DE19541873A1 - Filterzigarette - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Filterzigarette, deren Filter ein Additiv mit antimutagener
Wirkung auf den Zigarettenrauch enthält.
Aus der Lebensmitteltechnologie sind antimutagene Wirkstoffe bekannt. Dort werden
auch viele der in Lebensmitteln vorkommenden Mutagene und deren Abscheide
mechanismen untersucht und dargestellt (vgl. u. a. P. Grasso, C.O. ′Hare; Chemical
Carcinogens ACS Monograph (Ch.E. Searle ed.), American Chemical Society,
Washington (1976), S. 700-728). Als die in Lebensmitteln wirksamsten Mutagene
werden heute einige Pyrolyseprodukte von Proteinen angesehen, wie z. B. die
Verbindungen Tr-P1, Tr-P2, Glu-P1, Glu-P2 oder auch IQ (vgl. u. a. K.
Wakabayashi, M. Nagao, H. Esumi, T. Sugimura; Cancer Research, 52. (1992), S.
2092-2098). Diese Mutagene zeigen in Mutagenitätstests, wie dem in der Fachwelt
gut bekannten Ames-Test (Ames et al., Methods for Detecting Carcinogens and
Mutagens with the Salmonella/Mammalian-Microsome Mutagenicity Test., Mutat.
Res. 31 S. 347-364 und C. Smith et al.; Mutation Research, 279, (1992), S. 61-73),
ein extrem hohes mutagenes Potential. Derartige Verbindungen lassen sich in
lebenden Organismen offensichtlich mit hoher Effizienz in wäßriger Phase an
Bestandteile meist pflanzlicher Nahrungsmittel binden und damit dem Stoffwechsel als
wasserunlösliche Komplexverbindungen wirksam entziehen. Als solche antimutagen
wirkende Substanzen werden u. a. Chlorophyllin und Hemin und damit verwandte
Derivate beschrieben (vgl. u. a. R. Dashwood, D. Gno; Environmental and Molecular
Mutagenesis, 22, (1993), S. 166-171, S. Arimoto, H. Hayatsu; Mutation Research,
213, (1989), S. 217-226, sowie Kato et al., Mutation Research, 246, (1991), S.
169-178).
Die mutagene Wirkung von Zigarettenrauch, bestimmt durch den Ames-Test, ist in
der Fachwelt allgemein bekannt. Unklar und umstritten ist es aber, auf welche
Substanzgruppe die mutagene Wirkung von Zigarettenrauch tatsächlich zurück
zuführen ist. So werden diesbezüglich polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe
und auch unterschiedliche Nitrosamine genannt (vgl. u. a. E.L. Wynder und D.
Hoffmann; "Smoking and Lung Cancer: Challenges and Opportunities", Cancer
Research 54, S. 5284 (1994)), obwohl einige Arbeitsgruppen klar zeigen konnten,
daß, was die Wirkung im Ames-Test anbetrifft, deren mutagenes Potential in
Zigarettenrauch zu vernachlässigen ist, da die Konzentrationen, in denen diese
Substanzen im Rauch handelsüblicher Zigaretten vorkommen, bei weitem zu gering
sind, um die in genormten Mutagenitätstests beschriebenen Effekte zu erklären.
Obwohl unter Fachleuten immer noch umstritten, mehren sich die Hinweise, daß die
Aktivität von Rauchkondensaten im Ames-Test (TA 98 und TA 100) hauptsächlich auf
die Bildung polycyclischer aromatischer Amine bei der Verbrennung von Tabak
zurückzuführen ist (vgl. u. a. R.S. Lake et al.: "Fresh whole smoke mutagenicity
assay with YG salmonella strains", Vortrag gehalten auf der 48 Tobacco Chemists′
Research Conference, 25.-28. September 1994, und M. Mitsuko et al.; Jpn. J. Cancer
Res., 77, (1986), S. 419-422).
Es gibt eine große Zahl von Schriften, die die Verwendung unterschiedlichster
Additive zur spezifischen Reduzierung bestimmter Rauchinhaltsstoffe vorschlagen.
