DE3100715A1 - Verfahren zur aufbereitung von tabak und tabak, aufbereitet nach diesem verfahren - Google Patents
Verfahren zur aufbereitung von tabak und tabak, aufbereitet nach diesem verfahrenInfo
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
- A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
- A24B15/20—Biochemical treatment
Description
·./j- ηg j NACHG£RE1CHT[ j.
u-i-β t Tot/. o
3Ί00715
Anmelder:
FABKIQUES DE TABAC REUNIES SA.
Quai Jeanrenaud 3 CH-2003 Neuchätel
Amtliches Aktenzeichen:
P 31 OO 715.5
Aktenzeichen des Anmelders:
P 28 239
Vertreter:
Patentanwalt Dr. Hans Karl Hach Tarunstr. 23
D-6950 Mosbach-Waldstadt
Bezeichnung:
Verfahren zur Aufbereitung von Tabak und Tabak,- aufbereitet nach diesem Verfahren
- Jr - P 28 239
VERFAHREN ZUR AUFBEREITUNG VON TABAK UND TABAK,
AUFBEREITET NACH DIESEM VERFAHREN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Tabak bei dem zunächst unlösliche Proteinbestandteile und Proteinuntereinheiten
durch enzymatische Behandlung in lösliche Proteinfragmente
zerlegt werden und dann die löslichen Bestandteile in Wasser gelöst werden und die gewonnene Lösung vom behandelten
Tabak abgetrennt wird und Tabak, aufbereitet nach diesem Verfahren.
Bei einem aus der US-PS 3 132 651 bekannten Verfahren, bei dem durch Enzyme der Alterungsprozeß - sogenanntes aging - beschleunigt
und Nikotin entfernt werden soll, werden aus dem Tabak Proteinbestandteile zusammen mit löslichen Inhaltsstoffen
des Tabaks extrahiert. Man gewinnt so einen aufbereiteten ·— Tabak, in dem zwar die Pr ο te inbe st and te j In:, die dort unerwünscht
sind, fehlen, der aber außerdem viele seiner löslichen Inhaltsstoffe entbehrt und damit nur noch ein kaum genießbares
Tabakprodukt ist.
Dem erfinderischen Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, einen aufbereiteten Tabak zu erzielen, dessen Gehalt an Proteinbestandteilen
und deren Untereinheiten erheblich reduziert ist,
dessen Gehalt an übrigen löslichen Bestandteilen jedoch möglichst nicht reduziert ist.
Das erfinderische Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß aus
der abgetrennton Lösung durch von M.ikroor<]ani '-.men hervorgerufene,
metabolische Assimilation und anschließendes Abtrennen der
Biomasse Proteinbestandteile und Proteinuntereinheiten und niedermolekulare Stickstoffverbindungen eliminiert werden und
daß die in der Restlösung verbleibenden Lösungsbestandteile vorbehandeltem Tabak zugesetzt werden.
Durch die metabolische Assimilation gelangen die unerwünschten Proteinbestandteile und deren Untereinheiten sowie niedermolekulare
Stickstoffverbindungen, wie Amine, Ammoniak, Nitrat und, falls vorhanden, Nitrit in die Biomasse, während die übrigen
löslichen Bestandteile, die aus dem Tabak herausgelöst wurden, im wesentlichen in der Restlösung verbleiben und dem Tabak gegebenenfalls
nach Einengung der Restlösung wieder zugesetzt werden können.
Im grünen Tabak sind die meisten Proteinbestandteile löslich,
so daß man sie ohne enzymatische Behandlung herauslösen könnte. Das empfiehlt sich aber nicht, weil dann diese Proteinbestandteile
nicht mehr bei der Trocknung, dem sogenannten curing, zur Verfügung stehen, bei der sie eine wichtige Funktion übernehmen.
Beim Trocknen jedoch wird ein Großteil er ursprünglich löslichen Proteinbestandteile denaturiert zu unlöslichen Proteinuntereinheiten.
Diese können dann aber-nach dem erfinderischen Verfahren durch die vorgesehene enzymatische Vorbehandlung
größtenteils wieder löslich gemacht werden.
