DE949151C - Verfahren zur Gewinnung von Stoffen und Stoffgruppen, welche vornehmlich Geruch und Geschmack der Tabakwaren beim Rauchen bestimmen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Stoffen und Stoffgruppen, welche vornehmlich Geruch und Geschmack der Tabakwaren beim Rauchen bestimmen Es wurde schon vielfach versucht, die Rauchqualitäten von Tabaken und Tabakwaren dadurch zu: verbessern, daß man den Tabaken unerwünscht wirkende Stoffe entzieht oder daß man tab,akfreinde oder tabakeigene Stoffe zugibt. Bei der Zugabe vom Tabakstoffgemisohen handelt es sichi meistens. um Tabakauszüge mit Wasser oder wäßrigenLösungen. Auch- wird vergorener Tabaksaft aus. grünen Tabakbilättern bzw. der Preßs:aft aus grünen Tahakbestand;teilern verwendet. In allen diesen Fällen handelt es. sich im wesentlichen; um, wäßrig'e Lör sungen, welche, eventuell neben Niootin, die löslichen Zuckerarten und organischen Säuren: neben kleineren Mengen von löslichen Farb" . Gerb" Eiweiß- und anderen; Stoffern enthalten. Es. wurde ferner vorgeschlagen, Tabak mit soilohen oirganisehen; Lösungsmitteln zu: extrahieren., welche die sogenannten »Fette, Härze und Wachse« zu lösen vermögen. Aus die'sern Extrakt werden die »aror matischen Bestandteile« mit verdünnter Amrnoniaklösung ansgeschüttelt, die zurückbleibende »sdhmieriege, gefärbte und klebende Masse« aber verworfen. Da die verdünnte Ammoniaklösung nur etwa i % der in organischen Lösungsmitteln löslichen Tabakstoffe zu lösen. vermag, wird bei diesem Verfahren eine wäßrige Lösung verwertet, welche nur etwa o,5 °/o der Aromastäffe und der Kohlenwasserstoffe enthält; vom denen die letzteren den beim als, zu scharf- bezeichneten Tabiakwaren die Schärfe nehmen, sie »milder« machen bzw. »entschärfen« können, während die etwa zieh fazhe Masse dieser wertvollen Stoffe unerkannt verworfen wird. Mau hat bereits hochwertigen Tabak nacheinander mit Alkohol und Wasser extrahiert und Gemische beider Lösungen verwendet. Da die Aromastofe des Tabaks in Wasser unlös: lieh sind, müssen sie in verdünntem. Alkohol ausfallen, so daß nur ein Bruchteil von ihnen zur Anwendung gelangen kann. Außerdem muß das Verfahren unwirtschaftlich arbeiten, weil nicht mit Tabakabfällen gearbeitet wird.
• Bekannt ist außerdem eire Verfahren, bei deal die ätherischen Öle und Harze mit Hilfe von Alkohol oder eines anderen, Lösungsmittels dem Täbekstaub entzogen, und diese Öle und Harze ebenfalls durch Destillation und Rektifikatio@ri getrennt und ihnen andere, offenbar tahakfrein.de Aromar und Duftstoffe zugesetzt werden können:, wobei die »Öle und Harze,« zum Aufsprühen: auf den; Tabak in Alkohol gelöst werden.
• Nicoitin wurde auch; schon durch. ein wasserunlösliches organisches Lösungsmittel, wie Triohlo,räthylen,, aus, einer wäßrigen, alkalisch eingestellten Tabaklauge herausgelöst und die vo,m Nicotin befreite Lauge eingedampft, so, daß gleichzeitig Nicotin und ein »Taib@aklaugiernkonzentrat« gewonnen wird, das. die Zuckerstoffe, Wachse, Harze u.. dgl. des gelaugten Tabaks. enthaften, soll, obschon Wachse, Harze usw. nicht in, Wasser löslich sind.
• Alle bisher bekanntgewordenen. Verfahren zur Verbesserung der Rauchqualitäten von Tabaken und Tabakwaren beschränken sich: darauf, a@u.s Tabaken oder Tabakabfällen einzelne Stoffe oder Stoffgruppen zu gewinnen: und diese für die Beseitigung bestimmter einzelner Qualitätsmängel von Tabaken oder Tab,akwa,ren anzuwenden. In keinem bekannten, Fall wurden. Qualitätsverbesserungen oder gär tiefer greifende Qualitätsveränderungen von Tabaken und Tabakwaren auf der Basis der analytischen Bestimmung derjenigen Stoffgruppen vorgenommen, welche vornehmlich Geruch und Geschmack der Tabakwaren beim Rauchen bestimmen.
