CN1384714A - 在烟草产品加工期间测定和去除有害毒素的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于连续分析(160)并从烟草中去除毒素(410)的方法和***。产品,如被霉菌毒素,尤其是黄曲霉毒素和苯并芘及其前体污染的烟草接受处理,通常是在溶剂介质中,从而去除烟草中的毒素污染。举例来说,通过免疫抗体紫外荧光分析对从洗涤溶剂(150)中洗脱的所有有害毒素进行连续监测(160)。质量控制过程确保在进一步加工前从烟草中去除有害毒素。萃取溶剂流和二次添加物(readditive)的净化确保溶剂或二次添加物的安全的再用或处置。

Description

在烟草产品加工期间测定和去除有害毒素的方法和***
技术领域
本发明涉及改良的方法和装置，它们用于检测并去除在烟草和烟草产品中发现的有害毒素，如霉菌毒素和苯并芘(BZP)，从而确保产品对人的附用(association)和/或消费而言是安全的。更具体地说，本发明涉及在人附用、消费及使用的烟草的加工过程中，连续检测、监测和去除有害霉菌毒素，特别是，但不限于黄曲霉毒素和苯并芘及其前体的新的方法和装置。另外，该新的方法和装置抑制烟草和烟草产品中有害毒素的产生，并连续监测和从来自加工烟草的溶剂和气体流出物流中去除这些毒素。
背景技术
至少早自二十世纪八十年代，对公众安全不断增加的关心导致烟草加工商和精炼者们试图降低香烟中的焦油含量。正是这种对消费者安全的关心导致在烟草处理领域研究生产具有低焦油含量的再配方烟草。授予Stuhl等人的美国专利4,944,316，题为“Process forTreating Tobacco and Similar Organic Materials(处理烟草和类似有机材料的方法)”。
但是，据信烟草公司所倡导的安全仅在最近才对最强力的致癌物质：霉菌毒素引起关注。霉菌毒素的一类，通常称为黄曲霉毒素，是人类已知的最强力的致癌物质之一。Eaton，David L.和John D.Groopman，The Toxicology of Aflatoxins，Academic Press，New York，1994。据估计黄曲霉毒素比苯并芘的致癌能力强200多倍，是公认的烟草烟雾中的致癌物质。此外，某些种类的苯并芘预处理同增加黄曲霉毒素的生物活性有关。Ma，Xinfang，Jacqueline A.Gibbons和John G.Babish，“Benzo[e]pyrene Pretreatment of Immature，FemaleC57BL/6J Mice Results in Increased Bioactivation of Afilatoxin B1 inVitro(未成熟雌性C57BL/6J小鼠的苯并芘预处理导致黄曲霉毒素B1体外生物活化的增加)”，Toxicology Letters，1991，第59卷，第51-58页。
另外，已证明黄曲霉毒素是完全的免疫抑制剂。Denning，D.W.，“Aflatoxin and Outcome from Acute Lower Respiratory Infection inChildren in the Philippines(菲律宾儿童中的黄曲霉毒素和急性下呼吸道感染的后果)”，Annals of Tropical Paediatrics，1995，第15卷，第209-216页。当使人暴露于黄曲霉毒素时，人免疫缺陷病毒(HIV)的滴度增加400％。Yao，Yan，Amy Hoffer，Ching-yi Chang和AlvaroPuga，“Dioxin Activates HIV-1 Gene Expression by an Oxidative StressPathway Requiring a Functional Cytochrome P450 CYP1A1 Enzyme(二氧芑通过氧化需要功能细胞色素P450 CYP1A1酶的压迫途径刺激HIV-1基因表达)”，Environmental Health Perspectives，1995年3月，第103卷，第366-371页。
黄曲霉毒素的效力通过它作为化学试剂之一出现在***化学武器兵工厂中而被进一步阐释。参见Anthony H.Cordesman的题为“Weapons of Mass Destruction in Iraq(***的大面积杀伤性武器)”的研究(1996年11月14日)，Anthony H.Cordesman是战略和国际研究中心的中东计划署的副主任。
已经观察到在暴露于黄曲霉毒素的实验动物中发现的许多肿瘤类型与在吸烟者中发现的肿瘤类型相同。众所周知，烟草的使用与许多癌症发病率的增加有关，通常的癌症有肺癌、食道癌、口腔癌、咽喉癌、胃癌、结肠癌、肾癌、膀胱癌和乳腺癌，以及其它癌症。烟草中霉菌毒素，如黄曲霉毒素的存在可能是与吸烟直接和间接相关的癌症的高发病率的原因。Dvorackova，Ivana，M.D.“AflatoxinInhalation and Alveolar Cell Carcinoma(黄曲霉毒素吸入与肺泡细胞癌)”，British Medical Journal，1976年3月20日，第691页。E1-Maghraby，O.M和M.A.Abdel-Sater，“Mycoflora and Natural Occurrence ofMycotoxins from Cigarettes in Egypt(在埃及的霉菌区系与来自香烟的霉菌毒素的天然出现)”，Zentralblatt fur Mikrobiologie，1993，第148卷，第4期，第253-264页。
除了在直接吸烟中黄曲霉毒素的存在对吸烟者有危险之外，在间接吸烟时黄曲霉毒素可能有特别的危害。黄曲霉毒素，即二氢苯并呋喃和苯并芘都是芳族杂环化合物，这意味着它们相对稳定。因此，尽管通过在一端吸入，烟草中存在的一些黄曲霉毒素可能在香烟点燃时产生的燃烧温度被燃烧，但是已证明黄曲霉毒素在某些吸烟条件下，尤其是在燃烧着的烟空着的时候仍能在燃烧过程中存留。Lofroth，Goran和Yngve Zebuhr，“Polychlorinated Dibenzo-p-dioxins(PCDDs)and Dibenzofurans(PCDFs)in Mainstream and SidestreamCigarette Smoke(香烟烟雾主流和副流中的多氯化的二苯并-p-二氧芑(PCDD)和二苯并呋喃(PCDF))”，Bulletin of EnvironmentalContamination Toxicology，1992，第48卷，第789-794页。因为间接吸烟通常是在比直接吸烟更低的温度燃烧，所以大量黄曲霉毒素可能在间接吸烟中未遭破坏，从而将环境危险带给其他人。在至少一项研究中表明，被动或间接吸烟与学龄前儿童急性中耳炎的重复发生有关。Collet，J.P.，等，“Parental Smoking and Risk of Otitis Mediain Pre-school Children(父母吸烟与学龄前儿童中中耳炎的危险)”，Canadian Journal of Public Health，1995年7-8月，第86卷，第4期，第269-273页。
吸入受黄曲霉毒素污染的直接或间接烟雾可能无意中增加了这样暴露的个体中的HIV滴度；举例来说，对于携带HIV的妊娠妇女，这样就增加了感染其后代的机会。Yao，Yan(见上)，以及Vlahov，David博士等，“Prognostic Indicators for AIDS and Infectious DiseaseDeath in HIV-Infected Injection Drug Users：Plasma Viral Load andCD4+ Cell Count(HIV感染的注射药物的使用者中AIDS和传染病死亡的预兆指示：血浆病毒负载和CD4+细胞数目)”，JAMA，1998年7月7日，第279卷，第1期，第35-40页。
