DE2128779B2

DE2128779B2 - Verfahren zur Gewinnung von Aromastoffen aus Tabak

Info

Publication number: DE2128779B2
Application number: DE2128779A
Authority: DE
Inventors: Juergen 2000 Hamburg Gewe
Original assignee: Hf & Ph F Reemtsma 2000 Hamburg
Current assignee: Hf & Ph F Reemtsma 2000 Hamburg
Priority date: 1971-06-09
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1978-11-30
Also published as: IT1050449B; BR7203717D0; FR2141200A5; NL7207854A; IE36411B1; JPS577706B1; IE36411L; FI58049C; FI58049B; GB1383029A; DE2128779A1; ZA723935B; LU65480A1; BE784631A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Aromastoffen aus Tabak, bei dem der Tabak einer Extraktionsbehandlung unterzogen und der gewonnene Extrakt von unerwünschten Stoffen durch Behandlung mit einem Lösungsmittel anderer Polarität befreit wird.

Aus der FR-PS 12 06 210, von der die Erfindung ausgeht, werden aus dem gewonnenen Extrakt die unerwünschten Bestandteile dadurch beseitigt, daß man die mit Hilfe eines wenig polaren Lösungsmittels gewonnenen Extraktstoffe mit einem stärker polaren Lösungsmittel nachbehandelt. Aus der CH-PS 2 76 709 ist es bekannt, den bei der Tabakveraibeitung anfallenden Tabakstaub ätherische öle und Harze mit Hilfe eines Lösungsmittels zu entziehen, wobei offenbar an Alkohol gedacht ist. Das Lösungsmittel soll verdampft werden. Der entstandene Rückstand, der als öle oder Harze angesprochen wird, kann durch Destillation und Rektifikation noch besonders gereinigt, getrennt und in verschiedene Güteklassen eingeteilt werden, wobei auch an die Elimination etwa mit in Lösung gegangener schädlicher oder nicht erwünschter Bestandteile gedacht ist. w

Aus der CH-PS 4 91 610 ist es bekannt daß die durch Wasserdampfdestillation gewonnenen tabakeigenen Aromastoffe aus der Destillation isoliert werden können. Auch hier wirri also zuerst extrahiert und dann werden die gewonnenen Substanzen gereinigt, getrennt v> und in verschiedene Güteklassen eingeteilt.

Nach der DE-OS 15 17 252 werden Tabake, vorzugsweise im Rohzustand mit Hilfe von stark gekühlten Lösungsmitteln, z. B. Eiswasser, extrahiert. Der Extrakt wird zum Erstarren gebracht und im Gefriertrocknungs- «> verfahren getrocknet. Es entsteht ein hellbraunes Produkt hohen Duftgehaltes, das als Pulver in einer Menge von 5 bis 10 Gew.-% oder in Form einer Lösung in entsprechender Menge auf Tabak aufgebracht wird und dessen Aroma und Rauchgeschmack beeinflussen ''"· soll.

Zum Stande der Technik gehört ferner das Verfahren nach DE-PS 11 09 583, gemäß dem Lösungsmittelextrakte aus Tabak, z. B. mit Alkoholen und Katalysatoren umgesetzt werden, um organoleptische Stoffe aus dem Tabak zu gewinnen. Auch bei den eben geschilderten beiden bekannten Verfahren können keine von unerwünschten, für die Aromatisierung nicht erforderlichen löslichen Ballastoffen freie Aromastoffe gewonnen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, die natürlichen Aromastoffe von Tabak möglichst frei von unerwünschten Begleitstoffen zu isolieren und möglichst wirkungsvoll auszubilden, wobei auch mit ihnen gemeinsam oder allein isolierte Precursoren solcher natürlicher Aromastoffe gewonnen und in die Aromastoffe selbst umgewandelt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausschließlich die in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, das in der eluotopen Reihe zwischen Tirchloräthylen und Äthylacetat einschließlich liegt, löslichen Inhaltstoffe des Tabaks isoliert werden und der nach Abtrennung der Lösungsmittel anfallende Rückstand einer Wärmebehandlung zwischen 110° und 180⁰C unterworfen wird, wobei die Wärmebehandlung nach Erreichen der Behandlungstemperatur bis zu 9 Stunden aufrechterhalten wird.

