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Verfahren zur Gewinnung von Stoffen und Stoffgruppen, welche vornehmlich
Geruch und Geschmack der Tabakwaren beim Rauchen bestimmen Es wurde schon vielfach
versucht, die Rauchqualitäten von Tabaken und Tabakwaren dadurch zu: verbessern,
daß man den Tabaken unerwünscht wirkende Stoffe entzieht oder daß man tab,akfreinde
oder tabakeigene Stoffe zugibt. Bei der Zugabe vom Tabakstoffgemisohen handelt es
sichi meistens. um Tabakauszüge mit Wasser oder wäßrigenLösungen. Auch- wird vergorener
Tabaksaft aus. grünen Tabakbilättern bzw. der Preßs:aft aus grünen Tahakbestand;teilern
verwendet. In allen diesen Fällen handelt es. sich im wesentlichen; um, wäßrig'e
Lör sungen, welche, eventuell neben Niootin, die löslichen Zuckerarten und organischen
Säuren: neben kleineren Mengen von löslichen Farb" . Gerb" Eiweiß- und anderen;
Stoffern enthalten. Es. wurde ferner vorgeschlagen, Tabak mit soilohen oirganisehen;
Lösungsmitteln zu: extrahieren., welche die sogenannten »Fette, Härze und Wachse«
zu lösen vermögen. Aus die'sern Extrakt werden die »aror matischen Bestandteile«
mit verdünnter Amrnoniaklösung ansgeschüttelt, die zurückbleibende »sdhmieriege,
gefärbte und klebende Masse« aber verworfen. Da die verdünnte Ammoniaklösung nur
etwa i % der in organischen Lösungsmitteln löslichen Tabakstoffe zu lösen. vermag,
wird bei diesem Verfahren eine wäßrige Lösung verwertet, welche nur etwa o,5 °/o
der Aromastäffe und der Kohlenwasserstoffe enthält; vom denen die letzteren den
beim als, zu scharf- bezeichneten Tabiakwaren die Schärfe nehmen, sie »milder« machen
bzw. »entschärfen« können, während die etwa zieh fazhe Masse dieser wertvollen Stoffe
unerkannt
verworfen wird. Mau hat bereits hochwertigen Tabak nacheinander
mit Alkohol und Wasser extrahiert und Gemische beider Lösungen verwendet. Da die
Aromastofe des Tabaks in Wasser unlös: lieh sind, müssen sie in verdünntem. Alkohol
ausfallen, so daß nur ein Bruchteil von ihnen zur Anwendung gelangen kann. Außerdem
muß das Verfahren unwirtschaftlich arbeiten, weil nicht mit Tabakabfällen gearbeitet
wird.
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Bekannt ist außerdem eire Verfahren, bei deal die ätherischen Öle
und Harze mit Hilfe von Alkohol oder eines anderen, Lösungsmittels dem Täbekstaub
entzogen, und diese Öle und Harze ebenfalls durch Destillation und Rektifikatio@ri
getrennt und ihnen andere, offenbar tahakfrein.de Aromar und Duftstoffe zugesetzt
werden können:, wobei die »Öle und Harze,« zum Aufsprühen: auf den; Tabak in Alkohol
gelöst werden.
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Nicoitin wurde auch; schon durch. ein wasserunlösliches organisches
Lösungsmittel, wie Triohlo,räthylen,, aus, einer wäßrigen, alkalisch eingestellten
Tabaklauge herausgelöst und die vo,m Nicotin befreite Lauge eingedampft, so, daß
gleichzeitig Nicotin und ein »Taib@aklaugiernkonzentrat« gewonnen wird, das. die
Zuckerstoffe, Wachse, Harze u.. dgl. des gelaugten Tabaks. enthaften, soll, obschon
Wachse, Harze usw. nicht in, Wasser löslich sind.