这些潜在的健康危害是由曲霉菌属和青霉菌属，以及其它菌属产生的，而且至少从二十世纪六十年代就已知它们存在于烟草和烟草产品中。Pattee，Harold E.，“Production of Aflatoxins by Aspergillusflavus Cultured on Flue-Cured Tobacco(由在烤烟上培养的黄曲霉菌产生黄曲霉毒素)”，Applied Microbiology，1969年11月，第18卷，第952-953页；Welty，R.E.，G.B.Lucas，J.T.Fletcher和H.Yang，“Fungi Isolated from Tobacco Leaves and Brown-Spot Lesions Beforeand After Flue-Curing(在热风管处理前后，从烟叶分离的真菌与褐斑损伤)”，Applied Microbiology，1968年9月，第16卷，第1309-1313页；Hamilton，P.B.，G.B.Lucas和R.E.Welty，“Mouse Toxicity ofFungi of Tobacco(烟草真菌的鼠毒性)”，Applied Microbiology，1968年10月，第18卷，第570-574页；以及Welty，R.E.和G.B.Lucas，“Fungi Isolated from Flue-Cured Tobacco at Time of Sale and AfterStorage(在销售时及贮存后从烤烟中分离的真菌)”，AppliedMicrobiology，1969年3月，第17卷，第360-365页。但是直到现在，黄曲霉毒素的显著和潜在的健康危害却没有被烟草工业考虑。在1997年授予Subbiah的题为“Method of Inhibiting Mycotoxin Production(抑制霉菌毒素产生的方法)”的美国专利5,698,599中，公开了一种抑制烟草中霉菌毒素产生的方法，该专利转让给R.J.Reynolds TobaccoCompany。
在农业饲料和食品中，通常监测并控制霉菌毒素，尤其是黄曲霉毒素，以使它们的影响最小化。目前食品和药品管理局(FDA)规定禁止使用黄曲霉毒素的水平超过20ppb的黄曲霉毒素污染的玉米和谷类。相似的规则适用于其它霉菌毒素。但是，由于FDA缺乏权力，对咀嚼烟草产品和吸食烟草产品，目前都没有规则给出在烟草产品中这些毒素的可允许水平。目前，没有规则监督来确保公众消费的烟草和烟草产品的霉菌毒素，如黄曲霉毒素和苯并芘得到适当的筛选和处理。而且，也没有公开可获得的信息表明烟草工业正在采取适当的措施，监测、处理并从烟草及烟草产品中去除这些强力的毒素。
处理烟草从而降低这些有害毒素十分重要。监测生产过程从而确保连续的降低同等重要。不能适当地监测、处理并去除这些有害毒素可能导致它们在烟草和烟草产品中继续存在，从而伴随着负面的公众健康结果。
现有技术烟草处理方法不能完全认知或注意烟叶上的霉菌毒素(如黄曲霉毒素)的影响，因此，现有技术方法不能适当地监测或处理毒素。目前香烟生产中使用的再配方和重构方法似乎是模拟许多已知的从农产品中去除霉菌毒素，尤其是黄曲霉毒素的方法。授予Chapman的题为“Method for Detoxifying Foodstuffs(食品去毒方法)”的美国专利5,082,679；授予Thomasson等人的题为“TobaccoReconstitution Process(烟草重构方法)”的美国专利4,962,774；授予White等人的题为“Process for Increasing Filling Capacity of Tobacco(增加烟草充填能力的方法)”的美国专利4,531,529；以及授予Yano等人的题为“Method for the Removal of Aflatoxin from Cereals，OilSeeds and Feedstuffs(从谷类食品、产油种子和饲料中去除黄曲霉毒素的方法)”的美国专利4,055,674。但是，这些方法并没有公开连续测定并处理在制(in-process)烟草，从而确保从烟草及烟草终产品中充分去除并连续降低有害毒素，如霉菌毒素和苯并芘的方法。
发明内容
本发明的普遍目的是提供新的方法和***，它们使烟草中的对公众健康有负面影响的毒素最少化。
本发明的另一普遍目的是提供新的方法和***，它们抑制烟草产品中有害毒素的产生并大大降低毒素水平。
本发明的另一普遍目的是提供新的方法和***，它们用于在烟草产品加工过程中连续分析并处理有害毒素。
本发明的另一普遍目的是提供新的方法和***，它们用于在烟草加工过程中连续监测多种有害毒素从而检测并去除具有不可接受的高毒素水平的在制品。
本发明的另一普遍目的是提供新的方法和***，它们可以用于多种烟草产品，对这些烟草产品来说，微生物毒素检测和去除是期望或需要的。
本发明的具体目的是在人及动物消费和使用的烟草的加工过程中连续测定和分析并从烟草中去除有害毒素，如霉菌毒素和苯并芘。
本发明的另一具体目的是提供新的方法和***，它们用于连续测定和分析并从溶剂、气体萃取流和其它加工步骤中去除有害毒素。
本发明的另一具体目的是提供新的方法和***，它们用于在加工前处理烟草，从而抑制有害毒素的产生并监测和确保在终产品中不存在有害水平的毒素。
本发明的另一具体目的是提供新的方法和***，它们用于从烟草加工溶剂或气体流出物流中去除有害毒素，以使无毒素的溶剂或气体对再用或处置而言是安全的。
本发明的另一具体目的是提供新的方法和***，它们用于使烟草就有害毒素的产生和再形成而言是惰性的。
试图实现至少一些前述目的的本发明的优选实施方案包括用于在香烟生产厂中贮存、处理并加工烟草的方法和***。有害毒素的产生得以抑制，存在的有害毒素得到连续监测、检测并去除。本发明提供通过将产品与溶剂接触而在在制品中连续测定并处理毒素的方法和***。萃取溶剂并测定其毒素含量。如果测定的毒素含量超过预定的毒素水平，则将在制品再次与溶剂接触。重复溶剂接触、萃取和测定步骤，直到测定的毒素含量低于预定的有害毒素水平。
在本发明的一个优选实施方案中，在制品为用于人及动物消费和使用而设计，如烟草。毒素为霉菌毒素，特别是黄曲霉毒素，或者苯并芘及其前体。本方法和***进一步包括矫正(remediate)萃取的溶剂以去除有害毒素以及再用矫正的溶剂。有利地，测定通过下列方法进行：色谱，包括高压液相色谱(HPLC)、反相液相色谱、薄层色谱、吸附色谱、免疫亲和色谱、气相色谱；酶联免疫吸附测定(ELISA)、荧光免疫测定、放射免疫测定；光谱，包括质谱、红外光谱、拉曼光谱、填充池(packed-cell)荧光光谱；聚合酶链反应(PCR)、超临界流体萃取、生物发光、化学发光，以及它们的组合。荧光免疫测定是目前用于测定烟草中黄曲霉毒素的优选的最好方式。
该方法和***监测的毒素含量低于300ppb，特别地低于20ppb，而且更特别地低于0.5ppb。该方法和***还处理在制品以抑制毒素的产生和再形成。有利地，在加工前，在制品用用以消毒的辐射处理；用惰性气体环境处理；或者用用以抑制毒素产生的不产毒的真菌孢子处理。
在另一实施方案中，该方法包括加热在制品，收集和分析从加热的产品中发射出的蒸汽，从而确定产品中的毒素含量。为了消除严重污染的产品，将毒素含量高于300ppb的产品与毒素含量低于300ppb的产品分离。
该方法和***检测在制品中的毒素污染并分离污染的产品。输送装置用于将在制品输送到保留在制品以被紫外线照射的装置。检测器装置检测从被紫外线照射的在制品发射出的指示毒素含量的荧光。优选地，计算机装置可以用来控制保留装置，使之在没有检测到荧光时，保留产品以进一步加工，而当检测到指示毒素的荧光时释放产品。
附图说明
从下面的优选实施方案的详细描述中，结合附图，本发明的其它目的和优点将变得清楚，其中：
图1是代表本发明的一个实施方案的加工步骤的示意性流程图。
图2是实施本发明的加工方法的代表性装置的示意图。
图3是实施本发明的方法的另一代表性装置的示意图。
图4是实施本发明的方法的又一代表性装置的示意图。
图5是实施本发明的方法的又一代表性装置的示意图。
图6显示用于实施本发明的方法的连续测定装置的一个实施方案。
图7显示用于实施本发明的方法的连续测定装置的另一实施方案。