• Es; wurde nun. gefunden: i. in bezug auf die Gewinnung der Stoffe und Stoffgruppen des, Tabaks, da,ß man bis, zu 8o% der Trockenisubstanz, von, Tauhaken bzw. Tabakabfällen in Lösung bringen und in eine Reihe von Stoffgruppen und Stoffen des Tabaks zerlegen kann;; wenn; man nacheinander a) den Rohstoff (Tabak, Täbekteile, Tabakab,fä.lle) zunächst mit einem hydrophoben, organischen. Lösungsmittel" wie Benzol oder, Tricb:loräthylen, extrahiert, b#) den Extraktionsrückstand von a mit Wasser, c) den Rückstand von b mit verdünnten Mirvera,lsäuren erschöpfend extrahiert; d) die drei nach a, b und c gewonnenen Extraktlösungeav durch bekannte chemische und/oder physikalische Verfahrens in je einige Fraktionen zerlegt. Ferner wurde gefunden" daß mang e) 30% d.er b.ranchbarsten, unter den 8o % der Tabaks.to,ffe in einer Operation gewinnen kann:, wenn man. den. Rohstoff mit bestimmten hyd:rophilen Lösungsmitteln, wie Aceton und Methanol, extrahiert.
• a. -In bezug auf die Wirkungen der in i genannten Stoffgruppent auf den Raucher: a) daß jeder der nach, i hergestellten Stoffgruppen beim Aufbringen, auf Tabak b,zw. Tabakwa,r-en, ganz bestimmte Wirkungen. auf Geruohi und Geschmack beim Rauchen entsprechen., d. h.. aber, daß ein allgemeiner Zusammenhang zwischen den physikalischen und chemischen Eigenschaften, der Tabakstoffgruppen und den Empfindungen der Raucher besteht, b) da,ß der Raucher nicht nur Unterschiede der verschiedenen Oualitäten der zugesetzten Stoffe zu unterscheiden,, sondern auch: die Menge der zugesetzten Stoffe abzuschätzen. vermag.
• 3. In; b@ezug auf die praktischen Anwendungsmöglichkeiten der in i genannten, Stoffgruppen,, d.aß die in i genannten: Tabakstoffgruppen benutzt werden können, um: die Qualitäten von: Tabaken, Tabakteilen, wie Rippen und Tabakwaren, systematisch zu verbessern.
• Ferner läßt sich. Verpackungsmaterial für Tahadcwarern mit Tabakstoffen: behandeln, welche den verpackten Waren angepa:ßt sind.
• Im einzelnen ist zu diesen Ergebnissen folgendes auszuführen: Zu i in b,ezug auf die Gewinnung der Stoffe und Stoffgruppen des. Tabaks a) Der, Rohstoff wird zunächst mit hygropholsbe-n Lösungsmitteln:, wie Beuzoil, Petroläther, Trichloräthylen usw., extrahiert. Nach Entfernung der größeren Menge des, Lösungsmittels, wird die konzentrierte Lösung des. Extraktes., von, dem. bis zu 9,% im Tabak enthalten sind., mixt niederen Alkoholen, z. B. Menthanod, versetzt, wodurch, die im Tabak vorkommenden Kohlenwasserstoffe Eiko,san, Triakontan und diesen nahestehende Homologe ausgefällt werden, welche im Raucher die Empfin, dang der »Leere« hervorrufen und bei geeigneter Dosierung die Eigenschaft haben., beim. Rauchen als zu scharf empfundene Tabake zu. »entschärfen« bzw. milder zu machen;, ohne das Aroma zu beeinträchtigen. Diese Stoffe werden zweckmäßig als »Entschärfungsstoffe« bezeichnet.
• Die in Lösung-bileibenden, Stoffe werden nach Entfernung der Lösungsmittel als dunkle, wachs artige und bei leichtem Erwärmen angenehm aromatisch und »tab,akartig « riechende Masse gewonnen., die neben, einem Teil des Nicotins in der Hauptsache die »Aro,mastoffe« des Tabaks enthält und entweder direkt oder nach der Zerlegung in einer Hoch(vakuumapparatur in. Nicotin und eine Anzahl von Fraktionen, gewonnen werden; können. Das Mengenverhältnis, in dem die Gruppen: der »Entsch.ärfungs-« und, der »Aromas:toffe« im Tabak auftreten, liegt etwa zwischen, i : 3 und. i : 4.