Die DE-PS 13 00 854 beschreibt die Verwendung saurer Carbonsäurealkylester als
Vernetzungs- bzw. Verfestigungsmittel. Auf die Offenbarung dieses Patentes stützen
sich eine Reihe weiterer Schriften über die Verwendung organischer Säuren als
Filteradditiv, um die Nikotinretention spezifisch zu erhöhen. Das Besondere an
diesem Gedanken ist es, daß das Additiv gleichzeitig als Weichmacher wirkt und
somit eine industrielle Fertigung der Filter leicht möglich ist. Die DE-PS 13 00 854
offenbart jedoch keinerlei Hinweis, wie mutagene Substanzen aus Zigarettenrauch
entfernt werden könnten. Entsprechendes gilt auch für die Lehre nach der DE-OS 43
20 348, die ebenfalls die Verwendung organischer Säuren als Filteradditiv anspricht.
Die Wirksamkeit der in der DE-PS 13 00 854 beschriebenen Filteradditive in einem
Filter Tow wurde an einem solchen mit einem Filamenttiter von mehr als 3 dtex
nachgewiesen. Über eine mögliche Reduzierung der biologischen Aktivität im Ames-
Test von Zigarettenrauch machen weder die DE-PS 13 00 854 noch die DE-OS 43 20
384 irgendwelche Angaben.
Die DE-OS 25 27 234, JP 50-125100 und JP 51-32799 beschreiben die Verwendung
von Cyclodextrin, insbesondere von β-Cyclodextrin, zur Filtration von insbesondere
Nikotin. Die Applikation dieses Additivs kann direkt auf Celluloseacetat-Filtern oder
als Granulat in Kammerfiltern erfolgen. Die beschriebenen Mengen sind extrem hoch,
30 bis 80 mg pro Filter nach den beiden japanischen Anmeldungen und "hauptsächlich
oder ausschließlich" nach den Angaben der DE-OS 25 27 234. Über eine mögliche
Reduzierung der biologischen Aktivität des Rauches wird nicht berichtet.
Die US-PS 5 409 021 beschreibt ein Zigarettenfilter als Doppel- oder Dreifachkam
merfilter, bei dem die Kammer Lignin als Füllmaterial enthält. Die in den Beispielen
genannten Mengen an wirkungsvollem Lignin liegen zwischen 22 und 66 mg. Das
bekannte Filter ist gegenüber Nikotin, Benzpyren, CO, Metallen und
tabakspezifischen Nitrosaminen wirksam. Die Reduktion der biologischen Aktivität
nach dem Ames-Test (TA 98) wird nicht angesprochen. Die eingesetzten Mengen an
Additiv liegen bei ca. 20 bis 50% des Filterfasergewichts.
Die EP-A-0 493 026 beschreibt das Imprägnieren eines Celluloseacetatfilters mit
einem N,N′-bis(3-triethoxysilyl-propyl)thiocarbamid-Monomer in Konzentrationen
von 6 bis 15%. Die Maßnahme bewirkt eine erhöhte Filterwirksamkeit gegenüber
polycyclischen Aromaten, Metallen und tabakspezifischen Nitrosaminen. Aussagen
über die Retention des verwendeten Filters werden nicht gemacht. Auch werden keine
Auswirkungen auf die biologische Aktivität des Rauches im Ames-Test (TA 98)
behandelt.
Das russische Patent 2 010 546 beschreibt eine Kombination der Lehren nach der EP-
A-0 493 026 sowie dem US-Patent 5 409 021.
Die JP-5-23159 beschreibt ein Zigarettenfilter mit Ellagsäure als Additiv. Hierbei
wird auch deren antimutagene Wirkung angesprochen. Als Mengen an Additiv werden
1 bis 10 mg pro Filter empfohlen. Dessen antimutagene Wirkung nach dem Ames-
Test (TA 98) wird nicht nachgewiesen.