Die Lehre der Erfindung setzt die Erkenntnis voraus, daß bei der Extraktion mit ganz besonders ausgewählten Extraktionsmitteln zwar Aromastoffe anfallen, zusätzlich zu diesen aber auch Precurser in überraschend hoher Menge und daß diese Precurser zu Aromastoffen aktiviert werden können, wenn man zu dem reinen Extraktionsschritt einen weiteren Schritt hinzufügt, nämlich die Wärmebehandlung bei den angegebenen Temperaturen.

Bei den der Erfindung zugrunde liegenden Arbeiten hat sich überraschenderweise gezeigt, daß lediglich ca. 5 bis 20% des Extraktionsfeststoffanteiles entsprechend ca. 2,5 bis ca. 10% des Tabaktrockengewichts im Nromaltabak für den Rauchgeschmack der unter seiner Verwendung hergestellten Tabakwarenartikel verantwortlich sind.

In diesem Extraktfeststoffanteil sind auch Precurser solcher den Rauchgeschmack auslösenden Stoffe in einem überraschend hohen Maße enthalten, die durch geeignete Erwärmung aktiviert werden können. Sie sind im Sinne einer Aromaverstärkung ungenützt im üblichen Tabak enthalten und stellen eine latente Aromareserve dar, die durch die Erfindung nutzbar gemacht wird.

Der Begriff der elutropen Reihe wird von K. M a c e k im Handbuch der Papierchromatographie, Band 1, VEB Gustav Fischer Verlag, Jena (1958) erläutert.

Die Extraktion wird in Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig zwischen 45⁰C und 85⁰C vorgenommen.

Es hat sich zwar als vorteilhaft erwiesen, die Wärmebehandlung der aus den Extrakten gewonnenen Produkte an ihnen als solchen vorzunehmen, jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, den in seinen Raucheigenschaften zu beeinflussenden Tabak nach dem Auftrag des der Wärmebehandlung bereits unterworfenen oder aber auch noch nicht unterworfenen Produktes aus den Extrakten entsprechend zu erwärmen. Dabei spielt die Art der Wärmequelle und der Wärmeübertragung im Sinne der Erfindung eine untergeordnete Rolle und hat vornehmlich nur Einfluß auf die Dauer der Wärmebehandlung. Weiter kann es in besonders gelagerten Fällen auch zweckmäßig sein, den als Ausgangsmaterial benutzten Tabak vor der Extrak-

tion oder die Extrakte vor der weiteren Behandlung in geeigneter Weise der Wärmebehandlung zu unterwerfen.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

50 g trockener Tabak einer einer handelsüblichen Cigarettenmarke zugrunde liegenden Tabakmischung wurde mit 270 g reinem Isopropanol und 60 g Wasser, entsprechend 330 g 82gewichtsprozentigem Isopropanol extrahiert und das Lösungsmittel aceotrop abdestilliert. Das Destillat bestand aus 270 g reinem Isopropanol und 40 g Wasser, entsprechend 310 g 88gewichtsprozentigem Isopropanol. Der wäßrige Extraktionsrückstand von 39 g, bestehend aus 20 g Wasser und 19 g Trockenrückstand, entsprechend 38 Gew.-% der eingesetzten Tabakmenge, wurde in 135 g reinem Methanol und 10 g Wasser entsprechend einem 82gewichtsprozentigem Methanol unter Berücksichtigung des Wassers aus dem Extraktionsrückstand aufgenommen und 3 mal gegen je 30 g Hexan verteilt. Die in Hexan lösliche Substanzmenge betrug 1,75 g, entsprechend 3,5 Gew.-% der eingesetzten Trockentabakmenge. Die polarere Phase wurde aceotrop abdestilliert und führte zu einem Destillat bestehend aus 135 g reinem Methanol und 17 g Wasser, entsprechend 152 g 89gewichtsprozentigem Methanol.

