는 이에 상응하여 증가하지 않았으며, 따라서 NAT 및 NNK는 발효가 진행되는 동안 박테리아에 의해 부분적으로 분해될 수 있지만, NNN은 그렇지 않기 때문에, NNK 및 NAT는 처음에 2.5개월의 발효까지는 인자 2만큼 증가한 다음, 감소하여 발효되지 않은 담배의 초기 값에 도달하였다. 이러한 관찰은 알칼로이드의 니트로소화가 중발효 동안 발생하는 것을 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 중발효 동안 당 및 유리 아미노산의 변화를 분석하였다. 담배 재료의 샘플에서 수행된 측정은 표 1에 수집되어 있다. 표 1은 실시예 1 및 실시예 2에서와 같이, 손으로 떼어낸(HS) 잎 또는 절단된(CC) 잎을 보유하는 배럴 내에서 발효 조건 하에서 비처리된 담배 재료 샘플(샘플 0T)로부터 8.5개월의 발효 공정(샘플 4T)까지의 중발효 공정 동안 당 및 아미노산의 변화를 나타낸다. 표의 모든 값은 총 건조 중량 기준이다. 환원당의 단위는 총 건조 중량 기준으로 백분율 단위이며, 유리 아미노산은 총 건조 담배 재료의 킬로그램당 밀리그램 단위이다. 소량의 환원당은 2.5개월 후(2T, 표 1 참조) 색 변화 및 슬러리 산성화가 함께 나타났다. 글루코스 및 프룩토스는 혐기성 박테리아가 발효 배럴 내에서 대사할 수 있는 2개의 담뱃잎 기질이다. 대조적으로, 대부분의 아미노산은 공정 동안 증가하였다. 아스파라긴 및 글루타민 둘 모두는 크게 감소하였다. 전제적으로, 이러한 관찰은 주요 발효 활동이 첫 번째 달과 세 번째 달 사이에 발생했음을 나타낼 수 있다. 프롤린은 혐기성 발효 하에서 분해되지 않았다(표 1 참조). 오르니틴은 발효 동안 HS 및 CC 둘 모두에서 크게 증가(> 100배)했을 뿐만 아니라, 시트룰린(0T와 3T 사이의 대사 분석으로부터 수득된 데이터)은 HS에서는 인자 16 그리고 CC에서는 인자 2만큼 증가하였다. 이는, 이러한 박테리아가 오르니틴 및 시트룰린을 높은 수준으로 생성하는 것으로 설명되기 때문에, (식물 유래) 락트산 박테리아가 담배 발효 배럴 내에서 활성인 것을 나타낼 수 있다(Rakhimuzzaman 등, Biol Pharm Bull. 2019;42(9):1581-1589).
도 5 내지 도 8에서, 담배 재료 내의 글루타민 및 아스파라긴의 양이 나타난다. 도 5 내지 도 8에 나타낸 바와 같이 그리고 표 1에 제시된 데이터를 바탕으로, HS 잎 및 CC 잎 모두의 중발효 공정 동안 발생한 글루타민 및 아스파라긴의 탈아민화는 각각 글루타메이트 및 아스파르테이트의 동반 증가와 관련될 수 있다. 이는 발효 박테리아가 특이적 글루타미나제(들) 및 아스파라기나제(들)를 생성하여 아미노산 자원으로부터 C 및 N을 동화시키는 것을 시사한다. 둘 모두의 반응은 암모니아를 생성하며, HS 잎 및 CC 잎 모두의 혐기성 발효 공정 동안 2배 증가되었다. 도 5 및 도 6은 HS 잎 및 CC 잎 내의 글루타민(흰색 히스토그램) 및 글루탐산(검은색 히스토그램)의 수준을 각각 도시한다. 도면으로부터, 발효 동안 글루타민은 감소하며, 글루탐산은 증가하는 것이 명백하다. 도 7 및 도 8은 HS 잎 및 CC 잎 내의 아스파라긴(줄무늬 히스토그램) 및 아스파르트산(검은색 히스토그램)의 수준을 각각 도시한다. 도면으로부터, 발효 동안 아스파라긴은 감소하며, 아스파르트산은 증가하는 것이 명백하다.
대사 연구를 수행하여 담뱃잎의 혐기성 발효 공정과 관련된 마커 분자 또는 경로를 식별하였다. HS 잎 및 CC 잎 모두의 출발 재료(대조군)에 존재하는 글루코스 및 프룩토스와 같은 당 자원은 혐기성 박테리아에 의한 에너지 공급원으로서 사용될 수 있다(표 1 참조). 산소의 부재 시, 해당작용 경로는 글루코스(또는 프룩토스)를 피루베이트로 변환하여 2 ATP 및 2 NADH+H+를 생성한다. 혐기성 박테리아에 의해 빠르게 사용될 수 있는 다른 유기 및 풍부한 탄소 화합물은 시트레이트 및 말레이트이며(Bintsis, T, 2018, AIMS Microbiology, 4(4): 665-684), 둘 모두는 식물에서 가장 풍부한 유기산이다. 환원당과 같이, 시트레이트 및 말레이트는 또한 담배의 중발효 동안 대사된다: 출발 담배 재료(샘플 0T), 손으로 떼어낸 잎 및 절단된 잎 내에 존재하는 글루코스 및 프룩토스, 시트레이트 및 말레이트의 60% 초과는 6개월의 중발효 후(샘플 3T) 이화되는 것이 샘플의 화학적 분석으로부터 나타난다. 이러한 유기 분자의 소비에 결합될 수 있는 또 다른 관찰은 HS 및 CC 발효화 담배 재료 둘 모두에서의 피루베이트의 증가(13배 내지 14배)이다. 피루베이트는 혐기성 조건 하에서 발생할 수 있는 몇몇의 반응의 기질이다: (1) 주로 해당작용성 반응 동안 NAD+를 재생시키는 D-락테이트의 생성; (2) 중발효화 담배에서 방향족 화합물 및 풍미의 전달에 기여할 수 있는 아세테이트, 디아세틸, 및 2,3 부탄디올의 생성. 피루베이트는 2,3-부탄디올 또는 락트산 박테리아의 생성물로서의 락테이트와 같은 방향족 화합물이 생성되도록 할 수 있다.
중발효화 담배의 대사 분석으로부터, 2개의 다른 경로: (1) 트립토판의 분해 및 (2) 클로로겐산의 이화작용이 드러났다.
