DE4416101A1 - Tabakerzeugnisse oder Tabakerzeugnissen ähnliche Waren mit antioxidativ wirkenden Naturstoffen und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents
Tabakerzeugnisse oder Tabakerzeugnissen ähnliche Waren mit antioxidativ wirkenden Naturstoffen und Verfahren zur Herstellung derselbenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Tabakerzeugnisse oder
Tabakerzeugnissen ähnliche Waren, die mit an sich bekann
ten antioxidativ wirkenden Naturstoffen und/oder natur
identischen Syntheseprodukten derselben versehen und zum
Rauchen bestimmt sind, sowie Verfahren zur Herstellung
dieser Erzeugnisse.
Der menschliche Organismus ist einer naturgegebenen Grund
belastung mit toxischen Substanzen ausgesetzt und wird
daher mit einer Vielzahl von mutagenen und kanzerogenen
Stoffen konfrontiert, die auf dem Wege des eigenen Stoff
wechsels sogar zum Teil von ihm selbst gebildet werden.
Der Mensch verfügt jedoch über verschiedene Abwehrmecha
nismen auf immunologischer, zellulärer und genetischer
Ebene, um z. B. einer allergischen Reaktion, einer Zell
schädigung oder einem Mutationsereignis im Bereich der
Erbinformationen entgegenzuwirken. So existieren in den
Zellen beispielsweise sogenannte "repair-Systeme", mit
deren Hilfe Erbgutveränderungen erkannt und eliminiert
werden können.
Lange Zeit wurde davon ausgegangen, daß zwischen der Ein
wirkung etwaiger Risikofaktoren wie z. B. diversen Produk
ten unvollständiger Verbrennung, verschiedenen Strahlun
gen, einigen Pflanzen- und Holzschutzmitteln, bestimmten
Mineralfasern (z. B. Asbest) und bestimmten Stoffwechsel
produkten von Schimmelpilzen (z. B. Aflatoxin) auf den
menschlichen Organismus und der Krebsentstehung ein direk
ter kausaler Zusammenhang besteht. Die Tatsache, daß die
überwiegende Zahl der Menschen, die diesen Risikofaktoren
ausgesetzt sind, nicht die zu erwartenden Symptome auf
weist, hat jedoch zu einem Umdenken in der Risikobewertung
geführt. So kann die Höhe des Krebsrisikos nicht mehr
allein vom potentiellen Schadstoff her definiert werden.
Es muß vielmehr davon ausgegangen werden, daß sie das
Ergebnis einer multifaktoriellen Wechselbeziehung zwischen
einer Vielzahl einwirkender Substanzen und belastetem
Organismus ist. Ferner gilt als gesichert, daß mehrere
Mutationsereignisse an bestimmten Stellen des Genoms er
forderlich sind, damit aus einer normalen Körperzelle eine
entartete Zelle mit unkontrolliertem Wachstum entstehen
kann.
Besondere Bedeutung kommt dem körpereigenen Abwehrsystem
zu, welches auch durch die Lebensweise individuell beein
flußt werden kann. So löst z. B. die Nahrungsaufnahme im
Körper eine Reihe von chemischen Reaktionen aus, wobei
sich mutagen und antimutagen wirkende Substanzen in enger
Wechselbeziehung zueinander befinden.
Inzwischen wurden chemische Verbindungen identifiziert,
die eine protektive Wirkung gegenüber mutagen wirkenden
Stoffen aufweisen wie z. B. verschiedene Vitamine, Senföle
und Beta-Carotin. Auch werden in Nahrungsmitteln enthalte
ne natürlich vorkommende pflanzliche Phenole wie z. B.
Hydroxyzimtsäuren und deren Verbindungen aufgrund ihrer
antioxidativen Eigenschaften als antimutagene und antikar
zinogene Substanzen unterschiedlicher Intensität disku
tiert (Karl Herrmann, "Hydroxyzimtsäure-Verbindungen als
biologisch aktive Inhaltsstoffe von Lebensmitteln", Ernäh
rungs-Umschau 38, Heft 4, S. 148-154 (1991)). Diese Er
kenntnisse stützen sich u. a. auf epidemiologische Befunde,
die ein umgekehrtes Verhältnis zwischen dem Konsum von
Obst und Gemüse und verschiedenen Krebserkrankungen erken
nen lassen.
Unter dem in dieser Beschreibung verwendeten Begriff "Ta
bakerzeugnisse" sind sowohl Cigaretten, Cigarillos und
Tabakpatronen (sogenannte Steck-Cigaretten) mit oder ohne
Filter als auch Feinschnitt und Pfeifentabak, die ganz
oder anteilig aus Tabak und/oder einem anderen rauchbaren
Material bestehen, sowie Tabakerzeugnissen ähnliche Rauch
waren wie beispielsweise "Kretek"-Cigaretten mit Zusatz
von bis zu 50 Gew.% rauchbarer Gewürze, oder reine, tabak
freie Pflanzencigaretten zu verstehen.
Es ist bekannt, daß auch die Konsumenten von rauchbaren
Tabakerzeugnissen eine Vielzahl von organischen Verbindun
gen aufnehmen, die ein toxisches Potential für den mensch
lichen Organismus aufweisen. Auch bei der Diskussion über
die gesundheitsgefährdenden Eigenschaften von Tabakerzeug
nissen ist lange Zeit insbesondere die mutagene und krebs
fördernde Wirkung der durch Inhalation in den menschlichen
Körper gelangenden Tabakinhaltsstoffe in den Vordergrund
gestellt worden. Wie bereits ausgeführt, besteht zwischen
der Einwirkung von Schadstoffen und der Krebsentstehung
jedoch kein direkter kausaler Zusammenhang.