Der wäßrige Rückstand bestand aus 13 g Wasser und 17,25 g Trockensubstanz und wurde in 135 g Wasser aufgenommen und 3 mal gegen je 75 g Chloroform verteilt Der Trockensubstanzanteil in der wäßrigen Phase betrug 16,0 g, entsprechend 32,0% des eingesetzten Trockentabaks und der der Chloroformphase 1,25 g, entsprechend 2,5% der eingesetzten Trockentabakmenge. Der lösungsmittelfreie Rückstand aus der Chloroformphase wurde 5 Minuten auf 180⁰C erwärmt und entwickelte dabei ein volles und außerordentliches Tabakaroma, das dem des eingesetzten Tabaks sowohl quantitativ als auch qualitativ weit überlegen war und den Rauchgeschmack des mit ihm beaufschlagten Ausgangstabak im Vergleich zu gleichem aber unbehandelten Vergleichstabak runder, süßer und voller bei ausdrucksvoller Herzhaftigkeit erscheinen ließ.

Beispiel 2

32 g konditionierten Tabaks einer einer handelsüblichen Cigarettenmarke zugrunde liegenden Tabakmischung mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 15,5%, entsprechend 27 g trockenem Tabak wurden 24 Stunden lang mit 360 ml Essigester geschüttelt, das Lösungsmittel erneuert und die Extraktion bis zur Farblosigkeit des Lösungsmittels wiederholt. Die vereinigten Extrakte wurden bis zum lösungsmittelfreien Zustand bei 20 Torr eingedampft. Die Ausbeute betrug 1,89 g trockenen Rückstands, entsprechend 7% des eingesetzten Trockentabaks, der in 25 mi 85 Vol-%igem, wäßrigen Methanol aufgenommen und 3 mal gegen je 8 ml Hexiin verteilt wurde. Die Hexanphasen wurden unter Vakuum vom Lösungsmittel im wesentlichen befreit und ergaben einen Trockenrückstand von 8,86 g, entsprechend 3,2% des eingesetzten trockenen Tabaks.

Die polarere Phase wurde unter Vakuum so eingeengt, daß der Rückstand praktisch methanolfrei war und noch 1,8 g Wasser enthielt. Nach Zugabe von weiteren 20 g Wasser zu diesem wasserhaltigen Rückstand wurde 3 mal gegen je 8 ml Chloroform

4i verteilt Nach Abtrennung und Eindampfen der Chloroformphase praktisch bis zur Lösungsmittelfreiheit wurde ein Rückstand von 0,49 g, entsprechend 1,8% des eingesetzten Trockentabaks, erhalten, der nach Erwärmung während 7 Minuten auf 165° C ein volles und intensives Tabakaroma entwickelte, das in seinen qualitativen Eigenschaften denen des Produktes nach Beispiel 1 vergleichbar war.

Beispiel 3

50 g trockener Tabakstaub wurde mit 270 g reinem Isopropanol und 60 g Wasser, entsprechend 330 g 82gewichtsprozentigen Isopropanol bei 74° C extrahiert und das Lösungsmittel aceotrop abdestilliert Der wäßrige Extraktionsrückstand von 29,25 g, bestehend aus 20 g Wasser und 9,25 g Trockenrückstand, entsprechend 184 Gewichtsprozent des eingesetzten trockenen Tabakstaubes wurde in 135 g reinem Methanol und 10 g Wasser, entsprechend einem 82gewichtsprozentigen Methanol unter Berücksichtigung des Wassers aus dem Extraktionsrückstand aufgenommen und 3 mal gegen je 30 g Hexan verteilt Die in Hexan lösliche Substanzmenge betrug 1,5 g, entsprechend 3,0 Gewichtsprozent der eingesetzten Tabakstaubmenge. Die polarere Phase wurde aceotrop abdestilliert, wobei sich ein wäßriger Rückstand ergab, bestehend aus 13 g Wasser und 7,75 g Trockensubstanz. Dieser Rückstand wurde in 135 g Wasser aufgenommen und 3 mal gegen je 120 g Chloroform verteilt.