트립토판 분해와 관련하여, 경로는 치즈 박테리아에 대해 Ummadi 및 Weimer(2001, J. Dairy Sci. 84:1773-1782)에 의해 기술되었으며, 따라서 조정되었다. 이 경우, 출발 담배 재료(샘플 0T)에 존재하는 트립토판의 78% 초과가 HS 잎 및 CC 잎 모두에서 6개월의 발효 후(샘플 3T)에 이화된다. 상기 경로는 이러한 이화 반응으로부터 생성되는 생성물이 주로 인돌-3-락트산인 것을 나타냈다. 이는 HS 잎 및 CC 잎에서의 각각 14배 및 28배 증가로 예증된다. 이러한 경로에 속하는 다른 화합물은 이러한 증가를 나타내지 않았다. 이 화합물에 대한 특정 방향족 특성은 보고되지 않았다.
중요한 생물학적으로 활성인 식이 폴리페놀인 클로로겐산(CGA)은 담배와 같은 특정 식물 종에 의해 생성되며, 커피의 주요 성분이다. 중발효화 담뱃잎에서, CGA는 혐기성 발효 공정 후에 완전히 분해된다. 반면에, CGA의 이화작용으로부터 생성되는 생성물, 즉, 퀸산 및 카페산은 6개월의 발효 후 HS 잎 및 CC 잎 모두에서 증가하였다. 이는 아마도 Guglielmeti 등에 의한 문서화된 박테리아의 신나모일 에스테라제 활성으로부터 기인한다 (2008, Applied and Environmental Microbiology, 74, 4: 1284-1288). 따라서, 퀸산 및 카페산 풀(pool)의 일부는 아마도 CGA의 가수분해에 기인하지만, 이들 중 어느 것도 풍미 특성을 갖는 것으로는 보고되지 않았다.
경화된 담배와 비교하여, 중발효화 담배에서의 상승된 피루베이트, 인돌-3-락트산의 존재, 및 클로로겐산의 결여는 이들을 화학적 마커로서 유용하도록 할 수 있다.
본 설명 및 첨부된 청구범위의 목적을 위해, 달리 명시된 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 표현하는 모든 수는 모든 예에서 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대점 및 최소점을 포함하고, 본원에서 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 안에 포함한다. 따라서, 이러한 맥락에서, 숫자 A는 A ± A의 10%로 이해된다. 이러한 맥락에서, 숫자 A는 숫자 A가 나타내는 특성의 측정에 대한 일반적인 표준 에러 내에 있는 숫치 값을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 첨부된 청구범위에 사용된 일부 경우에, A가 벗어나는 양이, 청구된 발명의 기본 및 신규한 특징(들)에 현저히 영향을 미치지 않는다면, 숫자 A는 위에서 열거된 백분율만큼 벗어날 수 있다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대점 및 최소점을 포함하고, 본원에서 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 안에 포함한다.
실시예 1 및 2의 담배 재료는 또한 발효와 연결될 수 있는 일부 추가 화학 화합물에 대해 시험되었다.
도 17은 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 인돌-3-락트산의 변화를 도시한다. 이들 데이터는 발효 재료에서 인돌-3-락트산의 함량의 증가를 보여준다.
도 18은 L-오르니틴의 양으로 표시되고, 또한 절대 변화로서 표시된, 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 L-오르니틴의 변화를 도시한다. 이들 데이터는 발효 재료에서 L-오르니틴 함량의 증가를 보여준다.
도 19는 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 BHHPPD의 변화를 도시한다. 이들 데이터는 발효 재료에서 BHHPPD 함량의 증가를 보여준다.
도 20은 비-발효 재료(대조군)와 발효 재료(HF) 사이의 실시예 1(RAJ) 및 실시예 2(HS)의 담배 재료 내의 세코이소라리시레시놀의 변화를 도시한다. 이들 데이터는 발효 재료에서 세코이소라리시레시놀의 함량의 증가를 보여준다.
실시예 3
버지니아 담배 샘플에 대한 추가 시험이 아시아에서 수행되었다. 담배 잎 재료는 표준 절차로서 화건되었다.
그런 다음 스트립 형태의 담배 경화된 재료를 컨디셔닝하여 약 30%의 수분을 수득하였다. 컨디셔닝되었지만, 아직 발효되지는 않은 이러한 담배 재료의 샘플은 SM (발효 전의 출발 재료)로 명명된다.
이어서, 컨디셔닝된 담배 재료를 2개의 배럴 내로 도입하고, 각각의 배럴 내에는 약 100 킬로그램의 담배 재료가 존재한다. 도입 전에, 담배 재료는 획득된 수분을 유지하는 재료로 래핑된다. 버지니아 담배 재료를 함유하는 2개의 배럴을 실시예 1에 기술된 바와 같이 혐기성 발효시켰다. 발효 배럴 내부의 온도 및 발효 중인 담배 재료의 pH를 전체 실험 동안 모니터링하였다.
1개월 후(1T로 명명된 샘플), 2개월 후(2T로 명명된 샘플), 3개월 후(3T로 명명된 샘플), 4개월 후(4T로 명명된 샘플), 5개월 후(5T로 명명된 샘플), 6개월 후(6T로 명명된 샘플), 7개월 후(7T로 명명된 샘플), 및 8개월 후(발효 후, AF로 명명된 샘플), 배럴을 개방하였다.
2개의 배럴 내의 담배 재료는 실험의 7개월 동안 매월 회전하였다.
아래에 보고된 표2에 나타난 바와 같이, 발효 전(VG-SM: 출발 재료, 6회 반복), 발효 공정 동안(VG-T1에서 VG-T7까지의 모든 달에, 배럴당 3회 반복), 및 발효 후(VG-AF: 발효 후, 6회 반복), 샘플을 수집하였다. 샘플의 특징을 분석하였다.
샘플 수집 동안, 담배 재료를 회전시키고, 담배 재료의 수분 함량을 대략 30% ± 5%로 재조정하였다.
완전한 혐기성 조건 하의 중발효 공정 동안, 발효 공정 동안 주요 온도 변화는 발효 시작(VG-T1) 시의 30℃에서 발효 종료(VG-AF) 시의 26℃로 선형으로 이동하며 관찰되지 않았다. 온도는 캡터(captor)를 사용하여 배럴 내부에서 측정하였다.
담배 재료의 pH는 발효 실행(T1 내지 AF) 동안 5.1 ± 0.3에서 유지되며 유의미하게 변하지 않았다.
시각적 관찰
카스투리 담배 재료에서 알 수 있는 바와 같이, 발효 공정의 종료(VG-AF) 시의 담배 재료의 색상은 출발 재료(VG-SM)와 비교하여 현저하게 짙어졌다. 그러나, 4개월의 혐기성 발효(VG-T4) 후, 따라서 4회의 회전 후, 버지니아 담배 재료는 그렇게 어두운 착색을 나타내지 않았으며, 이는 아마도 실험 조건에서 4개월이 버지니아 담배 재료의 완전한 발효를 얻기에 충분하지 않는 것을 나타낸다. 8개월의 혐기성 발효(VG-AF) 후, 따라서 8회 회전 후, 버지니아 담배 재료는 4개월 후보다 더 어두운 색상을 가지며, 따라서 버지니아 담배 재료의 완전한 발효가 이루어졌음을 나타낸다. 또한, 8개월 후에 좋은 향과 꽃 냄새를 인지하였다.
