DE4416101A1

DE4416101A1 - Tabakerzeugnisse oder Tabakerzeugnissen ähnliche Waren mit antioxidativ wirkenden Naturstoffen und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE4416101A1
Application number: DE4416101A
Authority: DE
Inventors: Reiner Kopsch; Wolfram Dr Roeper; Wolfgang Wildenau
Original assignee: HF and PhF Reemtsma GmbH and Co
Current assignee: HF and PhF Reemtsma GmbH and Co
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2014-04-20
Also published as: RU2142729C1; LV11721A; CN1148324A; UA45336C2; TW272117B; JPH10503082A; HUT76247A; MD1976B2; KR970701507A; RO117888B1; DE59508825D1; CA2184592A1; ES2151598T3; EP0756461A1; PL316760A1; HU9602896D0; CZ294496A3; SK120496A3; ATE197226T1; DK0756461T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Tabakerzeugnisse oder Tabakerzeugnissen ähnliche Waren, die mit an sich bekann ten antioxidativ wirkenden Naturstoffen und/oder natur identischen Syntheseprodukten derselben versehen und zum Rauchen bestimmt sind, sowie Verfahren zur Herstellung dieser Erzeugnisse.

Der menschliche Organismus ist einer naturgegebenen Grund belastung mit toxischen Substanzen ausgesetzt und wird daher mit einer Vielzahl von mutagenen und kanzerogenen Stoffen konfrontiert, die auf dem Wege des eigenen Stoff wechsels sogar zum Teil von ihm selbst gebildet werden.

Der Mensch verfügt jedoch über verschiedene Abwehrmecha nismen auf immunologischer, zellulärer und genetischer Ebene, um z. B. einer allergischen Reaktion, einer Zell schädigung oder einem Mutationsereignis im Bereich der Erbinformationen entgegenzuwirken. So existieren in den Zellen beispielsweise sogenannte "repair-Systeme", mit deren Hilfe Erbgutveränderungen erkannt und eliminiert werden können.

Lange Zeit wurde davon ausgegangen, daß zwischen der Ein wirkung etwaiger Risikofaktoren wie z. B. diversen Produk ten unvollständiger Verbrennung, verschiedenen Strahlun gen, einigen Pflanzen- und Holzschutzmitteln, bestimmten Mineralfasern (z. B. Asbest) und bestimmten Stoffwechsel produkten von Schimmelpilzen (z. B. Aflatoxin) auf den menschlichen Organismus und der Krebsentstehung ein direk ter kausaler Zusammenhang besteht. Die Tatsache, daß die überwiegende Zahl der Menschen, die diesen Risikofaktoren ausgesetzt sind, nicht die zu erwartenden Symptome auf weist, hat jedoch zu einem Umdenken in der Risikobewertung geführt. So kann die Höhe des Krebsrisikos nicht mehr allein vom potentiellen Schadstoff her definiert werden. Es muß vielmehr davon ausgegangen werden, daß sie das Ergebnis einer multifaktoriellen Wechselbeziehung zwischen einer Vielzahl einwirkender Substanzen und belastetem Organismus ist. Ferner gilt als gesichert, daß mehrere Mutationsereignisse an bestimmten Stellen des Genoms er forderlich sind, damit aus einer normalen Körperzelle eine entartete Zelle mit unkontrolliertem Wachstum entstehen kann.

Besondere Bedeutung kommt dem körpereigenen Abwehrsystem zu, welches auch durch die Lebensweise individuell beein flußt werden kann. So löst z. B. die Nahrungsaufnahme im Körper eine Reihe von chemischen Reaktionen aus, wobei sich mutagen und antimutagen wirkende Substanzen in enger Wechselbeziehung zueinander befinden.

Inzwischen wurden chemische Verbindungen identifiziert, die eine protektive Wirkung gegenüber mutagen wirkenden Stoffen aufweisen wie z. B. verschiedene Vitamine, Senföle und Beta-Carotin. Auch werden in Nahrungsmitteln enthalte ne natürlich vorkommende pflanzliche Phenole wie z. B. Hydroxyzimtsäuren und deren Verbindungen aufgrund ihrer antioxidativen Eigenschaften als antimutagene und antikar zinogene Substanzen unterschiedlicher Intensität disku tiert (Karl Herrmann, "Hydroxyzimtsäure-Verbindungen als biologisch aktive Inhaltsstoffe von Lebensmitteln", Ernäh rungs-Umschau 38, Heft 4, S. 148-154 (1991)). Diese Er kenntnisse stützen sich u. a. auf epidemiologische Befunde, die ein umgekehrtes Verhältnis zwischen dem Konsum von Obst und Gemüse und verschiedenen Krebserkrankungen erken nen lassen.

Unter dem in dieser Beschreibung verwendeten Begriff "Ta bakerzeugnisse" sind sowohl Cigaretten, Cigarillos und Tabakpatronen (sogenannte Steck-Cigaretten) mit oder ohne Filter als auch Feinschnitt und Pfeifentabak, die ganz oder anteilig aus Tabak und/oder einem anderen rauchbaren Material bestehen, sowie Tabakerzeugnissen ähnliche Rauch waren wie beispielsweise "Kretek"-Cigaretten mit Zusatz von bis zu 50 Gew.% rauchbarer Gewürze, oder reine, tabak freie Pflanzencigaretten zu verstehen.

