CZ294496A3

CZ294496A3 - Tobacco articles or matters similar to this articles with antioxidative natural substances and process for preparing thereof

Info

Publication number: CZ294496A3
Application number: CZ962944A
Authority: CZ
Inventors: Reiner Kopsch; Wolfram Roper; Wolfgang Wildenau
Original assignee: H F And Ph F Reemtsma Gmbh & C
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1995-04-18
Publication date: 1997-04-16
Also published as: HU9602896D0; ES2151598T3; EP0756461B1; UA45336C2; CA2184592A1; BG63420B1; KR100357665B1; WO1995028098A1; DK0756461T3; KR970701507A; DE4416101A1; PL316760A1; TW272117B; MD1976B2; PT756461E; DE59508825D1; HUT76247A; CN1148324A; DE4416101C2; RU2142729C1

Description

Oblast techniky 1 κ ς s c ’ 1 1 ’f'2

Vynalez se týká tabákových výrobků nebo mater'Látó—podobajících se tabákovým výrobkům, které jsou opatřeny o sobě známými přírodními látkami s antioxidačním účinkem a/nebo jejich přírodně identickými syntetickými produkty a jsou určeny ke kouření, a způsobů přípravy těchto výrobků.

Dosavadní stav techniky

Lidský organismus je vystavován přirozené základní zátěži toxických látek, a je proto konfrontován s množstvím mutagenních a karcinogenních látek, které jsou v průběhu vlastního metabolismu dokonce částečně jeho produkty.

Člověk má však k dispozici různé obranné mechanismy v imunologické, buněčné a genetické rovině, které například působí proti alergické reakci, poškození buněk nebo případům mutace v oblasti genetické informace. V buňkách tak například existují „opravné systémy, které napomáhají rozpoznání a eliminaci změn v genetickém materiálu.

Po dlouhou dobu se předpokládalo, že existuje přímý příčinný vztah mezi působením možných rizikových faktorů, jako jsou například různé produkty nedokonalého spalování, různé záření a/nebo elektromagnetická pole, některé prostředky pro ochranu rostlin a konzervační prostředky na dřevo, některá minerální vlákna (například azbest) a určité metabolické produkty plísní {například aflatoxin) na lidský organismus a karcinogenesí. Skutečnost, že většina lidí, kteří jsou vystaveni těmto rizikovým faktorům, nemá očekávané příznaky, však vedla k přehodnocení tohoto nebezpečí. Velikost rizika rakoviny tedy již nemůže být definována pouze potenciálně škodlivou substancí nebo ohrožujícím faktorem. Spíše je nutno předpokládat, že je výsledkem multifaktoriálních vzájemných vztahů mezi velkým počtem látek/mechanismů, které působí na zatížený organismus. Dále se pokládá za potvrzené, že je nutných několik mutací na různých místech genomu k tomu, aby z normální tělesné buňky vznikla abnormální buňka s nekontrolovatelným růstem.

Zvláštní důležitost se připisuje vlastnímu obrannému systému organismu, který může být rovněž individuálně ovlivněn způsobem života. Tak například absorpce potravy v organismu spouští různé chemické reakce, při nichž jsou mutagenně a antimutagenně působící látky v úzkém vzájemném vztahu.

V mezidobí byly identifikovány chemické sloučeniny, které mají ochranné působení proti mutagenně působícím látkám, jako jsou například různé vitaminy, hořčičné oleje a beta-karoten. Jako antimutagenní a antikarcinogenní látky různé intenzity jsou na základě jejich antioxidačních vlastností diskutovány také přirozeně se vyskytující rostlinné fenoly obsažené v potravinách, jako jsou například hydroxyskořicové kyseliny a jejich sloučeniny (Karl Hermann, „Hydroxyzimtsáure-Verbindingen ais biologisch aktive Inhaltsstoffe von Lebensmitteln, Ernáhrungs-Umschau 38, č. 4, str. 148-154 (1991)). Tato zjištění jsou podporována mimo jiné epidemiologickými výsledky, které umožňují detekovat nepřímo úměrný vztah mezi spotřebou ovoce a zeleniny a různými karcinózami.

Výraz „tabákové výrobky zde znamená jak cigarety, doutníky a tabákové patrony (pro tzv. dutinky) s filtrem nebo bez filtru, tak jemně řezaný a lulkový tabák, tj. výrobky, které jsou zcela nebo v určitém podílu tvořeny tabákem a/nebo jiným kuřlavým materiálem, a rovněž kuřácké materiály podobající se tabákovým výrobkům, jako jsou například cigarety „Kretek s přídavkem až 50 % hmotnostních kuřlavého koření nebo čistě beztabákové rostlinné cigarety.

Je známo, že konzumenti kuřáckých tabákových výrobků absorbují rovněž množství organických sloučenin, z nichž některé mají toxický potenciál pro lidský organismus a jiné ho naopak mohou snižovat. V diskusi o zdraví ohrožujících vlastnostech tabákových výrobků se dlouhou dobu stavělo do popředí zejména mutagenní a rakovinu podporující působení některých složek tabáku, vstupujících do lidského těla prostřednictvím inhalace. Jak již bylo uvedeno, neexistuje však přímý příčinný vztah mezi působením škodlivých látek a karcinogeeicsí.

Početné experimenty vedly k závěru, že látky nebo sloučeniny, přítomné v tabákovém výrobku a ‘vstupující do organismu konzumenta buď v plynné fázi nebo ve formě částic s hlavním proudem kouře, nejsou schopny přímým způsobem transformovat normální buňku lidského organismu na abnormální buňku.

Proto je třeba potvrdit, že mutagenní působení, detekované v laboratorních experimentech u složek hlavního proudu kouře z tabákových výrobků, nemůže být okamžitě stavěno na roveň s karcinogenním účinkem, protože většina v této souvislosti uváděných látek a skupin látek vykazuje svůj ohrožující potenciál pouze v důsledku vlastního metabolismu těchto sloučenin v buňce. Tyto poznatky o mutagenním působení byly získány pomocí obecně známého

Amesova testu (D.M. Maron a B.N. Ames, „Revised Methods for the Salmonella Mutagenicity Test, Handbook of Mutagenicity Test procedures, Elsevier Science Publishers BV, ed. B.J. Kilbey, M. Legator, W. Nichols a C. Ramel, 1984).