Die EP-A-0 246 330 beschreibt die Reduktion der Mutagenität im Ames-Test (TA 98)
durch aktivierte Cellulosepulver, cellulosische Ionenaustauscher oder durch mit
Hemin dotierte Cellulosen in Pulverform. Die Beispiele beschreiben ausschließlich
Kammerfilter. Die Menge an Pulver, die man braucht, um eine Reduktion der
spezifischen Mutagenität von mehr als 10% zu erzielen, liegen deutlich über 15%,
bezogen auf das eingesetzte Filterfasergewicht. Das Additiv soll auch zwischen die
Acetatfasern eines Monofilters eingestreut werden können. Über die Wirksamkeit
dieser Maßnahme wird nichts Näheres ausgeführt. Überprüfungen haben gezeigt, daß
sich erst bei einer Menge von Additiv von deutlich mehr als 10 mg pro Filter eine
Wirkung im Ames-Test (TA 98) von mehr als 10% erreichen läßt.
Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Filterzigarette der eingangs geschilderten Art
vorzuschlagen, bei der der Tabakrauch derartig filtriert wird, daß, nach dem Ames-
Test mit dem Stamm TA 98 gemessen, mutagen wirkende Substanzen mit einer
Selektivität von mindestens 10%, insbesondere mehr als 20%, besser als andere
Rauchinhaltsstoffe filtriert werden. Ferner soll die Erfindung eine besonders geeignete
Methode vorgeschlagen, wie das Additiv auf das Filter aufgebracht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Filterzigarette gelöst, deren Filter
ein Additiv mit antimutagener Wirkung auf den Zigarettenrauch enthält, wobei das
Filter
- a) faserförmiges Filtermaterial enthält,
- b) das Additiv in einer Menge von weniger als 15 Masse-%, bezogen auf das Fasergewicht des Filters, enthält und
- c) beim Abrauchen einer gleichartigen, jedoch kein Additiv enthaltenden,
unventilierten Filterzigarette eine Nikotinretention RN (in %) aufweist
(bestimmt nach CORESTA, recommended method No.9), die folgender Formel
genügt:
RN 100*(1-D)wobei gilt:
D = exp (A*B + C),mitA = 21 mm - Filterlänge (mm) für Filterlängen 25 mm bzw.
A = -4 mm für Filterlängen < 25 mm,
B = 9,3*10-3 (1/mm) und
C = -(d⁴*Δp*K + L)mitd = Filterdurchmesser (mm),
Δp = Zugwiderstand des Filters (mmWS),
K = 1,0228*10-6 (1/(mm⁴*mmWS)) und
L = 0,2334.
Wie bereits erwähnt, ist die Filterkonstruktion von entscheidender Bedeutung. Es hat
sich überraschenderweise gezeigt, daß für die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen
Maßnahmen eine Mindestretention erforderlich ist, die bei Filtern in heute
handelsüblichen Zigaretten nur selten erreicht wird. Als Retention wird im Rahmen
der vorliegenden Anmeldung die Nikotinretention als Richtgröße herangezogen.
Die Filtrationsleistung eines Zigarettenfilters ist neben den Materialeigenschaften des
Filtermaterials von den Dimensionen des Filters, wie Durchmesser und Filterlänge,
und dem Druckabfall im Filter (in der Zigarettenindustrie benutzt man den Begriff
Zugwiderstand, um den Druckabfall zu bezeichnen) abhängig.
Die erforderliche Filtrationsleistung eines Filters und hier insbesondere die
Nikotinretention lassen sich durch folgende empirisch ermittelte Gleichung
ausdrücken:
RN 100*(1-D), (I)
wobei RN die Nikotinretention (in Prozent) und D die Durchlässigkeit des Filters
bezüglich Nikotin darstellt. Die Durchlässigkeit eines Filters bezüglich Nikotin ergibt
sich aus folgender Gleichung:
D = exp (A*B + C),
wobei die Variable A die Abhängigkeit der Filterleistung von der Filterlänge
beschreibt. Die Variable A errechnet sich durch Subtraktion der tatsächlichen
Filterlänge l von der Länge eines King-Size-Filters lo.
