DE2816427C2

DE2816427C2 - Verfahren zum Veredeln von Tabak

Info

Publication number: DE2816427C2
Application number: DE19782816427
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 2036 Cormondreche Gaisch; Urs 2016 Cortaillod Nyffeler
Original assignee: Fabriques De Tabac Reunies Sa 2003 Neuchatel Ch
Current assignee: Fabriques De Tabac Reunies Sa 2003 Neuchatel Ch
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1982-09-16
Also published as: GB1585024A; FR2389342A1; FR2389342B1; CH634469A5; DE2816427A1

Description

Die Krfindung betriff' cm Verfahren zum Veredeln von Tribak durch Abbau von im Tabak enthaltenen Nitraten. Nitriten und anderen stickstoffhaltigen Ver bindungen. wobei stickstoffhaltige und andere wasser lösliche V erbindungen im: Wasser aus dem zu veredelnden labjk ausgeu aschen worden die so gewonnene ίabdkevuakilosung isoliert und mit einer aktivierten Mikrourganismcnkuliur, die unter 5titkstöffmangelbediriguftgeit itifeti Stickslöffbedarf durch Nitrat- und Nitritabbau decken kann, angeimpft wird, die durch eine zugegebene Nährlösung unter Aufrecht* erhaltung der Mangclbedingungen acht bis vierund* zwanzig Stunden in ihrer exponentiellen Wachstumsphase gehalten wird, bis der Abbau vollzogen ist und dann anschließend sofort die Einwirkung von Mikroorganismen auf die nun nitratarme Tabakextraktlösung abgebrochen wird und die in dieser Tabakextraktlösung noch vorhandenen Lösungsbestandteile Tabak zugesetzt werden, der vorher ausgewaschen wurde.

Ein solches Verfahren ist in der deutschen Patentanmeldung 28 1 i 690 beschrieben. Diese Patentanmeldung ist älter, gründet sich aber auf die gleiche Priorität wie die vorliegende Anmeldung und ist nicht vorveröffentlicht. Bei dem Verfahren aus dieser älteren Anmeldung wird die Mikroorganismenkultur in anaerober Umgebung gehalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, Nitrate und Nitrite bis auf einen zuträglichen Restgehalt abzubauen, um den is Anteil zu Stickoxyden im Rauch möglichst zu reduzieren. Der Abbau der Nitrate und Nitrite soll möglichst selektiv erfolgen, also unter möglichst weitgehender Vermeidung von Umsetzung der die Nitrate und Nitrite begleitenden Tabakbestandteile.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Mikroorganismenkultur in aerober Umgebung in der Wachstumsphase gehalten wird.

Die Mikroorganismen bleiben unter diesen Bedingungen in ihrer exponentiellen Wachstumsphase, solange der dafür erforderliche Bedarf an Stickstoff aus den Nitraten und Nitriten gedeckt werden kann.

Die angewendeten Mikroorganismen werden bei der Einwirkung gezwungen, ihren Stickstoffbedarf aus den abzubauenden Nitraten und Nitriten zu decken, wodurch diese abgebaut werden.

Der Stickstoff, der im Nitrat oder Nitrit ist, wird von den Mikroorganismen dazu verwendet, um die für ihr Leben not endigen organischen Verbindungen aufzubauen. Dabei handelt es sich vorwiegend um Aminosäuren und Proteine, die beim Abrauchen nicht stören, im Gegenteil, eine für den Rauchgeschmack gunstige Wirkung haben können.

Das exponentiell Wachstum der Mikroorganismen unter Stickstoffmangelbedingungen kann in aerober ■« Umgebung durch Einsatz einer stickstoffarmen Nährlösung herbeigeführt werden.

