[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Tabak, bei dem lösliche
Tabakbestandteile mit Wasser extrahiert und aus der abgetrennten Lösung durch, von
Mikroorganismen hervorgerufene metabolische Assimilation und anschließendes Abtrennen
der Biomasse niedermolekulare Stickstoffverbindungen eliminiert werden und die in
der Restlösung verbleibenden Lösungsbestandteile einem extrahierten Tabak zugesetzt
werden.
[0002] Bei einem solchen bekannten Verfahren werden Nitrate, Nitrite und Ammoniumverbindungen
aus dem Tabak extrahiert, weil diese in manchen Fällen durch Umsetzung zu für den
menschlichen Genuß unerwünschten Substanzen, zum Beispiel Stickoxyden, im Tabakrauch
führen.
[0003] Für die Aufbereitung von Tabak benötigt man außerdem Flavour, das sind aromabildende
Stoffe, die beim Abrauchen des Tabaks einen für Tabak charakteristischen Geschmack
bilden. Solche Flavour gewinnt man zum Beispiel aus Aminosäuren, die man der sogenannten
Maillard-Reaktion unterwirft. Die Qualität der gewonnenen Flavour ist abhängig von
den eingesetzten Aminosäuren.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, den Tabak unter möglichst weitgehender Verwendung von
Tabakbestandteilen mit einem angenehmen Tabakgeschmack auszustatten.
[0005] Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Proteine der abgetrennten Biomasse
hydrolytisch in Aminosäuren zerlegt werden, daß die Hydrolyse mindestens so lange
und/oder so intensiv durchgeführt wird, bis Tryptophan zerstört ist bis auf weniger
als 0,01 Prozent bezogen auf das Gewicht des gewonnenen Aminosäuregemischs und daß
dann das gewonnene Aminosäurengemisch isoliert mit reduzierendem Zucker unter Erhitzung
(Maillard-Reaktion) in Flavour (Aromabildner) umgesetzt wird, der dann dosiert Tabak
zugesetzt wird.
[0006] Die Erfindung führt überraschend zu geschmacklich hervorragender Flavourisierung
und erfordert außer verhältnismäßig billigem Zucker keine wesentlichen zusätzlichen
Materialien, weil die als Ausgangsprodukt für die Gewinnung der Aminosäuren erforderliche
Hefe bei der Denitratisierung des Tabaks in ausreichenden Mengen anfällt.
[0007] Man kann den gewonnenen Flavour zur geschmacklichen Aufbereitung beliebiger Tabake,
insbesondere solcher schlechter Qualität, einsetzen. Vorteilhaft wird er aber eingesetzt
bei Tabak, der durch die eingangs dargelegte Denitratisierung aufbereitet ist und
dadurch zwangsläufig auch geschmackliche Komponenten eingebüßt hat, die durch die
Flavourisierung dann kompensiert werden können. Auch bei rekonstituiertem Tabak, der
durch die Vorbehandlung der Rekonstitution solche Einbußen erlitten hat, ist die Flavourisierung
nach der Erfindung besonders vorteilhaft.
[0008] Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß Mikroorganismen, die ihren Stickstoffbedarf
durch Nitrat- und Nitritabbau decken können, auf die abgetrennte Lösung angesetzt
werden, welche Lösung mit einer Kohlenstoffquelle in einer Konzentration von je 16,5±10
assimilierbaren Kohlenstoffatomen auf je ein Nitratmolekül und weiteren außer Stickstoff
erforderlichen Nährstoffen angereichert ist und bei der Assimilation mit 0,5 bis 2,5
1 - 1-
1 - min -1 belüftet und in dem pH-Bereich von 3,5 bis 6 und in dem Temperaturbereich
von 25°C bis 37°C gehalten wird, und daß die Assimilation so lange durchgeführt wird,
bis der Nitratgehalt auf einen Maximalgehalt von 10 ppm reduziert ist. Bei der Reduzierung
der Nitrate werden auch gleichzeitig zwangsläufig die Nitrite und Ammoniumsalze entsprechend
reduziert.
[0009] Es sind sehr viele Hefen in Verbindung mit der Erfindung geeignet, bevorzugt erfolgt
jedoch die Assimilation durch Einsatz einer Hefe aus der Gruppe bestehend aus der
Candida utilis NCYC 707, Candida berthetii CBS 5452, Candida utilis NCYC 321 und Candida
utilis DSM 70 167.
[0010] Vorzugsweise, insbesondere auch bei den genannten Hefen erfolgt die Belüftung mit
1,4 bis 1,6 I · I
-1 · rnin
-1 und vorzugsweise wird der pH-Wert auf 5,5±0,3 und die Temperatur auf 30°C±3°C gehalten.