Es ist bekannt, daß auch die Konsumenten von rauchbaren Tabakerzeugnissen eine Vielzahl von organischen Verbindun gen aufnehmen, die ein toxisches Potential für den mensch lichen Organismus aufweisen. Auch bei der Diskussion über die gesundheitsgefährdenden Eigenschaften von Tabakerzeug nissen ist lange Zeit insbesondere die mutagene und krebs fördernde Wirkung der durch Inhalation in den menschlichen Körper gelangenden Tabakinhaltsstoffe in den Vordergrund gestellt worden. Wie bereits ausgeführt, besteht zwischen der Einwirkung von Schadstoffen und der Krebsentstehung jedoch kein direkter kausaler Zusammenhang.

Zahlreiche Versuchsreihen haben zu dem Ergebnis geführt, daß die in einem Tabakerzeugnis vorhandenen und entweder in der Gas- oder Partikelphase des Hauptstromrauches in den Organismus des Konsumenten gelangenden Stoffe bzw. Verbindungen nicht auf direktem Wege in der Lage sind, eine normale Zelle des menschlichen Organismus in eine entartete Zelle umzuformen.

Demgemäß ist festzustellen, daß die in Laborversuchen nachweisbare mutagene Wirkung von Inhaltsstoffen des Hauptstromrauches von Tabakerzeugnissen nicht unmittelbar mit einer kanzerogenen Wirkung gleichzusetzen ist, da die meisten in diesem Zusammenhang zu nennenden Substanzen und Stoffgruppen ihr gefährdendes Potential erst durch den zelleigenen Metabolismus dieser Verbindungen entfalten. Diese Erkenntnisse über die mutagene Wirkung wurden mit Hilfe des allgemein bekannten Ames-Test gewonnen (D.M. Maron and B.N. Ames, "Revised Methods for the Salmonella Mutagenicity Test", Handbook of Mutagenicity Test procedu res, Elsevier Science Publishers BV, Her. B.J. Kilbey, M. Legator, W. Nichols und C. Ramel, 1984).

Zur Reduzierung des Risikopotentials von rauchbaren Tabak erzeugnissen sind bisher verschiedene Wege beschritten worden.

Zum einen wurden neue Filtersysteme geschaffen, durch die bestimmte Schadstoffgruppen daran gehindert werden, in den Hauptstromrauch und damit in den Respirationstrakt des Konsumenten zu gelangen. So wird beispielsweise in der DE-PS 35 32 618 eine Dotierung der Filter von Filterciga retten mit beispielsweise L-Ascorbinsäure offenbart, wo durch die Absenkung von Aldehyden des Hauptstromrauches von Cigaretten erheblich begünstigt werden soll. Aus der WO 89/01301 ist es bekannt, Filter von Filtercigaretten mit Ethanol und andere Alkohole enthaltenden Mikro- und Makrokapseln zu präparieren, um das Lungengewebe vor be stimmten toxischen Bestandteilen des Cigarettenrauches wie insbesondere Nitrosaminen durch vorherige "Blockierung" der betroffenen bzw. zugänglichen Areale mit bestimmten im Hauptstromrauch freigesetzten Alkoholen zu schützen.

Weiterhin wurde versucht, den Tabak von Filtercigaretten mit bestimmten Stoffen zu imprägnieren, um bereits den Gehalt bestimmter Schadstoffe im Hauptstromrauch zu redu zieren. So ist es aus der AT-PS 340 297 und der AT-PS 240 298 bekannt, Tabak mit Ascorbinsäure bzw. mit Salzen davon zu beaufschlagen, um den Stickstoffdioxid-Gehalt des Ciga rettenrauches zu reduzieren. Ferner wurde gemäß EP-PS 0 116 085 ein Verfahren zur Imprägnierung von Filterciga retten mit Interferon oder biologisch aktiven Fragmenten davon offenbart. Derartig behandelte Cigaretten sollen die körpereigene Produktion von Interferon aktivieren und somit das Immunsystem unterstützen.

Auf diese Weise hergestellte Produkte tragen zwar dazu bei, potentielle Risiken des Rauchens zu vermindern, sie beinhalten aber auch systemimmanente Nachteile. Zum einen werden lediglich bestimmte toxische Bestandteile überwie gend der Gasphase des Cigarettenrauches im nichtverbrann ten Abschnitt des Cigarettenstranges (NO₂) bzw. im Filter (Aldehyde) mittels Chemisorption zurückgehalten, während der Gehalt des Hauptstromrauches an anderen Schadstoffen jedoch nicht beeinflußt wird. Zum anderen soll das Erzeu gen einer "Schutzschicht" innerhalb des Organismus gemäß WO 89/01301 wiederum nur gegenüber bestimmten Schadstoffen wie beispielsweise den Nitrosaminen gelingen. Der Einsatz von Interferon gemäß EP-PS 0 116 085 ist hingegen mit erheblichen Kosten verbunden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer weiteren Rauchware, die Zusätze ent hält, durch die die potentiellen Risiken des Rauchens weiter vermindert werden, sowie in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung derartiger Rauchwaren.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein rauchbares Erzeugnis aus Tabak und/oder einem anderen rauchbaren Material vorgeschlagen, das antioxidativ wirkende Naturstoffe und/ oder naturidentische Syntheseprodukte derselben umfaßt, welche aus den folgenden Stoffgruppen ausgewählt sind:

(a) Hydroxyzimtsäuren, deren Ester und Depside;
(b) von Hydroxyzimtsäuren ableitbare pflanzliche Phenole;
(c) Polymere der Hydroxyzimtalkohole;
(d) weitere Naturstoffe pflanzlichen Ursprungs, die anti mutagene und aromatisierende Eigenschaften aufweisen und mit antioxidativ wirkenden Vitaminen, ihren Vor stufen und/oder Derivaten kombiniert sind;
(e) weitere antioxidativ wirkende Vitamine, die mit euka ryontischen Zellkulturen komplexiert sind.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß das erfindungs gemäße rauchbare Erzeugnis ein gegenüber herkömmlichen Produkten deutlich vermindertes Risikopotential auf weist.

Bei dem erfindungsgemäßen Tabakerzeugnis sind die Hydroxy zimtsäuren p-Cumarsäure, Kaffeesäure und Ferulasäure be vorzugt. Die bevorzugten Ester der Hydroxyzimtsäuren sind deren Methyl- und Ethylester, während die bevorzugten Dep side der Hydroxyzimtsäuren aus deren Verbindungen mit Fruchtsäuren oder Chinasäure bestehen, von denen Chloro gensäuren besonders bevorzugt sind.

Erfindungsgemäß sind die von Hydroxyzimtsäuren ableitbaren pflanzlichen Phenole Umbelliferon, Aesculetin, Scopoletin, Curcumin, Ellagsäure und Dihydrokaffeesäure bevorzugt,
während die weiteren Naturstoffe pflanzlichen Ursprungs mit sowohl antimutagenen als auch aromatisierenden Eigen schaften bevorzugt Vanillin, Ethylvanillin, Zimtaldehyd, Anisaldehyd, Cumarin, 6-Methylcumarin, Eugenol, Jasminal dehyd, Anethol und p-Anisylaceton sind. Die mit diesen weiteren Naturstoffen pflanzlichen Ursprungs erfindungs gemäß kombinierten antioxidativ wirkenden Vitamine sind vorzugsweise Ascorbinsäure, β-Carotin, Retinol und α-Toco pherol sowie deren Derivate, gegebenenfalls in Kombination miteinander und/oder anderen Vitaminen. Besonders bevor zugt sind stabile Derivate der Ascorbinsäure wie Ascorbin säure-Palmitat oder Ascorbigen (Ascorbinsäure gebunden an Indol). Als weitere Vitamine, die antioxidativ wirken und mit eukaryontischen Zellkulturen komplexiert sind, werden β-Carotin, Retinol und α-Tocopherol sowie deren Derivate bevorzugt.

Die jeweiligen Molekulargewichte sowie Schmelz- und Siede punkte der erfindungsgemäßen Naturstoffe der Gruppen (a) bis (d) sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die antioxida tiv wirkenden Naturstoffe und/oder naturidentischen Syn theseprodukte derselben in dem Tabakerzeugnis einzeln oder in Kombination enthalten, wobei deren relative, auf das Gesamtgewicht bezogene Einsatzmengen in Abhängigkeit des oder der vorgesehenen Zielkomponenten eines rauchbaren Tabakerzeugnisses variieren können. Grundsätzlich können die Naturstoffe sowohl in den Rauchtabak inklusive der gängigen Zuschlagsstoffe als auch in einzelne dem Haupt stromrauch zugängliche Komponenten der Tabakerzeugnisse wie Filter, Hüllpapiere, Trägerstoffe, Nahtleim etc. in an sich bekannter Weise eingearbeitet bzw. aviviert werden, was sowohl beim Hersteller des Tabakerzeugnisses als auch anteilig bei dessen Zulieferer geschehen kann.

Wenn die reinen Naturstoffe dem Tabak zugesetzt werden, liegt ihre bevorzugte relative Einsatzmenge im Bereich von 0,1 Promille bis 25 Gew.-%, wobei ein Gehalt zwischen 1 und 5 Gew.-% besonders bevorzugt ist. Werden die reinen Naturstoffe in den Filter oder in das Cigarettenpapier bzw. in den Leim der Cigarettennaht eingearbeitet, betra gen die bevorzugten Mengen 0,1 bis 50 Gew.-%, wobei Mengen von 1 bis 20 Gew.-% besonders bevorzugt sind. Der verwen dete Filter kann ein Kammerfilter, ein Celluloseacetatfil ter oder ein Cellulose-Wirrfaservlies-Filter oder ein Mehrfachfilter, vorzugsweise ein Doppelfilter (jeweils mit oder ohne Filterventilierung) sein, wobei der Doppelfilter einen höheren strangseitigen Zugwiderstand und einen nied rigeren mundseitigen Zugwiderstand sowie einen Gesamtfil ter-Wirkungsgrad von 80 - 99% aufweist.