화학적 분석
다음에서, 샘플에 대한 값이 언급될 때, 주어진 값은 동일한 유형의 각 샘플, 복제물에 대해 수득된 몇몇의 값의 평균을 나타낸다.
도 11은 발효 공정 동안 총 알칼로이드(TA), 발효 공정 동안 환원 당(RS) 및 암모니아(NH3)의 진화를 도시한다. 이들 데이터는 알칼로이드 및 특히 니코틴(미도시)이 혐기성 발효에 의해 영향을 받지 않는 것을 확인한다. 박테리아는 발효 기질로서 주요 알칼로이드를 소모하지 않았다. 버지니아를 발효 재료로서 사용했을 때 암모니아의 증가는 관찰되지 않았으며, 이 버지니아 물질에 존재하지 않았던 질산염은 발효 공정 동안 및 그 후에 어떠한 증가도 나타내지 않았다. 도 11은 발효 공정(T1 내지 T7) 동안 및 발효(AF) 후 비-발효 버지니아(VG) 물질(SM)의 TA(총 알칼로이드), RS(환원당) 및 암모니아(NH3)를 도시한다. 데이터는 DW 백분율로 표현된다. 비-발효 버지니아(VG) 물질(SM)에서 및 발효(AF) 후 TA(총 알칼로이드), RS(환원 당) 및 암모니아(NH3)의 데이터는 또한 도 11의 히스토그램에 보고되어 있으며, 여기서 비-발효 재료와 발효 재료 간의 값의 차이는 즉시 분명하다.
반면에, 실시예 1 및 실시예 2에서 이미 관찰된 바와 같이, 환원당은 발효 박테리아에 의한 기질로 사용되었다. 따라서, 약 60%의 환원당(RS)이 8개월의 발효 동안 산화되어, 건조 중량(DW)이 18.3%(VG-SM)에서 7.4(VG-AF)%로 이동하였다. 발효 기간이 길어지면 환원당의 분해율이 높아질 수 있다.
출발 재료(VG-SM) 및 발효 재료(VG-AF)에서의 화합물을 비교하기 위해 추가의 화학적 분석을 수행하였다.
분석은 비-발효 재료(VG-SM)와 비교하여 발효 재료(VG-AF)에서 락테이트(표 3의 HS ID VG-19-20-NF, HS ID VG-19-20-F)의 강한 유의한 증가(약 10배)를 보여준다. 또한, 발효 재료(VG-AF) 내의 글루코스 및 프룩토스의 양은 출발 재료(VG-BF) 내의 글루코스 및 프룩토스의 함량보다 상당히 낮다. 발효 재료(VG-AF) 중의 글루코스는 비-발효 재료(VG-SM) 중의 글루코스의 0.6보다 낮고, 발효 재료(VG-AF) 중의 프룩토스는 비-발효 재료(VG-SM) 중의 프룩토스의 0.4보다 낮다. 따라서, 환원 당의 발효 후 약 60% 감소가 관찰될 수 있다. 또한, 유기산, 시트레이트 및 말레이트는 또한 다크 담배에 대해 도 1에 또한 도시된 바와 같이 발효에 의해 영향을 받는다. 도 12는 버지니아 담배의 혐기성 발효 동안 담배 환원당, 시트레이트 및 말레이트의 이화작용에 이어서 피루베이트 및 락트산(락트산 발효)의 축적을 보여준다. 대사 분석(n=3)으로부터 표현된 비율 데이터, 통계는 쌍을 이룬 t-검정(* p<0.05;** p<0.01; *** p<0.001)이다
화학적 분석은 또한 아스파라긴 및 글루타민이 혐기성 박테리아에 의해 또한 소모되는 환원당의 측면에 있고, 글루타메이트, 히스티딘, 프롤린 및 트립토판과 같은 다른 유리 아미노산도 버지니아 담배의 발효 후에 상당히 분해되고, 반대로 버지니아 담배, 특히 L-류신 및 L-리신의 발효 후에 다른 아미노산이 증가하였음을 확인하였다(도 13Aa 및 13b 참조). 도 13a 및 도 13b는 버지니아 담배의 발효 전후에 각각 소모되고 생산된 유리 아미노산을 도시한다. 대사 분석(n=3)으로부터 표현된 비율 데이터, 통계는 쌍을 이룬 t-검정(* p<0.05;** p<0.01; *** p<0.001)이다
도 14는 퀸산 및 카페인산의 함량의 변화를 보여준다. 실시예 1 및 실시예 2에서 이미 관찰된 바와 같이, 발효 담배 재료 내의 이들 화합물의 함량이 비-발효 담배 재료 내의 함량과 비교될 때, 퀸산 및 카페인산은 발효 후에 대부분 증가하였다. 이는 아마도 신나모일 에스테라제 이화 클로로겐산의 결과일 것이다. 강력한 항산화 활성, 콜라겐 생성 증가 및 조기 노화의 예방 외에도, 카페인산은 항균 활성을 나타냈고 진피 질환의 치료에 유망할 수 있다. 한편, 퀸산은 또한 전립선암을 대항하기 위한 강력한 약물 후보물질이다.
인돌-3-락트산(도 15)은 담배 발효 공정 동안 대부분 증가하였고(>10x), 트립토판의 이화작용으로부터 유래한다. 따라서, 락트산으로서, 유기산 인돌-3-락트산은 또한 락트산 발효에 대한 양호한 마커이다.
실시예 4
본 실험은 실시예 3에 사용된 것과 동일한 실험 조건으로 스위스에서 수행되었다.
이 실험을 위해, 2 내지 10개월의 지속 기간 동안 습식 담배 기재를 가압할 수 있는 금속 와인 배럴이 사용되었다. 포도에 사용되고 프로젝트의 필요에 맞게 맞춤화된 가압 장비가 사용되었다. 배럴은 평평한 바닥, 맞춤형 디스크 직경 및 맞춤형 압력 게이지를 갖는다. 이는 0 내지 8kg/cm2(kilograms per square centimeter)을 가압할 수 있다. 가압은 수동일 수 있거나 또는 전기 모터에 의해 트리거될 수 있다. 선택적인 부분으로서, 목재 디스크가 스테인리스 강 프레싱 디스크에 부착된다. 발효 탱크는 발효 실행의 중간 또는 종료에서 재료를 회전시킬 때 기판을 언패킹하는 것을 돕기 위해 70cm의 높이, 57cm의 직경, 100kg의 용량 및 금속 탱크(배럴)의 후방에 개구부를 갖도록, 시험의 목적을 위해 변형되었다.