[0011] Nicht nur wasserlösliche Nitrate und Nitrite führen zu unerwünschten Bestandteilen
im Rauch, das kann auch hervorgerufen werden durch den Stickstoffgehalt von Proteinen
oder Proteinuntereinheiten. Dem wird eine Weiterbildung der Erfindung gerecht, die
dadurch gekennzeichnet ist, daß zunächst die unlöslichen Proteinbestandteile und Proteinuntereinheiten
des aufzubereitenden Tabaks durch enzymatische Behandlung in lösliche Proteinfragmente
zerlegt werden und dann diese löslichen Proteinfragmente zusammen mit den übrigen
löslichen Tabakbestandteilen mit Wasser extrahiert werden und dann in der abgetrennten
Lösung der metabolischen Assimilation unterworfen werden. Dadurch werden die Stickstoffanteile
der Proteine der gleichen Assimilation unterworfen wie die löslichen Nitrate und dergleichen.
Für die enzymatische Behandlung geeignete Enzyme sind in Tabelle 1 angegeben.
[0012] Zur Gewinnung der Aminosäuremischung werden die Proteine in der anfallenden Biomasse
hydrolysiert. Das kann geschehen, indem man zuvor die Proteine aus der Biomasse isoliert
oder aber, indem man sie in der Biomasse beläßt. Die Hydrolyse erfolgt zweckmäßig
unterfolgenden Bedingungen:
bei einer Temperatur von 50-130°C, vorzugsweise 90°C, während einer Zeitdauer von
2-300 Stunden, vorzugsweise 110 Stunden,
bei einem Hefefeststoffgehalt von 5-50 Prozent (Gewichtsprozent), vorzugsweise 20
Prozent,
bei einer Säurekonzentration von 0,5-45 N (normal), vorzugsweise bei Salzsäure 6 N
und bei Phosphorsäure 45 N,
bei einem Druck von 1-3 Atmosphären (0,981-2,943 bar), vorzugsweise 1 Atmosphäre und
unter dauerndem Umrühren.
[0013] Man kann, um aus dem gewonnenen Aminosäurengemisch zu dem Flavour zu gelangen, die
bei der Hydrolyse anfallende Mischung zunächst einmal von den Feststoffbestandteilen
befreien. Das ist aber nicht unbedingt nötig. Man kann diese Feststoffbestandteile
- die unlöslichen Zellreste der Biomasse - auch belassen und mit der Maillard-Reaktion
unterwerfen. In einem solchen Fall wird man aber die bei der Hydrolyse anfallende
Lösung einengen, um die nötige Konzentration für die Maillard-Reaktion zu erzielen.
Bevorzugt wird allerdings ein Verfahren, bei dem die Aminosäuren, bevor sie der Maillard-Reaktion
unterworfen werden, isoliert werden. Das geschieht zweckmäßig dadurch, daß das in
der Lösung enthaltene Aminosäuregemisch durch Adsorptionschromatographie isoliert
und anschließend zur Trocknung eingedampft wird.
[0014] Die Maillard-Reaktion erfolgt zweckmäßig unter Bedingungen wie folgt:
bei einem pH-Wert von 3-12, vorzugsweise 6-7,
bei Angleichen des pH-Wertes durch Ammoniumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd oder Phosphorsäure,
bei einer Behandlungszeit von 1-200 Stunden, vorzugsweise 70-140 Stunden, bei einer
Temperatur von 20―180° C, vorzugsweise 90-140° C,
bei einem molaren Verhältnis von Aminosäuren zu zugesetztem reduzierenden Zucker von
4 : 1 bis 1 : 4, vorzugsweise 1 : 1 bis 2 : 1,
in wäßriger Lösung bei einem Feststoffgehalt von 20 bis 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise
45-55 Gewichtsprozent,
bei einem Druck von 1-5 Atmosphären (0,981-4,905 bar), vorzugsweise 1 Atmosphäre und
unter ständigem Rühren.
[0015] Man kann die bei der Maillard-Reaktion anfallende Reaktionsmischung unmittelbar als
Flavour verwenden und auf den Tabak auftragen, zum Beispiel durch Aufsprühen. Man
kann aber auch die für den Flavour wesentlichen Bestandteile aus der Reaktionsmischung
extrahieren, zum Beispiel durch Ausschütteln gegen Dichlormethan oder gegen Isobutylalkohol.
Man kann die für den Flavour wesentlichen Substanzen durch fraktionierte Destillation
aus dem Reaktionsprodukt der Maillard-Reaktion isolieren.