Zahlreiche Versuchsreihen haben zu dem Ergebnis geführt,
daß die in einem Tabakerzeugnis vorhandenen und entweder
in der Gas- oder Partikelphase des Hauptstromrauches in
den Organismus des Konsumenten gelangenden Stoffe bzw.
Verbindungen nicht auf direktem Wege in der Lage sind,
eine normale Zelle des menschlichen Organismus in eine
entartete Zelle umzuformen.
Demgemäß ist festzustellen, daß die in Laborversuchen
nachweisbare mutagene Wirkung von Inhaltsstoffen des
Hauptstromrauches von Tabakerzeugnissen nicht unmittelbar
mit einer kanzerogenen Wirkung gleichzusetzen ist, da die
meisten in diesem Zusammenhang zu nennenden Substanzen und
Stoffgruppen ihr gefährdendes Potential erst durch den
zelleigenen Metabolismus dieser Verbindungen entfalten.
Diese Erkenntnisse über die mutagene Wirkung wurden mit
Hilfe des allgemein bekannten Ames-Test gewonnen (D.M.
Maron and B.N. Ames, "Revised Methods for the Salmonella
Mutagenicity Test", Handbook of Mutagenicity Test procedu
res, Elsevier Science Publishers BV, Her. B.J. Kilbey, M.
Legator, W. Nichols und C. Ramel, 1984).
Zur Reduzierung des Risikopotentials von rauchbaren Tabak
erzeugnissen sind bisher verschiedene Wege beschritten
worden.
Zum einen wurden neue Filtersysteme geschaffen, durch die
bestimmte Schadstoffgruppen daran gehindert werden, in den
Hauptstromrauch und damit in den Respirationstrakt des
Konsumenten zu gelangen. So wird beispielsweise in der
DE-PS 35 32 618 eine Dotierung der Filter von Filterciga
retten mit beispielsweise L-Ascorbinsäure offenbart, wo
durch die Absenkung von Aldehyden des Hauptstromrauches
von Cigaretten erheblich begünstigt werden soll. Aus der
WO 89/01301 ist es bekannt, Filter von Filtercigaretten
mit Ethanol und andere Alkohole enthaltenden Mikro- und
Makrokapseln zu präparieren, um das Lungengewebe vor be
stimmten toxischen Bestandteilen des Cigarettenrauches wie
insbesondere Nitrosaminen durch vorherige "Blockierung"
der betroffenen bzw. zugänglichen Areale mit bestimmten im
Hauptstromrauch freigesetzten Alkoholen zu schützen.
Weiterhin wurde versucht, den Tabak von Filtercigaretten
mit bestimmten Stoffen zu imprägnieren, um bereits den
Gehalt bestimmter Schadstoffe im Hauptstromrauch zu redu
zieren. So ist es aus der AT-PS 340 297 und der AT-PS 240
298 bekannt, Tabak mit Ascorbinsäure bzw. mit Salzen davon
zu beaufschlagen, um den Stickstoffdioxid-Gehalt des Ciga
rettenrauches zu reduzieren. Ferner wurde gemäß EP-PS
0 116 085 ein Verfahren zur Imprägnierung von Filterciga
retten mit Interferon oder biologisch aktiven Fragmenten
davon offenbart. Derartig behandelte Cigaretten sollen die
körpereigene Produktion von Interferon aktivieren und
somit das Immunsystem unterstützen.
Auf diese Weise hergestellte Produkte tragen zwar dazu
bei, potentielle Risiken des Rauchens zu vermindern, sie
beinhalten aber auch systemimmanente Nachteile. Zum einen
werden lediglich bestimmte toxische Bestandteile überwie
gend der Gasphase des Cigarettenrauches im nichtverbrann
ten Abschnitt des Cigarettenstranges (NO₂) bzw. im Filter
(Aldehyde) mittels Chemisorption zurückgehalten, während
der Gehalt des Hauptstromrauches an anderen Schadstoffen
jedoch nicht beeinflußt wird. Zum anderen soll das Erzeu
gen einer "Schutzschicht" innerhalb des Organismus gemäß
WO 89/01301 wiederum nur gegenüber bestimmten Schadstoffen
wie beispielsweise den Nitrosaminen gelingen. Der Einsatz
von Interferon gemäß EP-PS 0 116 085 ist hingegen mit
erheblichen Kosten verbunden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in
der Schaffung einer weiteren Rauchware, die Zusätze ent
hält, durch die die potentiellen Risiken des Rauchens
weiter vermindert werden, sowie in der Bereitstellung
eines Verfahrens zur Herstellung derartiger Rauchwaren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein rauchbares Erzeugnis
aus Tabak und/oder einem anderen rauchbaren Material
vorgeschlagen, das antioxidativ wirkende Naturstoffe und/
oder naturidentische Syntheseprodukte derselben umfaßt,
welche aus den folgenden Stoffgruppen ausgewählt sind:
- (a) Hydroxyzimtsäuren, deren Ester und Depside;
- (b) von Hydroxyzimtsäuren ableitbare pflanzliche Phenole;
- (c) Polymere der Hydroxyzimtalkohole;
- (d) weitere Naturstoffe pflanzlichen Ursprungs, die anti mutagene und aromatisierende Eigenschaften aufweisen und mit antioxidativ wirkenden Vitaminen, ihren Vor stufen und/oder Derivaten kombiniert sind;
- (e) weitere antioxidativ wirkende Vitamine, die mit euka ryontischen Zellkulturen komplexiert sind.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß das erfindungs
gemäße rauchbare Erzeugnis ein gegenüber herkömmlichen
Produkten deutlich vermindertes Risikopotential auf
weist.