Da die zugesetzte Mikroorganismenkultur bereits aktiviert ist, haben deren Mikroorganismen einen Vorsprung von einigen Stunden gegenüber anderen unerwünschten Mikroorganismen, die sich noch in ihrer latenten Phase befinden. Diesen Vorsprung können solche unerwünschten Mikroorganismen innerhalb der auf wenige Stunden begrenzten Einwirkungszeit nicht so - en einholen, daß sie eine nennenswerte Wirkung entfalten können. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die mit der Erfindung angestrebte Wirkung selektiv ist

Man kann die gewonnene nitratarme Tabakextraktlösung demjenigen gewaschenen Tabak wieder zusetzen. aus dem die TaHakextraktlösung gewonnen wurde. Das ist aber in der (»roOterhnik nicht immer praktisch. Zu dem gleichen trgebnis gelangt man, wenn man die nitratarme Tabakexiraktlösung. die man aus einer ersten Tabakcharge gewonnen hat. einer zweiten, zuvor gewaschenen Tabakcharge wieder zusetzt; dabei sollen die fabakchargen Tabak möglichst in gleicher Menge u;,ü Qualität einhaken.

lii der Tabakextraktlösung sind die abzubauenden Niffäle und Nitrite für die Mikroorganisrrien besser zugänglich als im Tabak, Das gilt besonders für Tabakrippen und deshalb ist die Erfindung bevorzugt anwendbar auf isolierte Tabakrippen, Die Nitrate und Nitrite in den Strips kann man, ohne sie vorher

auszuwaschen, im Sinne des erfinderischen Verfahrens behandeln. Dabei verwendet man zweckmäßig den bei Behandlung der Tabakextraktlösung gewonnenen Aktivschlamm und kann so die Behandlung mit einer sehr intensiven Einwirkung beginnen. Die dem entsprechende Verfahrensweise ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der Mikroorganismen auf die Tabakextraktlösung abgebrochen wird durch Abziehen des Aktivschlamms und daß dieser Aktivschlamm auf zu veredelnden Tabakblättern oder Tabakstrips aufgesprüht wird und durch eine zugegebene Nährlösung unter Aufrechterhaltung der Mangelbedingungen acht bis vierundzwanzig Stunden in exponentieller Wachstumsphase gehalten wird, bis der Abbau vollzogen ist, und daß dann anschließend sofort die Einwirkung von Mikroorganismen auf die Tabakblätter oder Tabakstrips abgebrochen wird.

Wenn man den Aküvschlamm nicht zum weiteren Abbau benötigt, setzt man ihn zweckmäßig Tabak zu und inaktiviert ihn. damit die in dem Aktivschlamm enthaltenen Bestandteile dem Tabak zugutekommen.

Unfermentierte, !oftgetrocknete Tabake haben häufig einen Gehalt an Nitraten von etwa 50 g pro kg Trockengewicht. In extremen Fällen wurden Nitratmengen bis zu 80 g pro kg Trockengewicht gemessen. Der angestrebte Restgehalt ist abhängig von der Weiterverwendung des Tabaks. Bei Tabaksorten, die einen wesentlichen Teil der rauchfertigert Tabakmischung ausmachen, liegt der angestrebte Restgehalt bei höchstens 5 g der Anionen Nitrat und Nitrit pro kg Trockengewicht; bei Tabaksorten, die nur einen kleineren Anteil der rauchfertigen Mischungen ausmachen, kann der angestrebte Restgehalt etwas höher sein. Im allgemeinen liegt der an-jestreb _; Restgehalt im Bereich von 3 bis 20%, vorzugsweise bei 5%, des ursprünglichen Gehaltes des zu vereii inden Tabaks, bezogen auf das Gesamtgewicht der Anionen Nitrat und Nitrit.

Die Einwirkung kann abgebrochen werden, indem man die !Lebensbedingungen der Mikroorganismen nicht aufrechterhält, zum Beispiel durch starkes Absenken der Temperatur. Eintrocknen, oder aber auch Entfernen der Mikroorganismen, beispielsweise durch Abfiltrieren als Aktivschlamm, wenn die Einwirkung in flüssigem Milieu stattfindet.

Die angewendeten Mikroorganismen können Bakterien, zum Beispiel solche vom Genus Aerobacter. Pseudomonas, Micrococcus oder Echenchia sein, es können aber auch Pilze, beispielsweise solche vom Genus Rhodutorula oder Candida sein.