브라질로부터의 FC 담배 스트립(CX B)을 물로 전처리하여 물의 약 30중량% 내지 약 50중량%의 물의 최종 습도에 도달하는 발효 기재로서 사용하였다. 약 100kg의 담배가 발효 탱크에 로딩되고 가압된다. 압력은 약 0.5kg/cm2 내지 약 1kg/cm2로 유지된다. 담배 재료는 전체 발효 공정(6개월) 동안 약 50중량%의 상대 습도 및 약 22℃의 온도에서 유지된다. 3개월 후, 담배 재료는 배럴로부터 언로딩되고, 분리되고, 혼합되고, 회전된다. 그런 다음, 담배 재료를 약 30중량%의 물과 약 50중량%의 물과 함께 첨가한 다음 배럴 내에 리로딩한다.
압력 및 수위를 정기적으로 모니터링하고 보정하여 표적으로부터의 편차 및 임의의 호기성 발효를 방지하였다. 탱크 내부의 온도는 이전에 관찰된 바와 같이, 전체 실행 동안 변하지 않았다.
6개월 후, 담배 재료를 상이한 온도 범위에서 약 8분의 총 건조 시간 동안 벨트-오븐 상에서 사전 건조시켰다. 담배 재료는 먼저 약 40℃의 온도, 이어서 약 70℃의 온도, 이어서 약 60℃의 온도로 처리된다. 예비 건조 공정은 약 25중량%의 상대 습도 OV [%]를 갖는 담배 재료를 수득하여 스트립을 더 미세한 입자로 절단할 수 있게 한다. 그 다음, 담배 재료는 약 1mm의 절단 폭의 입자로 절단된다. 그런 다음, 담배 재료를 10중량% 내지 약 15중량% OV[%]의 최종 수분 함량으로 건조시킨다. 건조 단계는 회전식 건조기에서 약 90℃ 내지 약 100℃에 포함된 온도 및 약 10분 동안의 기간 동안 약 0.6bar의 압력에서 발생하였다. 그런 다음, 담배 재료를 최종적으로 70μm의 사양으로 분쇄하여 짧은 보관을 한다.
2개의 배럴 내의 담배 재료는 실험의 6개월 동안 2개월마다 회전하였다.
발효 전(VG-SM: 출발 재료, 6회 반복), 발효 공정의 시작으로부터 3개월 후의 발효 공정 동안, 발효 후(VG-AF: 발효 후, 6회 반복), 샘플을 수집하였다.
시각적 관찰
발효 공정의 종료(VG-AF) 시의 담배 재료의 색상은 출발 재료(VG-BF)와 비교하여 현저하게 짙어졌다. 6개월의 혐기성 발효 후, 버지니아 담배 재료는 버지니아 담배 재료의 완전한 발효가 발생했음을 나타내는 어두운 착색을 나타낸다.
화학적 분석
다음에서, 샘플에 대한 값이 언급될 때, 주어진 값은 동일한 유형의 각 샘플, 복제물에 대해 수득된 몇몇의 값의 평균을 나타낸다.
도 16은 발효 공정 동안 총 알칼로이드(TA)의 함량, 발효 전 및 3개월의 발효 후 및 발효 공정의 종료 시 환원당(RS), 질산염(NO3) 및 암모니아(NH3) 간의 차이를 보여준다. 총 알칼로이드(TA)는 혐기성 발효 공정에 의해 영향을 받지 않는다. 환원당은 혐기성 박테리아에 의해 소모되고 담배 재료 내의 이들의 함량은 발효에 따라 감소한다. 발효 종료 시, 담배 재료 내의 환원당의 수준은 매우 낮다. 이 경우, 환원 당은 6개월 발효 후 및 1회 회전만으로 거의 완전히 소모되었다. 이들 데이터는 실시예 1, 2 및 3에서 수득된 데이터와 유사하다.
화학적 분석은 락트산이 중발효 동안 생성됨을 보여준다. 락트산 박테리아에 존재하는 대사 경로에 따르면, 락트산은 실시예 3에 대해 이미 논의된 바와 같이, 환원당(글루코스 및 프룩토스), 피루브산, 말산 및 구연산의 이화작용으로부터 유래한다.
도 17a는 실시예 4의 담배 재료 내의 인돌-3-락트산의 변화(VG-CH)를 도시한다. Indole-3-Lactic의 함량은 μg/g으로 표시되어 있다. 그래프는 발효 담배 재료 내의 인돌-3-락트산 함량의 상당한 증가를 보여준다. 인돌-3-락트산에 대한 상기 표시된 데이터는 초고성능 액체 크로마토그래피 극성 및 지질 양성 및 GC-MS; 극성 음성 이온화 모드에서 측정을 거친 비-발효 담배 재료(VG-NFHS CH VG-19-20-NF) 및 발효 담배 재료(HS CH VG-19-20-F)의 샘플을 사용하여 얻었다. 샘플을 ElectroSpray 이온화 공급원(ESI) 및 Orbitrap 질량 분석기로 이루어진 Thermo-Fisher Exactive 질량 분광계에 결합된 Waters ACQUITY 역상 초고성능 액체 크로마토그래피(RP-UPLC)뿐만 아니라 Electron Impact 이온화 공급원(EI) 및 비행 시간(TOF) 질량 분석기로 이루어진 Agilent Technologies 질량 분광계로 측정하였다. 수성상의 UPLC-MS 측정은 극성 및 반극성 일차 및 이차 대사산물의 검출을 가능하게 하였고, 유기상은 지질 및 친유성 함량의 검출을 가능하게 하였다. GC-MS 측정은 일차 대사산물의 분석을 허용한다.
샘플 준비
샘플 준비는 Salem 외의 수정된 프로토콜인 metaSysX 표준 절차에 따라 수행되었다. (Salem 등, Plant.Methods. 2016 45 (12)). 20(+- 2)mg의 분쇄 물질을 대사산물 추출에 사용하였다. 샘플을 MTBE:MetOH:H2O 2상 추출 방법으로 추출한다. 총 (650 μl) 유기상을 수집하고 LC-MS 지질 측정을 위해 건조시킨다. 450 μl의 극상을 수집하고 LC-MS 극성 대사산물 측정을 위해 건조시키고, 150 μl의 극상을 건조시키고 GC-MS 측정을 위해 유도체화한다.