Ke snížení rizikového potenciálu kuřáckých tabákových výrobků byly dosud podniknuty různé cesty.

Jednak byly vytvořeny nové systémy filtrů, které brání průchodu určitých skupin škodlivých látek do hlavního proudu kouře, a tak do dýchacího traktu konzumenta. Tak například patent DE 35 32 618 popisuje dotování filtrů cigaret například kyselinou L-askorbovou, s jejíž pomocí je značně podpořena redukce aldehydů v hlavním proudu kouře. Z WO 89/01301 je známo preparovat filtry cigaret mikro- a makrokapslemi, obsahujícími ethanol a jiné alkoholy pro před určitými toxickými složkami jako jsou například nitrosaminy, „blokováním napadených nebo přístupných oblastí určitými alkoholy, uvolňovanými v hlavním proudu kouře.

ochranu tkání plic cigaretového kouře,

Dále byly činěny pokusy impregnovat tabák cigaret s filtrem určitými látkami, aby se snížil již obsah určitých škodlivých látek v hlavním proudu kouře. Tak je známo z patentu OE 340 297 a OE 240 298 působit na tabák kyselinou askorbovou nebo jejími solemi za účelem snížení obsahu oxidu dusičitého v cigaretovém kouři. Dále byl v patentu EP 0 116 085 popsán způsob impregnace cigaret s filtrem interferonem nebo jeho biologicky aktivními fragmenty. Cigarety ošetřené tímto způsobem by měly aktivovat vlastní produkci interferonu organismem, a tak podporovat imunitní systém.

Výrobky získané tímto způsobem snížení potenciálních rizik kouření, vlastní systému. Jednak dojde pouze sice přispívají ke mají ale nevýhody, k zadržení určitých toxických složek převážně plynné fáze cigaretového kouře chemisorpcí v nespáleném úseku cigaretové tyčinky (N0₂) nebo ve filtru (aldehydy), zatímco obsah jiných škodlivých látek v hlavním proudu kouře není ovlivněn. Na druhé straně vytvoření „ochranné vrstvy v organismu podle WO 89/01301 je účinné pouze proti některým škodlivým látkám, jako jsou například nitrosaminy. Použití interferonu podle patentu EP 0 116 085 je naproti tomu spojeno se značnými náklady.

Úkolem vynálezu je tedy vytvořit další kuřácký materiál, obsahující přísady, s jejichž pomocí jsou dále snížena potenciální rizika kouření, a způsob výroby kuřáckých materiálů tohoto typu.

Podstata vynálezu

K dosažení tohoto účelu je navrhován kuřácký výrobek z tabáku a/nebo jiného kuřáckého materiálu, obsahující antioxidačnš působící přírodní látky a/nebo jejich přírodně identické syntetické produkty, vybrané ze skupiny zahrnující (a) hydroxyskořicové kyseliny, jejich estery a depsidy, (b) rostlinné fenoly, které mohou být odvozeny od hydroxyskořicových kyselin, (c) polymery hydroxyskořicových alkoholů, (d) kombinace dalších přírodních látek rostlinného původu, které mají antimutagenní a aromatizační vlastnosti, s antioxidačně působícími vitaminy, jejich prekursory a/nebo deriváty, (e) komplexy antioxidačně působících vitaminů s eukaryotickými buněčnými kulturami.

Překvapivě bylo zjištěno, že kuřácký výrobek podle vynálezu má výrazně snížený rizikový potenciál ve srovnání s běžnými produkty.

V tabákovém výrobku podle vynálezu jsou z hydroxyskořicových kyselin preferovány kyselina p-kumarová, caffeová (3,4-dihydroxyskořicová) a ferulová. Výhodnými estery hydroxyskořicových kyselin jsou jejich methyl- a ethylestery a jejich výhodné depsidy jsou tvořeny jejich sloučeninami s ovocnými kyselinami nebo s kyselinou chinovou, z nichž jsou zvlášť výhodné chlorogenové kyseliny.

Výhodné rostlinné fenoly podle vynálezu, které mohou být odvozeny od hydroxyskořicových kyselin, jsou umbelliferon, eskuletin, skopoletin, kurkumin, kyselina ellagová a dihydrocaffeová, zatímco polymery hydroxyskořicových alkoholů jsou přednostně odvozeny od p-kumarylalkoholu, koniferylalkoholu a sinapylalkoholu.

Další přírodní látky rostlinného původu se současně antimutagenními a aromatizačními vlastnostmi jsou přednostně vanilin, ethylvanilin, skořicový aldehyd, anisaldehyd, kumarin, 6-methylkumarin, eugenol, jasminový aldehyd, anethol, p-anisylaceton, limonen, skořice a skořicový extrakt. Antioxidačně působící vitaminy v kombinaci podle vynálezu s těmito dalšími přírodními látkami rostlinného původu jsou přednostně kyselina askorbová, β-karoten, retinol a α-tokoferol a také jejich deriváty, popřípadě v kombinaci se sebou navzájem a/nebo s dalšími vitaminy. Zvlášť výhodné jsou stabilní deriváty kyseliny askorbové, jako je palmitát kyseliny askorbové nebo askorbigen (kyselina askorbová vázaná na indol). Jako další vitaminy, které působí antioxidačně a jsou v komplexu s eukaryotickými buněčnými kulturami, jsou výhodné β-karoten, retinol a a-tokoferol.

Ě5

Příslušné molekulové hmotnosti a teploty tání a varu přírodních látek ze skupin (a) až (d) podle vynálezu jsou uvedeny v tabulce 1.

Výhodné hydroxyskořicové alkoholy podle vynálezu jsou pkumarylalkohol, koniferylalkohol a sinapylalkohol a tvoří lignin vyskytující se v dřevnatějících rostlinách- Zde jsou různé hydroxyskořicové alkoholy zahrnuty v měnícím se podílu v různých formách vazeb v makromolekulách. Pevnost dřeva je v podstatě způsobena vmezeřením ligninu do celulózy.