[0016] Die Erfindung wird nun anhand einiger Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
[0017] a) Deproteinisierung und Denitratisierung des Tabaks:
In 10 I (Liter) Wasser wurden 3,75 g (Gramm) des Enzyms Protease EC 3.4.24.4 mit einer
Enzymaktivität von 1,0 Enzymeinheit pro mg (Milligramm) gelöst. Eine Enzymeinheit
ist diejenige Aktivität, die Casein bei pH 7,5 und 37°C (Grad Celsius) dermaßen hydrolisiert,
daß pro Minute die Menge von 1 Mykromol Tyrosin freigesetzt wird. In diese 10 I Enzymlösung
wurden 1 kg (Kilogramm) aufzubereitende Tabakmischung (American Blend) in Form von
sogenannten Strips (entrippte Blätter) eingeschlämmt. Diese Schlämme wurde 6 Stunden
bei 37°C stehengelassen und dabei gelegentlich umgerührt. Dann wurde die wäßrige Phase
von den Strips abgetrennt und danach wurden die Strips zweimal mit je 2,5 1 Wasser
von 80° C gewaschen und anschließend ausgepreßt.
Die wäßrige Phase, das Waschwasser und die beim Auspressen anfallende Flüssigkeit
wurde zur Lösung vereinigt. Es ergaben sich insgesamt 12 I Lösung.
Der vorbehandelte Tabak, das sind die ausgepreßten Strips, wurde in strömender Warmluft
bis auf eine Restfeuchte von 18% (Prozent) getrocknet und aufbewahrt. Die aufzubereitende
Tabakmischung, die Lösung und der vorbehandelte Tabak wurden analytisch untersucht.
Es ergaben sich dabei Analysenwerte wie in Tabelle 3 angegeben.
Die Tabelle 3 zeigt, daß 58 Trockengewichtsprozent der in der aufzubereitenden, eingesetzten
Tabakmischung vorhandenen Proteine abgebaut worden sind und die Abbauprodukte in die
Lösung überführt wurden.
[0018] b) Metabolische Assimilation:
In die 12 1 Lösung wurden folgende Zusätze eingegeben:

Die so aufbereitete Lösung wurde in einem Autoklaven bei 105°C unter Druck sterilisiert
und dann druckentlastet und auf 30°C abgekühlt und in einen 20-I-Fermenter überführt.
Die 30°C warme, aufbereitete Lösung wurde mit 600 ml (Milliliter) einer sich in ihrer
exponentiellen Wachstumsphase befindenden Kultur von Candida utilis NCYC 707 angeimpft.
Die angeimpfte Lösung wurde 8 Stunden lang unter Belüftung und laufendem Umrühren
im Fermenter belassen. Der pH-Wert wurde zunächst mit KOH (Kaliumhydroxyd) und später
mit Zitronensäure auf pH 5,5 stabilisiert. Dabei wurden die Proteine, Aminosäuren,
Nitrate und Nitrite durch metabolische Assimilation abgebaut. Nach Ablauf der 8 Stunden
wurde die Biomasse abzentrifugiert. Man erhielt 2,25 Biomasse mit einem Feststoffgehalt
von 8,5% entsprechend 190 g wasserfreier Biomasse.
Der durch das Zentrifugieren gewonnene Überstand - die sogenannte Restlösung - enthielt
die Tabakalkaloide in der ursprünglich vorhandenen Konzentration, darüber hinaus aber
nur noch Spuren an löslichen Stickstoffverbindungen. Das Gesamtvolumen der Restlösung
von 9,75 1 wurde auf 2 1 eingeengt und dem vorbehandelten Tabak durch Aufsprühen wieder
zugesetzt. Daran anschließend wurde dieser Tabak getrocknet. Tabelle 2 zeigt Analysen
von Zigaretten, die aus solchem Tabak hergestellt wurden.
[0019] c) Gewinnung von Aminosäuren:
Die nach Absatz b) erhaltene Biomasse wurde getrocknet. 1 kg auf diese Weise erhaltene
Biomasse wurde mit 3,5 I HCl (6N) versetzt und während 140 Stunden unter Rückfluß
gekocht. Das resultierende Hydrolysatwurde während 20 Minuten bei 15 000 xg zentrifugiert
und der Überstand auf ein Viertel seines ursprünglichen Volumens eingedampft. Das
Destillat enthielt das HCI und konnte für weitere Hydrolysen verwendet werden.
Der Rückstand wurde mit dem gleichen Volumen eines Ionenaustauschers (300 g Amberlite®
IR-120, Fluka) versetzt, 0,6 I HCI (0,1 N) zugefügt und das Ganze während 2 Stunden
bei Raumtemperatur geschüttelt. Anschließend wurde der Ionenaustauscher durch Filtration
von der flüssigen Phase getrennt und mit 250 ml deionisiertem Wasser gewaschen. Das
Filtrat wurde verworfen (®=eingetragenes Warenzeichen).
