CH663424A5 - Procede de production d'un agent modificateur de l'arome de fumee et materiau a fumer le contenant. - Google Patents

Description

L'invention concerne un agent modificateur de l'arôme de fumée, un procédé permettant de le produire et un matériau à fumer le contenant.

Les agents modificateurs d'arôme constituent un moyen additionnel permettant, lors de la préparation de mélanges de tabac, de contrôler d'une manière plus sûre et/ou moins coûteuse l'arôme de fumée.

L'ambroxyde est un composé bien connu en parfumerie et comme arôme. Son nom chimique complet est: dodécahydro-3a,6,6,9a-tétraméthylnaphto (2,1-b) furanne. Ce produit est disponible commercialement. Il a été obtenu auprès de la société Firmenich et Cie SA, Genève, Suisse, qui le vend sous le nom commercial «Ambrox». Ce produit a été purifié par Chromatographie avant d'être utilisé.

La présente invention fournit un procédé permettant de produire un agent modificateur de l'arôme de fumée, où l'ambroxyde est mis en contact avec une culture microbienne qui transforme au moins une partie de l'ambroxyde en un produit contenant au moins un composé oxygéné dérivé de l'ambroxyde. Le produit peut contenir au moins un composé du groupe comprenant le composé A, le composé B et le composé C définis ci-après.

L'invention concerne également un agent modificateur de fumée destiné à être incorporé dans les matériaux pour fumeurs contenant au moins un composé du groupe comprenant le composé A, le composé B et le composé C.

Un produit contenant les composés A, B et C peut être utilisé comme agent modificateur de l'arôme de fumée. Il est aussi possible d'extraire un ou plusieurs de ces composés — ce composé étant de préférence le composé A qui est plus efficace ou le mélange contenant surtout ce composé A — et l'extrait obtenu peut être utilisé comme agent modificateur de l'arôme de la fumée du tabac.

Le matériau à fumer peut être du tabac, un matériau reconstitué à base de tabac ou un succédané de tabac. L'agent peut être incorporé dans le matériau à fumer en le dissolvant dans un solvant volatil qui est ensuite vaporisé sur le matériau. L'agent est de préférence incorporé au matériau à fumer dans une proportion située entre 0,1 et 100 parties d'agent par million de parties de matériau, et encore mieux entre 0,5 et 10 parties par million.

La structure chimique du composé A peut être représentée par la formule:

La structure chimique du composé B peut être représentée par la formule:

H0

La structure chimique du composé C peut être représentée par la formule:

HO

On a trouvé qu'un nombre important de micro-organismes pouvait être utilisé pour assurer la transformation de l'ambroxyde en produits comprenant le 3-céto-ambroxyde (composé A), le 3ß-hydroxy-ambroxyde (composé B) et le 3a-hydroxy-ambroxyde (composé C). Il a été trouvé que sur trente-deux cultures de moisissures faites en flacon agité, quatorze étaient capables de transformer l'ambroxyde en composés A, B et C; toutefois, les différences dans les taux de conversion étaient importantes. Dans le cas de quatre autres parmi les trente-deux cultures, seuls les composés B et C étaient formés. Dix-huit moisissures ont été identifiées comme étant des espèces appartenant au genre Aspergillus (5 souches), Pénicillium (2 souches), Cladosporium (2 souches), Ophiobolus (1 souche), Rhizo-pus (1 souche), Altemaria (1 souche), Beauveria (1 souche) et Phoma (1 souche). Quatre moisissures n'ont pu être identifiées parce qu'il n'a pas été possible de provoquer leur sporulation. Comme exemples de moisissures convenant bien, on peut citer:

Cladosporium oxysporum CBS 548.80 Ophiobolus herpotrichus CBS 240.31

Ces deux souches peuvent être obtenues du Centraalbureau Voor Schimmelcultures, Oosterstraat 1, Baarn, Hollande. La souche ayant le numéro CBS 548.80 a été obtenue du Centraalbureau Voor Schimmelcultures le 25 mai 1980. Les caractéristiques de cette souche sont données dans la description de brevet anglaise N° 2.093.446A citée ici comme référence.