Ukázalo se, že v odvlákněném dřevě mohou působit antioxidační fenolické vlastnosti ligninu. Zejména čerstvě preparovaná dřevěná vlákna jsou schopna snižovat mutagenní potenciál procházejícího kouře.

Podle výhodného provedení jsou antioxidačně působící přírodní látky a/nebo jejich přírodně identické syntetické produkty obsaženy jednotlivě nebo v kombinaci v tabákovém výrobku, přičemž jejich relativní použitá množství, vztažená na celkovou hmotnost, se mohou měnit v závislosti na zamýšlených cílových složkách kuřáckého tabákového výrobku. V zásadě mohou být přírodní látky zabudovány nebo přidány o sobě známým způsobem buď do tabáku s obvyklými přísadami nebo do složek tabákových výrobků, jednotlivě přístupných pro hlavní proud kouře, jako jsou filtry, obalový papír, nosiče, lepidlo švu, což se může dít jak u výrobce tabákového výrobku, tak úměrně u jeho dodavatele.

Přidávají-li se k tabáku čisté přírodní látky, je jejich výhodné relativní množství v rozmezí od 0,1 °sí do 25 % hmotnostních, zvlášť výhodně mezi 1 a 5 % hmotnostními. Jestliže se čisté přírodní látky zabudovávají do filtru nebo do cigaretového papíru nebo do lepidla ve švu cigarety, je výhodné množství 0,1 až 50 % hmotnostních, zvlášť výhodně 1 až 20 % hmotnostních. Jako filtr může být použit komorový filtr, filtr na bázi acetátu celulózy nebo filtr z celulózového neorientovaného rouna nebo vícenásobný filtr, přednostně dvojitý (v každém případě s ventilací filtru nebo bez ní), přičemž dvojitý filtr má vyšší odolnost v tahu na straně tyčinky a nižší na ústní straně a celkovou účinnost filtru 80 až 99 %. Podobně je možno použít filtrů, vyrobených z jiných známých materiálů, v kombinaci s antioxidačně působícími přírodními látkami.

Jsou-li přírodní látky podle vynálezu již dříve obsaženy v netabákových, hlavně rostlinných, kuřáckých materiálech, které se přidávají k tabáku, nebo jestliže alternativně je kuřácká směs tvořena výlučně popřípadě různými navzájem sladěnými netabákovými rostlinnými materiály s endogenními rostlinnými přírodními látkami podle vynálezu nebo bez nich, pak rovněž platí přednostní použité množství, vztažené na čisté přírodní látky, 0,1 °s; až 25 % hmotnostních, zvláště 1,0 až 5 % hmotnostních, přičemž je v každém případě možno doplnit zamýšlené množství přídavkem čistých přírodních látek nebo čistých látek podle vynálezu do kuřácké směsi. Další výhodnou formou použití nebo dodávání přírodního materiálu obsahujícího antioxidačně působící přírodní látky, zejména vitaminy, jako je α-tokoferol nebo β-karoten, jsou v tomto případě kultivované eukaryotické buňky, jejichž sušina může obsahovat mezi 0,5 a 15 % hmotnostních vitaminů s antioxidačním účinkem v pevně vázané nebo pevně uložené formě, jako jsou například speciálně kultivované buňky tabáku nebo kvasinek.

Tak je možno za účelem získání náhražky tabáku známými způsoby (například W. Róper ad., J. Plant Physiol. 118, 463470 (1985) a patent DE 2 144 460) kultivovat tabákové buňky v kapalných substrátech.

V souvislosti s vynálezem se překvapivě ukázalo, že antioxidační přírodní látky podle vynálezu se pevně spojují s kultivovanými eukaryotickými buňkami, jestliže jsou přidány ve vhodné koncentraci ke kultivačnímu prostředí. Koncentrace činí například v případě α-tokoferolu (ve formě atokoferolacetátu) 0,01 až 10, přednostně 0,05 až 2 % objemová a v případě β-karotenu 0,01 až 0,5, přednostně 0,05 až 0,2 & objemových. Takto vzniklé komplexy podle vynálezu je pak možno, po odfiltrování od kultivačního prostředí a vysušení, přidat ke kuřácké směsi.

Tabulka 1. Fenolické rostlinné složky podle vynálezu

složka	mol. hmotnost	teplota varu (°C)	teplota tání (°C)
kyselina p-kumarová	164,2	sublimuje	214-217 (rozkl.)
methyl-p-kumarát	178,2		139	ií
ethyl-p-kumarát	192,2		87	ls •í
kyselina caffeová	180,2		215-220 (rozkl.)	jl i
methylcaffeát	194,2		157-158
ethylcaffeát	208,2		149-150	i
kyselina ferulová	194,2		170-172	jjj
methylferulát	208,2	163 při 1 mm Hg	65	i I
ethylferulát	222,2	185 při 3 mmHg	58
kyselina chlorogenová	354,3		208-210 (rozkl.)
umbelliferon	162,2	sublimuje	230-233	f
eskuletin	178,2	sublimuje	272-275 (rozkl.)
skopoletin	192,2		204-206
kurkumin	368,4		175-180
kyselina ellagová	302,2		>350
kyselina dihydrocaffeová	182,2		133-137
vanilin	152,2	170při 15 mmHg	81-83
ethylvanilin	166,2		74-77
skořicový aldehyd	132,2	253	-7,5
anisaldehyd	136,2	248	2,5
kumarin	146,2	297-299	68-71
6-methylkumarin	160,2	303	75-76
eugenol	164,2	253-255	-9
jasminaldehyd	202,3	287-290	-
anethol	148,2	232-237	20-23
p-anisylaceton	178,2	152-153 při 15 mm Hg	8
limonen	136,2	176	-97