Die Erfindung ist auch vorteilhaft anwendbar in Verbindung mit einer Reinkultur des Bakteriums Enterobacter aerogenes. vorzugsweise vom Standardstamm ATCC 13 048. Reinkulturen dieses Standard Stammes sind bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen, Göttingen, Cirisebachstraße 8. unter der DSM ^i'nahme-Nr. DSM 30 053 erhältlich

Eigenschaften von F.nterobactcr aerogenes:

Motile Stäbchen

(".ram

Gasentwicklung bei 37-C

Glycerin

Inositol

Andonilol
Voges-Proskauer
Methylrot
Phenylamindesaminase

0,3-1.5 um;

4-

Urease —

Catalase +

Ornithindecarboxylase -f-

Lysindecarboxylase +

Hydrolyse von Aesculin +
Wachstum

in Gegenwart von KCN +

auf Malonat als einzige

Kohlenstoffquelle +

Die Mikroorganismenkultur wird vorzugsweise als Reinkultur angewendet, wobei der Reinheitsgrad hinreichen muß, um wesentliche Nebenwirkungen zu vermeiden.

Die Mikroorganismenkuhur kann, eingefroren in flüssigem Stickstoff, aufbewahrt werden und wird dann zur Wiedervenvendung aufgetaut und reaktiviert Für laufenden Bedarf kann sie in einem Biostaten, aus dem ständig benötigte Portionen entnommen werden, in aktivem Zustand aufbewahrt werden.

Die Erfindung wird nun anhand einiger Ausführungsbeispiele näher "Häuten.

Beispiel 1

Veredelung von Tabakrippen unter Stickstoffmangelbedingungen

1 kg Maryland-Tabak, in dem die Nitrate und Nitrite vermindert werden sollen, wird entrippt. Das ergibt 250 g Rippen und 750 g Strips.

Die 250 g Rippen werden mit 1250 ml 70°C warmem Wasser gewaschen. Dabei werden in den Rippen vorhandene wasserlösliche Stickstoffverbindungen zusammen mit anderen wasserlöslichen Bestandteilen herausgelöst. Die so gewonnene Rippenextraktlösung wird von den Rippen abgezogen, in einen 2 1-Erlenmeyer-Kolben, der mit einem porösen Stopfen verschlossen wird, gegeben, auf 30' C abgekühlt, mit 12,5 g D-Glucose versetzt sowie mit 10 ml einer aktivierten Reinkultur des Bakteriums Enierobacter aerogenes ATCC 13 048 angeimpft

Die beimpfte Rippenextraktlösung wird bei 30⁰C auf einen Schüttler unter Sterilbedingungen belüfte! mii einem Luftdurchsatz von 1300 ml · min ' und dadurch solange inkubiert, nämlich 16 Stunden, bis die Anionen Nitrat und Nitrit auf einen Gehalt von 0,1 g pro I abgebaut sind. Dabei werden auch noch andere Stickstoffverbindungen abgebaut.

Die dadurch gewonnine nitratarme Rippenextraktlösung wird dann sofort zentrifugiert, wobei sich die Mikroorganismen absetzen, die dann als Aktivschlamm abgezogen werden. Der Aktivschlamm kann weiterverwenuet werden, er kann verworfen werden und er kann inaktiviert auf Tabak gesprüht werden, um seine Inhaltsstoffe dem Tabak zuzuführen.

Das Zentrifugal aus der nitratarmen Rippenextrafctlösung, das noch die übrigen aus den Ripp-τι herausgelösten Tabdkbestandteile enthält, wird den vorgetrockneten, ausgewaschenen Kippen wieder züge setzt, die dann bis auf 20% Feuchtigkeitsgehalt eingetrocknet werden. Dabei gelangen die zuvor mit den Nitraten und Nitriten aus den Rippen herausgelösten Tabakbestandteile wieder in die Rippen, so daß die Rippen dann wieder im wesentlichen ihre ursprünglichen Bestandteile enthalten, ausgenommen die abgebauten Stickstoffverbindungen, die auf V₆ des ursprüngliphen Gehaltes reduziert sind.