具体实施方式
本发明的方法和***提供在终产品，如烟草产品中含有最少量的有害毒素，如霉菌毒素和苯并芘的产品。本发明的方法和***特别适于烟叶。烟草条(tobacco strip)、烟丝、块状烟草(diced tobacco)、烟草碎屑(tobacco rag)、烟草植物萃取物、烟草烟碱萃取物，或任何其它基于烟草的产品都包含在本发明的范围内。
本文使用的术语“烟草”和“烟草产品”意指所有准备给人和动物消费、附用和/或使用的烟草以及基于烟碱的产品，它们可能被产生毒素的微生物污染物，特别是免疫抑制毒素和致癌毒素所污染。术语“在制品”意指任何给人和动物消费或使用的将被加工或正在被加工的产品或商品。术语“严重污染的产品”(grossly contaminatedproduct)意指任何基于目测检查、紫外线照射、湿度测定，或者任何其它常规检查发现被污染，而污染又不能在实践中被去除或处理的产品。术语“毒素”和“有害毒素”包括霉菌毒素，如黄曲霉毒素、赭曲毒素，它们由赭曲霉菌产生而且都是肾毒素和肺癌促进剂、玉米烯酮(zearealone)，由真菌种镰刀菌产生的***致癌物质，它特别被公认污染烟草，以及其它被公认为由取决于微环境而存在于烟草中的许多真菌产生的霉菌毒素；和已知存在于烟草中的至少40种其它致癌物质，原型是苯并芘；以及其它化合物，如烟草特异性的亚硝胺类，亚硝胺类可以通过光学荧光镜在溶剂流中检测，因而可以用处理方法去除。
在其最宽的方面，本发明通过抑制有害微生物，特别是植物致病真菌的产生，以及连续监测并从产品，如烟草中去除污染，而降低烟草和烟草产品中的污染，烟草容易受产生毒性代谢物，称为霉菌毒素和其它有害毒素的植物致病真菌的污染。在生产过程的每个阶段，包括贮存、预处理和实际加工成终产品的阶段降低污染。重要的是霉菌毒素如黄曲霉毒素、单端孢菌毒素霉菌毒素、赭曲毒素、红色青霉毒素、展开青霉素、葡萄穗霉毒素(stachybotry)、T2毒素、柄曲菌素、基于镰刀菌属的毒素；苯并芘及其前体；以及其它在烟草和烟草产品中经常发现的毒素和污染物。
确定被严重污染的在制品从进一步加工中连续消除。处理产品以防止有害微生物的产生，并且在加工成用于人和动物消费和/或使用的产品期间，连续监测产品以去除已知的有害毒素。产品的生产前处理和生产后处理提供对微生物生长的附加防护，以及对溶剂和加工中使用的其它试剂的矫正，这就允许安全的再用或处置溶剂/试剂。
特别地，本发明的方法和***检测、监测并去除人们已知的霉菌毒素中最危险的一种：一类通常称之为黄曲霉毒素的毒素。该方法包括连续测定或测试来自加工商品的流出物流。以监测流出物流中的黄曲霉毒素水平。这种连续测定确保在终产品中存在最少量的有害毒素。本发明特别适用于烟草和诸如香烟的产品，因为它提供在烟草加工和生产设备中应用的连续监测和处理方法和***。
本发明还检测、监测并去除苯并芘及其前体。关于苯并芘，参见授予Tso的题为“Process for Treating Tobacco(处理烟草的方法)”的美国专利3,863,645。
现在看附图，特别是图1，其显示商品10，如未精制的烟草材料在加工前被处理从而抑制毒素产生11。将未精制的烟草放在贮存设备12中来熟化和干燥。熟化和干燥步骤通常在输送到生产设备以加工成终产品，如香烟生产设备前进行。烟草产品10在收获后可以用洗涤剂或其它适于清洗的溶液清洗以去除碎屑、杀虫剂、杀真菌剂等，并且放在输送装置中用γ射线、X射线或电子束以足以杀灭大多数微生物污染物的剂量照射。通常，使用在约1.5千戈(Kgys)或更低范围内的电子束照射，其能量在约0.5到约2.0Mev的范围内，穿透小于1cm厚的薄材料。1997年授予McFarland的题为“IrradiationMethod and Apparatus(辐射方法和装置)”的美国专利5,603,972公开了一种辐射方法和装置。该专利以及本文引用和/或讨论的所有参考文献均引入本文作参考。
或者，对较厚的产品使用20到30Kgys范围的γ射线。1994年授予Kent的题为“Method for Sterilizing Products with GammaRadiation(用γ射线消毒产品的方法)”的美国专利5,362,442公开了用γ射线消毒产品的方法，该专利也引入本文作参考。因为真菌孢子更能抵抗射线，50到75Kgys的剂量应该是有效的。作为对辐射的一种可替代的选择，产品10可以用适当的杀孢子组合物处理。授予Allen的题为“Method for Killing or Jnhibiting the Growth ofSporulating  Microorganisms  with Haloperoxidase-ContainingCompositions(用含卤代过氧化物酶的组合物杀灭或抑制形成孢子的微生物的方法)”的美国专利5,510,104公开了使用这种处理的一种方法，该专利引入本文作参考。
在此阶段分离严重污染的产品的步骤包括去除已知体积的产品10，并在进一步加工前称重。如果超过某种特定的阈值重量，那么产品中的水分可能过量，而且真菌含量可能增加。一般而言，仅当相对湿度超过约85％时，或当商品的水分含量超过约18％时，才发现黄曲霉毒素形成。Pattee，Harold E.，“Production of Aflatoxins byAspergillus Flavus Cultured on Flue-Cured Tobacco(通过在烤烟上培养黄曲霉菌产生黄曲霉毒素)”，Applied Microbiology，1969年11月，第18卷，第952-953页。因此，这种严重污染的产品可以在开始就被弃去。称重过程优选在连续输送装置上进行。
图2以图表形式显示用于处理产品10以抑制有害微生物产生(图1中的步骤11)的装置。产品10被放在适当的处理室200中，如熟化室中。产品10可能先前已经消毒或者以如上述讨论的其它方式被处理。提供预先包装的药筒210向室200注射不产毒的良性真菌孢子211。良性真菌孢子211的作用是用无害物种挤出产生有害毒素的微生物。通常在封闭的半气密室200内进行处理，但是熟化室也是可以的。授予Cotty的题为“Method for the Control or Prevention ofAflatoxin Contamination Using a Non-Toxigenic Strain of AspergillusFlavus(用不产毒的黄曲霉菌菌株控制或防止黄曲霉毒素污染的方法)”的美国专利5,294,442，以及授予Miller等人的题为“PackagedFungal Culture Stable to Long-Term Storage(对长期贮存稳定的包装真菌培养物)”的美国专利5,679,362公开了良性孢子生产装置，这些专利引入本文作参考。
在图2中，提供水汽源220，如置于旋转圆柱体上的潮湿海绵，使从真菌孢子药筒射出的孢子211成烟雾状散开，提供鼓风装置230，用来把来自药筒210的真菌孢子211吹向室200，以使良性真菌孢子211完全分散于整个室200和产品10中。提供用于孢子产生的水浴240和用于加热水浴装置240的加热装置250。如果期望或需要烟雾状分散的孢子的液体分布，可以提供雾产生装置(没有示出)，以提供用于分布于整个室200中的负载良性真菌孢子的雾。提供输送装置260，用来从室200输送产品10以进一步加工。