Par ailleurs, six souches connues d'actynomycètes appartenant au genre Streptomyces ont été examinées comme décrit plus haut. Deux de ces six souches — elles peuvent également être obtenues du Centraalbureau Voor Schimmelcultures — étaient capables de pro5

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duire les composés A, B et C à partir de l'ambroxyde. Ces souches étaient les suivantes:

Streptomyces olivaceoviridis CBS 888.69 Streptomyces roseochromogenes CBS 952.69 La sélection des micro-organismes qui ont la propriété de transformer l'ambroxyde pour donner les composés A, B ou C était effectuée en incubant l'ambroxyde avec une série de micro-organismes obtenus à partir de collections de cultures ou isolés directement de substances naturelles comme le sol et les feuilles de tabac. Les nouveaux composés étaient mis en évidence en comparant les extraits des milieux de culture avec des extraits de milieux de culture sans ambroxyde et avec des extraits de milieux de culture avec am-broxyde, mais n'ayant pas été inoculés avec des micro-organismes. Les composés étaient isolés et purifiés. Une quantité déterminée en était incorporée dans du tabac de cigarette.

Des cigarettes faites avec ce tabac étaient fumées par un groupe d'experts pour évaluer l'effet des composés obtenus sur l'arôme de la fumée du tabac. Dans tous les cas, les fumeurs ont observé que ces composés avaient un effet appréciable sur l'arôme de fumée, et n'avaient aucun effet indésirable sur cet arôme.

Les exemples qui suivent sont des illustrations du procédé permettant d'obtenir les composés dérivés de l'ambroxyde en question.

Exemple 1:

Deux Erlen de 250 ml contenant chacun 100 ml d'un milieu de culture stérile à base d'extrait de malt ayant pour formule:

Extrait de malt 17 g

Peptone pour la culture de moisissures 3 g

Eau distillée 1000 ml pH 5,4

ont été inoculés avec une culture pure de Cladosporium oxysporum (CBS 548.80).

L'incubation était faite à la température ambiante sur un agitateur orbital tournant à 150 tours/min. Après quatre jours d'incubation pour obtenir le développement de C. oxysporum, 100 mg d'ambroxyde dissous dans du monoléate de sorbitan polyéthoxylé provenant de Sigma Chemicals, Poole, Angleterre, et vendu sous le nom commercial «Tween 80», étaient introduits dans l'un des deux flacons, ainsi que dans un troisième flacon contenant 100 ml du milieu de culture, mais sans moisissures. L'incubation des trois flacons était poursuivie pendant sept jours supplémentaires. Le contenu de chacun des trois flacons était alors extrait au moyen du trichloro-l,l,l-éthane. Le solvant était ensuite évaporé, et les résidus obtenus à partir des trois flacons comparés par Chromatographie en couche mince (CCM) sur du gel de silice et en utilisant un mélange chloroforme/méthanol 95:5 comme solvant. Pour rendre les produits visibles après leur séparation, les plaques étaient vaporisées avec un mélange de méthoxybenzaldéhyde et d'acide sulfurique dissous dans de l'éthanol, puis chauffées. Dans le cas du flacon contenant la souche et l'ambroxyde, la Chromatographie en couche mince a permis de mettre en évidence à côté de l'ambroxyde des quantités significatives des trois autres substances. Ces trois substances étaient absentes dans les deux autres flacons. Il en a été déduit que les trois substances additionnelles provenaient de la transformation de l'ambroxyde par la moisissure C. oxysporum. Ces trois substances additionnelles étaient toutes plus polaires que l'ambroxyde. Les valeurs de Rf obtenues avec le système décrit étaient:

Substance I Rf 0,63

Substance II Rf 0,47

Substance III Rf 0,42

Ambroxyde Rf 0,67

Les substances I, II et III étaient séparées par la combinaison de la Chromatographie sur colonne et de la Chromatographie liquide sous pression. Chacune des trois substances a ensuite été identifiée par Chromatographie en phase gazeuse, spectrométrie de masse, résonance magnétique nucléaire et analyse infrarouge. Les résultats de ces identifications sont les suivants:

Substance I 3-céto-ambroxyde

Substance II 3ß-hydroxy-ambroxyde

Substance III 3a-hydroxy-ambroxyde

La substance I est le composé A, la substance II est le composé B et la substance III est le composé C.

Exemple 2:

Un fermenteur de 3 1 contenant 2,5 1 d'extrait stérile de malt était inoculé avec Ophiobolus herpotrichus (CBS 240.31), et incubé à 25 C sous une aération et une agitation continues. Après 24 heures d'incubation, on a ajouté 2,5 g d'ambroxyde dissous dans du Tween 80. L'incubation était poursuivie pendant 96 heures de plus. Des échantillons étaient prélevés toutes les 24 heures. L'analyse de ces échantillons a montré que l'ambroxyde disparaissait graduellement, en même temps qu'apparaissaient les composés A, B et C.