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Alle bisher bekanntgewordenen. Verfahren zur Verbesserung der Rauchqualitäten
von Tabaken und Tabakwaren beschränken sich: darauf,
[email protected] Tabaken oder Tabakabfällen
einzelne Stoffe oder Stoffgruppen zu gewinnen: und diese für die Beseitigung bestimmter
einzelner Qualitätsmängel von Tabaken oder Tab,akwa,ren anzuwenden. In keinem bekannten,
Fall wurden. Qualitätsverbesserungen oder gär tiefer greifende Qualitätsveränderungen
von Tabaken und Tabakwaren auf der Basis der analytischen Bestimmung derjenigen
Stoffgruppen vorgenommen, welche vornehmlich Geruch und Geschmack der Tabakwaren
beim Rauchen bestimmen.
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Es; wurde nun. gefunden: i. in bezug auf die Gewinnung der Stoffe
und Stoffgruppen des, Tabaks, da,ß man bis, zu 8o% der Trockenisubstanz, von, Tauhaken
bzw. Tabakabfällen in Lösung bringen und in eine Reihe von Stoffgruppen und Stoffen
des Tabaks zerlegen kann;; wenn; man nacheinander a) den Rohstoff (Tabak, Täbekteile,
Tabakab,fä.lle) zunächst mit einem hydrophoben, organischen. Lösungsmittel" wie
Benzol oder, Tricb:loräthylen, extrahiert, b#) den Extraktionsrückstand von a mit
Wasser, c) den Rückstand von b mit verdünnten Mirvera,lsäuren erschöpfend extrahiert;
d) die drei nach a, b und c gewonnenen Extraktlösungeav durch bekannte chemische
und/oder physikalische Verfahrens in je einige Fraktionen zerlegt. Ferner wurde
gefunden" daß mang e) 30% d.er b.ranchbarsten, unter den 8o % der Tabaks.to,ffe
in einer Operation gewinnen kann:, wenn man. den. Rohstoff mit bestimmten hyd:rophilen
Lösungsmitteln, wie Aceton und Methanol, extrahiert.
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a. -In bezug auf die Wirkungen der in i genannten Stoffgruppent auf
den Raucher: a) daß jeder der nach, i hergestellten Stoffgruppen beim Aufbringen,
auf Tabak b,zw. Tabakwa,r-en, ganz bestimmte Wirkungen. auf Geruohi und Geschmack
beim Rauchen entsprechen., d. h.. aber, daß ein allgemeiner Zusammenhang zwischen
den physikalischen und chemischen Eigenschaften, der Tabakstoffgruppen und den Empfindungen
der Raucher besteht, b) da,ß der Raucher nicht nur Unterschiede der verschiedenen
Oualitäten der zugesetzten Stoffe zu unterscheiden,, sondern auch: die Menge der
zugesetzten Stoffe abzuschätzen. vermag.
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3. In; b@ezug auf die praktischen Anwendungsmöglichkeiten der in i
genannten, Stoffgruppen,, d.aß die in i genannten: Tabakstoffgruppen benutzt werden
können, um: die Qualitäten von: Tabaken, Tabakteilen, wie Rippen und Tabakwaren,
systematisch zu verbessern.
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Ferner läßt sich. Verpackungsmaterial für Tahadcwarern mit Tabakstoffen:
behandeln, welche den verpackten Waren angepa:ßt sind.
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Im einzelnen ist zu diesen Ergebnissen folgendes auszuführen: Zu i
in b,ezug auf die Gewinnung der Stoffe und Stoffgruppen des. Tabaks a) Der, Rohstoff
wird zunächst mit hygropholsbe-n Lösungsmitteln:, wie Beuzoil, Petroläther, Trichloräthylen
usw., extrahiert. Nach Entfernung der größeren Menge des, Lösungsmittels, wird die
konzentrierte Lösung des. Extraktes., von, dem. bis zu 9,% im Tabak enthalten sind.,
mixt niederen Alkoholen, z. B. Menthanod, versetzt, wodurch, die im Tabak vorkommenden
Kohlenwasserstoffe Eiko,san, Triakontan und diesen nahestehende Homologe ausgefällt
werden, welche im Raucher die Empfin, dang der »Leere« hervorrufen und bei geeigneter
Dosierung die Eigenschaft haben., beim. Rauchen als zu scharf empfundene Tabake
zu. »entschärfen« bzw. milder zu machen;, ohne das Aroma zu beeinträchtigen. Diese
Stoffe werden zweckmäßig als »Entschärfungsstoffe« bezeichnet.