Der Ionenaustauscher seinerseits wurde mit 0,8 I (NH4)OH (7N) versetzt und während 2 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt. Der lonenaustauscher
wurde wiederum abfiltriert und mit 150 ml deionisiertem Wasser gewaschen. Die Aminosäuren
befanden sich im Filtrat, das bis zur Trockene eingedampft wurde. Aus dem 1 kg Biomasse
konnten auf diese Weise 300 g einer Mischung von Aminosäuren gewonnen werden. Die
Zusammensetzung dieser Mischung ist aus Tabelle 4 ersichtlich.
[0020] d) Gewinnung des Flavour:
100 g der nach Absatz c) gewonnenen Aminosäuremischung, wurden mit 55 g Glucose und
188 g deionisiertem Wasser versetzt. Das pH wurde mit einer 25%igen Ammoniumhydroxydlösung
auf 9,5 eingestellt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung während 70 Stunden unter
Rückfluß gekocht. Die entstehende braune Produktlösung wurde filtriert. Das Filtrat
wurde in Mengen von 20% auf rekonstituierten Tabak aufgesprüht.
Beispiel 2
[0021]
a) Denitratisierung des Tabaks:
1 kg einer Tabakmischung bestehend aus Burley-Rippen wurden mit 141 Wasser während
1 Stunde bei 80° C gewaschen und anschließend ausgepreßt. Das ausgepreßte Waschwasser
ergab insgesamt 12 1 Lösung und enthielt 1140 ppm Nitratstickstoff.
b) Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 1.
c) Gewinnung von Aminosäuren. Wie Beispiel 1.
d) Gewinnung des Flavour. Wie Beispiel 1.
Beispiel 3
[0022]
a) Denitratisierung des Tabaks. Wie Beispiel 2.
b) Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 2,
c) Gewinnung von Aminosäuren:
Die nach Absatz b) erhaltene Biomasse wurde getrocknet. 1 kg auf diese Weise erhaltene
Biomasse wurde mit 5 I H3PO4 (85%) versetzt und während 140 Stunden unter Rückfluß gekocht. Das resultierende
Hydrolysat wurde durch eine Fritte filtriert und das Filtrat mit 300 g Amberliteo IR-120 sowie 0,6 I HCl (0,1 N) versetzt. Diese Mischung wurde während 10 Stunden
bei Raumtemperatur geschüttelt. Anschließend wurde das Amberlite durch Filtration
von der flüssigen Phase getrennt und mit 360 ml deionisiertem Wasser gewaschen. Das
Filtrat wurde verworfen (®=eingetragenes Warenzeichen).
Der Ionenaustauscher seinerseit wurde mit 0,8 1 (NH4)OH (7 N) versetzt und während 2 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt. Der Ionenaustauscher
wurde wiederum abfiltriert und mit 150 ml deionisiertem Wasser gewaschen. Die Aminosäuren
befanden sich im Filtrat, das bis zur Trockene eingedampft wurde. Aus dem 1 kg Biomasse
konnten auf diese Weise 320 g einer Mischung von Aminosäuren gewonnen werden. Die
Zusammensetzung dieser Mischung ist aus Tabelle 4 ersichtlich.
d) Gewinnung des Flavour. Wie Beispiel 1.
Beispiel 4
[0023]
a) Denitratisierung des Tabaks. Wie Beispiel 2.
b) Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 2.
c) Gewinnung von Aminosäuren:
Die nach Absatz b) erhaltene Biomasse wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 60%
getrocknet. Man erhielt so 500 g feuchte Hefe. 2,5 kg so erhaltene Hefe wurden mit
6 I H3P04 (85%) versetzt und wie im Absatz c) Beispiel 4 angegeben, hydrolysiert. Es wurden
300 g Aminosäuremischung gewonnen, deren Zusammensetzung in Tabelle 4 angegeben ist.
c) Gewinnung des Flavour. Wie Beispiel 1.
Beispiel 5
[0024] Wie Beispiel 4 mit dem einzigen Unterschied, daß bei der Gewinnung von Aminosäuren
1,2 kg Hefe mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 70% hydrolysiert werden und daraus 120
g Aminosäuremischung gewonnen wird.
Beispiel 6
[0025] Wie Beispiel 3 mit dem Unterschied, daß bei der Gewinnung der Aminosäuren 5 I KOH
(6 N) statt H
3P0
4 eingesetzt werden. Der pH-Wert dieser Lösung wurde mit HCI auf 1,1 eingestellt, bevor
der lonenaustauscher zugefügt wurde. Es konnten 280 g einer Aminosäurenmischung gewonnen
werden, deren Zusammensetzung aus Tabelle 4 ersichtlich ist.