Látky podle vynálezu je možno při přípravě kuřácké směsi například známým způsobem přidávat k řezaným listům a/nebo k řezaným stonkům, popřípadě s použitím známých adhesiv a pojiv. Alternativně mohou být tyto látky známým způsobem zabudovávány do rekonstituovaného tabáku, což se nabízí zejména při použití pevných mletých přírodních látek. Zde je možno rovněž používat novou netabákovou rekonstituovanou rostlinu, která alespoň částečně obsahuje přírodní látky podle vynálezu ve formě endogenních složek . částí rekonstituovaného rostlinného materiálu. Základní kuřácký materiál je přednostně tvořen směsí tabáků lamina nebo směsí tabáků lamina a rekonstituovaného tabáku nebo beztabákovou směsí rostlinného materiálu, který je odvozen od podbělu obecného, máty peprné, kopřivy žahavky, jitrocele, máty kadeřavé, levandule, tymiánu, třešňových a višňových listů, listů rdesna, růžových listů, pimentových listů nebo kůry skořicovníku. Alternativně je výhodné, je-li kuřácká směs kombinací tabákové směsi a beztabákové směsi.

Dále mohou být látky podle vynálezu v kapalné formě přidávány k parfemačním nebo aromatizačním přísadám, přičemž je mohou dokonce nahrazovat.

Obvyklý systém filtru je tvořen v podstatě vláknitou koudelí z acetátu celulózy nebo z navzájem propletených celulózových vláken, tvořících neorientované rouno. Vláknitá koudel se během výroby cigaretového filtru normálně postřikuje některým z povolených tvrdidel za účelem zesítění vláken a vytvrzení filtru. Tato tvrdidla jsou většinou tvořena triacetinem nebo triethylenglykoldiacetátem (TEGDA) a podle vynálezu mohou být částečně nebo úplně nahrazena přírodními látkami podle vynálezu v kapalné formě, jestliže se rozpouštějí v tvrdidle nebo pokud samy působí jako tvrdidla, jako například eugenol. V kapalných přírodních látkách, jako je eugenol, které mohou být podle vynálezu používány samy o sobě jako tvrdidla, nebo v obvyklých | tvrdidlech, jako je TEGDA nebo triacetin, mohou být podle | vynálezu rozpouštěny další přírodní látky, jako je skořicový j aldehyd, jasmínový aldehyd, ethylvanilin a 6-methylkumarin, ale také α-tokoferol, tokoferolacetát, tokoferolsukcinát, 5 retinol a retinolpalmitát, takže vznikají bi- nebo ternární I nebo vícečetné roztokové směsi, které mohou být výhodně 1 i

používány jako tvrdidla pro vlákna z acetátu celulózy i jako 1 s

parfemační látky pro kuřácké směsi.

Dále mohou být v tvrdidlech používány suspenze pevných S přírodních látek, ale také intersperze mletých přírodních látek v koudeli vláken filtru z acetátu celulózy.

Různé rozpustnosti a mísitelnosti některých výhodných I aromatických látek a vitaminů podle vynálezu vůči obvyklým tvrdidlům triacetinu a TEGDA a rovněž vůči přírodní aromatické látce eugenolu, která může být podle vynálezu použita sama jako tvrdidlo, jsou uvedeny v tabulce 2.

Z tabulky 2 jsou patrné zejména výborné rozpouštěcí vlastnosti eugenolu, který může být použit podle vynálezu jako tvrdidlo nebo složka tvrdidla. Látka eugenol však může být použita i ve formě směsi s dalšími látkami uvedenými jako tvrdidla nebo rozpouštědla v tabulkách 2 a 3, přičemž konkrétní směsi a jejich jednotlivé poměry je možno snadno volit s ohledem na jejich vlastnosti a jejich tržní cenu a také v závislosti na ošetřovaných složkách výrobku podle vynálezu. Zvlášť výhodná je směs 80 dílů triacetinu, 15 dílů eugenolu a 5 dílů α-tokoferolacetátu. Látky smíchané v tomto poměru vytvářejí čirý roztok, z něhož po nanesení na vlákna z acetátu celulózy triacetin a eugenol přednostně difundují do vnitřku vláken, čímž je a-tokoferolacetát koncentrován na povrchu vláken filtru, a může tedy být zvláště snadno přenášen z „filtru, který zde působí jako emitor, do hlavního proudu kouře.

Jestliže filtr, používaný při výrobě tabákových výrobků, není tvořen vlákny acetátu celulózy, pak se tento filtr a/nebo další složky výrobku, jako je kuřácký tabákový nebo beztabákový rostlinný materiál, cigaretový papír a lepidlo švu, podle vynálezu ošetřují roztokem aromatických látek a vitaminů (nebo provitaminů), přičemž je opět možno jednotlivé zástupce těchto skupin používat jako rozpouštědlo. Příslušné rozpustnosti a mísitelnosti všech těchto látek vůči některým přírodním látkám, které mohou být rovněž použity jako rozpouštědla podle vynálezu, jsou uvedeny v tabulce 3.

Tabulka 2. Rozpustnost antioxidačně působících aromatických látek a vitaminů A a E v tvrdidlech filtrů tvrdidlo triacetin eugenol

TEGDA aromatické látky

skořicový aldehyd	M	M	M
jasmínový aldehyd	M	M	M
ethylvanilin	> 10	> 10	> 10
6-methylkumarin	> 10	> 10	> 10
vitaminy
A	> 10	> 10	> 10
A palmitát	< 1	< 1	< 1
E	> 10	M	M
E acetát	< 1	< 1	M
E sukcinát	< 1	< 1	10

TEGDA triethylengylkoldiacetát mísitelný do stejných dílů

J >10 rozpustnost větší než 10 % hmotnostních < 1 rozpustnost menší než 1 % hmotnostní

Tabulka 3. Roztoky antioxidačně působících aromatických látek a vitaminů A a E a dále β-karotenu pro ošetření filtrů, tabáku, cigaretového papíru a lepidla švu

jako rozpouštědlo	eugenol	jasmínový aldehyd	skořicový aldehyd	acetát vitaminu E
aromatické látky
eugenol	x	M	M	M
jasmínový aldehyd	M	X	M	M
skořicový aldehyd	M	M	X	M
ethylvanilin	> 10	> 10	> 10	< 1
6-methylkumarin	> 10	> 10	> 10	< 1 ^:
provitamin
β-károten	< 1	< 1	> 1	< 1
vitaminy
A	> 10	> 10	> 10	< 1
E	M	M	M	M
E acetát	M	M	M	X
E sukcinát	> 10	> 10	> 10	nezjištěno