Sind die erfindungsgemäßen Naturstoffe von vornherein in nichttabakhaltigen, überwiegend pflanzlichen rauchbaren Materialien enthalten, die dem Tabak zugesetzt werden, oder besteht alternativ die rauchbare Mischung ausschließ lich aus gegebenenfalls verschiedenen, aufeinander abge stimmten, nichttabakhaltigen, pflanzlichen Materialien mit oder ohne pflanzeneigenen, erfindungsgemäßen Naturstoffen, so gelten ebenfalls die bevorzugten, auf die reinen Natur stoffe zu beziehenden Einsatzmengen von 0,1 Promille bis 25 Gew.-%, ebenso die besonders bevorzugten Einsatzmengen von 1,0 bis 5 Gew.-%, wobei in allen Fällen die vorgesehe ne Einsatzmenge durch Zugabe der reinen Naturstoffe bzw. der reinen erfindungsgemäßen Substanzen zur rauchbaren Mischung ergänzt werden kann. Eine weitere bevorzugte Einsatz- oder Anbieteform des die antioxidativ wirkenden Naturstoffe, insbesondere Vitamine wie α-Tocopherol oder β-Carotin enthaltenden, natürlichen Materials, sind dabei kultivierte Eukaryontenzellen, deren Trockenmasse zwischen 0,5 und 15 Gew.-% der antioxidativ wirkenden Vitamine in festgebundener bzw. festangelagerter Form enthalten kann, wie beispielsweise speziell kultivierte Tabak- oder Hefe zellen.

Tabelle 1

Erfindungsgemäße phenolische Pflanzeninhaltsstoffe

Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Substanzen beim Fertigen einer rauchbaren Mischung auf an sich be kannte Weise dem Blattschnitt und/oder dem Rippenschnitt zugesetzt werden, gegebenenfalls unter Einsatz bekannter Haft- und Bindemittel. Alternativ können die Substanzen auf bekannte Weise in Folien- oder Bandtabak eingearbeitet werden, was sich insbesondere bei der Verwendung fester, gemahlener Naturstoffe anbietet. Hierbei kann auch eine neuartige, nichttabakhaltige Pflanzenfolie eingesetzt werden, die zumindest anteilig die erfindungsgemäßen Na turstoffe in Form pflanzeneigener Inhaltsstoffe von Teilen des pflanzlichen Folienmaterials enthält. Vorzugsweise ist das rauchbare Material eine Tabakmischung aus Lamina-Tabak und Folientabak oder eine tabakfreie Mischung aus Pflan zenmaterial, welches sich von Huflattich, Pfefferminze, Brennessel, Breitwegerich, Krauseminze, Lavendel, Thymian, Süß- oder Sauerkirschblättern, Knöterichblättern, Rosen blättern oder Pimentblättern ableitet. Alternativ ist es bevorzugt, daß das rauchbare Material eine Kombination aus Tabakmischung und tabakfreier Mischung ist.

Ferner können die erfindungsgemäßen Substanzen in flüssi ger Form den Casing- und/oder Flavorstoffen zugesetzt werden, wobei sie diese sogar ersetzen können.

Die üblichen Filtersysteme bestehen im wesentlichen entwe der aus einem Filterfaser-Tow aus Celluloseacetatfasern oder aus miteinander verfilzten Cellulosefasern, die ein Cellulose-Wirrfaservlies ergeben. Das Filterfasertow wird normalerweise während der Fertigung des Cigarettenfilters mit einem der zulässigen Härter besprüht, um die Fasern zu vernetzen und damit den Filter zu härten. Diese Härter bestehen zumeist aus Triacetin oder Triethylenglykoldiace tat (TEGDA) und können erfindungsgemäß zum Teil oder voll ständig durch die erfindungsgemäßen Naturstoffe in flüssi ger Form ersetzt werden, sofern sie sich im Härter lösen oder aber selbst als Härter wirken wie beispielsweise Eugenol. In selber erfindungsgemäß als Härter einsetzbaren flüssigen Naturstoffen wie Eugenol, oder in üblichen Här tern wie TEGDA oder Triacetin können erfindungsgemäß wie derum andere Naturstoffe wie Zimtaldehyd, Jasminaldehyd, Ethylvanillin und 6-Methylcumarin, aber auch α-Tocopherol, Tocopherolacetat, Tocopherolsuccinat, Retinol und Retinol palmitat gelöst werden, so daß sich bi- oder ternäre oder multiple Lösungsgemische ergeben, die vorteilhafterweise sowohl als Härter für Celluloseacetatfasern als auch als Casingstoffe für rauchbare Mischungen eingesetzt werden können.

Ferner sind Suspensionen fester Naturstoffe im Härter einsetzbar, aber auch Einstreuungen gemahlener Naturstoffe in Filterfaser-Tow aus Celluloseacetatfasern.