표준 곡선 준비
2 mg/ml의 인돌-3-락트산의 스톡을 물에 용해시켰다. 표준 혼합물을 다음 농도로 제조하였다: 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.25, 0.125, 0.062μg/ml. 또한, 200 μl의 표준 혼합물을 건조시키고, 샘플과 동일한 추출 절차("ex")를 거치거나, LC-MS 분석을 직접 거치거나, 건조시키고, 유도체화하고, GC-MS(no-ex)에 의해 분석하였다.표준 및 샘플에 대한 추출 절차는 모든 동일한 부피와 동일하였다
절대 함량의 계산
화합물 농도는 모든 점(기술적 복제의 평균)이 계산을 위해 취해지고 샘플 중량의 밀리그램 당 마이크로그램으로 제시된 추출된 표준 곡선에 기초하여 계산하였다.
이들 데이터는 아래 보고된 표 3에 보고되어 있다. 이 표는 실시예 4의 처리된 담배 재료의 샘플(VG-IDC-AF), 실시예 4의 비-발효 담배 재료(VG-IDC-BF) 및 발효 공정을 거치지 않은 상이한 담배 재료(K326-75, TN90-110, K326-G, K326-110, TN90-G, K326-cured, TN90-75)의 희석된 샘플(표준)의 인돌-3-락트산의 함량을 보여준다.
C-MS 측정(친수성 및 친유성 분석물)
샘플을 Thermo-Fisher Exactive 질량 분광계에 결합된 Waters ACQUITY 역상 초고성능 액체 크로마토그래피(RP-UPLC)로 측정하였다. C8 및 C18 컬럼을 각각 친유성 및 친수성 측정에 사용하였다. 크로마토그램을 Full Scan MS 모드(Mass Range [100-1500])로 기록하였다. 모든 질량 스펙트럼은 양의 이온화 모드 및 음의 이온화 모드에서 획득하였다.
LC-MS 데이터 처리(친수성 및 친유성 분석물)
LC-MS 데이터의 추출은 소프트웨어 PeakShaper(metaSysX GmbH)로 달성하였다. LC-MS 데이터의 정렬 및 여과는 자체 소프트웨어를 사용하여 완료하였다. 크로마토그램으로부터 추출한 후, 데이터를 처리하고, 정렬하고, 중복 피크에 대해 여과한다. 각 크로마토그램으로부터 추출된 데이터의 정렬은, 그룹 중 적어도 하나의 모든 복제에 특징이 존재해야 하는 기준에 따라 수행하였다. 이 단계에서, 평균 RT 및 m/z 값이 특징부에 주어진다. 정렬은 각 유형의 측정에 대해 독립적으로 수행하였다.
LC-MS 데이터 주석(친수성 및 친유성 분석물)
화학적 화합물의 자체 metaSysX 데이터베이스를 사용하여 LC-MS 친유성 플랫폼에서 검출된 특징과 일치시켰다. 관심 화합물의 주석을 MSX 데이터베이스와 매칭시켜 수행하고 측정된 표준에 의해 확인하였다.
metaSysX(MSX) 데이터베이스
metaSysX 자체 데이터베이스는 순수 화합물로서 이용 가능하고 측정된 샘플과 동일한 크로마토그래피 및 분광분석 조건에서 측정된 7500개의 기준 화합물의 질량 대 전하 비율 및 유지 시간 정보를 포함한다. 또한, 전구체 m/z, 단편화 스펙트럼 및 용리 패턴에 기초하여 1500개의 지질 및 당 에스테르에 추정적으로 주석을 달았다. DGDG 주석에 대한 매칭 기준은 기준 화합물 질량 대 전하 비율 및 유지 시간으로부터 각각 5ppm(part per million) 및 0.085분 편차였다.
GC-MS 측정
샘플을 EI 이온화 공급원 및 TOF 질량 분석기로 이루어진 Leco Pegasus HT 질량 분광계에 결합된 Agilent Technologies GC 상에서 측정하였다.
컬럼: 30m DB35; 시작 온도: 85℃에서 2분; 구배: 분당 15℃에서 최대 360℃까지.
GC-MS 데이터 처리 및 주석 달기
Leco Pegasus 소프트웨어에서 내보낸 NetCDF 파일을 "R"로 가져왔다. Bioconductor package TargetSearch[3]을 사용하여 유지 시간을 유지 지수(RI)로 변환하고, 크로마토그램을 정렬하고, 피크를 추출하고, 이를 주석 달았다.
샘플에 대해 수행된 분석은 발효 담배 재료(VG-IDC-AF) 내의 인돌-3-락트산의 함량이 0.002520006 μg/mg이고; 발효 담배 재료(VG-IDC-BF) 내의 인돌-3-락트산의 함량이 0.000113988 μg/mg임을 나타낸다. 이들 데이터는 도 17a에 기록되어 있다
전술한 실험에서 수득된 결과를 비교하면, 화학적 분석은 수행된 모든 실험에서 혐기성 발효 후 락트산이 크게 증가하였음을 확인하는 것이 명백하다. 완전히 발효 담배 재료는 약 50mg/g 내지 약 100mg/g의 락트산을 함유한 반면, 4mg/g 미만이 비-발효 담배에서 발견될 수 있다. 상이한 유형의 담배에 대한 락트산의 데이터는 표 2에 보고되어 있으며, 여기서 Rajangan (RAJ) 담배 RAJ ID KS-18-19, 손으로 떼어낸(Hand stripped;HS) 다크 담배 HS ID KS-18-19, 손으로 떼어낸 버지니아 담배 HS ID VG-19-20, 및 손으로 떼어낸 버지니아 담배 HS CH VG-19-20이다.
Rajangan (RAJ) 담배 ID KS-18-19는 실시예 2의 담배 재료를 나타내고, HS ID KS-18-19는 실시예 1의 담배 재료를 나타내고, HS ID VG-19-20은 실시예 3의 담배 재료를 나타내고, 그리고 HS CH VG-19-20은 실시예 4의 담배 재료를 나타낸다.
발효된 샘플과 비교한 비-발효 샘플, RAJ ID KS-18-19-F와 비교한 RAJ ID KS-18-19-NF, HS ID KS-18-19-F와 비교한 HS ID KS-18-19-NF; HS ID VG-19-20-F와 비교한 HS ID VG-19-20-NF 및 HS CH VG-19-20-F와 비교한 HS CH VG-19-20-NF 내의 D-락트산 및 L-락트산 측정(mg/kg DW)
표 4에는 발효(F) 및 비-발효(NF) 담배 재료 내의 락트산의 양이 표시되어 있다. 락트산의 양은 담배 재료의 건조 중량과 관련하여 mg/kg으로 표시되어 있다. 데이터는 모든 담배 재료가 발효 후 락트산의 함량의 증가를 갖는다는 것을 보여준다. 모든 담배 샘플은 유사한 양의 락트산을 가지며, 이에 따라 주맥 담배를 갖는 고속-경화된 각초(cut-filler) 및 대응하는 손으로 떼어낸 경화된 재료 둘 모두가 유사한 수준의 락트산에 도달하는 것을 나타낸다. 버지니아 담배는 다크 담배와 비교하여 유사한 수준의 락트산에 도달한다(HS CH VG-19-20-F [68.7mg/g]과 HS ID KS-18-19-F [79.2mg/g] 비교).