Bei dem erfindungsgemäßen Tabakerzeugnis sind die Hydroxy
zimtsäuren p-Cumarsäure, Kaffeesäure und Ferulasäure be
vorzugt. Die bevorzugten Ester der Hydroxyzimtsäuren sind
deren Methyl- und Ethylester, während die bevorzugten Dep
side der Hydroxyzimtsäuren aus deren Verbindungen mit
Fruchtsäuren oder Chinasäure bestehen, von denen Chloro
gensäuren besonders bevorzugt sind.
Erfindungsgemäß sind die von Hydroxyzimtsäuren ableitbaren
pflanzlichen Phenole Umbelliferon, Aesculetin, Scopoletin,
Curcumin, Ellagsäure und Dihydrokaffeesäure bevorzugt,
während die weiteren Naturstoffe pflanzlichen Ursprungs mit sowohl antimutagenen als auch aromatisierenden Eigen schaften bevorzugt Vanillin, Ethylvanillin, Zimtaldehyd, Anisaldehyd, Cumarin, 6-Methylcumarin, Eugenol, Jasminal dehyd, Anethol und p-Anisylaceton sind. Die mit diesen weiteren Naturstoffen pflanzlichen Ursprungs erfindungs gemäß kombinierten antioxidativ wirkenden Vitamine sind vorzugsweise Ascorbinsäure, β-Carotin, Retinol und α-Toco pherol sowie deren Derivate, gegebenenfalls in Kombination miteinander und/oder anderen Vitaminen. Besonders bevor zugt sind stabile Derivate der Ascorbinsäure wie Ascorbin säure-Palmitat oder Ascorbigen (Ascorbinsäure gebunden an Indol). Als weitere Vitamine, die antioxidativ wirken und mit eukaryontischen Zellkulturen komplexiert sind, werden β-Carotin, Retinol und α-Tocopherol sowie deren Derivate bevorzugt.
während die weiteren Naturstoffe pflanzlichen Ursprungs mit sowohl antimutagenen als auch aromatisierenden Eigen schaften bevorzugt Vanillin, Ethylvanillin, Zimtaldehyd, Anisaldehyd, Cumarin, 6-Methylcumarin, Eugenol, Jasminal dehyd, Anethol und p-Anisylaceton sind. Die mit diesen weiteren Naturstoffen pflanzlichen Ursprungs erfindungs gemäß kombinierten antioxidativ wirkenden Vitamine sind vorzugsweise Ascorbinsäure, β-Carotin, Retinol und α-Toco pherol sowie deren Derivate, gegebenenfalls in Kombination miteinander und/oder anderen Vitaminen. Besonders bevor zugt sind stabile Derivate der Ascorbinsäure wie Ascorbin säure-Palmitat oder Ascorbigen (Ascorbinsäure gebunden an Indol). Als weitere Vitamine, die antioxidativ wirken und mit eukaryontischen Zellkulturen komplexiert sind, werden β-Carotin, Retinol und α-Tocopherol sowie deren Derivate bevorzugt.
Die jeweiligen Molekulargewichte sowie Schmelz- und Siede
punkte der erfindungsgemäßen Naturstoffe der Gruppen (a)
bis (d) sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die antioxida
tiv wirkenden Naturstoffe und/oder naturidentischen Syn
theseprodukte derselben in dem Tabakerzeugnis einzeln oder
in Kombination enthalten, wobei deren relative, auf das
Gesamtgewicht bezogene Einsatzmengen in Abhängigkeit des
oder der vorgesehenen Zielkomponenten eines rauchbaren
Tabakerzeugnisses variieren können. Grundsätzlich können
die Naturstoffe sowohl in den Rauchtabak inklusive der
gängigen Zuschlagsstoffe als auch in einzelne dem Haupt
stromrauch zugängliche Komponenten der Tabakerzeugnisse
wie Filter, Hüllpapiere, Trägerstoffe, Nahtleim etc. in an
sich bekannter Weise eingearbeitet bzw. aviviert werden,
was sowohl beim Hersteller des Tabakerzeugnisses als auch
anteilig bei dessen Zulieferer geschehen kann.
Wenn die reinen Naturstoffe dem Tabak zugesetzt werden,
liegt ihre bevorzugte relative Einsatzmenge im Bereich von
0,1 Promille bis 25 Gew.-%, wobei ein Gehalt zwischen 1
und 5 Gew.-% besonders bevorzugt ist. Werden die reinen
Naturstoffe in den Filter oder in das Cigarettenpapier
bzw. in den Leim der Cigarettennaht eingearbeitet, betra
gen die bevorzugten Mengen 0,1 bis 50 Gew.-%, wobei Mengen
von 1 bis 20 Gew.-% besonders bevorzugt sind. Der verwen
dete Filter kann ein Kammerfilter, ein Celluloseacetatfil
ter oder ein Cellulose-Wirrfaservlies-Filter oder ein
Mehrfachfilter, vorzugsweise ein Doppelfilter (jeweils mit
oder ohne Filterventilierung) sein, wobei der Doppelfilter
einen höheren strangseitigen Zugwiderstand und einen nied
rigeren mundseitigen Zugwiderstand sowie einen Gesamtfil
ter-Wirkungsgrad von 80 - 99% aufweist.