Die unterschiedlichen Löslichkeiten und Mischbarkeiten einiger erfindungsgemäß bevorzugter Aromastoffe und Vit amine in bzw. mit den üblichen Härtersubstanzen Triacetin und TEGDA sowie dem erfindungsgemäß selbst als Härtersub stanz verwendbaren natürlichen Aromastoff Eugenol sind in Tabelle 2 dargestellt. Aus den Daten der Tabelle 2 sind insbesondere die ausgezeichneten lösungsvermittelnden Eigenschaften des erfindungsgemäß als Härter bzw. Härter komponente einsetzbaren Eugenols zu ersehen. Die Substanz Eugenol kann jedoch auch in Form einer Mischung mit ande ren in den Tabellen 2 und 3 als Härter bzw. Lösungsmittel aufgeführten Stoffen Verwendung finden, wobei die konkre ten Mischungen und ihre jeweiligen Anteile unter Berück sichtigung ihrer Eigenschaften und ihrer Marktpreise sowie in Abhängigkeit des bzw. der zu behandelnden Komponenten des erfindungsgemäßen Erzeugnisses leicht ausgewählt wer den können. Besonders bevorzugt ist eine Mischung aus 80 Teilen Triacetin, 15 Teilen Eugenol und 5 Teilen α- Tocopherolacetat. Die in diesem Verhältnis gemischten Substanzen ergeben eine klare Lösung, aus welcher nach Aufgabe auf Celluloseacetatfasern bevorzugt Triacetin und Eugenol in das Innere der Fasern diffundieren, wodurch das α-Tocopherolacetat auf der Oberfläche der Filterfasern angereichert wird, und somit besonders leicht vom hier als Emittor wirkenden "Filter" in den Hauptstromrauch trans feriert werden kann.

Wenn der im Verfahren zur Herstellung eines Tabakerzeug nisses zu verwendende Filter nicht aus Celluloseacetatfa sern besteht, wird er und/oder die anderen Komponenten des späteren Erzeugnisses wie das rauchbare tabakhaltige oder tabakfreie pflanzliche Material, das Cigarettenpapier und der zu verwendende Nahtleim erfindungsgemäß mit einer Lösung aus den erfindungsgemäßen Aromastoffen und Vitami nen (bzw. Provitaminen) behandelt, wobei als Lösungsmittel wiederum einzelne Vertreter dieser Stoffgruppen verwendbar sind. Die jeweiligen Löslichkeiten und Mischbarkeiten der gesamten Stoffe in bzw. mit einigen der erfindungsgemäß auch als Lösungsmittel einsetzbaren Naturstoffe sind in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 2

Löslichkeit von antioxidativ wirksamen Aromastoffen und den Vitaminen A und E in Filterhärtern

Bei Verwendung des Cellulose-Wirrfaservlieses können die erfindungsgemäßen Substanzen bereits seitens des Filterma terialherstellers in das Vlies eingearbeitet werden. Zudem können die erfindungsgemäßen festen Substanzen beispiels weise in gekörnter Form mit einem Korndurchmesser von etwa 0,8 mm seitens des Filterstabherstellers in die Kammern von Kammerfiltern eingebracht werden, ebenso erfindungs gemäße flüssige Substanzen, aufgenommen von beispielsweise Holzmehl- oder Ligningranulat. Ferner kann auch die beim Abrauchen mit dem Hauptstromrauch in Kontakt tretende Innenseite des Filterumhüllungspapiers mit den erfindungs gemäßen Naturstoffen beschichtet sein.

Das Cigarettenpapier kann mit den erfindungsgemäßen Natur stoffen in verkapselter oder unverkapselter Form in an sich bekannter Weise versehen werden, wobei hierfür sowohl ein- als auch zweilagige Cigarettenpapiere geeignet sind. Im letzteren Fall wird vorzugsweise die innen liegende Tabakstrangumhüllung, welche auch netzartig oder hochporös (10-20 000 CORESTA) ausgebildet sein kann, mit den er findungsgemäßen Substanzen versehen.

Schließlich kann auch der im Bereich der Cigarettennaht zur Verklebung der Tabakstrangumhüllung eingesetzte Leim die erfindungsgemäßen Naturstoffe in flüssiger oder fein gemahlener Form beinhalten. Hierbei hat sich gezeigt, daß die technischen Eigenschaften derart behandelter Leime sogar verbessert werden können.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird beim Konsumieren bzw. Abrauchen des erfindungsgemäßen Tabakerzeugnisses dessen Hauptstromrauch mit den an sich bekannten antioxi dativ wirkenden Naturstoffen angereichert, wodurch bewirkt wird, daß die durch den Hauptstromrauch freigesetzten antimutagenen Substanzen näherungsweise zeitgleich mit den potentiellen Schadstoffen des Hauptstromrauches dem Orga nismus am Ort der Verstoffwechselung zur Verfügung stehen und somit spontan eine mögliche mutagene Wirkung der uner wünschten kritischen Substanzen weitgehend kompensiert wird. Dies bedeutet, daß bei einer vergleichsweise gerin gen Menge an antimutagen wirkenden Substanzen die gleiche Wirkung erzeugt wird, als wenn nachträglich eine entspre chend größere Menge dieser Substanzen dem Organismus zur Verfügung gestellt würde.