• b) Der Rückstand von der Extraktion mit hydrophoben Lösungsmitteln wird mit Wasser extrahiert und kann nach bekannten Methoden in Nicotin und Nicotinbasen, organische Säuren und eine Gruppe' von »Neutralstoffen« zerlegt werden, w--Ich letztere °_in Gemisch wasserlöslicher Zucker-, Eiweiß-, Farb-, Gerbstoffe, etwas Phenol und andere Stoffe enthält.
• Das Nicotin und die Nicotinbasen, die zum Teil bereits bei der Extraktion mit organischen Lösungsmitteln gewonnen wurden, rufen im Raucher die bekannten physiologischen Wirkungen und die Empfindungen der Schwere bzw. Stärke hervor. Von den Wirkungen der anderen wasserlöslichen Stoffe auf die Rauchqualitäten ist nur bekannt, daß die Zucker auf die Feuchthaltung, die Salze organischer Säuren auf den Brand Einfluß haben und dadurch ähnlich wie »natürliche Saucen« als Geschmacks- und Geruchskorrigentien aus tabakeigenen Stoffen wirken.
• c) Der Rückstand von den unter i a und i b genannten Extraktionen wird mit verdünnter Mineralsäure, z. B. Schwefelsäure, aufgeschlossen. Aus der Lösung läßt sich ein Gemisch von Pektinen und Pentosanen gewinnen, das im Raucher die Empfindung der Würze (bzw. des Gewürztseins des Tabaks) hervorruft. Erforderlichenfalls können Pektine und Pentosane nach bekannten Methoden getrennt werden.
• d) Der letzte Rückstand, der nur noch etwa 2o °/o der Trockensubstanz des Tabaks enthält, besteht aus Zellulose und Gerüststoffen, welche beim Rauchen des Tabaks die Empfindung »Schärfe« bzw. des »Bisses« hervorrufen. Bei Zigaretten wird diese Wirkung durch die nahezu reine Zellulose des Papiers verstärkt. Beispiel i i kg Zigarettenstaub wird mit Methylalkohol erschöpfend extrahiert und anschließend das Lösungsmittel, zuletzt unter vermindertem Druck, abgedampft. Als Rückstand verbleiben 282 g dunkelgrüngefärbter Tabakrohextrakt. Dieser Tabakextrakt wird mit je Zoo ccm Trichloräthylen und Zoo ccm Wasser übergossen und i Stunde unter Rückfluß gekocht, wobei der Tabakrohextrakt sich in der Wasser-Tri-Emulsion völlig auflöst. Beim Abkühlen scheidet sich die Emulsion rasch in je eine Tri- und eine Wasserphase, die im Scheidetrichter leicht getrennt werden können. Die Trichloräthylenphase wird, zuletzt unter vermindertem Druck, vom Lösungsmittel befreit; zurück bleiben 98 g schwarzgrüner Tabakextrakt von ähnlicher Zusammensetzung, wie er auch durch erschöpfende Extraktion von Tabakstaub mit hydrophoben organischen Lösungsmitteln direkt gewonnen werden kann. Anschließend wird die wäßrige Phase unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Man erhält 184 g eines braunen hygroskopischen Pulvers, das neben den gesamten wasserlöslichen Zuckern und Farbstoffen des Tabaks auch ein Fünftel der organischen Säuren des Tabaks, vorwiegend als Salze der Nicotinbasen, jedoch im Gegensatz zu wäßrigen Tabakextrakten, keine Mineralstoffe enthält.