Exemple 3:

La procédure générale de l'exemple 2 a été suivie, mais avec un fermenteur de 20 1 contenant 10 1 d'extrait de malt stérile et avec C. oxysporum à la place de O. herpotrichus. 10 g d'ambroxyde dans 80 ml de Tween 80 étaient ajoutés. Le milieu de culture était agité à 800 tours/min et alimenté avec 6,0 1/min d'air. 3,07 g de mélange des composés A, B et C étaient isolés du milieu après 45 heures d'incubation. Les quantités relatives des différents composés étaient : composé A, 620 mg — composé B, 2100 mg — composé C, 350 mg.

Exemple 4:

Identique à l'exemple 1, mais en utilisant une culture pure de O. herpotrichus à la place de C. oxysporum. Après 7 jours d'incubation, on a mis en évidence les composés A, B et C dans le milieu de culture.

Exemple 5:

Identique à l'exemple 1, sauf que le milieu de culture avait la formule suivante:

Liqueur de trempage de maïs 6 g

KH2P04 3 g

CaC03 3,5 g

Peptone 5 g

Extrait de levure 2,5 g

Glucose 10 g

Eau distillée 1000 ml pH 7,0

et que l'on a utilisé une culture pure de Streptomyces olivaceoviridis (CBS 888.69). Au bout de sept jours d'incubation, on a mis en évidence la présence des composés A, B et C.

Pour évaluer les propriétés de modification de l'arôme de fumée de chacun des composés A, B et C, ces composés étaient inclus séparément dans des cigarettes à base de tabac fumé et des cigarettes de type américain. Ces cigarettes étaient fumées par un groupe d'experts et comparées avec les mêmes cigarettes, mais sans composés A-C. Chacune des cigarettes produisait en se consumant un total de 9 mg de matières particulaires. Les composés A-C étaient injectés dans les cigarettes au moyen d'une seringue sous la forme d'une solution éthanolique, la quantité introduite étant de 1,0 ppm pour le composé A et de 10 ppm pour le composé B et le composé C. Les cigarettes de contrôle recevaient la même quantité d'éthanol, mais celui-ci ne contenait aucun produit en solution. Les cigarettes testées et les cigarettes de contrôle étaient laissées pendant 48 heures avant d'être fumées par le groupe d'experts.

Il a été trouvé que les composés A, B et C modifiaient considérablement l'arôme de fumée du tabac en lui conférant des notes douces, florales, musquées et rappelant l'odeur des cèdres. La perception du corps de la fumée était aussi accrue. Bien que les composés A, B et C aient été jugés comme bons avec les cigarettes à base de tabac fumé et les cigarettes de type américain, c'est surtout avec ces dernières que la compatibilité a été jugée particulièrement bonne.

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Claims (8)

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   REVENDICATIONS

   1. Procédé de production d'un agent modificateur de l'arôme de fumée, caractérisé en ce que du dodécahydro-3a,6,6,9a-tétraméthyl-naphto (2,1-b) furanne est mis en contact avec une culture microbienne pour transformer au moins une partie de ce composé en un produit contenant au moins un composé oxygéné dérivé du dodéca-hydro-3a,6,6,9a-tétraméthylnaphto (2,1-b) furanne.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit susmentionné contient au moins un composé du groupe comprenant le composé A, le composé B et le composé C, respectivement de formules:

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   c

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   A
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le composé A est extrait du produit susmentionné.
4. 4. Agent modificateur de l'arôme de fumée obtenu au moyen du procédé selon l'une des revendications 1 à 3.
5. 5. Agent modificateur de l'arôme de fumée selon la revendication 4 pour incorporation dans un matériau destiné à être fumé, caractérisé en ce qu'il contient au moins un composé du groupe comprenant le composé A, le composé B et le composé C définis à la revendication 2.
6. 6. Matériau destiné à être fumé, caractérisé en ce qu'il contient un agent modificateur de l'arôme de fumée obtenu au moyen du procédé selon l'une des revendications 1 à 3.
7. 7. Matériau destiné à être fumé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il contient l'agent susmentionné en une proportion allant de 0,1 à 100 parties par million de parties du matériau destiné à être fumé.
8. 8. Matériau destiné à être fumé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il contient l'agent susmentionné en une proportion allant de 0,5 à 10 parties par million de parties du matériau destiné à être fumé.