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Die in Lösung-bileibenden, Stoffe werden nach Entfernung der Lösungsmittel
als dunkle, wachs artige und bei leichtem Erwärmen angenehm aromatisch und »tab,akartig
« riechende Masse gewonnen., die neben, einem Teil des Nicotins in der Hauptsache
die »Aro,mastoffe« des Tabaks enthält und entweder direkt oder nach der Zerlegung
in einer Hoch(vakuumapparatur in. Nicotin und eine Anzahl von Fraktionen, gewonnen
werden; können. Das Mengenverhältnis, in dem die Gruppen: der »Entsch.ärfungs-«
und, der »Aromas:toffe« im Tabak auftreten, liegt etwa zwischen, i : 3 und. i :
4.
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b) Der Rückstand von der Extraktion mit hydrophoben Lösungsmitteln
wird mit Wasser extrahiert und kann nach bekannten Methoden in Nicotin und Nicotinbasen,
organische Säuren und eine Gruppe' von »Neutralstoffen« zerlegt werden, w--Ich letztere
°_in Gemisch wasserlöslicher Zucker-, Eiweiß-, Farb-,
Gerbstoffe,
etwas Phenol und andere Stoffe enthält.
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Das Nicotin und die Nicotinbasen, die zum Teil bereits bei der Extraktion
mit organischen Lösungsmitteln gewonnen wurden, rufen im Raucher die bekannten physiologischen
Wirkungen und die Empfindungen der Schwere bzw. Stärke hervor. Von den Wirkungen
der anderen wasserlöslichen Stoffe auf die Rauchqualitäten ist nur bekannt, daß
die Zucker auf die Feuchthaltung, die Salze organischer Säuren auf den Brand Einfluß
haben und dadurch ähnlich wie »natürliche Saucen« als Geschmacks- und Geruchskorrigentien
aus tabakeigenen Stoffen wirken.
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c) Der Rückstand von den unter i a und i b genannten Extraktionen
wird mit verdünnter Mineralsäure, z. B. Schwefelsäure, aufgeschlossen. Aus der Lösung
läßt sich ein Gemisch von Pektinen und Pentosanen gewinnen, das im Raucher die Empfindung
der Würze (bzw. des Gewürztseins des Tabaks) hervorruft. Erforderlichenfalls können
Pektine und Pentosane nach bekannten Methoden getrennt werden.
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d) Der letzte Rückstand, der nur noch etwa 2o °/o der Trockensubstanz
des Tabaks enthält, besteht aus Zellulose und Gerüststoffen, welche beim Rauchen
des Tabaks die Empfindung »Schärfe« bzw. des »Bisses« hervorrufen. Bei Zigaretten
wird diese Wirkung durch die nahezu reine Zellulose des Papiers verstärkt. Beispiel
i i kg Zigarettenstaub wird mit Methylalkohol erschöpfend extrahiert und anschließend
das Lösungsmittel, zuletzt unter vermindertem Druck, abgedampft. Als Rückstand verbleiben
282 g dunkelgrüngefärbter Tabakrohextrakt. Dieser Tabakextrakt wird mit je Zoo ccm
Trichloräthylen und Zoo ccm Wasser übergossen und i Stunde unter Rückfluß gekocht,
wobei der Tabakrohextrakt sich in der Wasser-Tri-Emulsion völlig auflöst. Beim Abkühlen
scheidet sich die Emulsion rasch in je eine Tri- und eine Wasserphase, die im Scheidetrichter
leicht getrennt werden können. Die Trichloräthylenphase wird, zuletzt unter vermindertem
Druck, vom Lösungsmittel befreit; zurück bleiben 98 g schwarzgrüner Tabakextrakt
von ähnlicher Zusammensetzung, wie er auch durch erschöpfende Extraktion von Tabakstaub
mit hydrophoben organischen Lösungsmitteln direkt gewonnen werden kann. Anschließend
wird die wäßrige Phase unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Man erhält
184 g eines braunen hygroskopischen Pulvers, das neben den gesamten wasserlöslichen
Zuckern und Farbstoffen des Tabaks auch ein Fünftel der organischen Säuren des Tabaks,
vorwiegend als Salze der Nicotinbasen, jedoch im Gegensatz zu wäßrigen Tabakextrakten,
keine Mineralstoffe enthält.