Der Trockensubstanzanteil in der wäßrigen Phase betrug 2,75 g, entsprechend 5,5 Gewichtsprozent des eingesetzten trockenen Tabakstaubes und der der Chloroformphase 5 g, entsprechend 10% des eingesetzten Tabakstaubes. Der praktisch lösungsmittelfreie Rückstand aus der Chloroformphase wurde auf 155° C erwärmt und entwickelte ein volles und süßes Tabakaroma das den Rauchgeschmack des mit ihm beaufschlagten Ausgangstabak im Vergleich zu unbehandeltem Tabak in bezug auf dessen Intensität bei erhöhter Ausdruckskraft verbesserte.

Im folgenden sollen einige Vergleichsbeispiele gegenüber dem Verfahren, wie es sich aus der FR-PS 12 06 210 ergibt, dargestellt werden.

Diese Vergleichsbeispiele wurden mit Eingabe vom 11. November 1977 eingereicht.

Beispiel 4

(Vergleichsbeispiel entsprechend Beispiel 3
der FR-PS 12 06 210)

50 g Schnittabak einer handelsüblichen Cigarettenmischung wurden mit Diäthyläther unter Normalbedingungen erschöpfend extrahiert. Nach Abdampfen des Lösungsmittels wurde eine Rückstandsmenge von 2,25 g erhalten und nach Aufnahme in 50 ml Hexan gegen das gleiche Volumen 80%igen, mit Hexan gesättigten Äthanols verteilt. Die polare Phase wurde vom Lösungsmittel befreit und ergab eine Rückstandsmenge von 0,85 g, die in 5 ml 96%igem Äthanol aufgenommen wurde. 2,5 ml dieser Lösung wurde mit Wasser im Verhältnis 1 :1 verdünnt und auf Tabak aufgebracht, der zuvor von seinen wachsartigen Bestandteilen befreit worden war.

Der sensorische Vergleich im Triangeltest (Food Research 13, 1948, S. 503-5) mit gleichem, jedoch unbeaufschlagtem Tabak ergab eine leichte, jedoch nichtsignifikante (zufällige Bevorzugung des beaufschlagten Tabaks.

Beispiel 5
(Vergleichsbeispiel nach FR-PS 12 06 210)

Das Beispiel 4 wurde wiederholt, wobei der mit ebenfalls £5 ml der äthanolischen Rückstandslösung — verdünnt mit 2,5 ml Wasser — beaufschlagte Tabak jedoch nicht von seinen wachsartigen Bestandteilen befreit wurde. Das Triangeltest-Ergebnis unterschied sich nicht von dem des Beispiels 4.

Beispiel 6

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei der lösungsmittelfreie Rückstand aus der Chroroformphase während einer Zeit von 10 Sekunden auf 30° C erwärmt wurde.

Nach dem Triangeltest ergab das Produkt — auf Tabak aufgegeben — gegenüber gleichem aber unbeaufschlagten Tabak eine klare Verbesserung des Rauchgeschmackes, ohne aber das Resultat des Beispiels 1 zu erreichen.

Beispiel 6a

Das Beispiel 1 wurde wiederholt unter Auslassung des Erwärmungsschrittes.

Das danach erzielte Produkt konnte sensorisch nichtsignifikant von dem desjenigen nach Beispiel 6 unterschieden werden.

Beispiel 7

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei der lösungsmittelfreie Rückstand aus der Chloroformphase während einer Zeit von 1 Minute auf 30⁰C erwärmt wurde.

Im Triangeltest ergab sich eine gerade noch nicht signifikante Verbesserung gegenüber dem Produkt nach Beispiel 6.