Sind die erfindungsgemäßen Naturstoffe von vornherein in
nichttabakhaltigen, überwiegend pflanzlichen rauchbaren
Materialien enthalten, die dem Tabak zugesetzt werden,
oder besteht alternativ die rauchbare Mischung ausschließ
lich aus gegebenenfalls verschiedenen, aufeinander abge
stimmten, nichttabakhaltigen, pflanzlichen Materialien mit
oder ohne pflanzeneigenen, erfindungsgemäßen Naturstoffen,
so gelten ebenfalls die bevorzugten, auf die reinen Natur
stoffe zu beziehenden Einsatzmengen von 0,1 Promille bis
25 Gew.-%, ebenso die besonders bevorzugten Einsatzmengen
von 1,0 bis 5 Gew.-%, wobei in allen Fällen die vorgesehe
ne Einsatzmenge durch Zugabe der reinen Naturstoffe bzw.
der reinen erfindungsgemäßen Substanzen zur rauchbaren
Mischung ergänzt werden kann. Eine weitere bevorzugte
Einsatz- oder Anbieteform des die antioxidativ wirkenden
Naturstoffe, insbesondere Vitamine wie α-Tocopherol oder
β-Carotin enthaltenden, natürlichen Materials, sind dabei
kultivierte Eukaryontenzellen, deren Trockenmasse zwischen
0,5 und 15 Gew.-% der antioxidativ wirkenden Vitamine in
festgebundener bzw. festangelagerter Form enthalten kann,
wie beispielsweise speziell kultivierte Tabak- oder Hefe
zellen.
Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Substanzen
beim Fertigen einer rauchbaren Mischung auf an sich be
kannte Weise dem Blattschnitt und/oder dem Rippenschnitt
zugesetzt werden, gegebenenfalls unter Einsatz bekannter
Haft- und Bindemittel. Alternativ können die Substanzen
auf bekannte Weise in Folien- oder Bandtabak eingearbeitet
werden, was sich insbesondere bei der Verwendung fester,
gemahlener Naturstoffe anbietet. Hierbei kann auch eine
neuartige, nichttabakhaltige Pflanzenfolie eingesetzt
werden, die zumindest anteilig die erfindungsgemäßen Na
turstoffe in Form pflanzeneigener Inhaltsstoffe von Teilen
des pflanzlichen Folienmaterials enthält. Vorzugsweise ist
das rauchbare Material eine Tabakmischung aus Lamina-Tabak
und Folientabak oder eine tabakfreie Mischung aus Pflan
zenmaterial, welches sich von Huflattich, Pfefferminze,
Brennessel, Breitwegerich, Krauseminze, Lavendel, Thymian,
Süß- oder Sauerkirschblättern, Knöterichblättern, Rosen
blättern oder Pimentblättern ableitet. Alternativ ist es
bevorzugt, daß das rauchbare Material eine Kombination aus
Tabakmischung und tabakfreier Mischung ist.
Ferner können die erfindungsgemäßen Substanzen in flüssi
ger Form den Casing- und/oder Flavorstoffen zugesetzt
werden, wobei sie diese sogar ersetzen können.
Die üblichen Filtersysteme bestehen im wesentlichen entwe
der aus einem Filterfaser-Tow aus Celluloseacetatfasern
oder aus miteinander verfilzten Cellulosefasern, die ein
Cellulose-Wirrfaservlies ergeben. Das Filterfasertow wird
normalerweise während der Fertigung des Cigarettenfilters
mit einem der zulässigen Härter besprüht, um die Fasern zu
vernetzen und damit den Filter zu härten. Diese Härter
bestehen zumeist aus Triacetin oder Triethylenglykoldiace
tat (TEGDA) und können erfindungsgemäß zum Teil oder voll
ständig durch die erfindungsgemäßen Naturstoffe in flüssi
ger Form ersetzt werden, sofern sie sich im Härter lösen
oder aber selbst als Härter wirken wie beispielsweise
Eugenol. In selber erfindungsgemäß als Härter einsetzbaren
flüssigen Naturstoffen wie Eugenol, oder in üblichen Här
tern wie TEGDA oder Triacetin können erfindungsgemäß wie
derum andere Naturstoffe wie Zimtaldehyd, Jasminaldehyd,
Ethylvanillin und 6-Methylcumarin, aber auch α-Tocopherol,
Tocopherolacetat, Tocopherolsuccinat, Retinol und Retinol
palmitat gelöst werden, so daß sich bi- oder ternäre oder
multiple Lösungsgemische ergeben, die vorteilhafterweise
sowohl als Härter für Celluloseacetatfasern als auch als
Casingstoffe für rauchbare Mischungen eingesetzt werden
können.
Ferner sind Suspensionen fester Naturstoffe im Härter
einsetzbar, aber auch Einstreuungen gemahlener Naturstoffe
in Filterfaser-Tow aus Celluloseacetatfasern.