作为上面讨论的良性真菌孢子的替代物，室200可以具有用来在室内提供惰性气氛的氮气发生器(没有示出)。氮气发生器的一个实例具有能从空气中分离氮气的半透膜。其它氮气发生器在本领域已知，因此在这里不再详细讨论。授予Ward的题为“NitrogenGenerator Process for the Production of Low Volumes of High PurityNitrogen from Compressed Air(用于从压缩空气中生产小体积高纯氮气的氮气发生器方法)”的美国专利4,572,723公开了优选的氮气发生器的一个实例。在使用氮气，或者其它适当的惰性气体的情况中，室是密封，没有空气的，用来自氮气发生器的纯氮气，或者用其它适当的惰性气体代替空气。惰性气氛抑制和/或防止有害真菌毒素的产生。Pattee，Harold E.，“Production of Aflatoxins by Aspergillus FlavusCultured on Flue-Cured Tobacco(由在烤烟上培养的黄曲霉菌产生黄曲霉毒素)”，Applied Microbiology，1969，第18卷，第952-953页。优选地，将产品10贮存在密封的贮存容器中，该容器含有最小量，但最优基本上为零的量的氧气，以防止毒素形成。优选地，产品10被惰性气体包围，以抑制并防止其它毒素产生，惰性气体一般是，但不限于氮气，毒素产生的另一选择，可以如美国专利5,698,599(见上)所公开的那样处理产品10以抑制微生物产生，该专利引入本文作参考。
再看图1，其显示产品10被输送到生产设备13，如香烟生产设备，并优选地被加热20，举例来说，被蒸汽、红外辐射或者微波辐射加热。授予Lasch等人的题为“Method of and Apparatus forManipulating Bales of Condensed Tobacco Particles(用于操作浓缩的烟草颗粒包的方法和装置)”的美国专利5,139,035公开了加热烟草的方法，该专利引入本文作参考。对加热的烟草实施连续监测30，从而分析从产品10发射出的蒸汽的毒素含量。此处，可以使用气相色谱或气相/溶剂免疫抗体荧光分析，或者任何其它适当的分析技术来分析蒸汽。授予Stahr的题为“Method of Detecting Mold Toxin InfectedGrains(检测霉菌毒素感染谷物的方法)”的美国专利4,314,027公开了适当的分析蒸汽的方法，该专利引入本文作参考。
目前关于烟草产品中黄曲霉毒素污染没有准则，但是与吸烟和黄曲霉毒素的效力有关的所有癌症的发病率却在不断增加，本发明的方法和***充分降低这种致癌物的浓度，即，将霉菌毒素从在制品中基本上矫正。严重污染的产品，即产品被污染到不可能在实践中被净化的程度，被分离40，并且从进一步加工中去除，弃去或者进行适当的处置。授予Henderson等人的美国专利4,991,598，题为“Method of and Apparatus for Automatically Analyzing theDegradation of Processed Leaf Tobacco(自动分析加工烟叶的降解的方法和装置)”。保留能够被处理或有效加工的在制品50以进行进一步加工和处理。
尽管如上面所述，目前关于烟草中霉菌毒素污染没有准则，但是一些指导可以从关于其它农产品的霉菌毒素污染准则获得。举例来说，一些国家规章禁止黄曲霉毒素污染超过200到300ppb的食品和动物饲料，美国食品和药品管理局(FDA)目前禁止销售黄曲霉毒素污染超过20ppb的食品，而且当黄曲霉毒素的水平超过0.5ppb时用于人消费的奶也被禁止。但是，可以领会，总的来说，经验将告诉本领域技术人员何时霉菌毒素，特别是黄曲霉毒素的阈水平在危险水平之上，在该水平这些毒素不能被在实践中从产品中去除。换句话说，本领域技术人员知道何时商品被严重污染。
一旦在制品50可以接受进一步加工，其可以通过设计以挥发、蒸发、加热、冷冻干燥、辐射、湿润、溶剂化得以制备以加工60，或者在进一步加工开始前提供其它期望的处理。这种制备60的性质和程度取决于产品50和在进一步加工前被认为对产品50是期望或需要的处理。作为用于加工60的制备的一部分，优选地，单个产品50的片，即烟叶沉积70在输送装置上，以使最大量的产品50的表面暴露。制备60可以包括用锋利的刀具切割产品50、用往复式或带状锯子切割、用高能激光燃烧切面等，从而暴露在制品的最大表面。
在产品50沉积在输送装置70上之后，为了分离90未污染的在制品100和污染的在制品110，将产品50暴露80于紫外辐射下，详细的讨论如下。授予Hill，Jr.的美国专利4,866,283，题为“OpticalInspection of Food Products(食物产品的光学检验)”。
一般而言，黄曲霉毒素检测使用约362至约363nm范围的紫外辐射，但不限于这一范围。特别地，将黄曲霉毒素暴露于紫外辐射导致约425到450nm范围的荧光，这种荧光能在黑暗环境中用肉眼看到。相似地，其它霉菌毒素可以使用对特定霉菌毒素具有频率特异性的紫外辐射检测。通常我们知道，不同种类的霉菌毒素具有相关的激发-发射频率。使用它们的相关激发-发射频率检测这些霉菌毒素在本发明的范围内。另外，在烟草和烟草产品中出现的许多其它类型的有害致癌化合物也可以使用如表1所示的它们的激发-发射频率去除。
    表1 各种多核芳烃的激发-发射最大波长
多核芳烃 激发  发射
芘 331  384
菲 248  365
荧蒽 284  454
蒽 248  395
262  377
苯并(a)芘 378  400
苯并(a)蒽 282  385
苯并(c)菲 275  390
苯并(b)荧蒽 295  426
苯并(j)荧蒽 313  498
苯并(g，h，i)苝 295  415
甲基胆蒽 291  414
二苯(a，h)蒽 280  380
发射的荧光可以用诸如电子成像增强器、偶联有电荷偶合装置的增强器等装置检测。优选地，用于检测荧光的装置连接到计算机上，该计算机程序控制分离90污染的产品110和未污染的在制品100的其它装置。此处，可以被计算机控制的用于分离污染的产品的装置包括，但不限于摆动或伸长的扫臂装置，它将污染的产品扫入废物桶或扫到第二传输器上，第二传输器相对于第一输送装置以任何期望的角度和任何方向运动。另外，可以使用空气流将污染的产品分离到另一传输器上，并可以使用真空装置吸起污染的产品。
图3以方框图形式显示***300的优选实施方案，其用于将产品50暴露于紫外线并分离污染的产品110(图1中的步骤80和90)。装载装置310将在制品50输送到输送装置320上，输送装置320具有用于施加负气压的装置330，即吸入装置。产品50被保留在输送装置320上并在其上暴露于紫外辐射，紫外辐射来自具有特定频率的紫外光源340。紫外光源可以是能产生紫外线的激光。在一个实施方案中，激光可以是激光二极管。优选地，输送装置320由对紫外线光学透明的材料制成，以使产品50能从上到下地暴露于紫外线340下。计算机350控制气压装置330，以使当荧光检测器360检测到毒素污染时，气压装置330的气压反转；即成为鼓风装置，将污染的产品110从输送装置320吹到废品仓370中。荧光检测器360与计算机350相连，计算机350控制污染的材料和未污染的商品。未污染的在制品100保留在输送装置320上并被带走，进一步加工成终产品，如香烟。然而，污染的产品110被输送装置380从废品仓370带走以进行适当的处置。在***300的优选实施方案中，输送装置320是传送带或螺旋式输送器，或者任何其它适合的输送装置，该输送装置由对紫外线光学透明的透明材料制成。光学辐射容易穿透装置320，从而允许在产品50的上表面和下表面进行污染检测，因此提高了从生产线上选择并分离污染的产品的效率和准确度。也可以通过将在制品50吹到被期望的光学辐射照射的玻璃片上获得相似的结果。
当烟草露天贮存而且被雨淋湿时，容易受黄曲霉毒素污染。此处，有利地使用***300以使由光学透明的螺旋式输送器、螺旋钻或传送带传送的烟草连续暴露于具有特定频率的紫外辐射。
图4显示用于分类烟草(图1中的步骤80和90)的装置400，该装置具有光亮、透明的室410和用于将在制烟草输送到室410的输送装置401。室410中的多个通道420在底端具有开口421，用于重力分离污染的产品和未污染的产品。优选地，光学透明的室410中的通道420彼此平行，并且被最小距离分隔，以使室420中的在制品通过通道420时每个表面都暴露于来自具有特定频率的紫外光源430的紫外辐射。这种排列增强了对毒素污染的检测，并且确保污染的烟草不会不经检测而通过。优选地，将多个照射光纤和接收光纤440放在室410的透明板内，使元件400紧密并在光板间不需要庞大的紫外光源。与光纤光缆440连接的计算机450控制通道420的底部开口421将污染的产品排出到废品仓460中。输送装置470将未污染的产品传送出室410，优选地，为了去除或处理在前面的室410中未被检测到的任何毒素污染，以及抑制有害毒素的产生或再形成，将未污染的产品传送到另一个处理室480，用适当的处理气，例如氨(NH3)处理。如果期望或者需要，另一输送装置490将处理的产品传送出处理室480进行进一步的加工。