M mísitelný do stejných dílů > 10 rozpustnost větší než 10 % hmotnostních > 1 rozpustnost větší než 1 % hmotnostní < 1 rozpustnost menší než 1 % hmotnostní

Při použití celulózového neorientovaného rouna mohou být látky podle vynálezu zabudovány do rouna již u výrobce být konečně běžně bělená z jednoletých rostlin ve částečně nebo převážně, materiálu filtru. Zde mohou celulozová vlákna například známém neorientovaném rounu přednostně do 85 %, nahrazena vhodnými „vlákny nebělené buničiny, obsahujícími dostatek antioxidačně působícího ligninu. Dále mohou být pevné látky podle vynálezu, například v granulované formě s průměrem granulí přibližně 0,8 mm, zaváděny u výrobce filtrové tyčinky do komor komorových filtrů, stejně jako kapalné látky podle vynálezu, absorbované například v granulích dřevné moučky nebo ligninu, přičemž je možno použít zvlášť vhodné částice dřeva, popřípadě obsahující velké množství antioxidačně působícího ligninu, v práškové nebo granulované formě, samostatně jako materiál zabudovávaný do komory nebo jako samonosná porézní nebo propustné výlisky v požadovaném formátu filtru. Dále může být vnitřní strana papíru obalujícího filtr, přicházející během kouření do styku s hlavním proudem kouře, také povlečena přírodními látkami podle vynálezu.

Cigaretový papír může být známým způsobem opatřen přírodními látkami podle vynálezu v zapouzdřené nebo nezapouzdřené formě, přičemž pro tento účel je vhodný jednoduchý i dvouvrstvý cigaretový papír. V posledně uvedeném případě je vnitřní obal tabákové tyčinky, který může být také vytvořen jako síťovitý nebo vysoce porézní (10 - 20000 CORESTA), přednostně opatřen látkami podle vynálezu. Tento síťovitý vnitřní obal tabákové tyčinky může být vyroben hlavně nebo úplně z vhodné buničiny, obsahující antioxidačně působící lignin, právě tak jako vlákna jinak obvyklého cigaretového papíru jsou tvořena alespoň částečně z vhodné nebělené buničiny obsahující lignin.

Konečně lepidlo, používané pro slepení obalu tabákové tyčinky v oblasti švu cigarety, může také obsahovat přírodní látky podle vynálezu v kapalné nebo jemně mleté formě. Zde se prokázalo, že je možno zlepšit i technické charakteristiky lepidel, ošetřených tímto způsobem.

Podle základní myšlenky vynálezu je při kouření nebo konzumaci tabákového výrobku podle vynálezu jeho hlavní proud kouře obohacen o sobě známými antioxidačně působícími přírodními látkami, čímž dochází k tomu, že antimutagenní látky, uvolňované hlavním proudem kouře, jsou organismu k dispozici v místě metabolizace přibližně ve stejné době jako potenciální škodlivé látky hlavního proudu kouře, a tak je možný mutagenní účinek nežádoucích kritických látek rozsáhle spontánně kompenzován. To znamená, že se srovnatelně malým množstvím antimutagenně působících látek se dosáhne stejného účinku, jako kdyby bylo organismu následně .dáno k dispozici odpovídající větší množství těchto látek.

Důležitou podmínkou praktického použití přírodních látek podle vynálezu je jejich odpovídající přechod do hlavního proudu kouře. Experimentální výsledky ukazují, že tato podmínka je u použitých přírodních látek splněna (srv. příklad 4) . Dále se prokázalo, že průchod přírodních látek podle vynálezu, zabudovaných do částí rostlin, do hlavního proudu kouře - například u skopoletinu endogenního tabákovým listům nebo eugenolu vlastního pimentovým listům - může být významně podpořen ošetřením odpovídajících částí rostlin jednou ze známých metod bobtnání nebo expanze, přednostně tzv. procesem INCOM přihlašovatele podle patentů DE 29 03 300, DE 31 19 330 a DE 34 14 625. V těchto procesech jsou příslušné složky částí rostlin „dávány k dispozici, tj. mohou být přenášeny zvlášť snadno pouze malým množstvím hlavního proudu kouře.

Překvapivě bylo zjištěno, že je možno snížit mutagenní potenciál obohacených tabákových listů podle vynálezu významným způsobem. Za účelem detekce tohoto antimutagenního působení byl jako rychlý test s významnou vypovídací hodnotou proveden Amesův test (cit. výše).

Princip testu spočívá v podstatě ve skutečnosti, že histidin-auxotrofní (his) indikátorové bakterie druhu Salmonella typhimurium pod vlivem mutagenně působících látek mutují zpět (revertují) do své prototrofní formy (his⁺) . Provádění Amesova testu, s „aktivací S 9 nebo bez ní, umožňuje zjistit, zda je testovaná látka mutagenní ve své výchozí formě nebo teprve po metabolizaci.

S použitím tohoto testu bylo detekováno, že částicová fáze tabákového kouře, zachycená v rozpouštědlech, má mutagenní účinek pouze v metabolizovaném stavu (viz Shigeaki Sáto a d., „Mutagenicity of smoke condensates from cigarettes, cigars and pipe tobacco, Cancer Lett. 3, str. 18, 1977) .

Považuje se za potvrzené, že většina látek s antimutagenní účinností v Amesově testu vykazuje v lidském organismu ochranný účinek nebo může přispívat k posílení vlastního obranného systému organismu (viz například B.N. Ames, „Dietary Carcinogens and Anticarcinogens, SCIENCE sv. 221, str. 1256-1264, 1983). Možnou tvorbu toxických metabolických produktů ze složek kouře v lidském organismu a specifické snížení z ní vyplývajícího mutagenního účinku přídavkem antimutagenů je možno simulovat v Amesově testu.