Die unterschiedlichen Löslichkeiten und Mischbarkeiten
einiger erfindungsgemäß bevorzugter Aromastoffe und Vit
amine in bzw. mit den üblichen Härtersubstanzen Triacetin
und TEGDA sowie dem erfindungsgemäß selbst als Härtersub
stanz verwendbaren natürlichen Aromastoff Eugenol sind in
Tabelle 2 dargestellt. Aus den Daten der Tabelle 2 sind
insbesondere die ausgezeichneten lösungsvermittelnden
Eigenschaften des erfindungsgemäß als Härter bzw. Härter
komponente einsetzbaren Eugenols zu ersehen. Die Substanz
Eugenol kann jedoch auch in Form einer Mischung mit ande
ren in den Tabellen 2 und 3 als Härter bzw. Lösungsmittel
aufgeführten Stoffen Verwendung finden, wobei die konkre
ten Mischungen und ihre jeweiligen Anteile unter Berück
sichtigung ihrer Eigenschaften und ihrer Marktpreise sowie
in Abhängigkeit des bzw. der zu behandelnden Komponenten
des erfindungsgemäßen Erzeugnisses leicht ausgewählt wer
den können. Besonders bevorzugt ist eine Mischung aus
80 Teilen Triacetin, 15 Teilen Eugenol und 5 Teilen α-
Tocopherolacetat. Die in diesem Verhältnis gemischten
Substanzen ergeben eine klare Lösung, aus welcher nach
Aufgabe auf Celluloseacetatfasern bevorzugt Triacetin und
Eugenol in das Innere der Fasern diffundieren, wodurch das
α-Tocopherolacetat auf der Oberfläche der Filterfasern
angereichert wird, und somit besonders leicht vom hier als
Emittor wirkenden "Filter" in den Hauptstromrauch trans
feriert werden kann.
Wenn der im Verfahren zur Herstellung eines Tabakerzeug
nisses zu verwendende Filter nicht aus Celluloseacetatfa
sern besteht, wird er und/oder die anderen Komponenten des
späteren Erzeugnisses wie das rauchbare tabakhaltige oder
tabakfreie pflanzliche Material, das Cigarettenpapier und
der zu verwendende Nahtleim erfindungsgemäß mit einer
Lösung aus den erfindungsgemäßen Aromastoffen und Vitami
nen (bzw. Provitaminen) behandelt, wobei als Lösungsmittel
wiederum einzelne Vertreter dieser Stoffgruppen verwendbar
sind. Die jeweiligen Löslichkeiten und Mischbarkeiten der
gesamten Stoffe in bzw. mit einigen der erfindungsgemäß
auch als Lösungsmittel einsetzbaren Naturstoffe sind in
Tabelle 3 dargestellt.
Bei Verwendung des Cellulose-Wirrfaservlieses können die
erfindungsgemäßen Substanzen bereits seitens des Filterma
terialherstellers in das Vlies eingearbeitet werden. Zudem
können die erfindungsgemäßen festen Substanzen beispiels
weise in gekörnter Form mit einem Korndurchmesser von etwa
0,8 mm seitens des Filterstabherstellers in die Kammern
von Kammerfiltern eingebracht werden, ebenso erfindungs
gemäße flüssige Substanzen, aufgenommen von beispielsweise
Holzmehl- oder Ligningranulat. Ferner kann auch die beim
Abrauchen mit dem Hauptstromrauch in Kontakt tretende
Innenseite des Filterumhüllungspapiers mit den erfindungs
gemäßen Naturstoffen beschichtet sein.
Das Cigarettenpapier kann mit den erfindungsgemäßen Natur
stoffen in verkapselter oder unverkapselter Form in an
sich bekannter Weise versehen werden, wobei hierfür sowohl
ein- als auch zweilagige Cigarettenpapiere geeignet sind.
Im letzteren Fall wird vorzugsweise die innen liegende
Tabakstrangumhüllung, welche auch netzartig oder hochporös
(10-20 000 CORESTA) ausgebildet sein kann, mit den er
findungsgemäßen Substanzen versehen.
Schließlich kann auch der im Bereich der Cigarettennaht
zur Verklebung der Tabakstrangumhüllung eingesetzte Leim
die erfindungsgemäßen Naturstoffe in flüssiger oder fein
gemahlener Form beinhalten. Hierbei hat sich gezeigt, daß
die technischen Eigenschaften derart behandelter Leime
sogar verbessert werden können.
Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird beim Konsumieren
bzw. Abrauchen des erfindungsgemäßen Tabakerzeugnisses
dessen Hauptstromrauch mit den an sich bekannten antioxi
dativ wirkenden Naturstoffen angereichert, wodurch bewirkt
wird, daß die durch den Hauptstromrauch freigesetzten
antimutagenen Substanzen näherungsweise zeitgleich mit den
potentiellen Schadstoffen des Hauptstromrauches dem Orga
nismus am Ort der Verstoffwechselung zur Verfügung stehen
und somit spontan eine mögliche mutagene Wirkung der uner
wünschten kritischen Substanzen weitgehend kompensiert
wird. Dies bedeutet, daß bei einer vergleichsweise gerin
gen Menge an antimutagen wirkenden Substanzen die gleiche
Wirkung erzeugt wird, als wenn nachträglich eine entspre
chend größere Menge dieser Substanzen dem Organismus zur
Verfügung gestellt würde.