再看图1，其显示使用于去除毒素的溶剂120与在制品100接触并被搅动130。特别适用于本发明的溶剂包括含有添加以促进毒素分离的附加溶剂的水溶液，例如，酸、碱、油、洗涤剂、脂肪酸、酯、乳化剂；基于有机的溶剂，包括醚、乙醇、甲醇、氯仿、二氯甲烷；其它醇类、氨、漂白剂、过氧化氢、聚乙二醇、胺、甲胺、氢氧化物盐、***、臭氧；或者其它溶剂或溶液。引起毒素沉淀而分离的试剂，以及使毒素溶解的溶剂都被认为在本发明的范围内。在加工方案中，烟草加工溶剂以及用于萃取霉菌毒素，如黄曲霉毒素的溶剂非常多，而且在许多方面是相同的。举例来说，可以使用醇，特别是甲醇和乙醇。也可以使用卤代烃、醚和其它湿润剂。液态二氧化碳也可以作为溶剂被使用。
通过使在制品与适当的溶剂120接触并搅动130，分离污染物140和产品，然后在萃取溶剂150中去除作为悬浮液的毒素，霉菌毒素，特别是黄曲霉毒素被去除。通常，使产品100与适当的一种或多种溶剂接触，然后通过搅拌、摇动、接受超声空化，或任何其它相似的搅动过程，物理搅动混合物，以物理分离任何污染物和在制品。优选地，在处理前测试溶剂-产品混合物的毒素水平，然后接受间断或连续的超声空化(授予Lindner的美国专利5,498,431，题为“Decontamination and Detoxification of Cereals Contaminated withMycotoxins(霉菌毒素污染的谷物的净化和解毒)”)，以及紫外照射(授予Heller等人的美国专利5,194,161，题为“Materials and Methods forEnhanced Photocatalyzation of Organic Compounds with Palladium(用钯增强有机化合物光催化作用的材料和方法)”)，直到萃取溶剂150不再含有显著水平的毒素，这一点在下面将更详细地讨论。在制品的溶剂处理和萃取溶剂流的连续监测确保从在制品中消除未检测的极少量的污染物，因此确保终产品，如香烟不含有害毒素。
为了检测在处理前存在并保留在产品100中的毒素水平，连续监测160萃取溶剂流150中的毒素水平。举例来说，过滤从溶剂-产品混合物浆中萃取的溶剂流、使之澄清，或使之相对的光学透明，以使溶剂流然后能接受紫外辐射，尤其是监测黄曲霉毒素。授予Otto等人的美国专利4,285,698，题为“Analysis of Aflatoxins in Peanuts byHigh Pressure Liquid Chromatograph(用高压液相色谱分析花生中的黄曲霉毒素)”。优选地，为了清除溶剂中的其它污染物以使溶剂流中的黄曲霉毒素能被更好地检测，使溶剂流通过免疫亲和柱，或者粘土型过滤柱。Stubblefield，R.D.，J.I.Greer，O.L.Shotwell和A.M.Aikens，“Rapid Immunochemical Screening Method for Aflatoxin B1 inHumans and Animal Urine(对人和动物尿液中黄曲霉毒素B1的快速免疫化学筛选方法)”，JOAC，1991，第74卷，第530页。
可以使用许多替代分析技术来连续或间歇地监测毒素水平。这些测定技术包括，但不限于，高压液相色谱(HPLC)、反相液相色谱、薄层色谱、放射免疫测定(RIA)、抗体连接的RIA、ELISA、分光光度法、质谱、红外光谱、拉曼光谱、测定和传感器用的冷冻干燥配体-受体复合物、填充流动池(packed-flow cell)荧光液相色谱(PFCFLC)、抗体联接的免疫测定、吸附色谱、免疫亲和色谱、超临界流体萃取、生物发光、化学发光，以及其它测定技术。
优选地，用通过光纤装置传输和/或检测的具有期望波长的光学辐射照射萃取溶剂流150。此处，流出物流的连续分析包括利用光纤纤维或线缆来传输并接收用于毒素鉴定过程的光学辐射。照射装置可以位于距溶剂流毒素鉴别点距离很远处。有利地，如果需要或期望，光纤的使用允许多个波长的彼此非常邻近的光鉴别多种毒素，并且多个纤维束彼此相邻地放置。光纤可以被有利地缠绕到电光处理元件，以使入射光辐射被转换成电学模拟或数字数据流，然后数据被电学传输到计算机处理元件。此处，液态或气态流出物-溶剂流被在不同的特定频率下照射，并且反射的荧光辐射被传回中央计算机。优选地，使用设计用来标志毒素或其它不期望化学物质的预定水平的程序或算法来监测流出物流中的毒素水平是处于，还是超过预设水平。一旦给出过量毒素污染水平的警报，可以实行进一步的处理步骤，如果处理和毒素去除不能可靠地实现，就可能导致整匹产品报废。
再看图1，其显示提供了矫正萃取溶剂150中的污染物，这种溶剂用于萃取、处理，或者从在制品100中去除毒素。这些处理包括，但不限于酸化、氧化、还原、过氧化、氨化、加碱、稀释、微波辐射、核辐射、臭氧化、紫外辐射、加热、冷却、皂化、沉淀、冷凝、化学变化或者超声空化。
目前用于生产再配方的烟草产品的烟草加工包括一系列步骤，这些步骤被设计用来分离烟叶与某些药理学活性基质，尤其是烟碱。然后继续烟草加工步骤，而且烟草的某些成份，如香料和可能的致癌物质被萃取出来。接着进一步处理烟草产品，并且在某些场合，烟碱和/或其它萃取液可能被加回到几乎完成的产品中。优选地，如果需要，测试任何加回在制烟草的萃取液的毒素并处理。
由于黄曲霉毒素是致命的毒物，仅为去除它们而处理，而不知道处理前的污染水平以及处理后如何是不够的。本发明的方法和***处理流出溶剂流中的毒素和其它潜在的添加剂，作为质量控制措施，尤其是防止将污染物重新引入在制烟草中。当已知污染物水平时，矫正的溶剂，或者测试并处理的添加剂可以得以再用171，或者至少可以安全地处置172。此处，本发明的方法和***对流出物流中的毒素水平进行定量，从而间接示出保留在烟草中的毒素水平，特别是当溶剂分离具有极大亲和力的毒素和烟草时。为了矫正标识为毒素污染的溶剂流，计算机可以被编程来制定适当的处理方案，这些方案将被尽可能快速并经济地实行。本发明的方法和***继续处理直到溶剂流被认为是尽可能安全的。
为了防止毒素再形成，在接近在制品处理/生产过程的终点时，对其进行处理180，但不必作为最终步骤。已证明吸烟组合物的氨化降低生物活性。授予Michelson的美国专利3,631,865，题为“Smoking Composition of Reduced Toxicity and Method of MakingSame(降低毒性的吸烟组合物和制备其的方法)”。当加工的产品的pH在过程的最后改变时，毒素的重新形成通常发生。举例来说，可以添加气态或液态氨(NH3)来保护净化的烟草免于黄曲霉毒素再形成的二次污染。另外，有利地，加工的产品在含有惰性气体的密闭容器内包装，惰性气体如氮气，其防止毒素产生，或者氨(NH3)，其防止终产品中毒素的再形成。
图5以图表形式显示装置500，该装置用于连续测定流出溶剂流以及矫正溶剂流从而去除从在制品100中分离的有害毒素的污染(图1中的步骤160和170)。来自产品100的处理的流出溶剂被输送到溶剂测定装置501。
图6显示本发明的溶剂测定装置的一个优选实施方案，它具有连续移动的透明带600，透明带600中包括带有槽602的基底，槽602沿着带600纵向排列，举例来说，类似于35mm摄影胶片。授予Chateau的美国专利4,071,315，题为“Analytical Tape Medium(分析带介质)”。大量的霉菌毒素特异性抗体610提供在沿带600纵向伸展的基底601上。授予Grubb等人的美国专利4,168,146，题为“Immunoassay with Test Strip Having Antibodies Bound Thereto(使用连接有抗体的测试带的免疫测定)”。当带600暴露于连续的流出溶剂流中时，流出溶剂中存在的毒素粘附到带600上的对溶剂中的毒素特异性的抗体610上。举例来说，带600可以通过滴加溶剂、刷涂之而与流出溶剂接触，或者用其它方式使流出溶剂与带600接触。