V porovnání s běžnými produkty má tabákový výrobek podle vynálezu silně snížený rizikový potenciál, protože použité přírodní látky mají antioxidační vlastnosti vůči mnoha nežádoucím látkám a působí v místě metabolizace.

Přehled obrázků na výkresech 1 gjj

F3

Vynález je blíže osvětlen v souvislosti s připojenými || výkresy, které představují: I

Obr. 1 výsledky snížení mutagenity kondenzátu . | cigaretového kouře v Amesově testu (TA 98) přídavkem kyseliny í caffeové. Na vodorovné ose je vyneseno množství kyseliny ' i

caffeové v gg/desku a na svislé ose počet indukovaných | kolonií na desku. I

Obr. 2 výsledky snížení mutagenity kondenzátu >' cigaretového kouře v Amesově testu (TA 98) přídavkem kyseliny J chlorogenové. Na vodorovné ose je vyneseno množství kyseliny chlorogenové v gg/desku a na svislé ose počet indukovaných kolonií na desku.

Obr. 3 výsledky snížení mutagenity kondenzátu j cigaretového kouře v Amesově testu (TA 98) přídavkem ( skopoletinu. Na vodorovné ose je vyneseno množství skopoletinu v gg/desku a na svislé ose počet indukovaných kolonií na desku.

Obr. 4 výsledky snížení mutagenity kondenzátu cigaretového kouře v Amesově testu (TA 98) přídavkem kurkuminu. Na vodorovné ose je vyneseno množství kurkuminu v gg/desku a na svislé ose počet indukovaných kolonií na desku.

Obr. 5 výsledky snížení mutagenity kondenzátu cigaretového kouře v Amesově testu (TA 98) přídavkem eugenolu. Na vodorovné ose je vyneseno množství eugenolu v gg/desku a na svislé ose počet indukovaných kolonií na desku.

Obr. 6 výsledky snížení mutagenity kondenzátu cigaretového kouře v Amesově testu (TA 98) přídavkem tokoferolu/eugenolu 1:1. Na vodorovné ose je vyneseno množství směsi tokoferolu a eugenolu v gg/desku a na svislé ose počet indukovaných kolonií na desku.

Obr. 7 srovnání mutagenního účinku stejných množství kondenzátu kouře z různých experimentálních cigaret.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je blíže osvětlen na příkladech provedení.

Příklad 1

Pro přípravu pro Amesův test bylo 20 dále podrobněji popsaných cigaret mechanicky vykouřeno za obvyklých normalizovaných podmínek (ISO 4387, objem tahu 35 ml, doba tahu 2 s a interval mezi tahy 58 s). Takzvaná částicová fáze hlavního proudu kouře (kondenzát kouře) byla vysrážena na filtru ze skleněných vláken Cambridge, rozpuštěna pomocí 20 ml dimethylsulfoxidu a do použití uchovávána při -20 ^eC. Cigarety s neventilovaným filtrem (velikost 100 x 7,9 mm, délka tyčinky 75 mm, délka filtru 25 mm) měly hmotnost tyčinky 945 ± 10 mg (směs Virginia), množství vykouřeného tabáku bylo 800 mg. Cigaretový papír o hmotnosti 48 mg měl porositu 24 coresta, hmotnost filtru byla zaokrouhleně 180 mg, materiál filtru byl tvořen komerčně dostupnými vlákny acetátu celulózy (3,0 Y/35000) a tvrdidlem byl triacetin (asi 7 %) .

RS

Příklad 2 1

Ke stanovení mutagenního účinku byl proveden Amesův test I (cit. výše) ve verzi „plate incorporation, jak uvedeno dále. ’

0,1 ml kultury Salmonella typhimurium, kmen TA 98, I

5j získané přes noc, 0,05 ml postupně ředěného roztoku | * B kondenzátu kouře podle příkladu 1 a 0,5 ml směsi S 9 | (aktivační systém), sestávající z 50 μΐ supernatantu, | získaného centrifugováním homogenizátu jater krys ošetřených |

Aroclorem při 9000 g, 0,76 mg glukóza-6-fosfátu, 1,57 mg j

NADP, 0,81 mg MgCl₂.6H₂O, 1,23 mg KC1 ve fosfátovém pufru pH |

7,4, bylo napipetováno vždy ke 2 ml měkkého agaru, J temperovaného při 43 °C. Po krátkém důkladném promísení byly I testované šarže na Petriho miskách rovnoměrně rozděleny na I agar, který umožňuje růst pouze revertantů his”. Petriho misky pak byly inkubovány 48 h ve tmě při 37 °C. Po skončení inkubační doby byly spočteny kolonie vzniklé z jednotlivých his⁺-revertovaných bakterií. Frekvence mutací je mírou i

mutagenní aktivity.

Z výsledků uvedených v tabulce 4 je zřejmé, že látky obsažené v kondenzátu kouře vykazují mutagenní účinek teprve po metabolizaci.

Tabulka 4. Počet kolonií TA 98 v závislosti na množství použitého kondenzátu (průměr ze tří stanovení)

množství kondenzátu kouře μς/desku	aktivace S9	počet kolonií	indukované kolonie
0	bez	41	-
120	bez	43	2
240	bez	40	-1
360	bez	35	-6
0	s	50	-
120	s	216	166
240	s	441	391
360	s	581	531

Příklad 3

Hodnocení látek podle vynálezu s ohledem na jejich antimutagenní účinky bylo prováděno s použitím testovacího .systému podle příkladu 2, přičemž nyní byly k testovaným šaržím obsahujícím různá množství kondenzátu dále přidávány odstupňované dávky příslušných látek. Přitom bylo zajištěno, aby se pracovalo v rozsahu koncentrací, který není toxický pro bakterie.

Výsledky některých látek podle vynálezu, majících antimutagenní účinek na kondenzát kouře, jsou formou příkladu uvedeny na obr. 1 až 6.