A = lo - l,
wobei gilt: l = Filterlänge in mm und lo= 21 mm = Länge eines King-Size-Filters.
Da überraschenderweise festgestellt wurde, daß man zur Lösung der
erfindungsgemäßen Aufgabe bei Filterlängen von über 25 mm die Mindestretention
nicht mehr entsprechend der wachsenden Filterlänge steigern muß, wird bei
Filterlängen über 25 mm ein Wert für A von -4 mm eingesetzt.
B stellt eine Konstante dar, die zu
B = 9,3*10-3 (1/mm)
ermittelt wurde.
Die Variable C beschreibt die Abhängigkeit der Filterleistung von Durchmesser und
Zugwiderstand:
C = -(d⁴ * Δp * K + L),
mit
d = Filterdurchmesser (mm)
Δp = Zugwiderstand des Filters (mmWS)
K = 1,0228 * 10-6 (1/(mm⁴ * mmWS))
L = 0,2334,
wobei die Konstanten K und L Materialkonstanten darstellen, die zur Festlegung der Mindestretention entsprechend der oben angegeben Werte bestimmt wurden.
d = Filterdurchmesser (mm)
Δp = Zugwiderstand des Filters (mmWS)
K = 1,0228 * 10-6 (1/(mm⁴ * mmWS))
L = 0,2334,
wobei die Konstanten K und L Materialkonstanten darstellen, die zur Festlegung der Mindestretention entsprechend der oben angegeben Werte bestimmt wurden.
Für die Abrauchungen zur Bestimmung der Mindestretention wird die CORESTA
Monitor Zigarette No. 2 (Vergl. Coresta Approved Monitor No. 2 (CM2) der Fa.
borgwaldt technik D-22525 Hamburg) eingesetzt. Da dieses Produkt aber nur für
einen Durchmesser definiert ist, werden bei anderen Zigarettendurchmessern
Tabakstränge aus identischem Tabak (flue cured), Strangpapier, Casing und
Tabakdichte eingesetzt. Da die Nikotinretention unabhängig von den Strang
dimensionen ist, und die Nikotinretention von Zigarettenfiltern bei Verwendung von
flue cured - Tabaken identisch ist mit der Kondensatretention (G. Lipp: Beiträge zur
Tabakforschung 3, 109 (1965)), ist die Vorgehensweise zur Bestimmung der
Retention unkritisch.
Die Art des in den erfindungsgemäßen Filterzigaretten eingesetzten faserförmigen
Filtermaterials ist nicht kritisch. So kann es sich bei diesen Materialien beispielsweise
um Fasern aus Polypropylen, Viskose, Polyester und insbesondere cellulosische
Materialien handeln. Hierbei wird Celluloseacetat besonders bevorzugt. Dabei können
die faserförmigen Filtermaterialien in Form eines Filter Tows oder eines Vlieses
eingesetzt werden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn ein Filter Tow aus einem
Celluloseacetat besteht. Für den Fall, daß ein Vlies eingesetzt wird, besteht dieses
vorzugsweise aus einem Papier, aber es können auch Vliese aus hochfibrillierten
cellulosischen Fasern oder sogenannte Melt-blown-Vliese und Spinnvliese eingesetzt
werden. Bei einem Filter Tow aus Celluloseacetat enthält dieses vorzugsweise
Spinnfasern und/oder Filamente eines Titers von weniger als 3 dtex, insbesondere von
1,0 bis 2,7 dtex. In diesem Falle wird eine besonders gute Filterwirkung erzielt.
Gesteigert wird die gewünschte Filterwirkung auch dadurch, daß das Filter ventiliert
ist. Zur weitergehenden Erläuterung eines Filters sei auf die EP-B-0 368 065
verwiesen. Hieraus ist es bekannt, daß in ventilierten Zigaretten die Abscheidung von
flüchtigen, insbesondere wasserdampfflüchtigen Substanzen, mit steigendem Ventila
tionsgrad zunimmt. Im Rahmen der Erfindung ist es ein Ventilationsgrad von
mindestens 15%, insbesondere von 20 bis 70%, vorteilhaft.