Beispiel 7
[0026]
a) Deproteinisierung und Denitratisierung des Tabaks. Wie Beispiel 1.
b) Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 1.
c) Gewinnung von Aminosäuren. Wie Beispiel 1.
d) Gewinnung des Flavour:
332 g einer nach Absatz c) gewonnenen Aminosäurenmischung wurden mit 252 g Xylose
und 510 ml dionisiertem Wasser versetzt. Das pH wurde mit einer 25%igen Ammoniumhydroxydlösung
auf 7,0 eingestellt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung während 140 Stunden
unter Rückfluß bei 90° C gehalten. Die entstehende braune Produktflüssigkeit wurde
filtriert. Das Filtrat wurde in Mengen von bis zu 20% auf rekonstituierten Tabak aufgesprüht.
Beispiel 8
[0027]
a) Deproteinisierung und Denitratisierung des Tabaks. Wie Beispiel 1.
b) Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 1.
c) Gewinnung von Aminosäuren. Wie Beispiel 1.
d) Gewinnung des Flavour:
219 g einer nach Absatz c) gewonnenen Aminosäuremischung wurden mit 120 g Glucose
und 435 ml deionisiertem Wasser versetzt. Das pH wurde mit einer 25%igen Ammoniumhydroxydlösung
auf 6,8 eingestellt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung während 24 Stunden bei
105°C unter Druck gehalten. Die entstehende braune Produktlösung wurde filtriert.
Das Filtrat wurde in Mengen von 20% auf schlechten Burley-Tabak aufgesprüht.
Beispiel 9
[0028]
a) Denitratisierung des Tabaks. Wie Beispiel 2.
b) Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 2.
c) Gewinnung von Aminosäuren. Wie Beispiel 2.
d) Gewinnung des Flavour:
180 g einer nach Absatz c) gewonnenen Aminosäuremischung wurden mit 76 g Glucose und
400 ml deionisiertem Wasser versetzt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung während
120 Stunden bei 90°C unter Rückfluß gekocht. Die entstehende braune Produktlösung
wurde filtriert. Das Filtrat wurde in Mengen von bis zu 40% auf extrahierte Tabakstrips
aufgesprüht.
Beispiel 10
[0029]
a) Denitratisierung des Tabaks. Wie Beispiel 2.
b) Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 2.
c) Gewinnung von Aminosäuren. Wie Beispiel 3.
d) Gewinnung des Flavour:
217 g einer nach Absatz c) gewonnenen Aminosäuremischung wurden mit 91 g Glucose und
480 ml deionisiertem Wasser versetzt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung während
120 Stunden unter Druck bei 110° C gehalten. Die entstehende braune Produktlösung
wurde filtriert. Das Filtrat wurde in Mengen von bis zu 80% auf extrahierte Tabakrippen
aufgesprüht.
Beispiel 11
[0030]
a) Denitratisierung des Tabaks. Wie Beispiel 2.
b) Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 2.
c) Gewinnung von Aminosäuren. Wie Beispiel 4.
d) Gewinnung des Flavour:
Wie Beispiel 10. Es wurde jedoch eine Temperatur von 180° C angewendet.
Beispiel 12
[0031]
a) Deproteinisierung und Denitratisierung des Tabaks. Wie Beispiel 1.
b) Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 2.
c) Gewinnung von Aminosäuren. Wie Beispiel 5.
d) Gewinnung des Flavour:
Wie Beispiel 8. Der pH-Wert wurde jedoch auf 11,5 eingestellt.
Beispiel 13
[0032]
a) Deproteinisierung und Denitratisierung des Tabaks. Wie Beispiel 1.
bjr Metabolische Assimilation. Wie Beispiel 2.
c) Gewinnung von Aminosäuren. Wie Beispiel 6.
d) Gewinnung des Flavour:
Wie Beispiel 8. Die Reaktion wurde aber nur während 1 Stunde durchgeführt und das
Filtrat in Mengen von 15% rekonstituiertem Tabak zugesetzt.
Beispiel 14
[0033] Wie Beispiel 9. Es wurden jedoch 350 g Glucose verwendet.
Beispiel 15
[0034] Wie Beispiel 9. Die Reaktion wurde aber bei 50° C während 200 Stunden durchgeführt.
[0035] Abänderungen der Beispiele sind wie folgt möglich:
Anstelle des im Beispiel 1 genannten Enzyms kann ein anderes Enzym aus Tabelle 1 eingesetzt
werden.