Eine wesentliche Voraussetzung für den praxisbezogenen
Einsatz der erfindungsgemäß verwendeten Naturstoffe ist
deren ausreichender Übergang in den Hauptstromrauch. Expe
rimentelle Befunde haben ergeben, daß diese Voraussetzung
von den eingesetzten Naturstoffen erfüllt wird (vgl. Bei
spiel 4). Zudem hat sich gezeigt, daß der Übergang in den
Hauptstromrauch von in Pflanzenteilen inkorporierten er
findungsgemäßen Naturstoffen - beispielsweise das Tabak
blatt-eigene Scopoletin oder das Pimentblatt-eigene Euge
nol - noch erheblich begünstigt werden kann durch die Be
handlung der entsprechenden Pflanzenteile nach einem der
bekannten Bläh- oder Expansionsverfahren, vorzugsweise
nach dem sogenannten INCOM-Verfahren der Anmelderin
gemäß den Patentschriften DE-PS 29 03 300, DE-PS 31 19 330
und DE-PS 34 14 625. Hierbei werden relevante Inhaltsstof
fe der Pflanzenteile "aufgeschlossen", d. h. sie können
besonders leicht von auch nur geringen Mengen an Haupt
stromrauch transferiert werden.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß das mutagene
Potential der erfindungsgemäß angereicherten Tabakerzeug
nisse in signifikanter Weise reduziert werden konnte. Zum
Nachweis dieser antimutagenen Wirkung wurde als aus sage
kräftiger Schnelltest der Ames-Test durchgeführt (a.a.O.).
Das Testprinzip besteht im wesentlichen darin, daß Histi
din-auxotrophe (his⁻) Indikatorbakterien der Art Salmonel
la typhimurium unter dem Einfluß mutagen wirkender Stoffe
in ihre prototrophe Form (his⁺) rückmutieren. Die Durch
führung des Ames-Tests, ohne bzw. mit "S 9-Aktivierung",
erlaubt eine Aussage darüber, ob eine Testsubstanz in
ihrer Ausgangsform oder erst nach Verstoffwechselung muta
gen ist.
Mit diesem Testsystem wurde nachgewiesen, daß die in Lö
sungsmittel aufgefangene Partikelphase von Tabakrauch nur
in verstoffwechseltem Zustand mutagen wirkt (vgl. Shigeaki
Sato et al., "Mutagenicity of smoke condensates from ciga
rettes, cigars and pipe tobacco", Cancer Lett. 3, S. 1-8,
1977).
Es gilt als gesichert, daß die meisten Substanzen mit
antimutagener Wirksamkeit im Ames-Test im menschlichen
Organismus eine protektive Wirkung ausüben bzw. zur Stär
kung des körpereigenen Abwehrsystems beitragen können
(vgl. z. B. B.N. Ames, "Dietary Carcinogens and Anticarci
nogens", SCIENCE, Bd. 221, S. 1256-1264, 1983). Die im
menschlichen Organismus mögliche Bildung von toxischen
Stoffwechselprodukten aus Rauchinhaltsstoffen und die
gezielte Verminderung der daraus resultierenden mutagenen
Wirkung durch Zusatz von Antimutagenen kann im Ames-Test
simuliert werden.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Tabakerzeugnis weist
gegenüber den herkömmlichen Produkten ein stark verminder
tes Risikopotential auf, da die verwendeten Naturstoffe
ihre antioxidativen Eigenschaften auf eine Vielzahl un
erwünschter Substanzen ausüben und ihre Wirkungen am Ort
der Verstoffwechselung entfalten.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele und
der Fig. 1 bis 6 näher erläutert.
Zur Vorbereitung des Ames-Tests wurden 20 unten näher
spezifizierte Cigaretten unter den üblichen Normbedingun
gen (ISO 4387, Zugvolumen 35 ml, Zugzeit 2 Sekunden und
Zugpause 58 Sekunden) maschinell abgeraucht. Die sogenann
te Partikelphase des Hauptstromrauches (Rauchkondensat)
wurde auf einem Cambridge-Glasfaserfilter niedergeschla
gen, mit 20 ml Dimethylsulfoxid abgelöst und bis zum Ge
brauch bei -20°C gelagert. Die nicht ventilierten Filter
cigaretten (Format 100 × 7,9 mm, Strang 75 mm lang, Filter
25 mm lang) besaßen ein Stranggewicht von 945 + 10 mg
(Virginia-Mischung), die abgerauchte Tabakmenge lag bei
800 mg. Das 48 mg schwere Cigarettenpapier besaß eine
Porosität von 24 Coresta, das Filtergewicht lag bei gerun
det 180 mg, das Filtermaterial bestand aus handelsüblichen
Celluloseacetatfasern (3,0 Y/35000), der Härter war
Triacetin (ca. 7%).
Zur Bestimmung der mutagenen Wirkung wurde der Ames-Test
(a.a.O.) in der Version "plate incorporation" wie nachfol
gend beschrieben durchgeführt.
Zu jeweils 2 ml eines bei 43°C temperierten Weichagars
wurden 0,1 ml Übernachtkultur von Salmonella typhimurium,
Stamm TA 98, 0,05 ml abgestuft verdünnte Rauchkondensat-
Lösung gemäß Beispiel 1 und 0,5 ml S 9-Mix (Aktivierungs
system), bestehend aus 50 µl durch Zentrifugieren von
Leberhomogenat Aroclor-vorbehandelter Ratten bei 9.000 g
erhaltenem Überstand; 0,76 mg Glucose-6-Phosphat; 1,57 mg
NADP; 0,81 mg MgCl₂ · 6 H₂O; 1,23 mg KCl in Phosphatpuffer
pH 7,4, pipettiert. Nach kurzem Durchmischen wurden die
Testansätze in Petrischalen gleichmäßig auf einen Agar
verteilt, der nur das Wachstum der his⁺-Rückmutanten zu
läßt. Die Petrischalen wurden nachfolgend 48 Stunden lang
bei 37°C im Dunkeln inkubiert. Nach Ablauf der Inkuba
tionszeit wurden die aus einzelnen his⁺-rückmutierten
Bakterien entstandenen Kolonien ausgezählt. Die Mutations
häufigkeit ist das Maß für die mutagene Aktivität.