在暴露于流出溶剂之后，带600优选地具有荧光探针620，荧光探针化学连接于毒素-抗体复合物，形成毒素特异性抗体荧光探针复合物630。授予Kleinerman的美国专利4,036,946，题为“Immunofluorometric Method for Measuring Minute Quantities ofAntigens，Antibodies and Other Substances(用于测定微量抗原、抗体和其它物质的免疫荧光方法)”。具有复合物630的带600暴露于紫外线640，紫外线波长对要鉴定的荧光复合物是特定的。发射出的辐射用检测器650测量并定量，有利地，检测器与计算机相连以对流出溶剂中的毒素，并因此对存在于在制品100中的毒素进行连续测定。产品100用溶剂再处理，直到毒素含量达到可接受的标准。此处，通过使用带600，可以同时和连续地测试在制品中的5到10种不同的毒素。有利地，为了验证带600被正确地暴露于流出物流中，在带600上提供对流出物流中的对照化学药品特异性的对照或导向抗体带(没有示出)。授予Hart等人的美国专利4,772,551，题为“Method and Test Kit for Detecting A Trichothecene Using NovelMonoclonal Antibodies(使用新的单克隆抗体检测单端孢菌毒素的方法和测试试剂盒)”，以及授予Dixon等人的美国专利4,835,100，题为“Method and Test Kit for Detecting an Aflatoxin B1 and G1 UsingNovel Monoclonal Antibodies(使用新的单克隆抗体检测黄曲霉毒素B1和G1的方法和测试试剂盒)”。
图7显示本发明的溶剂测定装置的另一优选实施方案，该装置具有连续溶剂测试装置700，装置700具有自动、连续移动的透明小池710；举例来说，用适当的方法从辊连续展开的小池或杯。提供入口装置711以将流出溶剂和其它下述测定试剂输送入小池710中。授予等Tiffany等人的美国专利3,763,374，题为“DynamicMultistation Photometer-Fluorometer(动态多站光度计-荧光计)”。通过光纤光缆730(授予Harte的美国专利3,992,631，题为“FluorometricSystem，Method And Test Article(荧光计***、方法和测试制品)”)传输产生紫外线的激光720以照射小池710中的例如，黄曲霉毒素特异性抗体涂布的珠740。毒素特异性抗体涂布的珠740可以用对任何待检测的毒素特异性的抗体涂布。使珠740与通过入口711引入小池710的流出溶剂接触。抗体珠-小池710优选地使用荧光探针，当这种荧光探针与特定毒素的抗体结合时，即使被分析的毒素不能很好地发出荧光或者根本不发荧光，它也将发出荧光。如果期望或者需要，可以使用促进剂，并且可以搅动、加热或者以其它方式处理小池710来增强测定灵敏度，也可以添加环糊精。Cepeda，A等，“Postcolumn Excitation of Aflatoxins Using Cyclodextrins in LiquidChromatography for Food Analysis(用于食品分析的液相色谱中使用环糊精的黄曲霉毒素的柱后激发)”，Journal of Chromnatography，1996，第721卷，第69-74页。
光纤装置730将由检测装置750，例如影像增强装置或增强器装置检测到的荧光辐射传输到电光计算机或评价元件760。如果使用由多个波长组成的光源，也可以使用滤光片来筛选出或消除不期望的光学辐射，使之不被传输到光学辐射计算机。优选地，使用透光的小池来容纳测试复合物，而且小池可以在自动测试装置中顺序移动。自动测试装置可以有利地使用圆形旋转盘来容纳样品，或者可以由移入测试区的连续测试孔的带组成。测试小池可以预装有毒素特异性抗体荧光探针复合物(TSAFPC)(Haugland，Richard P.，Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals，Sixth Ed.Molecular Probes，Inc.，Eugene，Oreg.，1996)，小池用针透的橡皮塞事先密封，或者就在测试溶剂样品之前，从入口装置711向测试小池装载毒素特异性抗体荧光复合物(TSAFPC)。小池的测试加料点(pointof testing loading，POTL)的优点是可以取决于预期的或怀疑的毒素及其存在量，用适当编程的计算机选择期望的测试。
可以将毒素特异性抗体荧光复合物(TSAFPC)涂布到各种大小的透明微球上，以获得最佳荧光，从而增强检测灵敏度。涂布有TSAFPC的微球可以在小池中使用，如上所述。或者，涂布有TSAFPC的微球可以固定到适当的基底上并以图6的上述方式使用。此外，作为另一实施方案，可以将涂布有TSAFPC的微球引入流动溶剂流中，被截流或筛桶式装置捕获，并用适当的光线照射，而且测定。授予Abu-Shumays等人的的美国专利4,181,853，题为“LiquidChromatography System With Packed Flow Cell For ImprovedFluorescence Detection(用于改善荧光检测的带有填充流动池的液相色谱***)”，以及授予Miller，Robert J.和James D.Ingle的美国专利5,322,799，题为“Observation Cell And Mixing Chamber(观测池和混合室)”。
另外，如果期望或需要，可以使用反射镜和滤光片来优化光纤检测元件的光辐射检测。该方法和***的另一特征涉及含溶剂的试管或小池710以及光纤照射光缆730和/或接收检测器750的定位，以优化光辐射。
再看图5，其显示在连续测定流出溶剂和定量溶剂中的毒素水平后，在装置500的处理室502中矫正溶剂。通过输入装置510提供处理气/溶剂，而且优选地，使用超声转换器/空化器装置520来促进流出溶剂的矫正。优选地，在处理室502中提供中性漂浮的钯，或者其它适当的催化剂涂布的球530来增强空化处理。此处，钯催化剂涂层的重量百分数在约0.001％至约3.0％的范围内。有利地，球体530的直径在约30至约100纳米的范围内。有利地，提供紫外光源540以进行流出溶剂的杀生物处理。此处，超过约10瓦/米2源540以进行流出溶剂的杀生物处理。此处，超过约10瓦/米2的紫外线是有效的杀生物剂，并增强毒素的催化降解。授予Heller等人的美国专利5,194,161(见上)公开了用钯增强有机化合物的光催化的材料和方法，该专利引入本文作参考。通常，通过使产品与基于氨的溶液或气体接触，而矫正农产品中的黄曲霉毒素污染物。授予Chapman的美国专利5,082,679(见上)。矫正之后，用另一测定装置503对矫正的流出溶剂进行再次测定，测定装置503优选是上述测定装置之一。如果期望或需要，出口装置550移走矫正的溶剂以进行进一步矫正，或者依需要用于再用或安全处置。
除了霉菌毒素以外，烟草至少还包含40余种其它致癌物质，它们的原型是苯并芘及其同族物(congener)，它们具有自身特定的激发-发射频率，并且可以据此进行检测和矫正。已知污染烟草的真菌是镰刀菌，它们产生玉米烯酮(zearealenone)，一种***致癌物质。赭曲霉菌可以产生称为赭曲毒素的霉菌毒素，它既是肾毒素又是肺癌促进剂。大量真菌取决于微环境存在在烟草中，而且已知许多能产生霉菌毒素。其它化合物，如烟草特异性亚硝胺，可以在溶剂流中用光学荧光镜检测，同样用处理方法去除它们。本发明的主要优点的小结
在阅读并理解以上的用于连续测定和消除毒素的方法和***的详细说明后，根据本发明的优选实施方案，获得本发明的方法和***的几个显著优点。