Anstelle der Glucose kann eine equimolare Menge Fructose, Galactose oder dergleichen
eingesetzt werden.
Anstelle der Candida utilis NCYC 707 kann eine der nachfolgenden Candidas eingesetzt
werden: Candida berthetii CBS 5452, Candida utilis NCYC 321 und Candida utilis DSM
70167.
[0036] Die erwähnten Stämme sind an den durch die Abkürzungen bezeichneten Hinterlegungsstellen
in der für patentrechtliche Offenbarung erforderlichen Form unter der angegebenen
Nummer erhältlich. Die Abkürzungen bedeuten:
NCYC National Collection of Yeast Cultures, Brewing Industry Research Foundation;
CBS Centraal Bureau voor Schimmelcultures;
DSM Deutsche Sammlung von Mikroorganismen.




1. Verfahren zur Aufbereitung von Tabak, bei dem lösliche Tabakbestandteile mit Wasser
extrahiert und aus der abgetrennten Lösung durch, von Mikroorganismen hervorgerufene
metabolische Assimilation und anschließendes Abtrennen der Biomasse niedermolekulare
Stickstoffverbindungen eliminiert werden und die in der Restlösung verbleibenden Lösungsbestandteile
einem extrahierten Tabak zugesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Proteine
der abgetrennten Biomasse hydrolytisch in Aminosäuren zerlegt werden, daß die Hydrolyse
mindestens so lange und/oder so intensiv durchgeführt wird, bis Tryptophan zerstört
ist bis auf weniger als 0,01 Prozent bezogen auf das Gewicht des gewonnenen Aminosäuregemischs
und daß dann das gewonnene Aminosäurengemisch isoliert mit reduzierendem Zucker unter
Erhitzung (Maillard-Reaktion) in Flavour (Aromabildner) umgesetzt wird, der dann dosiert
Tabak zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mikroorganismen, die ihren
Stickstoffbedarf durch Nitrat- und Nitritabbau decken können, auf die abgetrennte
Lösung angesetzt werden, welche Lösung mit einer Kohlenstoffquelle in einer Konzentration
von je 16,5±10 assimilierbaren Kohlenstoffatomen auf je ein Nitratmolekül und weiteren
außer Stickstoff erforderlichen Nährstoffen angereichert ist und bei der Assimilation
mit 0,5 bis 2,5 I · I 1 · min-1 belüftet und in dem pH-Bereich von 3,5 bis 6 und in dem Temperaturbereich von 25°C
bis 37"C gehalten wird, und daß die Assimilation so lange durchgeführt wird, bis der
Nitratgehalt auf einen Maximalgehalt von 10 ppm reduziert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Assimilation
durch Einsatz einer Hefe aus der Gruppe bestehend aus der Candida utilis NCYC 707,
Candida berthetii CBS 5452, Candida utilis NCYC 321 und Candida utilis DSM 70167 erfolgt
und daß die Belüftung mit 1,4 bis 1,6 I · I 1 · min 1 erfolgt und daß der pH-Wert auf 5,5±0,3 und die Temperatur auf 30° C ± 3° C gehalten
wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zunächst die unlöslichen Proteinbestandteile und Proteinuntereinheiten des aufzubereitenden
Tabaks durch enzymatische Behandlung in lösliche Proteinfragmente zerlegt werden und
dann diese löslichen Proteinfragmente zusammen mit den übrigen löslichen Tabakbestandteilen
mit Wasser extrahiert werden und dann in der abgetrennten Lösung der metabolischen
Assimilation unterworfen werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hydrolyse der Proteine der Biomasse unter Bedingungen wie folgt erfolgt:
Bei einer Temperatur von 50-130°C,
während einer Zeitdauer von 2-300 Stunden,
bei einem Hefefeststoffgehalt von 5-50 Prozent (Gewichtsprozent),
bei einer Säurekonzentration von 0,5-45 N (normal),
bei einem Druck von 1-3 Atmosphären (0,981-2,943 bar) und
unter dauerndem Umrühren.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der hydrolysierten Lösung
die unlöslichen Restbestandteile der Biomasse abgetrennt werden, ehe die Lösung weiterverarbeitet
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Lösung enthaltene
Aminosäurengemisch durch Adsorptionschromatographie isoliert und anschließend zur
Trocknung eingedampft wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das gewonnene Aminosäurengemisch bei der Maillard-Reaktion in Flavour umgesetzt wird
unter folgenden Bedingungen:
Bei einem pH-Wert von 3-12,
bei Angleichen des pH-Wertes durch Ammoniumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd oder Phosphorsäure,
bei einer Behandlungszeit von 1-200 Stunden,
bei einer Temperatur von 20-180°C,
bei einem molaren Verhältnis von Aminosäuren zum zugesetzten reduzierenden Zucker
von 4 : 1
bis 1 : 4, in wäßriger Lösung,
bei einem Feststoffgehalt von 20 bis 70 Gewichtsprozent,
bei einem Druck von 1-5 Atmosphären (0,981-4,905 bar) und
unter ständigem Rühren.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Maillard-Reaktion
erzeugte Reaktionsgemisch als Flavour auf Tabak aufgesprüht wird, und zwar in einer
Menge von 0,05 bis 0,8 Milliliter pro Gramm Tabakmaterial.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
mit dem gewonnenen Flavour rekonstituierter Tabak behandelt wird.