Výsledky ukazují, že frekvenci mutací, vyvolaných škodlivými látkami obsaženými v kondenzátu kouře, a tedy rizikový potenciál je možno rozhodujícím způsobem snížit pomocí přidávaných přírodních látek.

g|

Pl

Příklad 4 il jí

Přidávané přírodní látky se navzájem významně liší, j pokud jde o teploty tání a varu (viz tabulka 1) . Za účelem I demonstrace toho, že do tabákového kouře přecházejí i ty j .přidávané látky, které nelze destilovat, byl proveden tento p.

experiment: . ll [S

Skopoletin (7-hydroxy-6-methoxykumarin) s teplotou tání j ’ a P

205 °C a bez teploty varu je obsažen ve virginských tabácích j v koncentraci asi 300 ppm jako přirozená složka rostliny. Za | účelem detekce přechodu přidaného skopoletinu do hlavního s proudu kouře byly připraveny tří verze experimentálních j cigaret na bázi stejné tabákové šarže jako v příkladu 1.

Přitom byl známým způsobem ze 60 cigaret s filtrem podle j příkladu 1 vyfouknut tabák pomocí stlačeného vzduchu, shromážděn a rozdělen do tří částí, dvě třetiny byly upraveny přírodní látkou (kontrola pouze ethanolem) a pomocí komerčně j dostupného plnicího přístroje pro cigaretové dutinky s filtrem opět zavedeny do 60 stejných dílů dutinek s filtrem '3 x 20, které byly vyfouknuty a rozděleny do tří šarží, [ přičemž však hmotnost tyčinky cigaret s filtrem získaných ;

tímto způsobem mírně poklesla. Přitom byla nastříkáním * ethanolického roztoku skopoletinu na cigaretový tabák zvýšena koncentrace skopoletinu v tabáku z původních 330 ppm na 630 ppm nebo 5330 ppm. Získané cigarety byly vykouřeny způsobem popsaným v příkladu 1, přičemž byl shromážděný kondenzát kouře byl rozpouštěn v methanolu. Konstrukční údaje dutinky odpovídají příkladu 1, hmotnost tyčinky se snížila na 930 ± mg a množství vykouřeného tabáku bylo 785 mg.

Skopoletin byl stanoven analyticky pomocí HPLC za těchto podmínek:

Kolona: Li Chro CART supersphere RP 8, 250-4 (Merck)

Eluent: voda/methanol/kyselina octová 85:13:2

Průtok: 1,2 ml/min

Provoz isokratický při 45 °C Detektor na 340 nm

Vstřikovaný objem: vzorek 10 μΐ

Získané experimentální výsledky jsou shrnuty v tabulce

5.

Tabulka 5. Průchod skopoletinu do hlavního proudu kouře

verze cigarety	kontrola	směs 1	směs 2
skopoletin
koncentrace v tabáku
(ppm)	330	630	5330
množství ve vykouřeném
tabáku (μς)	259, 1	494, 6	4184,1
množství v hlavním
proudu kouře ^g)	28,2	47, 6	331,1
podíl množství
vykouřeného tabáku (%)	10, 9	9,6	6, 2

Množství vykouřeného tabáku: 785 mg na cigaretu.

Experimenty se skopoletinem jako zástupcem antimutagenně působících netěkavých látek ukazují, že ošetření tabáku 300, resp. 5000 ppm vedlo k přenosu 9,6, resp. 6,2 % látky do hlavního proudu kouře.

Příklad 5

Výsledky dále popsaného experimentu ukazují, že antioxidačně působící látky, procházející do kouře ze směsí řezaného tabáku s hřebíčkem nebo skořicovými tyčinkami, a rovněž ošetření čistým eugenolem, snižují mutagenní efekt vzniklého kondenzátu kouře.

Bylo připraveno pět verzí cigaret s filtrem, lišících se .složením konečné směsi podle tabulky 6 a majících stejnou tabákovou základní směs, ve stejném formátu a stejné hmotnosti cigarety (940 mg). Použité hřebíčky nebo skořicové tyčinky byly před smísením s tabákem zvlhčeny vodní párou, rozválcovány a nasekány. Přídavek eugenolu byl prováděn formou 20% ethanolického roztoku a alkohol byl po ošetření kvantitativně odpařen.

Tabulka 6. Řezaný tabák s přísadami hřebíčku, skořicových tyčinek a eugenolu

směs	1	2	3	4	5
složení směsi řezaného tabá	ku
tabák (% hm.)⁴¹	70	70	70	94,9	100
hřebíček (% hm.)⁴'	30	-	15	-	-
skořicové tyčinky (% hm. )^2!	-	30	15	-	-
přídavek čistého eugenolu (% hm.)²¹	-	-	-	5, l¹¹	-

¹¹ Množství zde přidaného eugenolu je ekvivalentní množství eugenolu obsaženého v hřebíčku ve směsi 1.

²¹ % hm. = % hmotnostní, vztaženo na sušinu.

í β

k j

s i

§

Experimentální cigarety byly vykouřeny za standardních podmínek (viz příklad 1) . Získané roztoky kondenzátu kouře byly podrobeny Amesovu testu podle příkladu 2, a sice v provedení „s aktivací S9. Pro hodnocení mutagenity byla použita stejná množství kondenzátu a výsledky byly vztaženy na neošetřenou kontrolu = 100 %.

Výsledky jsou graficky znázorněny na obr. 7. Mutagenita kondenzátu směsi 1 se snížila na 55,5 % účinku kontroly, což je možno vysvětlit množstvím eugenolu obsaženého v hřebíčku. Použité hřebíčky měly obsah eugenolu 17,0 %. Naproti tomu nelze překvapivé snížení mutagenity kondenzátu směsi 2 na

65,3 % vysvětlit pouze obsaženým množstvím skořicového aldehydu a eugenolu.