Eine wesentliche Voraussetzung für den praxisbezogenen Einsatz der erfindungsgemäß verwendeten Naturstoffe ist deren ausreichender Übergang in den Hauptstromrauch. Expe rimentelle Befunde haben ergeben, daß diese Voraussetzung von den eingesetzten Naturstoffen erfüllt wird (vgl. Bei spiel 4). Zudem hat sich gezeigt, daß der Übergang in den Hauptstromrauch von in Pflanzenteilen inkorporierten er findungsgemäßen Naturstoffen - beispielsweise das Tabak blatt-eigene Scopoletin oder das Pimentblatt-eigene Euge nol - noch erheblich begünstigt werden kann durch die Be handlung der entsprechenden Pflanzenteile nach einem der bekannten Bläh- oder Expansionsverfahren, vorzugsweise nach dem sogenannten INCOM-Verfahren der Anmelderin gemäß den Patentschriften DE-PS 29 03 300, DE-PS 31 19 330 und DE-PS 34 14 625. Hierbei werden relevante Inhaltsstof fe der Pflanzenteile "aufgeschlossen", d. h. sie können besonders leicht von auch nur geringen Mengen an Haupt stromrauch transferiert werden.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß das mutagene Potential der erfindungsgemäß angereicherten Tabakerzeug nisse in signifikanter Weise reduziert werden konnte. Zum Nachweis dieser antimutagenen Wirkung wurde als aus sage kräftiger Schnelltest der Ames-Test durchgeführt (a.a.O.).

Das Testprinzip besteht im wesentlichen darin, daß Histi din-auxotrophe (his⁻) Indikatorbakterien der Art Salmonel la typhimurium unter dem Einfluß mutagen wirkender Stoffe in ihre prototrophe Form (his⁺) rückmutieren. Die Durch führung des Ames-Tests, ohne bzw. mit "S 9-Aktivierung", erlaubt eine Aussage darüber, ob eine Testsubstanz in ihrer Ausgangsform oder erst nach Verstoffwechselung muta gen ist.

Mit diesem Testsystem wurde nachgewiesen, daß die in Lö sungsmittel aufgefangene Partikelphase von Tabakrauch nur in verstoffwechseltem Zustand mutagen wirkt (vgl. Shigeaki Sato et al., "Mutagenicity of smoke condensates from ciga rettes, cigars and pipe tobacco", Cancer Lett. 3, S. 1-8, 1977).

Es gilt als gesichert, daß die meisten Substanzen mit antimutagener Wirksamkeit im Ames-Test im menschlichen Organismus eine protektive Wirkung ausüben bzw. zur Stär kung des körpereigenen Abwehrsystems beitragen können (vgl. z. B. B.N. Ames, "Dietary Carcinogens and Anticarci nogens", SCIENCE, Bd. 221, S. 1256-1264, 1983). Die im menschlichen Organismus mögliche Bildung von toxischen Stoffwechselprodukten aus Rauchinhaltsstoffen und die gezielte Verminderung der daraus resultierenden mutagenen Wirkung durch Zusatz von Antimutagenen kann im Ames-Test simuliert werden.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Tabakerzeugnis weist gegenüber den herkömmlichen Produkten ein stark verminder tes Risikopotential auf, da die verwendeten Naturstoffe ihre antioxidativen Eigenschaften auf eine Vielzahl un erwünschter Substanzen ausüben und ihre Wirkungen am Ort der Verstoffwechselung entfalten.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele und der Fig. 1 bis 6 näher erläutert.

Beispiel 1

Zur Vorbereitung des Ames-Tests wurden 20 unten näher spezifizierte Cigaretten unter den üblichen Normbedingun gen (ISO 4387, Zugvolumen 35 ml, Zugzeit 2 Sekunden und Zugpause 58 Sekunden) maschinell abgeraucht. Die sogenann te Partikelphase des Hauptstromrauches (Rauchkondensat) wurde auf einem Cambridge-Glasfaserfilter niedergeschla gen, mit 20 ml Dimethylsulfoxid abgelöst und bis zum Ge brauch bei -20°C gelagert. Die nicht ventilierten Filter cigaretten (Format 100 × 7,9 mm, Strang 75 mm lang, Filter 25 mm lang) besaßen ein Stranggewicht von 945 + 10 mg (Virginia-Mischung), die abgerauchte Tabakmenge lag bei 800 mg. Das 48 mg schwere Cigarettenpapier besaß eine Porosität von 24 Coresta, das Filtergewicht lag bei gerun det 180 mg, das Filtermaterial bestand aus handelsüblichen Celluloseacetatfasern (3,0 Y/35000), der Härter war Triacetin (ca. 7%).

Beispiel 2

Zur Bestimmung der mutagenen Wirkung wurde der Ames-Test (a.a.O.) in der Version "plate incorporation" wie nachfol gend beschrieben durchgeführt.

Zu jeweils 2 ml eines bei 43°C temperierten Weichagars wurden 0,1 ml Übernachtkultur von Salmonella typhimurium, Stamm TA 98, 0,05 ml abgestuft verdünnte Rauchkondensat- Lösung gemäß Beispiel 1 und 0,5 ml S 9-Mix (Aktivierungs system), bestehend aus 50 µl durch Zentrifugieren von Leberhomogenat Aroclor-vorbehandelter Ratten bei 9.000 g erhaltenem Überstand; 0,76 mg Glucose-6-Phosphat; 1,57 mg NADP; 0,81 mg MgCl₂ · 6 H₂O; 1,23 mg KCl in Phosphatpuffer pH 7,4, pipettiert. Nach kurzem Durchmischen wurden die Testansätze in Petrischalen gleichmäßig auf einen Agar verteilt, der nur das Wachstum der his⁺-Rückmutanten zu läßt. Die Petrischalen wurden nachfolgend 48 Stunden lang bei 37°C im Dunkeln inkubiert. Nach Ablauf der Inkuba tionszeit wurden die aus einzelnen his⁺-rückmutierten Bakterien entstandenen Kolonien ausgezählt. Die Mutations häufigkeit ist das Maß für die mutagene Aktivität.