이는 담배 발효가 상이한 담배 유형, 즉 락트산 박테리아에 대한 탄소 및 질소의 공급원인 다크 및 버지니아 담배, 당류 및 아미노산으로 수행될 수 있음을 확인한다. 버얼리종 및 오리엔탈 담배로 시험을 수행하지 않았더라도, 그럼에도 불구하고 오리엔탈 담배는 혐기성 발효 공정에 의해 그럼에도 불구하고 영향을 받지 않는 일반적으로 더 적은 알칼로이드를 갖는 그 다크 담배에 종종 가까운 조성물을 갖는다.
발효 담배에서 측정된 락트산의 대부분은 거울상 이성질체 L-락트산이며, 이는 혐기성 박테리아에 대한 생화학적 경로와 일치한다. 그러나, 일부 D-락트산도 생산된다. L-락트산과 비교하여, D-락트산은 인간에게 독성일 수 있는데, 즉 경구 중독된 랫트당 LD50 값 수준은 약 4.5g/kg이다(Pohanka, 2020). 그러나, D- 및 L-락트산은 비휘발성이며, 따라서 에어로졸로 전달되지 않는다.
또한, 실시예 1 내지 2 및 4 내지 5의 담배 재료에 대한 발효 비율을 측정하였고, 데이터는 아래 보고된 표 4 및 5에 수집되어 있다
담배 발효 비율은 다음 식에 의해 주어진다: Fr= (FLA/NFLA): (FRS/NFRS) 여기서:
Fr = 발효 비율; FLA = 발효 담배 재료 내의 락트산의 함량; NFLA = 담배 재료 내의 락트산의 초기 함량; FRS = 발효 담배 재료 내의 환원당의 함량; NFRS = 담배 재료 내의 환원당의 초기 함량.
환원당(RS) 및 락트산에 대한 발효 비율, 여기서 VG-ID는 실험 3의 담배 재료를 나타내고, HS-ID는 실험 1의 담배 재료를 나타내고, RJ-ID는 실험 2의 담배 재료를 나타내고, VG-CH는 실험 4의 담배 재료를 나타낸다.
발효 지수: F/NF 락트산(LA)과 F/NF RS 사이의 비율
담배 발효 지수는 담배 재료의 발효에 대한 추가 표시를 제공한다. 담배 발효 비율은 담배 샘플에서 발효 수준을 모니터링할 수 있게 한다. 표 5에 나타낸 바와 같이, 발효 비율은 발효 동안 상당히 증가한다. 따라서, 발효 비율은 담배 재료의 발효의 매우 효율적인 표시자이다.
결론적으로, 대사 데이터는 담배 발효 동안 발생된 화합물, 즉 락트산, 인돌-락트산, 카페인산 및 퀸산이 다크 또는 화건 담배 매트릭스 둘 다로 생산되기 때문에, 담배 유형에 직접 연결되지 않음을 시사한다. 그러나, 이들은 분명히 출발 담배 잎 재료에서 발견되는 기재 화합물의 이전 풍부도에 관하여 정량적으로 변할 수 있다. 따라서, 혐기성 발효는 상이한 담배 유형 및 재료에 적용 가능한 공정이며, 담배 재료의 유형과는 독립적으로 담배 재료 내의 일부 물질의 함량의 변화를 야기한다.
일부 물질은 담배 재료의 발효 정도에 대한 표시자로서 사용될 수 있고, 이들 물질은 발효 정도의 신뢰성 있는 표시로서 사용될 수 있다.
많은 표시기의 사용 및 예를 들어 혐기성 박테리아에 의한 색 변화, RS 소모 및 락트산 생산 사이의 상관 관계는 담배 재료의 발효 정도를 증명하고 발효 정도에 대한 매우 신뢰성 있는 표시를 제공한다.
또한, 혐기성 공정은 담배 재료의 알칼로이드의 함량에 부정적인 영향을 미치지 않는다.
수행된 실험은 다음 조건이 발효에 긍정적으로 영향을 미쳐 공정의 효율을 증가시킬 수 있음을 정의한다:
- 상대 습도로서 표시된 약 40중량% 내지 60중량%에 대략 포함된 최종 습도에 도달하기 위해 손으로 떼어낸 잎 재료를 물로 전처리한다;
- 약 100kg의 용량에 도달하기 위해 폐쇄 배럴, 탱크 또는 용기(배럴)를 전처리된 스트립으로 충진한다;
- 발효 공정 동안 폐쇄 용기 내의 물로 약 30중량% 내지 50중량%에 포함되는 상대 습도를 유지한다;
- 약 22℃의 온도에서 발효를 수행한다;
- 발효 공정 동안 상기 온도를 거의 안정적으로 유지한다;
- 상기 용기 내에서 상기 혐기성 발효 공정을 균질화하기 위해, 상기 담배 재료를 언로딩하고, 상기 담배 재료를 혼합하고, 상기 발효 장치 내에 상기 담배 재료를 리로딩하는 상기 발효 공정 동안, 적어도 하나의 회전을 수행한다
- 담배를 회전시킬 때를 제외하고, 발효 공정 동안 약 0.5kg/cm2 내지 1kg/cm2에 포함된 압력을 인가한다.
- 2단계 건조 공정에서 발효 담배 재료를 건조한다
- 담배 재료가 약 25% OV에 도달하기 위해 약 8분의 기간 동안 약 60℃의 온도를 받는 제1 건조 단계를 담배 재료가 수행한다
- 담배 재료가 약 10 내지 15% OV에 도달하기 위해 약 0.6bar의 압력 및 약 90℃ 내지 100℃에 포함된 온도에서 약 10분의 기간 동안 제2 건조 단계를 수행한다.