Im Rahmen der Erfindung liegt das Additiv in der Filterzigarette in einer Menge von
weniger als 15 Masse-%, bezogen auf das Fasergewicht des Filters, vor. Dieser
niedrige Anteil ist überraschend und nur aufgrund der besonderen Filterkonstruktion,
die die erfindungsgemäße Filterzigarette kennzeichnet, möglich. Dieser Wert läßt sich
bei einer vorteilhaften Auswahl der Additive noch wesentlich senken. So ist es im
Einzelfall möglich und vorteilhaft, wenn das Additiv in einer Menge von weniger als
10 Masse-%, insbesondere von weniger als 7 Masse-%, bezogen auf das Fasergewicht
des Filters, vorliegt. Als Mindestwert sind etwa 0,5 Masse-%, bezogen auf das
Fasergewicht des Filters, anzusehen. Hierbei lassen sich verschiedene Gruppen von
Verbindungen mit besonderem Vorteil einsetzen, die gegenüber den Pyrolyse
produkten von Aminosäuren oder Proteinen selektiv filtrierend wirken. Hierunter
fallen die bereits vorstehend im Zusammenhang mit der Lebensmitteltechnologie
erläuterten Verbindung Tr-P1 etc. an. Hierbei handelt es sich insbesondere um a) ein
Additiv in Form einer Säure, eines sauren Salzes einer Säure und/oder eines sauren
Carbonsäureester, b) ein Additiv in Form einer makromolekularen, hydrophilen
organischen Verbindung mit inneren Hohlräumen zur komplexen Einbindung
niedermolekularer Substanzen, c) ein Additiv in Form phenolischer Verbindungen
und/oder d) ein Additiv in Form eines Komplexbildners für niedermolekulare
Substanzen. In diese Gruppierungen von Verbindungen fallen im einzelnen:
Gruppierung a): saure Zitronensäureester (diese Verbindungen wirken auch
gleichzeitig als Weichmacher für Celluloseacetat und können somit ebenfalls über die
Weichmacherdosierung, vorzugsweise im Gemisch mit anderen Weichmachern,
problemlos appliziert werden), Suberinsäure, saure Maleinsäure-, Fumarsäure
und/oder Adipinsäureester, insbesondere in Form der Alkylsäureester, worunter die
Methyl- und Ethylester bevorzugt sind, b) ein Additiv in Form von Poly- und/oder
Oligosacchariden, insbesondere in Form von aktivierten Cellulosen und
Starkederivaten und/oder Cyclodextrin, wobei das β-Cyclodextrin besonders
bevorzugt ist, sowie in Form eines nativen Proteins, insbesondere in Form von
β-Lactoglobulin, c) ein Additiv in Form von Ellagsäure und/oder Lignin, und d) ein
Additiv in Form eines Metallkomplexes von Porphyrinen, wie sie strukturell vom
Hämoglobin oder Chlorophyll oder Vitamin B₁₂ bekannt sind, wobei sich
Chlorophyllin als besonders wirksam erwiesen hat, da es genügend gut in Triacetin
löslich, um es bei der Filterherstellung in wirksamer Menge über die Weichmacher
dosierung aufzubringen. Von besonderem Vorteil sind unter den angesprochenen
Polyphenolen schnell verfügbare Lignin-Typen mit guter Löslichkeit in Triacetin und
anderen Weichmachern für Celluloseacetat. Dies führt zu einer problemlosen
Applikation des Additivs während üblicher Filterherstellungsverfahren.
Für die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist es zudem
vorteilhaft, bei der Herstellung der Zigarette Tabakmischungen zu verwenden, die
einen möglichst niedrigen Proteingehalt aufweisen. Durch diese Maßnahme wird die
Entstehung mutagener Substanzen reduziert.