Aus den in der nachfolgenden Tabelle 4 dargestellten Er
gebnissen ist ersichtlich, daß die im Rauchkondensat ent
haltenen Stoffe ihre mutagene Wirkung erst nach ihrer
Verstoffwechselung entfalten.
Die Bewertung von erfindungsgemäßen Substanzen hinsicht
lich ihrer antimutagenen Wirkungen erfolgte mit dem in
Beispiel 2 beschriebenen Testsystem, indem den Testansät
zen mit den verschiedenen Kondensatmengen nun zusätzlich
abgestufte Dosierungen der betreffenden Substanzen zuge
setzt wurden. Dabei wurde sichergestellt, daß in einem für
die Bakterien nicht toxischen Konzentrationsbereich ge
arbeitet wurde.
In den Fig. 1 bis 6 sind beispielhaft die Ergebnisse
von einigen der erfindungsgemäßen Substanzen mit antimuta
gener Wirkung auf Rauchkondensat dargestellt.
Die Ergebnisse zeigen, daß die durch die im Rauchkondensat
enthaltenen Schadstoffe verursachte Mutationshäufigkeit
und damit das Gefährdungspotential durch die zugesetzten
Naturstoffe entscheidend vermindert werden konnten.
Die zuzusetzenden Naturstoffe unterscheiden sich erheblich
bezüglich ihrer Schmelz- und Siedepunkte (vgl. Tabelle 1).
Um nachzuweisen, daß auch dem Tabak zugesetzte Substanzen
in den Tabakrauch übergehen, die nicht destillierbar sind,
wurde folgender Versuch durchgeführt:
Scopoletin (7-Hydroxy-6-methoxycumarin) mit einem Schmelz
punkt von 205°C, ohne Siedepunkt, ist als natürlicher
Pflanzeninhaltsstoff in Virginiatabaken in einer Konzen
tration von etwa 300 ppm enthalten. Um den Übergang von
zugesetztem Scopoletin in den Hauptstromrauch nachzuwei
sen, wurden drei Versionen von Versuchscigaretten auf
Basis des gleichen Cigaretten-Loses wie in Beispiel 1
hergestellt. Dabei wurde auf bekannte Weise der Tabak von
60 Filtercigaretten gemäß Beispiel 1 aus diesen mittels
Druckluft ausgeblasen, aufgefangen, gedrittelt, zwei Drit
tel mit dem Naturstoff aviviert (der Vergleich nur mit
Ethanol) und in 60 gleichen Anteilen den ausgeblasenen, in
drei Lose unterteilten 3 × 20 Filterhülsen mittels einer
handelsüblichen Tabakstopfmaschine für Filtercigaretten
hülsen wieder zugefügt, wobei sich allerdings das Strang
gewicht der derart gefertigten Filtercigaretten geringfü
gig verringerte. Dabei wurde die Konzentration an Scopole
tin des Tabaks durch Aufsprühen einer ethanolischen Lösung
von Scopoletin auf den Cigaretten-Tabak von ursprünglich
330 ppm auf 630 ppm bzw. 5.330 ppm erhöht. Die hergestell
ten Cigaretten wurden wie in Beispiel 1 beschrieben abge
raucht, wobei das aufgefangene Rauchkondensat in Methanol
gelöst wurde. Die Filterhülsen-Design Daten entsprachen
denen des Beispiels 1, das Stranggewicht verringerte sich
auf 930±20 mg, die abgerauchte Tabakmenge lag bei 785 mg.
Die analytische Bestimmung des Scopoletins erfolgte mit
tels HPLC unter folgenden Bedingungen:
Säule: | |
Li Chro CART superspher RP 8, 250-4 (Fa. Merck) | |
Fließmittel: | Wasser/Methanol/Essigsäure - 85/13/2 |
Fließgeschwindigkeit: | 1,2 ml/min |
Betrieb isokratisch bei | 45°C |
Detektor bei 340 nm Einspritzvolumen: | 10 µl Probe |
In der folgenden Tabelle 5 sind die erhaltenen Versuchs
ergebnisse zusammengestellt.
Die Versuche mit Scopoletin, als Vertreter der nichtflüch
tigen antimutagen wirkenden Substanzen, zeigen, daß die
Beaufschlagung des Tabaks mit 300 bzw. 5.000 ppm zu einem
Stoffübergang von 9,6 resp. 6,2% in den Hauptstromrauch
geführt hat.
Claims (30)
1. Rauchbares Erzeugnis aus Tabak und/oder einem anderen
rauchbaren Material, umfassend antioxidativ wirkende
Naturstoffe und/oder naturidentische Syntheseprodukte
derselben, dadurch gekennzeichnet, daß die Naturstof
fe und naturidentischen Syntheseprodukte derselben
aus den folgenden Stoffgruppen ausgewählt sind:
- (a) Hydroxyzimtsäuren, deren Ester und Depside;
- (b) von Hydroxyzimtsäuren ableitbare pflanzliche Phenole;
- (c) Polymere der Hydroxyzimtalkohole;
- (d) weitere Naturstoffe pflanzlichen Ursprungs, die antimutagene und aromatisierende Eigenschaften aufweisen und mit antioxidativ wirkenden Vita minen, ihren Vorstufen und/oder Derivaten kom biniert sind;
- (e) weitere antioxidativ wirkende Vitamine, die mit eukaryontischen Zellkulturen komplexiert sind.
2. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hydroxyzimtsäuren p-Cumarsäure,
Kaffeesäure und Ferulasäure sind.
3. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ester der Hydroxyzimtsäuren
deren Methyl- und Ethylester sind.
4. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Depside der Hydroxyzimtsäuren
aus deren Verbindungen mit Fruchtsäuren und Chinasäu
re bestehen.
5. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Depside Chlorogensäuren sind.
6. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die von Hydroxyzimtsäuren ableitbaren
pflanzlichen Phenole Umbelliferon, Aesculetin, Scopo
letin, Curcumin, Ellagsäure und Dihydrokaffeesäure
sind.
7. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die weiteren Naturstoffe pflanzlichen
Ursprungs Vanillin, Äthylvanillin, Zimtaldehyd, Anis
aldehyd, Cumarin, 6-Methylcumarin, Eugenol, Jasmin
aldehyd, Anethol und p-Anisylaceton sind.
8. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Naturstoffe aus der Gruppe der
antioxidativ wirkenden Vitamine Ascorbinsäure, β-
Carotin, Retinol und α-Tocopherol sowie Derivate
derselben sind.
9. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ascorbinsäure in Form von Ascorbin
säure-Palmitat oder Ascorbigen vorliegt.
10. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die mit eukaryontischen Zellkulturen
komplexierten weiteren antioxidativ wirkenden Vit
amine β-Carotin, Retinol und α-Tocopherol sowie Deri
vate derselben sind.
11. Rauchbares Erzeugnis nach den Ansprüchen 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die antioxidativ wirken
den Naturstoffe und/oder naturidentischen Synthese
produkte derselben einzeln oder in Kombination ent
halten sind.
12. Rauchbares Erzeugnis nach den Ansprüchen 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß es 0,1 Promille bis
25 Gew.-% der antioxidativ wirkenden Naturstoffe
enthält.
13. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß es 1 bis 5 Gew.-% der antioxidativ
wirkenden Naturstoffe enthält.
14. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Cigarette mit
oder ohne Filter ist.
15. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Cigarillo mit
oder ohne Filter ist.
16. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Tabakpatrone
mit oder ohne Filter ist.
17. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß es Rauchtabak in Form
von Feinschnitt oder Pfeifentabak ist.
18. Rauchbares Erzeugnis nach den Ansprüchen 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Filter 0,1 bis 50
Gew. % an antioxidativ wirkenden Naturstoffen und/
oder naturidentischen Syntheseprodukten derselben
enthält.
19. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Filter 1 bis 20 Gew.-% an anti
oxidativ wirkenden Naturstoffen und/oder naturidenti
schen Syntheseprodukten derselben enthält.
20. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 14 bis
16 bzw. 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der
Filter ein Kammerfilter mit oder ohne Filterventilie
rung ist.
21. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 14 bis
16 bzw. 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der
Filter ein handelsüblicher Celluloseacetatfaserfilter
mit oder ohne Filterventilierung ist.
22. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 14 bis
16 bzw. 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der
Filter ein handelsüblicher Cellulose-Wirrfaservlies-
Filter mit oder ohne Filterventilierung ist.
23. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 14 bis
16 bzw. 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der
Filter ein Mehrfachfilter, vorzugsweise Doppelfilter
mit einem höheren strangseitigen Zugwiderstand und
einem niedrigere mundseitige Zugwiderstand mit oder
ohne Filterventilation ist und einen Gesamtfilter-
Wirkungsgrad von 80-99% aufweist.
24. Rauchbares Erzeugnis nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rauchbare
Material eine Tabakmischung aus Lamina-Tabak und
Folientabak ist.
25. Rauchbares Erzeugnis nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rauchbare
Material eine tabakfreie Mischung aus Pflanzenmateri
al ist, welches sich von Huflattich, Pfefferminze,
Brennessel, Breitwegerich, Krauseminze, Lavendel,
Thymian, Süß- oder Sauerkirschblättern, Knöterich
blättern, Rosenblättern oder Pimentblättern ableitet.
26. Rauchbares Erzeugnis nach den Ansprüchen 24 und 25,
dadurch gekennzeichnet, daß das rauchbare Material
eine Kombination aus Tabakmischung und tabakfreier
Mischung ist.
27. Verfahren zur Herstellung des rauchbaren Erzeugnisses
gemäß den Ansprüchen 1 bis 26 in an sich bekannter
Weise, bei dem die üblicherweise als Härter für die
den späteren Filter bildenden Celluloseacetatfasern
verwendeten Substanzen zum Teil oder vollständig
durch Naturstoffe ersetzt wurden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß als Naturstoff Eugenol allein oder als Lösung mit
antioxidativ wirksamen Aromastoffen und/oder Vitami
nen eingesetzt wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß die antioxidativ wirksamen Aromastoffe aus Zim
taldehyd, Jasminaldehyd, Ethylvanillin und/oder 6-
Methylcumarin ausgewählt werden.
30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vitamine aus α-Tocopherolacetat, Tocopherol
succinat, Retinol und/oder Retinolpalmitat ausgewählt
werden.
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CH286847A (de) | Verfahren zur Aromatisierung von Tabakerzeugnissen. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: H.F. & PH.F. REEMTSMA GMBH, 22605 HAMBURG, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: REEMTSMA CIGARETTENFABRIKEN GMBH, 22605 HAMBURG, D |
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8331 | Complete revocation |