Claims

1. Kuřácký výrobek z tabáku a/nebo jiného kurackeho materiálu, zahrnující antioxidačně působící přírodní látky a/nebo jejich přírodně identické syntetické produkty, vyznačující se tím, že přírodní látky a jejich přírodně identické syntetické produkty jsou vybrány ze .skupiny zahrnující (a) hydroxyskořicové kyseliny, jejich estery a depsidy, (b) rostlinné fenoly, které mohou být odvozeny od hydroxyskořicových kyselin, totiž umbelliferon, eskuletin, skopoletin, kurkumin a kyselinu dihydrocaffeovou, (c) polymery hydroxyskořicových alkoholů, (d) kombinace dalších přírodních látek rostlinného původu, které mají antimutagenní a aromatizační vlastnosti, totiž ethylvanilinu, skořicového aldehydu, anisaldehydu, kumarinu, 6-methylkumarinu, eugenolu, jasmínového aldehydu, anetholu, p-anisylacetonu, limonenu, skořice a skořicového extraktu, s antioxidačně působícími vitaminy kyselinou askorbovou, β-karotenem, retinolem a α-tokoferolem, jejich prekursory a/nebo deriváty, (e) komplexy antioxidačně působících vitaminů s eukaryotickými buněčnými kulturami, s podmínkou, že tyto výrobky obsahují přírodní látky a jejich přírodně identické syntetické produkty, uvedené v odstavcích (a) až (e), v množství více než 0,5 % hmotnostních.

2. Kuřácký výrobek podle nároku 1, vyznačující se tím, že hydroxyskořicové kyseliny jsou kyselina p-kumarová, caffeová a ferulová.

3. Kuřácký výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že estery hydroxyskořicových kyselin jsou methyl- a ethylestery.

4. Kuřácký výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že depsidy hydroxyskořicových kyselin sestávají z jejich sloučenin

s ovocnými kyselinami a s kyselinou chinovou. 5. Kuřácký výrobek podle nároku 4, vyzná č u j ící se t í m , že depsidy jsou chlorogenové kyseliny. 6. Kuřácký výrobek podle nároku 1, vyzná č u j í c i se t i m , že hydroxyskořicové alkoholy jsou p-kumarylalkohol, koniferylalkohol a

sinapylalkohol.

7. Kuřácký vyznačuj ící je přítomna ve formě askorbigenu.

výrobek podle nároku 1, se tím, že kyselina askorbová palmitátu kyseliny askorbové nebo

8. Kuřácký výrobek vyznačující se působící vitaminy v komplexu podle nároku 1, tím, že antioxidačně s eukaryotickými buněčnými kulturami jsou β-karoten, retinol a α-tokoferol a jejich deriváty.

16. Kuřácký výrobek podle nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že filtr obsahuje až

50 % hmotnostních antioxidačně působících přírodních látek a/nebo jejich přírodně identických syntetických produktů podle jednoho z nároků 1 až 9.

17. Kuřácký výrobek podle nároku 16, vyznačující se tím, že filtr obsahuje 1 až 20 % hmotnostních antioxidačně působících přírodních látek a/nebo jejich přírodně identických syntetických produktů @ s

podle jednoho z nároků 1 až 9. jj

H !

18. Kuřácký výrobek podle jednoho z nároků 12 až 14 nebo I

16 a 17, vyznačující se tím, že filtr je | komorový filtr s ventilací nebo bez ní. j

I

I i

I

19. Kuřácký výrobek podle jednoho z nároků 12 až 14 nebo 1

16 a 17, vyznačující se tím, že filtr je · komerčně dostupný filtr z vláken acetátu celulózy s ventilací ř nebo bez ní.

20. Kuřácký výrobek podle jednoho z nároků 12 až 14 nebo 16 a 17, vyznačující se tím, že filtr je komerčně dostupný filtr z celulózového neorientovaného rouna s ventilací nebo bez ní.

21. Kuřácký výrobek podle jednoho z nároků 12 až 14 nebo

16 a 17, vyznačující se tím, že filtr je ?

vícenásobný, přednostně dvojitý s vyšší odolností v tahu na straně tyčinky a nižší odolností v tahu na ústní straně s ventilací nebo bez ní, a má celkovou účinnost filtru 80 až

99 %.

22. Kuřácký výrobek podle nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že cigaretový papír obsahuje až 50 % hmotnostních antioxidačně působících přírodních látek a/nebo jejich přírodně identických syntetických produktů podle jednoho z nároků 1 až 9.

23. Kuřácký výrobek podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že kuřácký základní materiál je směsí tabáků lamina nebo tabáku lamina a rekonstituovaného tabáku.

24. Kuřácký výrobek podle nároků, vyznačuj ící materiál obsahuje až 25 % působících přírodních látek identických syntetických produktů jednoho z předcházejících se tím, že kuřácký hmotnostních antioxidačně a/nebo jejich přírodně podle jednoho z nároků 1 až

9.

25. Kuřácký výrobek podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že kuřácký materiál je beztabáková směs odvozená od podbělu obecného, máty peprné, kopřivy žahavky, jitrocele, máty kadeřavé, levandule, tymiánu, třešňových a višňových listů, listů rdesna, růžových listů, pimentových listů nebo kůry skořicovníku.

26. Kuřácký výrobek podle nároku 25, vyznačující se tím, že kuřácký materiál je odvozen od kůry skořicovníku.

27. Kuřácký výrobek podle nároků 23 až 26, vyznačující se tím, že kuřácký materiál . je kombinací tabákové směsi a beztabákové směsi.

28. Způsob výroby tabákového výrobku o sobě známým způsobem, při němž se látky obvykle používané jako tvrdidla pro vlákna acetátu celulózy tvořící pozdější filtr částečně nebo úplně nahradí antioxidačně působícími přírodními látkami a/nebo jejich přírodně identickými syntetickými produkty podle jednoho z nároků 1 až 9.

29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že se jako přírodní látka použije eugenol j samotný nebo jako roztok obsahující antioxidačně působící I aromatické látky, totiž ethylvanilin, skořicový aldehyd, | anisaldehyd, kumarin, 6-methylkumarin, jasmínový aldehyd, , anethol, p-anisylaceton, limonen, skořici a skořicový j §

extrakt, v kombinaci s vitaminy α-tokoferolacetátem, [ tokoferolsukcinátem, retinolem a/nebo retinolpalmitátem. 8