1. A method of tobacco treatment in which soluble tobacco components are extracted
by means of water, the low-molecular nitrogen compounds sub-sequently being eliminated
from the withdrawn solution via a metabolic assimilation process effected by the use
of microorganisms, followed by the removal of the biomass, and the components of the
residual solution being added to a tobacco extract, characterized in that the proteins
of the separated biomass are hydrolytically degraded into amino acids, that hydrolysis
is carried out at least as long and/or as intensively as is necessary for tryptophan
to be destroyed to less than 0.01 per cent of the weight of the amino acid mixture
obtained and that the amino acid mixture obtained is then separately converted into
flavour (aroma producer) by the use of reducing sugar and the application of heat
(Maillard reaction), the said flavour being subsequently added to tobacco in controlled
quantities.
2. A method according to Claim 1 characterized in that microorganisms which can obtain
their nitrogen requirements from nitrate or nitrite degradation are added to the withdrawn
solution, the said solution being enriched by the use of a carbon source to a concentration
of 16.5±10 assimilative carbon atoms per nitrate molecule and by necessary nutrients
other than nitrogen, while being aerated with 0.5 to 2.5 I x 1-1 x min-1 and maintained at pH values between 3.5 and 6 and at temperatures between 25°C and
37° C during assimilation, and that the assimilation process is maintained until the
nitrate content is reduced to a maximum of 10 ppm.
3. A method according to Claim 1 or 2 characterized in that the assimilation is effected
by the use of a yeast from the Candida family comprising Candida utilis NCYC 707,
Candida berthetii CBS 5452, Candida utilis NCYC 321, and Candida utilis DSM 70167
and that the aeration rate is between 1.4 and 1.6 I × I-1 × min-1 and that the pH value is maintained at 5.5±0.3 and that the temperature is maintained
at 30° C ± 3° C.
4. A method according to any of Claims 1 to 3 characterized in that firstly the insoluble
protein components and protein sub-components in the tobacco to be treated are decomposed
by fermentation into suluble protein fragments and secondly these soluble protein
fragments together with the remaining soluble tobacco components are extracted by
the use of water and subjected to metabolic assimilation in the withdrawn solution.
5. A method according to any of Claims 1 to 4 characterized in that the hydrolysis
of the proteins contained in the biomass is performed under the conditions specified
hereafter:
At a temperature of 50-130° C,
for a duration of 2-300 hours,
with a yeast solids content of 5-50 per cent (percentage by weight),
with an acid concentration of 0.5-45 N (normal),
at a pressure of 1-3 atmospheres (0.981-2.943 bar)
and under continuous stirring.
6. A method according to Claim 5 characterized in that the insoluble residual matter
in the biomass is separated from the hydrolyzed solution prior to further treatment
of the solution.
7. A method according to Claim 6 characterized in that the mixture of amino acids
contained in the solution is separated by chromatographic adsorption and subsequently
evaporated to dryness.
8. A method according to any of Claims 1 to 7 characterized in that the mixture of
amino acids obtained is converted into flavour in the course of the Maillard reaction,
using the conditions specified hereafter:
With a pH value of 3-12,
with the pH value being adjusted by the use of ammonium hydroxide or potassium hydroxide
or phosphoric acid,
with a duration of the treatment of 1-200 hours,
at a temperature of 20―180° C,
with a molar ratio of the amino acids to the reducing sugar added between 4: 1 and
1 : 4 in aqueous solution,
with a solids content of 20-70 per cent by weight, at a pressure of 1-5 atmospheres
(0.981 -4.905 bar) and
under continuous stirring.
9. A method according to Claim 8 characterized in that the reaction mixture obtained
by the Maillard reaction is used as a flavour which is sprayed onto tobacco, namely
in quantities of 0.05 to 0.8 millilitres per gramme of tobacco material.
10. A method according to any of Claims 1 to 9 characterized in that the flavour obtained
is used for the treatment of reconstituted tobacco.