本发明提供新的方法和装置，它们用于在加工人和动物附用、消费和使用的烟草期间，通过连续检测、监测并去除有害的霉菌毒素，如黄曲霉毒素，以及苯并芘及其前体，检测并去除烟草和烟草产品中发现的有害毒素。该新的方法和装置抑制烟草和烟草产品中的霉菌毒素的产生，并连续监测和去除来自加工烟草产生的溶剂流和气体流出物流的有害毒素。这种连续分析和监测对于确保从烟草和烟草产品中充分去除和连续降低有害毒素以及确保产品对人消费的安全是必需的。
为了消除免疫抑制致癌物质而进行的烟草处理十分重要。监测烟草生产过程以确保连续降低同样重要。不能充分监测、处理并去除这些有害毒素可能导致它们继续存在于烟草和烟草产品中，并伴随对公众健康的负面影响。与现有技术方法相反，本发明的方法和***连续测定并处理在制烟草，从而确保从烟草和烟草终产品中充分去除并连续降低有害毒素。
为了确保加工的终产品，尤其是香烟，以及流出物流中不含危险水平的毒素，本发明的方法和***分析并验证烟草中以及加工萃取流中的多种毒素，处理并去除它们。本发明提供在制烟草溶剂流的光学荧光，结合其它验证性定性或定量测试，使光学荧光和传统上更确定的测试相关联，因此增加了有害毒素的检测和测定的准确度和灵敏度。举例来说，如果快速流动的溶剂流发出显著的特定毒素的荧光，则从溶剂流中抽出或萃取最少量的溶剂用下列技术进一步测试：高压液相色谱(HPLC)、反相液相色谱、薄层色谱、吸附色谱、免疫亲和色谱、ELISA、荧光免疫测定、气相色谱、质谱、红外光谱、拉曼光谱、填充池荧光光谱、放射免疫测定、聚合酶链反应(PCR)、超临界流体萃取、生物发光、化学发光，以及它们的任何组合。
在可供选择的灵活性和广泛的范围中提供多种毒素的检测，这一特征的优点是很多的。污染物的这种连续监测和测定提供不间断的净化处理的质量控制，确保终产品中有害毒素和其它污染物不上升到通常可接受的水平之上。也分析源于加工烟草的流出溶剂的毒素含量，并且在再用或处置前得到处理，从而降低、最小化或者消除毒素。
本方法和装置的固有灵活性和适应性提供对霉菌毒素，尤其是黄曲霉毒素、苯并芘及其前体，以及其它污染物，如杀虫剂、生体毒素或任何其它可能危害人或动物健康的不期望的毒素或试剂的连续或间歇的测定。特别关心的是吸烟者和吸入间接的或环境中的烟草烟雾的个体。为了去除这些污染物，烟草在加工时得到处理。用于加工烟草的溶剂、气体和其它加工试剂，以及烟草添加剂中的污染物水平得到连续监测和控制，从而给这些危险的污染物对人和动物安全造成的严重问题提供了全面、可靠的解决办法。作为解决这一问题全面的途径的一部分，处理接近处理过程终点的，但不必要是处于最后步骤的烟草产品，从而防止毒素在烟草中再形成。
没有试图列出用于连续测定并消除毒素的本方法和***的所有期望特征，但至少一些主要优点包括以下：在去除任何被过度污染的烟草之后，为了去除毒素，用适当的方法处理在制烟草，这些方法包括，但不限于溶剂浸渍、水浸渍、气化、用任何装置加热和冷却等。这些初始步骤消除严重污染(如果存在)，接着对萃取的气体、溶剂、液体、蒸汽和/或固体进行连续的毒素分析，从而提供在线质量控制。当处理烟草时，毒素水平得到连续和准确的监测，而且存在于烟草内或烟草上的有害毒素被去除、中和或者用其它方式从终产品中取走。在本发明的新的实施方案中，该同时质量控制监测***确保如果特定的加工步骤不足以去除毒素，可以重复进行该步骤，或者有问题的产品被弃去、再处理、再配方，或以其它方式修改，以使它达到保证安全的终产品所需的标准。
在对污染问题的全面和全程解决方案中，从各处理步骤中流出的溶剂、气体和蒸汽被进一步处理，以从流出物流中去除危险毒素，这样这些溶剂、气体和蒸汽可以安全地再用而不会二次污染产品，或者如果期望，它们被安全地处置而不将有害毒素释放入废水流中。这种净化方法包括，但不限于，通过任何装置进行的酸化、氨化、皂化、辐射、蛋白水解、臭氧化、空化、声致发光、沉淀、碱化、化学中和，也不排除加热、冷却、冷冻或高温分解，以及其它。
本方法和***分析并处理二次添加到在制烟草中的物质，以使它们不会无意中将有害毒素引回净化且再配方过的产品中。目前的烟草再配方技术包括早期加工步骤中去除萃取液、香料、烟碱等，然后在接近加工过程终点时以二次添加剂的形式将它们加回烟草中。这些添加剂，像用于清除和萃取毒素的溶剂，接受相同的连续或间歇的毒素取样，并且通过相似的方式清除毒素污染，但不限于以上所列的方式。
在描述本发明时，参照了本发明优选实施方案以及说明性的优点。但是，本领域技术人员和熟悉本发明的公开的人可以认识到在本发明范围内的添加、删除、修改、替换和其它改变。

Claims (48)

1、用于测定并矫正烟草中毒素的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)使烟草与第一溶剂接触；
(b)萃取第一溶剂；
(c)测定萃取的第一溶剂的毒素含量；
(d)确定第一溶剂是否超过预定的毒素水平；
(e)如果测定的毒素含量超过预定的毒素水平，则使烟草与第二溶剂接触；
(f)萃取第二溶剂；
(g)测定萃取的第二溶剂的毒素含量；
(h)确定第二溶剂是否超过预定的毒素水平；以及
(i)重复步骤(e)到(h)，直到所述测定的毒素含量不超过预定的毒素水平。
2、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中毒素是真菌毒素。
3、权利要求2的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中毒素是霉菌毒素。
4、权利要求3的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中霉菌毒素是黄曲霉毒素。
5、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中毒素是苯并芘及其前体。
6、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中毒素是生体毒素。
7、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述接触步骤包括使烟草与溶剂接触以形成溶剂-烟草混合物的步骤，以及搅动溶剂-烟草混合物的步骤。
8、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，所述方法进一步包括在测定步骤之后，矫正萃取的第一溶剂，从而从萃取溶剂中去除毒素。
9、权利要求8的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述从萃取溶剂去除毒素的矫正步骤包括选自以下的处理：酸化、氧化、还原、过氧化、氨化、加碱、稀释、微波辐射、核辐射、臭氧化、紫外辐射、加热、冷却、皂化、沉淀、冷凝、化学变化和超声空化。
10、权利要求8的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述第二溶剂是所述的矫正的第一溶剂。
11、权利要求8的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述从萃取溶剂去除毒素的矫正步骤包括：
将萃取溶剂输送到毒素矫正***；
测定溶剂的毒素含量；
给所述矫正***提供处理试剂以矫正毒素含量；以及
在所述矫正***中提供催化剂装置以增强所述毒素含量的矫正。
12、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述测定步骤包括选自以下的方法：高压液相色谱、反相液相色谱、薄层色谱、吸附色谱、免疫亲和色谱、ELISA、荧光免疫测定、气相色谱、质谱、红外光谱、拉曼光谱、填充池荧光光谱、生物发光、化学发光、放射免疫测定、聚合酶链反应、超临界流体萃取、激光照射，以及它们的任何组合。
13、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述测定步骤包括：
提供具有毒素特异性抗体的连续移动的输送装置；
向测定装置中输送萃取溶剂，并使溶剂与所述毒素特异性抗体接触；
在与溶剂接触后，用紫外线照射所述毒素特异性抗体；