Die erfindungsgemäßen Filterzigaretten lassen sich anhand üblicher Verfahren
herstellen. Allerdings wird es bevorzugt, daß das Additiv auf den Filter, gefertigt aus
einem faserförmigen Filtermaterial, insbesondere in Form von Celluloseacetat, im
Gemisch mit einem Weichmacher, insbesondere in Form von Glycerintriacetat, bei
einer üblichen Filterstabherstellung appliziert wird.
Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt umreißen: Das gewählte
Filtrationskonzept gestattet es, die geforderten Effekte bei minimalem Materialansatz
an Additiv zu erzielen. Darüber hinaus ist eine Optimierung möglich, wenn Additive
aus den angesprochenen definierten Substanzgruppen ausgewählt werden, um den
Filtereffekt zu verbessern. Dabei wird dieser Vorteil von der Erkenntnis getragen, daß
hier eine besondere Zielgruppe von mutagen wirkenden Substanzen selektiv filtriert
werden muß. Die im Ames-Test nachgewiesenen Effekte lassen sich in Zellkulturen
höherer Organismen, wie dem Hamsterzelltest der Zellkultur V79, in vollem Umfang
verifizieren. Dies unterstreicht eindrucksvoll die Relevanz der vorliegenden Erfindung
in bezug auf die Frage Rauchen und Gesundheit. Ein nicht zu unterschätzender
Vorteil der Erfindung ist es, daß eine besonders geeignete Methode zur industriellen
Fertigung der Filter angegeben wird, die ohne wesentliche Modifikation der
bestehenden Technologien realisierbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels noch näher erläutert.
Für das faserförmige Filtermaterial wurde von einem Filter Tow aus Cellulose-2,5-
acetat unterschiedlicher Spezifikationen ausgegangen. Die Bedeutung der nachstehend
verwendeten Filtertow-Spezifikationen sind der Broschüre "Die Qualität um Rhodia
Filter Tow" vom September 1994, herausgegeben von der technischen
Kundenbetreuung Rhodia Filtertow der Firma Rhône-Poulenc Rhodia AG, Freiburg,
Bundesrepublik Deutschland zu entnehmen. Dabei ist zu beachten, daß es sich bei den
Bezeichnungen "SK" und "HK" um eine Kennzeichnung bzgl. des Kräuselindexes
handelt, die ausschließlich von dem Departement Filtertow der Firma RHÔNE-
POULENC verwendet werden. Die Fertigung der Filter erfolgte auf einer
Filterstabmaschine KDF2 mit einem Strangteil AF 2 der Firma Körber AG (Hauni-
Werke), Hamburg, Bundesrepublik Deutschland. Die Filterstabmessungen waren
7,8 × 120 mm. Als Filterumhüllungspapier wurde ein Papier der Firma Julius Glatz,
Papierfabriken, Neidenfels, Bundesrepublik Deutschland mit der Bezeichnung F 796-
28 verwendet. Das Additiv wurde in Mischung mit Triacetin mittels der
Weichmacherdosierung aufgebracht. Als Additive wurden Citronensäurediethylester
(CDE) (Boehringer Mannheim GmbH, Chemische Fabrik, Mannheim,
Bundesrepublik Deutschland, Art. 663502) und Lignin (Lignin-organosolv der Fa.
Aldrich-Chemie, Steinheim, Bundesrepublik Deutschland, Art. 37, 101-7) eingesetzt.
Die Weichmacherbestimmung erfolgte durch Differenzwägung von Filterstäben mit
und ohne Weichmacher. Die Auflage an Additiv wurde aufgrund der
Weichmacherauflage und der Konzentration des Weichmachers im Triacetin
errechnet. Die folgende Tabelle I enthält eine Zusammenstellung der gefertigten
Filterstäbe:
Die Angaben in Tabelle I in der Spalte "Titer" bedeuten: erste
Zahlenangabe Titer in Denier eines Filaments und zweite Zahlenangabe Titer in
Denier des Filtertows dividiert durch 1000. "Y" kennzeichnet die Querschnittsform
des Filaments.