1. Procédé de préparation du tabac comportant extraction de constituants solubles
de celui-ci au moyen d'eau et élimination, hors de la solution obtenue, des composés
azotés de faible poids moléculaire par assimilation métabolique provoquée par des
micro-organismes et ensuite par séparation à partir de la biomasse, les constituants
demeurant dans la solution résiduelle étant alors ajoutés à un tabac soumis à extraction,
caractérisé par le fait que les protéines de la biomasse soumise à séparation sont
décomposées par hydrolyse en acides aminés, que cette hydrolyse est conduite au moins
assez longtemps et/ou intensément pour arriver à décomposer le tryptophane jusqu'à
ce qu'il ne représente plus que moins de 0,01 pour cent par rapport au poids du mélange
d'acides aminés ainsi obtenu, et que ce mélange est ensuite transformé isolément par
chauffage avec du sucre réducteur (réaction de Maillard) en constituants aromatiques,
ceux-ci étant ensuite ajoutés au tabac selon un dosage approprié.
2. Procédé selon revendication 1, caractérisé par l'addition, à la solution ainsi
obtenue par séparation, de micro-organismes capables de satisfaire leurs besoins en
azote par décomposition de nitrates et de nitrites, cette solution étant enrichie
au moyen d'une source de carbone à raison d'une concentration de 16,5 ± 10 atomes
de carbone assimilables par molécule de nitrate, ainsi que, à part l'azote, au moyen
des substances nutritives nécessaires, ventilée au cours de l'assimilation à raison
de 0,5 à 2,5 I · I-1 · min-1 et maintenue à un pH compris entre 3,5 et 6 et à une température comprise entre 25"
C et 37°C. l'assimilation étant poursuivie jusqu'à ce que la teneur en nitrates se
soit réduite à une valeur maximum de 10 ppm.
3. Procédé selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'assimilation
a lieu suite à l'addition d'une levure appartenant au groupe constitué de Candida
utilis NCYC 707, Candida berthetii CBS 5452, Candida utilis NCYC 321 et Candida utilis
DSM 70167, que la ventilation a lieu à raison de 1,1 à 1,6 I · I-1 · min-1, le pH étant maintenu entre 5,5±0,3 et la température entre 30°C±3°C.
4. Procédé selon l'une des revendications ci-dessus, caractérisé par le fait que les
constituants et sous-ensembles protéiniques insolubles du tabac à traiter sont d'abord
décomposés par traitement enzymatique en fragments protéiniques solubles, ceux-ci
étant ensuite extraits au moyen d'eau en même temps que les autres constituants solubles
du tabac, puis soumis, dans la solution obtenue par séparation, à l'assimilation métabolique.
5. Procédé selon l'une des revendications ci-dessus, caractérisé par le fait que l'hydrolyse
des protéines de la biomasse a lieu dans les conditions ci-après:
- température entre 50 et 130°C;
- durée entre 2 et 300 heures;
- teneur en matières solides de levure entre 5 et 50 pour cent (en poids);
- concentration d'acide entre 0,5 et 45 N (normale);
- pression entre 1 et 3 atmosphère (0,981 et 2,943 bar);
- sous agitation constante.
6. Procédé selon revendication (5), caractérisé par le fait que l'on sépare de la
solution hydrolysée les constituants insolubles résiduels de la biomasse avant de
soumettre la sotution à traitement ultérieur.
7. Procédé selon revendication (6), caractérisé par le fait que l'on isole par chromatographie
par adsorption le mélange d'acides aminés contenu dans la solution, puis qu'on le
fait évaporer en vue du dessèchement.
8. Procédé selon l'une des revendications ci-dessus, caractérisé par le fait que l'on
transforme, par la réaction de Maillard, le mélange d'acides aminés obtenu en substances
aromatiques dans les conditions suivantes.
- pH entre 3 et 12;
- ajustement du pH au moyen d'hydroxyde d'ammonium ou de potassium ou d'acide phosphorique;
- durée du traitement entre 1 et 200 heures;
- température entre 20 et 180° C ;
- rapport molaire entre acides aminés et sucre réducteur ajouté compris entre 4 :
1 et 1 : 4, en solution aqueuse;
- teneur en matières solides entre 20 et 70 pour cent du poids;
- pression entre 1 et 5 atmosphères (0,981 et 4,905 bar);
- sous agitation constante.
9. Procédé selon revendication 8, caractérisé par le fait que l'on asperge le tabac
au moyen du mélange (arôme) formé par réaction de Maillard, en proportions de 0,05
à 0,8 millitres par gramme de tabac à traiter.
10. Procédé selon l'une des revendications ci-dessus, caractérisé par le fait que
l'on traite au moyen de l'arôme ainsi obtenu du tabac reconstitué.