Beispiel 8

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei der lösungsmittelfreie Rückstand aus der Chloroformphase während einer Zeit von 9 Stunden auf 30⁰C erwärmt wurde.

Sowohl gegenüber unbeaufschlagtem sonst aber gleichen Tabak als auch solchem nach Beispiel 6 und 7 erbrachte mit diesem Produkt beaufschlagter Tabak einen Rauchgeschmack von deutlich ausdrucksvoller Herzhaftigkeit bei ausgeprägter Süße und runder Weichheit.

Beispiel 9

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei der lösungsmittelfreie Rückstand aus der Chloroformphase während einer Zeit von 5 Sekunden auf 110° C erwärmt wurde.

Gegenüber dem Ergebnis des Beispiels 6 ergab sich eine allerdings nicht signifikante Verbesserung.

Mit dem so erzielten Produkt beaufschlagter Tabak wurde gegenüber gleichem aber ungeaufschlagten Tabak vom Expertenpanel als runder und voller bezeichnet

Beispiel 10

ίο Das Beispiel 9 wurde wiederholt wobei die Erwärmung jedoch auf eine Temperatur von 1 S0° C erfolgte.

Gegenüber dem Ergebnis des Beispiels 14 ergab sich eine nichtsignifikante, gegenüber dem nach Beispiel 11 eine deutliche Verbesserung.

Beispiel 11

Pas Beispiel 9 wurde wiederholt. Die Erwärmung des Rückstandes aus der Chloroformphase erfolgte über eine Dauer von 1 Minute bei 110⁰Q
2D Das Resultat entsprach dem des Beispiels 10.

Beispiel 12

Das Beispiel 11 wurde wiederholt, wobei die Erwärmung bei einer Temperatur von 180° C erfolgte.
Das Ergebnis war gegenüber dem des Beispiels 11 verbessert, erreichte aber nicht das des Beispiels 1.

Beispiel 13

Das Beispiel 11 wurde wiederholt, wobei die jo Erwärmungszeit auf eine Zeit von 9 Stunden ausgedehnt wurde.

Gegenüber dem Resultat des Beispiels 1 ergab sich eine Verstärkung des sensorischen Eindrucks jedoch mit beginnender — allerdings noch nicht signifikanter — Γ. Brenzschärfe.

Beispiel 14

Das Beispiel 13 wurde wiederholt, wobei die Temperatur bei der Erwärmung auf 180⁰C eingestellt to wurde.

Das Ergebnis war gegenüber dem nach Beispiel 13 deutlich negativer, weil die Brenzschärfe ausgeprägt war.

Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, 4> die gewonnenen Aromastoffe gegebenenfalls unter Verwendung von brennbaren, aschebildenden und/oder die Verbrennung und/oder den Rauchgeschmack beeinflussenden Stoffen zu für die Verarbeitung im Tabakwarenherstellungsprozeß geeigneten Produkten -j(i zu verarbeiten. Es können also mit den erfindungsgemäß gewonnenen Tabakaromastoffen auch an sich neutrale Träger beschickt werden, so daß auf diese Art ein lediglich durch die Aromastoffe gekennzeichnetes Rauchprodukt entsteht.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Aromastoffen aus Tabak, bei dem der Tabak einer Extraktionsbehandlung unterzogen und das gewonnene Extrakt von unerwünschten Stoffen durch Behandlung mit Lösungsmitteln anderer Polarität befreit wird, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich die in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, das in der eluotropen Reihe zwischen Trichlorethylen und Äthylacetet einschließlich liegt, löslichen Inhaltsstoffe des Tabaks isoliert werden und der nach Abtrennung des Lösungsmittel anfallende Rückstand einer Wärmebehandlung zwisehen 110 und 180⁰C unterworfen wird, wobei die Wärmebehandlung nach Erreichen der Behandlungstemperatur bis zu 9 Stunden aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktion bei Temperaturen zwischen 45 und 85° C vorgenommen wird.