Die Filterstäbe wurden auf eine Länge von 20 mm geschnitten, an den Tabakstrang
einer CORESTA-Monitorzigarette angeklebt und nach CORESTA recommended
method No. 22 und 23 abgeraucht. Die Nikotinbestimmung und die Bestimmung der
Nikotinretention erfolgte nach den Methoden CORESTA recommended method No. 7
und 9. Die Zugwiderstände der zugeschnittenen Filter (Länge = 20 mm) stehen zu
den in obiger Tabelle I angegebenen Zugwiderstandswerten der Filterstäbe (Länge =
120 mm) im Verhältnis der zugeschnittenen Länge zur ursprünglichen Länge.
Die Kondensate wurde mittels des Ames-Tests (Maron, Dorothy M. and Ames, Bruce
N., Revised methods for the Salmonella mutagenicity test, Mutation Research, 113
(1983)173-215, unter Berücksichtigung der in den OECD-Guideline for Testing of
chemicals No. 471 vom 26. Mai 1983 beschriebenen allgemeinen Rahmen
bedingungen) auf ihre mutagene Wirkung geprüft. Alle Versuche erfolgten mit dem
Bakterienstamm TA 98 mit metabolischer Aktivierung. Die Kondensatgewinnung für
den Ames-Test erfolgte nach den Normen CORESTA recommended No. 22 und 23.
Da beim Abrauchen der Versuchszigaretten, bedingt durch die ungleichen
Filterwirksamkeiten der Versuchsfilter, unterschiedliche Kondensatmengen entstehen,
werden die Kondensatlösungen durch Verdünnung auf gleiche Konzentration gebracht,
um eine Aussage über die spezifische, das heißt kondensatmengenunabhängige
Mutagenität zu ermöglichen. Die Extraktion des berauchten Cambridge-Filter und die
Verdünnung wird wie folgt durchgeführt: Das Cambridgefilter wird in 50 ml Ethanol
p.A. 60 min lang unter Schütteln in einem Erlenmeyerkolben extrahiert. Ein aliquoter
Teil der Lösung wird entnommen und dessen Extinktion UV-spektroskopisch bei einer
Wellenlänge von 310 nm bestimmt. Die ursprüngliche Kondensatlösung wird dann so
verdünnt, daß sie rein rechnerisch eine Extinktion von 2,0 aufweist. Diese Angabe
entspricht einer Feuchtkondensatkonzentration, je nach Feuchte und Nikotingehalt des
Feuchtekondensats von ca. 4 mg/ml Ethanol. Aliquote Teile (5, 10, 20, 30, 40, 50
µl) dieser Lösung werden dann im Ames-Test TA 98 eingesetzt. Im Bereich zwischen
5 und 50 µl ergibt sich üblicherweise eine lineare Dosis-Wirkungsbeziehung, so daß
die Reduzierung der Mutagenität bei einer bestimmten Kondensatlösungsmenge
ausgewertet werden kann. Die in der folgenden Tabelle II angegebenen Werte über
die Reduzierung der Mutagenität (% Reduktion im Ames-Test) wurden bei einer
Kondensatlösungsmenge von 40 µl ermittelt. Die Anzahl der Revertanten bei der
Versuchszigarette A3,0 gilt als Referenz und wurde zu 100% festgesetzt. In der
letzten Spalte der Tabelle II entsprechen negative Werte einer demgegenüber
reduzierten und positive Werte einer erhöhten Mutagenität.
In folgender Tabelle II sind die Abrauchwerte und die Ergebnisse zusammengefaßt:
Dem Beispiel ist zu entnehmen, daß durch eine Erhöhung der Additiv-Menge auch
eine Erhöhung der antimutagenen Wirkung erreicht wird (vgl. insbesondere die Probe
B1,5-2), daß aber die dabei eingesetzte Additiv-Menge, im Vergleich zu den
bekannten Filtern mit Additiven, sehr gering ist. Diese bedeutet, daß gemäß der
vorliegenden Erfindung mit relative geringen Mengen an Additiv eine sehr hohe
Reduzierung der Mutagenität erreicht wird. Die Werte der gemessenen
Nikotinretention für die mit B und C bezeichneten Proben dienen lediglich der
Veranschaulichung. Insbesondere zeigt sich für die mit B bezeichneten Proben, daß,
im Einklang mit der Lehre der DE-PS 13 00 854, durch den Citronensäurediethylester
die Nikotinretention deutlich erhöht wird.