Aus den in der nachfolgenden Tabelle 4 dargestellten Er gebnissen ist ersichtlich, daß die im Rauchkondensat ent haltenen Stoffe ihre mutagene Wirkung erst nach ihrer Verstoffwechselung entfalten.

Tabelle 4

Ausgezählte TA 98-Kolonien in Abhängigkeit zur eingesetzten Kondensatmenge

(Mittelwerte aus Dreifachbestimmungen)

Beispiel 3

Die Bewertung von erfindungsgemäßen Substanzen hinsicht lich ihrer antimutagenen Wirkungen erfolgte mit dem in Beispiel 2 beschriebenen Testsystem, indem den Testansät zen mit den verschiedenen Kondensatmengen nun zusätzlich abgestufte Dosierungen der betreffenden Substanzen zuge setzt wurden. Dabei wurde sichergestellt, daß in einem für die Bakterien nicht toxischen Konzentrationsbereich ge arbeitet wurde.

In den Fig. 1 bis 6 sind beispielhaft die Ergebnisse von einigen der erfindungsgemäßen Substanzen mit antimuta gener Wirkung auf Rauchkondensat dargestellt.

Die Ergebnisse zeigen, daß die durch die im Rauchkondensat enthaltenen Schadstoffe verursachte Mutationshäufigkeit und damit das Gefährdungspotential durch die zugesetzten Naturstoffe entscheidend vermindert werden konnten.

Beispiel 4

Die zuzusetzenden Naturstoffe unterscheiden sich erheblich bezüglich ihrer Schmelz- und Siedepunkte (vgl. Tabelle 1). Um nachzuweisen, daß auch dem Tabak zugesetzte Substanzen in den Tabakrauch übergehen, die nicht destillierbar sind, wurde folgender Versuch durchgeführt:

Scopoletin (7-Hydroxy-6-methoxycumarin) mit einem Schmelz punkt von 205°C, ohne Siedepunkt, ist als natürlicher Pflanzeninhaltsstoff in Virginiatabaken in einer Konzen tration von etwa 300 ppm enthalten. Um den Übergang von zugesetztem Scopoletin in den Hauptstromrauch nachzuwei sen, wurden drei Versionen von Versuchscigaretten auf Basis des gleichen Cigaretten-Loses wie in Beispiel 1 hergestellt. Dabei wurde auf bekannte Weise der Tabak von 60 Filtercigaretten gemäß Beispiel 1 aus diesen mittels Druckluft ausgeblasen, aufgefangen, gedrittelt, zwei Drit tel mit dem Naturstoff aviviert (der Vergleich nur mit Ethanol) und in 60 gleichen Anteilen den ausgeblasenen, in drei Lose unterteilten 3 × 20 Filterhülsen mittels einer handelsüblichen Tabakstopfmaschine für Filtercigaretten hülsen wieder zugefügt, wobei sich allerdings das Strang gewicht der derart gefertigten Filtercigaretten geringfü gig verringerte. Dabei wurde die Konzentration an Scopole tin des Tabaks durch Aufsprühen einer ethanolischen Lösung von Scopoletin auf den Cigaretten-Tabak von ursprünglich 330 ppm auf 630 ppm bzw. 5.330 ppm erhöht. Die hergestell ten Cigaretten wurden wie in Beispiel 1 beschrieben abge raucht, wobei das aufgefangene Rauchkondensat in Methanol gelöst wurde. Die Filterhülsen-Design Daten entsprachen denen des Beispiels 1, das Stranggewicht verringerte sich auf 930±20 mg, die abgerauchte Tabakmenge lag bei 785 mg.

Die analytische Bestimmung des Scopoletins erfolgte mit tels HPLC unter folgenden Bedingungen:

Säule:
Li Chro CART superspher RP 8, 250-4 (Fa. Merck)
Fließmittel:	Wasser/Methanol/Essigsäure - 85/13/2
Fließgeschwindigkeit:	1,2 ml/min
Betrieb isokratisch bei	45°C
Detektor bei 340 nm Einspritzvolumen:	10 µl Probe

In der folgenden Tabelle 5 sind die erhaltenen Versuchs ergebnisse zusammengestellt.

Tabelle 5

Übergang von Scopoletin in den Hauptstromrauch

Die Versuche mit Scopoletin, als Vertreter der nichtflüch tigen antimutagen wirkenden Substanzen, zeigen, daß die Beaufschlagung des Tabaks mit 300 bzw. 5.000 ppm zu einem Stoffübergang von 9,6 resp. 6,2% in den Hauptstromrauch geführt hat.

Claims

1. Rauchbares Erzeugnis aus Tabak und/oder einem anderen rauchbaren Material, umfassend antioxidativ wirkende Naturstoffe und/oder naturidentische Syntheseprodukte derselben, dadurch gekennzeichnet, daß die Naturstof fe und naturidentischen Syntheseprodukte derselben aus den folgenden Stoffgruppen ausgewählt sind:

(a) Hydroxyzimtsäuren, deren Ester und Depside;
(b) von Hydroxyzimtsäuren ableitbare pflanzliche Phenole;
(c) Polymere der Hydroxyzimtalkohole;
(d) weitere Naturstoffe pflanzlichen Ursprungs, die antimutagene und aromatisierende Eigenschaften aufweisen und mit antioxidativ wirkenden Vita minen, ihren Vorstufen und/oder Derivaten kom biniert sind;
(e) weitere antioxidativ wirkende Vitamine, die mit eukaryontischen Zellkulturen komplexiert sind.

2. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hydroxyzimtsäuren p-Cumarsäure, Kaffeesäure und Ferulasäure sind.

3. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ester der Hydroxyzimtsäuren deren Methyl- und Ethylester sind.

4. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Depside der Hydroxyzimtsäuren aus deren Verbindungen mit Fruchtsäuren und Chinasäu re bestehen.

5. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Depside Chlorogensäuren sind.

6. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die von Hydroxyzimtsäuren ableitbaren pflanzlichen Phenole Umbelliferon, Aesculetin, Scopo letin, Curcumin, Ellagsäure und Dihydrokaffeesäure sind.

7. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die weiteren Naturstoffe pflanzlichen Ursprungs Vanillin, Äthylvanillin, Zimtaldehyd, Anis aldehyd, Cumarin, 6-Methylcumarin, Eugenol, Jasmin aldehyd, Anethol und p-Anisylaceton sind.

8. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Naturstoffe aus der Gruppe der antioxidativ wirkenden Vitamine Ascorbinsäure, β- Carotin, Retinol und α-Tocopherol sowie Derivate derselben sind.

9. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ascorbinsäure in Form von Ascorbin säure-Palmitat oder Ascorbigen vorliegt.

10. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die mit eukaryontischen Zellkulturen komplexierten weiteren antioxidativ wirkenden Vit amine β-Carotin, Retinol und α-Tocopherol sowie Deri vate derselben sind.

11. Rauchbares Erzeugnis nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die antioxidativ wirken den Naturstoffe und/oder naturidentischen Synthese produkte derselben einzeln oder in Kombination ent halten sind.

12. Rauchbares Erzeugnis nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,1 Promille bis 25 Gew.-% der antioxidativ wirkenden Naturstoffe enthält.

13. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß es 1 bis 5 Gew.-% der antioxidativ wirkenden Naturstoffe enthält.

14. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Cigarette mit oder ohne Filter ist.

15. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Cigarillo mit oder ohne Filter ist.

16. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Tabakpatrone mit oder ohne Filter ist.

17. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es Rauchtabak in Form von Feinschnitt oder Pfeifentabak ist.

18. Rauchbares Erzeugnis nach den Ansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter 0,1 bis 50 Gew. % an antioxidativ wirkenden Naturstoffen und/ oder naturidentischen Syntheseprodukten derselben enthält.

19. Rauchbares Erzeugnis nach Anspruch 18, dadurch ge kennzeichnet, daß der Filter 1 bis 20 Gew.-% an anti oxidativ wirkenden Naturstoffen und/oder naturidenti schen Syntheseprodukten derselben enthält.

20. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 14 bis 16 bzw. 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter ein Kammerfilter mit oder ohne Filterventilie rung ist.

21. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 14 bis 16 bzw. 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter ein handelsüblicher Celluloseacetatfaserfilter mit oder ohne Filterventilierung ist.

22. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 14 bis 16 bzw. 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter ein handelsüblicher Cellulose-Wirrfaservlies- Filter mit oder ohne Filterventilierung ist.

23. Rauchbares Erzeugnis nach einem der Ansprüche 14 bis 16 bzw. 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter ein Mehrfachfilter, vorzugsweise Doppelfilter mit einem höheren strangseitigen Zugwiderstand und einem niedrigere mundseitige Zugwiderstand mit oder ohne Filterventilation ist und einen Gesamtfilter- Wirkungsgrad von 80-99% aufweist.

24. Rauchbares Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rauchbare Material eine Tabakmischung aus Lamina-Tabak und Folientabak ist.

25. Rauchbares Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rauchbare Material eine tabakfreie Mischung aus Pflanzenmateri al ist, welches sich von Huflattich, Pfefferminze, Brennessel, Breitwegerich, Krauseminze, Lavendel, Thymian, Süß- oder Sauerkirschblättern, Knöterich blättern, Rosenblättern oder Pimentblättern ableitet.

26. Rauchbares Erzeugnis nach den Ansprüchen 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß das rauchbare Material eine Kombination aus Tabakmischung und tabakfreier Mischung ist.

27. Verfahren zur Herstellung des rauchbaren Erzeugnisses gemäß den Ansprüchen 1 bis 26 in an sich bekannter Weise, bei dem die üblicherweise als Härter für die den späteren Filter bildenden Celluloseacetatfasern verwendeten Substanzen zum Teil oder vollständig durch Naturstoffe ersetzt wurden.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Naturstoff Eugenol allein oder als Lösung mit antioxidativ wirksamen Aromastoffen und/oder Vitami nen eingesetzt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die antioxidativ wirksamen Aromastoffe aus Zim taldehyd, Jasminaldehyd, Ethylvanillin und/oder 6- Methylcumarin ausgewählt werden.

30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Vitamine aus α-Tocopherolacetat, Tocopherol succinat, Retinol und/oder Retinolpalmitat ausgewählt werden.