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Beispiel 2 ioo g Zigarrentabakmehl wird mit Trichloräthylen erschöpfend
extrahiert und anschließend das Lösungsmittel, zuletzt unter vermindertem Druck,
abgedampft. Als Rückstand verbleiben io,2 g schwarzgrüngefärbter Tabakrohextrakt
von butterartiger Konsistenz. Dieser Extrakt wird mit 4o Ccm Methylalkohol versetzt
und i Stunde unter Rückfluß gekocht, wobei der Extrakt von dem heißen Methanol völlig
gelöst wird. Beim Abkühlen scheidet sich ein Teil des Extraktes wieder aus. Man
filtriert ab und erhält nach dem Auswaschen mit 4o ccm frischem Methanol auf dem
Filter einen grünlichgefärbten Rückstand, der am siedenden Wasserbad von anhaftenden
Lösungsmittelresten befreit wird. Man erhält 3,2 g einer dunkelgefärbten Masse,
die neben den Kohlenwasserstoffen des Tabaks noch weitere höhermolekulare Tabakinhaltsstoffe
enthält. Dieses Stoffgemisch kann gegebenenfalls durch Anwendung bekannter Methoden
der selektiven Adsorption auf schonende Weise in Einzelstoffe aufgeteilt und als
»Entschärfungsstoff« verwendet werden. Beispiel 3 Die im zweiten Beispiel anfallenden
vereinigten methylalkoholischen Lösungen werden unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel
befreit. Zurück bleiben 7 g einer dunkelgefärbten zähflüssigen, angenehm nach Tabak-riechenden
Masse, die nach völliger Entgasung der fraktionierten Destillation unter Drucken
von 1o-3 bis io-6 Torr unterworfen wird. Nach einem Vorlauf, der im wesentlichen
aus Nicotin besteht, erhält man unter anderem zwischen 9o und I20° 3,5 g einer rötlichgelben
Fraktion, die sich durch besonders starken, süßlichen Tabakgeruch auszeichnet und
als Aromastoff verwendet werden kann. Beispiel 4 ioo g Tabakabfälle werden in bekannter
Weise mit organischen Lösungsmitteln und mit Wasser erschöpfend extrahiert. Es verbleiben
48,4 g eines in diesen Lösungsmitteln nicht löslichen Rückstandes. Dieser Rückstand
wird nun mit i5o ccm 2o/oiger Schwefelsäure versetzt und 3 Stunden unter Rückfluß
gekocht. Dann wird heiß abfiltriert und das Filtrat mit der eben nötigen Menge Kaliumcarbonat
neutralisiert, auf 25 ccm eingeengt und mit 30 ccm Alkohol versetzt. Vom
abgeschiedenen Niederschlag wird abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem
Druck zur Trockene eingedampft. Man erhält 12,5 g einer voluminösen braunen
Masse, die sich leicht zu einem dunkelbraunen, leicht in Wasser löslichen Pulver
verreiben läßt. Dieses Pulver besteht vorwiegend aus den Pektinen und Pentosanen
des Tabaks, welche als »Würzstoffe« verwandt werden können.