检测被所述紫外线装置照射的所述毒素特异性抗体发射出的指示毒素含量的荧光；以及
确定溶剂中的毒素含量。
14、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述预定的毒素水平低于300ppb。
15、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述预定的毒素水平低于20ppb。
16、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述预定的毒素水平低于0.5ppb。
17、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，所述方法进一步包括下列步骤：
在所述毒素含量没有超过所述预定的毒素水平之后处理烟草，以防止毒素在烟草上的再形成；
用氨(NH3)处理烟草。
18、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，所述方法进一步包括下列步骤：
将所述烟草暴露于紫外线中；
检测从烟草中发射出的指示毒素含量的荧光；以及
分离检测到所述荧光的烟草与没有所述荧光的烟草。
19、权利要求18的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述紫外线的频率在约248至约378纳米的范围内。
20、权利要求18的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述荧光的频率在约365至约498纳米的范围内。
21、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，所述方法进一步包括下列步骤：
加热所述烟草；
收集并分析从所述加热的烟草发射出的蒸汽，从而确定所述烟草中的毒素含量；以及
分离毒素水平高于能被有效矫正的水平的烟草与毒素水平能被有效矫正的烟草。
22、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，所述方法进一步包括用微波辐射处理所述烟草以抑制毒素产生的步骤。
23、权利要求22的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述抑制毒素产生的处理步骤在使烟草与第一溶剂接触之前完成。
24、权利要求22的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述抑制毒素产生的处理步骤包括提供惰性气体环境，以及用微波辐射照射烟草从而消毒烟草的步骤。
25、权利要求24的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中所述惰性气体是氮气。
26、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，所述方法进一步包括向烟草中加入添加剂的步骤，以及在加入烟草中之前测定所添加的添加剂的毒素含量的步骤。
27、权利要求1的用于测定并矫正烟草中毒素的方法，其中烟草是用于生产香烟的在制烟草。
28、用于抑制烟草中霉菌毒素产生的毒素产生抑制***，所述***包括：
用于贮存烟草的贮存装置；
用于贮存真菌孢子的贮存装置，所述真菌孢子是不产毒的物种；以及
为了用所述不产毒的真菌孢子抑制烟草中霉菌毒素的产生，用于将所述真菌孢子注射入所述烟草贮存装置的装置。
29、用于检测烟草中毒素污染并分离毒素污染的烟草的毒素检测***，所述***包括：
用于为毒素污染检测而保留烟草的装置；
用于从所述保留装置中释放污染的烟草的装置；
用于照射被所述保留装置保留的烟草的紫外线装置；
用于检测被所述紫外线装置照射的烟草发射出的指示毒素含量的荧光的装置；以及
用于控制所述释放装置，以使当没有检测到荧光时，烟草被所述保留装置保留，而当检测到指示毒素含量的荧光时，将烟草从所述保留装置中释放的装置。
30、权利要求29的毒素检测***，其中用于控制所述释放装置的控制装置是计算机。
31、权利要求29的毒素检测***，其中所述紫外线装置用范围在约248至约378纳米的频率照射烟草；并且所述检测器装置检测从烟草发射出的频率范围在约365至约498纳米的荧光。
32、权利要求29的毒素检测***，其中所述保留装置和释放装置包括：
用于输送烟草的装置；以及
用于在所述输送装置上保留烟草和从所述输送装置释放烟草的气压装置。
33、权利要求32的毒素检测***，其中所述输送装置是光学透明的输送***，以使来自所述紫外线装置的紫外线穿透所述输送装置以照射烟草。
34、权利要求33的毒素检测***，所述***进一步包括光纤装置，所述光纤装置用于传输来自所述紫外线装置的用于照射烟草的紫外线，以及用于接收烟草发射出的荧光以由所述检测器装置检测。
35、用于矫正烟草加工溶剂中的毒素污染的毒素矫正***，所述***包括：
用于将毒素污染的溶剂输送到毒素矫正***的输送装置；
用于测定毒素污染的溶剂的毒素含量的测定装置；
用于处理毒素污染的溶剂以矫正毒素含量的处理室；
用于给所述处理室提供处理试剂以矫正毒素含量的入口装置；以及
在所述处理室中的用于增强所述毒素含量的矫正的装置，其选自催化剂、超声空化和紫外线。
36、权利要求35的毒素矫正***，所述***进一步包括用于在所述处理室中处理后测定溶剂的毒素含量的第二测定装置。
37、权利要求35的毒素矫正和测定***，其中所述测定装置包括：
具有毒素特异性抗体的连续移动的输送装置；
用于将溶剂输送到测定装置以及使溶剂与所述毒素特异性抗体接触的输送装置；
用于在与溶剂接触后照射所述毒素特异性抗体的紫外线装置；
用于检测被所述紫外线装置照射的所述毒素特异性抗体发射出的指示毒素含量的荧光的检测器装置；以及
用于确定溶剂中毒素含量的计算机装置。
38、权利要求37的毒素矫正和测定***，其中所述用于照射的紫外线装置包括用于产生紫外线的激光装置。
39、权利要求38的毒素矫正和测定***，其中所述用于产生紫外线的激光装置包括激光二极管。
40、权利要求37的毒素矫正和测定***，其中所述连续移动的输送装置包括位于连续基底，在所述基底的表面上沿连续移动的基底的纵向伸展具有毒素特异性抗体；且所述***进一步包括用于在与溶剂接触后将荧光探针连接到所述毒素特异性抗体上的装置。
41、权利要求40的毒素矫正和测定***，其中所述连续基底是光学透明的塑料基底，其具有多个在其中形成的沿所述基底纵向伸展的分析位点。
42、权利要求37的毒素矫正和测定***，所述***进一步包括光纤装置，所述光纤装置用于传输来自紫外线装置的用于照射毒素特异性抗体的紫外线，以及用于接收毒素特异性抗体发射出的荧光以由所述检测器装置检测。
43、从烟草中去除黄曲霉毒素的检测、矫正和测定方法，所述方法包括下列步骤：
(a)检测烟草中存在的黄曲霉毒素；
(b)通过用微波辐射加热矫正烟草中的黄曲霉毒素；
(c)测定烟草以确定黄曲霉毒素水平是否超过预定的可接受的水平；以及
(d)如果烟草中黄曲霉毒素的水平超过预定的水平，则重复步骤(b)和(c)，直到烟草中黄曲霉毒素的水平低于可接受的黄曲霉毒素的水平。
44、权利要求43的检测、矫正和测定烟草的方法，其中所述通过用微波辐射加热的矫正步骤在氮气氛中进行。
45、权利要求43的检测、矫正和测定烟草的方法，其中所述测定步骤包括选自以下的方法：高压液相色谱、反相液相色谱、薄层色谱、吸附色谱、免疫亲和色谱、ELISA、荧光免疫测定、气相色谱、质谱、红外光谱、填充池荧光光谱、生物发光、化学发光、放射免疫测定、聚合酶链反应、超临界流体萃取、激光照射，以及它们的任何组合。
46、权利要求43的检测、矫正和测定方法，其中所述黄曲霉毒素的预定水平低于300ppb。
47、权利要求43的检测、矫正和测定方法，其中所述黄曲霉毒素的预定水平低于20ppb。
48、权利要求43的检测、矫正和测定方法，其中所述黄曲霉毒素的预定水平低于0.5ppb。
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