반면에, 도 10에 도시된 바와 같이 그리고 실시예 1 및 실시예 2에서 이미 관찰된 바와 같이, 환원당은 발효 박테리아에 의한 기질로 사용되었다. 따라서, 약 60%의 환원당(RS)이 8개월의 발효 동안 산화되어, 건조 중량(DW)이 18.3%(VG-BF)에서 7.4(VG-AF)%로 이동하였다. 발효 기간이 길어지면 RS 분해율이 높아질 수 있다
본 발명은 또한 다음의 구현예들에 관한 것이다:
1. 담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
- 담배 재료를 제공하는 단계
- 상기 담배 재료를 발효시켜서 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 발효 단계는:
- 혐기성 조건 하에서 담배 재료를 인큐베이션(incubate)하는 단계;
- 다음 조건 중 적어도 하나가 충족될 때 상기 발효를 정지시키는 단계를 포함하는, 방법:
- 락트산의 함량은 상기 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 바람직하게는 80배 초과임,
- 환원당의 함량은 상기 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 더 바람직하게는 0.2 미만, 더 바람직하게는 0.1 미만임,
- 인돌-3 락트산의 함량은 상기 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과임,
- 카페인산의 함량은 상기 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과임.
- 퀸산의 함량은 상기 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임,
- 아스파라긴의 함량은 상기 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만임,
- 글루타민의 함량은 상기 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만임,
- L-오르니틴의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과임,
- L-류신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임,
- L-리신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과임,
- 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400 초과임, 여기서 상기 발효 지수는 상기 처리된 담배 재료 내의 상기 락트산의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 상기 락트산의 함량 사이의 비율을 상기 처리된 담배 재료 내의 상기 환원당의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 상기 환원당의 함량 사이의 비율로 나누어서 얻어짐.
2. 구현예 1에 있어서, 상기 담배 재료 내의 적어도 하나의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신의 초기 함량, 또는 발효 지수를 측정하기 위한 초기 측정 단계를 추가로 포함하는, 방법.
3. 구현예 1 또는 2에 있어서, 상기 발효 단계 동안 상기 담배 재료 내의 적어도 하나의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민 또는 L-류신, 또는 L-리신의 함량, 또는 발효 지수를 측정하기 위한 측정 단계를 추가로 포함하는, 방법.
4. 구현예 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 담배 재료가 다크 담배를 함유하는 경우, 다음 조건 중 적어도 하나가 충족될 때 상기 발효를 정지시키는 것이 제공되는, 방법: 2,3 부탄디올의 함량은 상기 담배 재료 내의 2,3 부탄디올의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과임, 또는 디아세틸의 함량은 상기 담배 재료 내의 디아세틸의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과임.
5. 구현예 4에 있어서, 상기 발효 전에 상기 담배 재료 내의 상기 2,3 부탄디올 또는 디아세틸의 초기 함량을 측정하여 상기 담배 재료 내의 2,3 부탄디올 또는 디아세틸의 초기량을 각각 수득하기 위한 초기 측정 단계를 추가로 포함하는, 방법.
6. 담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
- 담배 재료를 제공하는 단계
- 상기 담배 재료를 발효시켜서 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 발효 단계는:
- 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하되, 상기 발효 단계 동안, 상기 담배 재료에 1000kg/m2 내지 15000kg/m2, 바람직하게는 3000kg/m2 내지 12000kg/m2, 보다 바람직하게는 5000kg/m2 내지 10000kg/m2에 포함된 압력을 인가하는 것이 제공되는, 방법.
7. 담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
- 담배 재료를 제공하는 단계
- 상기 담배 재료를 발효시켜서 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 발효 단계는:
- 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하고, 여기서 적어도 1개월, 바람직하게는 적어도 2개월, 보다 바람직하게는 적어도 4개월, 보다 바람직하게는 적어도 6개월, 보다 더 바람직하게는 적어도 8개월, 바람직하게는 적어도 10개월, 보다 바람직하게는 적어도 12개월의 발효 시간 동안 상기 발효 단계를 계속하는 것이 제공되는, 방법.
8. 담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
- 담배 재료를 제공하는 단계
- 상기 담배 재료를 발효시켜서 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 발효 단계는:
- 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하되, 상기 발효 단계 동안, 21℃ 내지 35℃, 바람직하게는 25℃ 내지 31℃에 포함된 상기 담배 재료의 온도를 유지하는 것이 제공되는, 방법.
9. 구현예 1 내지 8 중 어느 하나의 방법에 따라 수득된 담배 재료.
10. 다음 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 담배 재료:
- 상기 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 더 바람직하게는 80배 초과인 양의 락트산.
- 상기 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 더 바람직하게는 0.2 미만, 더 바람직하게는 0.1 미만인 양의 환원당,
- 상기 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과인 양의 인돌-3 락트산.
- 상기 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과인 양의 카페인산,
- 상기 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과인 양의 퀸산,
- 상기 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만인 양의 아스파라긴,
- 상기 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만인 양의 글루타민,
- L-오르니틴은 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과임,
- L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과인 양의 L-류신,
- L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과인 양의 L-리신,
- 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400 초과이고, 여기서 상기 발효 지수는 상기 담배 재료 내의 락트산의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 락트산의 함량 사이의 비율을 상기 담배 재료 내의 환원당의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 환원당의 함량 사이의 비율로 나누어서 얻어짐.
11. 선행하는 구현예에 있어서, 상기 담배 재료는 처리된 담배 재료를 얻기 위해 상기 담배 재료를 발효시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 얻어지고, 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하는, 담배 재료.
12. 총 건조 중량 기준으로 적어도 20mg/g, 바람직하게는 적어도 50mg/g, 보다 바람직하게는 적어도 60mg/g의 락트산을 포함하는 담배 재료.
13. 담배 재료로서,
o 총 건조 중량 기준으로 3% 미만의 총 환원당, 및/또는
o 총 건조 중량 기준으로 300mg/kg 미만의 아스파라긴/킬로그램을 포함하는, 담배 재료.
14. 총 건조 중량 기준으로 70mg/kg 미만의 글루타민을 포함하는, 담배 재료.
15. 총 건조 중량 기준으로 10000mg/kg 초과의 총 유리 아미노산을 포함하는, 담배 재료.
16. 총 건조 중량 기준으로, 적어도 1μg/g, 바람직하게는 적어도 2μg/g, 보다 바람직하게는 적어도 2.5μg/g의 인돌-3 락트산을 포함하는, 담배 재료.
17. 구현예 19 내지 구현예 27 중 어느 하나에 있어서, 상기 담배 재료는 경화되는, 담배 재료.
18. 구현예 19 내지 구현예 28 중 어느 하나에 있어서, 상기 담배 재료는 분쇄되는, 담배 재료.
19. 구현예 9 내지 구현예 18 중 어느 하나에 따른 상기 담배 재료의 총 건조 중량 기준으로 약 2.5중량% 내지 총 건조 중량 기준으로 100중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 4중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약10 중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 20중량%를 함유하는 담배 재료를 포함하는 에어로졸 발생 물품.
락트산의 총 건조 중량 기준으로 적어도 5mg/g, 바람직하게는 10mg/g을 함유하는 담배 재료를 포함하는 에어로졸 발생 물품.