Claims (19)
1. Filterzigarette, deren Filter ein Additiv mit antimutagener Wirkung auf den
Zigarettenrauch enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter
- a) faserförmiges Filtermaterial enthält,
- b) das Additiv in einer Menge von weniger als 15 Masse-%, bezogen auf das Fasergewicht des Filters, enthält und
- c) beim Abrauchen einer gleichartigen, jedoch kein Additiv enthaltenden,
unventilierten Filterzigarette eine Nikotinretention RN (in %) aufweist
(bestimmt nach CORESTA, recommended method No.9), die folgender Formel
genügt:
RN 100*(1-D)wobei gilt:
D = exp (A * B + C),mitA = 21 mm - Filterlänge (mm) für Filterlängen 25 mm bzw.
A = -4 mm für Filterlängen < 25 mm,
B = 9,3*10-3 (1/mm) und
C = -(d⁴ * Δp * K + L)mitd = Filterdurchmesser (mm),
Δp = Zugwiderstand des Filters (mmWS),
K = 1,0228 * 10-6 (1/(mm⁴ * mmWS)) und
L = 0,2334.
2. Filterzigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nikotin
retention RN des Filters ohne Additiv mindestens 2%-Punkte, vorzugsweise
mindestens 5%-Punkte, größer ist als 100 * (1-D).
3. Filterzigarette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv
in einer Menge von weniger als 10 Masse-%, insbesondere von weniger als 7
Masse-%, bezogen auf das Fasergewicht des Filters, vorliegt.
4. Filterzigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Filter als faserförmiges Filtermaterial ein Filtertow aus Celluloseacetat
enthält, das aus Spinnfasern und/oder Filamenten eines Titers von weniger als 3
dtex, insbesondere von 1,0 bis 2,7 dtex, besteht.
5. Filterzigarette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Filter ventiliert ist.
6. Filterzigarette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter einen
Ventilationsgrad von mindestens 15%, insbesondere von 20 bis 70%, aufweist.
7. Filterzigarette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Additiv eine Säure, ein saures Salz einer Säure und/oder
ein saurer Carbonsäureester ist.
8. Filterzigarette nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in
Form von Suberinsäure, eines sauren Zitronensäure-, Maleinsäure-, Fumarsäure
und/oder Adipinsäureesters vorliegt.
9. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Additiv in Form einer makromolekularen, hydrophilen
organischen Verbindung mit inneren Hohlräumen zur komplexen Einbindung
niedermolekularer Substanzen vorliegt.
10. Filterzigarette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in
Form von Poly- und/oder Oligosacchariden vorliegt.
11. Filterzigarette nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in
Form von Starke und/oder Cyclodextrin, insbesondere in Form von
Cyclodextrin, vorliegt.
12. Filterzigarette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in
Form eines Proteins vorliegt.
13. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Additiv in Form einer phenolischen Verbindung vorliegt.
14. Filterzigarette nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in
Form von Ellagsäure und/oder Lignin vorliegt.
15. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Additiv in Form eines Komplexbildners für
niedermolekulare Substanzen vorliegt.
16. Filterzigarette nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in
Form eines Metallkomplexes eines Porphyrins vorliegt.
17. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß das Additiv in Mischung mit einem Weichmacher,
insbesondere in Form von Glycerintriacetat, auf das faserförmige Filtermaterial
appliziert ist.
18. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das Filter Teil einer Doppel- oder Mehrfachfilterkonstruktion
ist.
19. Verfahren zur Herstellung einer Filterzigarette nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv auf das
Filter, gefertigt aus einem faserförmigen Filtermaterial, insbesondere in Form
von Celluloseacetat, im Gemisch mit einem Weichmacher, insbesondere in Form
von Glycerintriacetat, bei einer üblichen Filterstabherstellung appliziert wird.
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