• Beispiel 2 ioo g Zigarrentabakmehl wird mit Trichloräthylen erschöpfend extrahiert und anschließend das Lösungsmittel, zuletzt unter vermindertem Druck, abgedampft. Als Rückstand verbleiben io,2 g schwarzgrüngefärbter Tabakrohextrakt von butterartiger Konsistenz. Dieser Extrakt wird mit 4o Ccm Methylalkohol versetzt und i Stunde unter Rückfluß gekocht, wobei der Extrakt von dem heißen Methanol völlig gelöst wird. Beim Abkühlen scheidet sich ein Teil des Extraktes wieder aus. Man filtriert ab und erhält nach dem Auswaschen mit 4o ccm frischem Methanol auf dem Filter einen grünlichgefärbten Rückstand, der am siedenden Wasserbad von anhaftenden Lösungsmittelresten befreit wird. Man erhält 3,2 g einer dunkelgefärbten Masse, die neben den Kohlenwasserstoffen des Tabaks noch weitere höhermolekulare Tabakinhaltsstoffe enthält. Dieses Stoffgemisch kann gegebenenfalls durch Anwendung bekannter Methoden der selektiven Adsorption auf schonende Weise in Einzelstoffe aufgeteilt und als »Entschärfungsstoff« verwendet werden. Beispiel 3 Die im zweiten Beispiel anfallenden vereinigten methylalkoholischen Lösungen werden unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit. Zurück bleiben 7 g einer dunkelgefärbten zähflüssigen, angenehm nach Tabak-riechenden Masse, die nach völliger Entgasung der fraktionierten Destillation unter Drucken von 1o-3 bis io-6 Torr unterworfen wird. Nach einem Vorlauf, der im wesentlichen aus Nicotin besteht, erhält man unter anderem zwischen 9o und I20° 3,5 g einer rötlichgelben Fraktion, die sich durch besonders starken, süßlichen Tabakgeruch auszeichnet und als Aromastoff verwendet werden kann. Beispiel 4 ioo g Tabakabfälle werden in bekannter Weise mit organischen Lösungsmitteln und mit Wasser erschöpfend extrahiert. Es verbleiben 48,4 g eines in diesen Lösungsmitteln nicht löslichen Rückstandes. Dieser Rückstand wird nun mit i5o ccm 2o/oiger Schwefelsäure versetzt und 3 Stunden unter Rückfluß gekocht. Dann wird heiß abfiltriert und das Filtrat mit der eben nötigen Menge Kaliumcarbonat neutralisiert, auf 25 ccm eingeengt und mit 30 ccm Alkohol versetzt. Vom abgeschiedenen Niederschlag wird abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Man erhält 12,5 g einer voluminösen braunen Masse, die sich leicht zu einem dunkelbraunen, leicht in Wasser löslichen Pulver verreiben läßt. Dieses Pulver besteht vorwiegend aus den Pektinen und Pentosanen des Tabaks, welche als »Würzstoffe« verwandt werden können.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Stoffen, welche vornehmlich den Geruch und Geschmack der Tabakwaren beim Rauchen bestimmen, durch Extraktion von Tabak und Tabakabfällen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rohstoff nacheinander mit einem hydrophoben organischen Lösungsmittel, Wasser und verdünnten Mineralsäuren extrahiert und anschließend die drei Extraktlösungen durch bekannte chemische bzw. physikalische Trennverfahren bzw. durch Kombination solcher Verfahren in mehrere Fraktionen zerlegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man den mit Hilfe eines hydrophoben Lösungsmittels, wie Trichloräthylen, erhaltenen Extrakt durch Zugabe von niederen Alkoholen in eine in Alkohol unlösliche, insbesondere die Kohlenwasserstoffe enthaltende Fraktion und eine in Alkohol lösliche, insbesondere die Aromastoffe enthaltende Fraktion zerlegt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den nach Anspruch2 erhaltenen KohlenwasserstoffenKohlenwasserstoffe zusetzt, welche die gleiche Konstitution wie die Tabakkohlenwasserstoffe Eikosan, Triakontan und diesen nahestehende Homologe haben.
4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die nach Anspruch 2 gewonnene Gruppe der Aromastoffe durch fraktionierte Destillation unter vermindertem Druck bis io-6 Torr in Nicotin und eine Anzahl von Fraktionen zerlegt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rückstand von der mit hydrophoben Lösungsmitteln durchgeführten Extraktion mit Wasser extrahiert und die Lösung in an sich bekannter Weise in eine aus einem Gemisch von organischen Säuren bestehende Fraktion und eine aus einem Gemisch von neutralen Stoffen, insbesondere Kohlehydraten, bestehende Fraktion zerlegt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Behandlung mit hydroplaG:.. n Lösungsmitteln und mit Wasser verbleibende Rückstand mit verdünnter S chwefelsäure aufgeschlossen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 276 709; französische Patentschrift Nr. 653 oho.