Claims (13)
- 담배 재료를 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
담배 재료를 제공하는 단계;
상기 담배 재료를 발효시켜서 발효 담배 재료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 발효 단계는:
혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션(incubate)하는 단계;
다음 조건 중 적어도 하나가 충족될 때 상기 발효를 정지시키는 단계를 포함하는, 방법:
- 락트산의 함량은 상기 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 바람직하게는 80배 초과임,
- 환원당의 함량은 상기 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 더 바람직하게는 0.2 미만, 더 바람직하게는 0.1 미만임,
- 인돌-3 락트산의 함량은 상기 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과임,
- 카페인산의 함량은 상기 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과임,
- 퀸산의 함량은 상기 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임,
- 아스파라긴의 함량은 상기 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만임,
- 글루타민의 함량은 상기 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만임,
- L-오르니틴의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과임,
- L-류신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과임,
- L-리신의 함량은 상기 담배 재료 내의 L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과임,
- 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400 초과임, 여기서 상기 발효 지수는 상기 처리된 담배 재료 내의 상기 락트산의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 상기 락트산의 함량 사이의 비율을 상기 처리된 담배 재료 내의 상기 환원당의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 상기 환원당의 함량 사이의 비율로 나누어서 얻어짐. - 제1항에 있어서, 상기 담배 재료 내의 적어도 하나의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민, 또는 L-류신, 또는 L-리신의 초기 함량, 또는 발효 지수를 측정하기 위한 초기 측정 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발효 단계 동안 상기 담배 재료 내의 적어도 하나의 락트산, 또는 환원당, 또는 인돌-3 락트산, 또는 퀸산, 또는 카페인산, 또는 L-오르니틴, 또는 아스파라긴, 또는 글루타민 또는 L-류신, 또는 L-리신의 함량, 또는 발효 지수를 측정하기 위한 측정 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담배 재료가 다크 담배를 함유하는 경우, 다음 조건 중 적어도 하나가 충족될 때 상기 발효를 정지시키는 것이 제공되는, 방법: 2,3 부탄디올의 함량은 상기 담배 재료 내의 2,3 부탄디올의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과임, 또는 디아세틸의 함량은 상기 담배 재료 내의 디아세틸의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과임.
- 제4항에 있어서, 상기 발효 전에 상기 담배 재료 내의 상기 2,3 부탄디올 또는 디아세틸의 초기 함량을 측정해서 상기 담배 재료 내의 2,3 부탄디올 또는 디아세틸의 초기량을 각각 수득하기 위한 초기 측정 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 발효 단계 동안, 상기 담배 재료에 1000kg/m2 내지 15000kg/m2, 바람직하게는 3000kg/m2 내지 12000kg/m2, 보다 바람직하게는 5000kg/m2 내지 10000kg/m2에 포함된 압력을 인가하는 것이 제공되는, 방법.
- 제1항에 있어서, 적어도 1개월, 바람직하게는 적어도 2개월, 보다 바람직하게는 적어도 4개월, 보다 바람직하게는 적어도 6개월, 보다 더 바람직하게는 적어도 8개월, 바람직하게는 적어도 10개월, 보다 바람직하게는 적어도 12개월의 발효 시간 동안 상기 발효 단계를 계속하는 것이 제공되는, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 발효 단계 동안, 21℃ 내지 35℃, 바람직하게는 25℃ 내지 31℃에 포함된 상기 담배 재료의 상기 온도를 유지하는 것이 제공되는, 방법.
- 담배 재료로서,
a) 다음 화합물 중 적어도 하나:
- 상기 담배 재료 내의 락트산의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과, 더 바람직하게는 50배 초과, 더 바람직하게는 70배 초과, 더 바람직하게는 80배 초과인 양의 락트산.
- 상기 담배 재료 내의 환원당의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 보다 바람직하게는 0.2 미만, 보다 바람직하게는 0.1 미만인 양의 환원당,
- 상기 담배 재료 내의 인돌-3 락트산의 초기량의 5배 초과, 바람직하게는 10배 초과, 바람직하게는 20배 초과인 양의 인돌-3 락트산.
- 상기 담배 재료 내의 카페인산의 초기량의 4배 초과, 바람직하게는 10배 초과인 양의 카페인산,
- 상기 담배 재료 내의 퀸산의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과인 양의 퀸산,
- 상기 담배 재료 내의 아스파라긴의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만, 바람직하게는 0.3 미만인 양의 아스파라긴,
- 상기 담배 재료 내의 글루타민의 초기량의 0.5 미만, 바람직하게는 0.4 미만인 양의 글루타민,
- L-오르니틴은 상기 담배 재료 내의 L-오르니틴의 초기량의 10배 초과, 바람직하게는 50배 초과, 바람직하게는 100배 초과임,
- L-류신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 4배 초과인 양의 L-류신,
- L-리신의 초기량의 2배 초과, 바람직하게는 6배 초과인 양의 L-리신,
- 발효 지수는 50 초과, 바람직하게는 100 초과, 더 바람직하게는 250 초과, 더 바람직하게는 400초과이고, 여기서 상기 발효 지수는 상기 담배 재료 내의 락트산의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 락트산의 함량 사이의 비율을 상기 담배 재료 내의 환원당의 함량과 상기 비-발효 담배 재료 내의 환원당의 함량 사이의 비율로 나누어서 얻어짐; 또는
b) 총 건조 중량 기준으로 300mg/kg 미만의 아스파라긴; 또는
c) 총 건조 중량 기준으로 70mg/kg 미만의 글루타민; 또는
d) 총 건조 중량 기준으로 10000mg/kg 초과의 총 유리 아미노산; 또는
e) 총 건조 중량 기준으로 적어도 1μg/g, 바람직하게는 적어도 2μg/g, 더 바람직하게는 적어도 2.5μg/g의 인돌-3 락트산,을 포함하는, 담배 재료. - 제9항에 있어서, 상기 담배 재료는, 혐기성 조건 하에서 상기 담배 재료를 인큐베이션하는 단계를 포함하는, 처리된 담배 재료를 얻기 위해 상기 담배 재료를 발효시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 얻어지는, 담배 재료.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 담배 재료는 경화되는, 담배 재료.
- 제9항 내지 제11항 중 하나 이상에 있어서, 상기 담배 재료는 분쇄되는, 담배 재료.
- 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 상기 담배 재료의 총 건조 중량 기준으로 약 2.5중량% 내지 총 건조 중량 기준으로 100중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 4중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 10중량%, 바람직하게는 총 건조 중량 기준으로 적어도 약 20중량%를 함유하는 담배 재료를 포함하는 에어로졸 발생 물품.
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