Beispiel 2

Wie Beispiel 1 mit dem einzigen Unterschied, daß die beimpfte Rippenextraktlösung so lange, nämlich 20 Stunden, inkubiert wird, bis 50% des in der Rippenextraktlösung ursprünglich enthaltenen Nikotins abgebaut sind. Die Rippenextraktlösung enthält dann höchstens noch Spuren von Nitrat und Nitrit, weil die angesetzten Mikroorganismen mit dem Nikotinabbau erst beginnen, wenn kein Nitrat mehr zur Verfügung steht

Beispiel 3

Veredelung von Tabakblättern unter Stickstoffmangelbedingungen

1 kg Maryland-Tabak, in dem die Nitrate und Nitrite vermindert werden sollen, wird entrippt Das ergibt 250 g Rippen und 750 g Strips. Die 250 g Rippen werden behandelt wie im Beispiel 1 angegeben. Die 750 g Strips werden in 1250 ml 50⁰C warmes Wasser vereinzelt 20 see lang eingetaucht. Dabei werden die in den oberflächlichen Bereichen der Strips vorhandenen wasserlöslichen Verbindungen herausgelöst Da die in

den Strips erhaltenen Nitrate und Nitrite vorwiegend in den oberflächlichen Bereichen enthalten sind, gelangen sie zum großen Teil in das Wasser, In de? so gewonnenen Stripextraktlösung, die auch noch andere Stickstoffverbindungen enthält, werden die Stickstoffverbindungen mikrobiologisch abgebaut, und zwar bis die Anionen Nitrat und Nitrit auf einen Gehalt von 0,1 g pro 1 abgebaut sind.

Dann wird die Stripextraktlösung eingeengt und den Strips durch Aufsprühen wieder zugesetzt. Dazu wird die Stripextraktlösung behandelt wie die Rippenextraktiösung nach Beispiel 1.

Beispiel 4

Veredelung von Tabakblättern unter Stickstoffmangelbedingungen

250 g Burley-Tabak-Blätter werden mit 1250 ml 50°C warmem Wasser gewaschen. Die entstehende Tabakextraktlösung wird weiterbehandelt wie die Rippenextraktlösung nach Beispiel 1 und d>' dadurch schließlich gewonnene nitratarme Tabakextn?kt!ösung wird von dem Aktivschlamm abzentrifugiert und den Tabakblättern wieder zugesetzt

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Veredeln von Tabak durch Abbau von im Tabak enthaltenen Nitraten, Nitriten und anderen stickstoffhaltigen Verbindungen, wobei stickstoffhaltige und andere wasserlösliche Verbindungen mit Wasser aus dem zu veredelnden Tabak ausgewaschen werden, die so gewonnene Tabakextraktlösung isoliert und mit einer aktivierten Mikroorganismenkultur, die unter Stickstoffmangelbedingungen ihren Stickstoffbtdarf durch Nitrat- und Nitritabbau decken kann, angeimpft wird, die durch eine zugegebene Nährlösung unter Aufrechterhaltung der Mangelbedingungen acht bis vierundzwanzig Stunden in ihrer exponentiellen Wachstumsphase gehalten wird, bis der Abbau vollzogen ist und dann anschließend sofort die Einwirkung von Mikroorganismen auf die nun nitratarme Tabakextraktlösung abgebrochen wird und die in dieser Tabakextraktlösung noch vorhandenen Lösungsbestandteile Tabak zugesetzt werden, der vorher ausgewaschen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß diese rviikroorganismenkuitur in aerober Umgebung in der Wachstumsphase gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung auf isolier'e Tabakrippen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der Mikroorganismen auf die Tabakextraktlösung abgebrochen v, i'd durch Abziehen des Aktivschlamms und daß dieser Aktivschlamm auf zu veredelnde Tabakblätter oder Tabakstrips aufgesprüht wird und durch die zugegebene Nährlösung unter Aufrei tierhaltung der Mangelbedingungen acht bis vierundzwanzig Stunden in exponentieiler Wachstumsphase gehalten wird bis der Abbau vollzogen ist und daß dann anschließend sofort die Einwirkung von Mikroorganismen auf die Tabakblätter oder Tabakstrips abgebrochen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der Mikroorganismen auf die Tabakextraktlösung abgebrochen wird durch Abziehen des Aktivschlamms und daß der abgezogene Aktivschlamm Tabak zugesetzt und inaktiviert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, djß eine Reinkultur des Baktenums Knterobacter aerogenes vom .Stumm AfCC I 3 048 eingesetzt wird.