Die enzymatische Behandlung erfolgt zweckmäßig in einer Mischung aus zerkleinertem Tabak und Wasser im Gewichtsverhältnis 1 : 3
bis 1 : 12, vorzugsweise 1 : 5« Dabei kann man zerkleinerten,
getrockneten, grünen Tabak oder zur Wiederaufbereitung zerkleinerte
Tabakabfälle einsetzen. Wenn man den Tabak pulverisiert einsetzt, genügt ein Gewichtsverhältnis von Tabak zu Wasser
von 1 : 3 bis 1 : 5· Die enzymatische Behandlung in einer Aufschlämmung ist vorteilhaft, weil dadurch eine intensive Einwirkung
des Enzyms auf die Proteinbestandteile und Proteinuntereinheiten
begünstigt wird. Wenn man dagegen ganze Tabakblätter oder Strips - das sind entrippte Tabakblätter - einsetzt,
benötigt man ein Gewichtsverhältnis von Tabak zu Wasser
-Y- P 28 239
von 1 : 8 bis 1 : 12, vorzugsweise 1 : 1O. Die optimalen Bedingungen
bei enzymatischer Behandlung hinsichtlich des Tabak-Wasser-Verhältnisses,
des pH-Wertes, der Lösung und der Behandlungstemperatur hängen von dem jeweils eingesetzten Enzym
ab. Man findet sie gegebenenfalls durch Probieren. Die optimale Behandlungstemperatur bei den meisten Enzymen liegt im
Bereich zwischen 300C (Grad Celsius) und 7O°C. Viele Enzyme,
auch die Proteasen, haben ein Optimum bei 37°C. Daneben gibt es aber auch Proteasen, die bei wesentlich höheren Temperaturen
am aktivsten sind, zum Beispiel Waschmittelenzyme. Der optimale pH-Wert liegt für viele Enzyme im Bereich zwischen
pH 7,0 und pH 7,5· Eine Ausnahme bilden jedoch die sauren Proteasen, zum Beispiel Pepsin, deren pH-Optimum zwischen 1,5 und
4 liegt. Der optimale pH-Wert wird vorzugsweise mit 1 N KOH ( 1 normale Kaliumhydroxydlösung) oder 85 %iger H-PO
(Phosphorsäure) eingestellt.
Vorzugsweise wird das Enzym mit einer Konzentration eingesetzt, die so groß gewählt ist, daß bei für das eingesetzte, aktive
Enzym optimaler Behandlungstemperatur im Bereich zwischen 30 C
und 700C, optimalem pH-Wert und unter ständigem Umrühren ehe
das Enzym 9/10 seiner ursprünglichen Aktivität verloren hat, der Gehalt des Tabaks an unlöslichen Proteinstoffen und Proteinuntereinheiten
auf 20 bis 40 % (Prozent), vorzugsweise 33 %, des Ausgangswertes reduziert wird.
Erreicht man bis zu dem angegebenen Enzymabbau die angestrebte Proteinreduktion nicht, dann wird zweckmäßig eine höhere Enzymkonzentration
eingesetzt; erreicht man die angestrebte Proteinreduktion schon ehe der angegebene Enzymabbau stattgefunden hat,
dann war die Enzymkonzentration unnötig hoch angesetzt und man kann sie für spätere Chargen reduzieren. So findet man durch
Probieren leicht die für das jeweils eingesetzte Enzym vorteilhafte Konzentration. Man kann bei so als optimal ermittelten
Enzymkonzentration die Proteinreduktion weniger weit treiben, indem man die Behandlung vorzeitig abbricht. Dann hat man aber
das Enzym nicht ausgenutzt.
- fr - ρ 28 23S
Als Enzyme können solche mit proteolitischer Aktivität verwendet
werden; die meisten bakteriell und mycologisch'gebildeten
proteolitischen Enzyme sind hier geeignet. Bs kann sich dabei
um reine Enzyme oder um Enzymgemische handeln. Eine Auswahl geeigneter Enzyme ist in TABELLE 1 am Schluß der Beschreibung
angegeben.
Für die metabolische Assimilation wird zweckmäßig die abgetrennte Lösung sterilisiert und dann mit einer in ihre exponentielle
Wachstumsphase versetzten Kultur von Mikroorganismen, die die Fähigkeit besitzen, Protein und Proteinuntereinheiten,
hauptsächlich Aminosäuren, zu assimilieren, angeimpft wird und unter Zugabe von Zucker auf günstigen Lebensbedingungen
für diese Kultur gehalten wird, bis die gelösten Proteinfragmente und anderen niedermolekularen Stickstoffverbindungen
zu mindestens 95 % als Aufbaustoffe für das zelleigene Protein
der Mikroorganismen verbraucht sind. Dann wird die metabolische Assimilation abgebrochen durch Abtrennen der Biomasse.
Durch die Sterilisation und den Einsatz in exponentieller
Wachstumsphase wird sichergestellt, daß die ausgewählte Kultur selektiv tätig ist und nicht durch andere Mikroorganismen verseucht
wird. Durch den Abbruch der metabolischen Assimilation wird sichergestellt, daß nur die erwünschten Reaktionen hervorgerufen
werden.
Im Tabakrauch erwünschte Aromastoffe bilden sich beim Abbrennen des Tabaks durch Zersetzung von bestimmten Amadoriverbindungen,
die ihrerseits bei der thermischen Reaktion bestimmter Aminosäuren mit Zucker entstehen. Diese Aminosäuren sind in dem behandelten
und mit der Restlösung versetzten Tabak unter Umständen nicht in für eine optimale Aromabildung hinreichenden
Mengen vorhanden. Man könnte die Gehälter auffüllen durch Fremdzusatz solcher Aminosäuren oder Amadoriverbindungen. Das
ist aber unter dem Gesichtspunkt, daß möglichst keine Fremdstoffe dem Tabak zugesetzt werden sollen, und auch unter Kostengesichtspunkten
ungünstig.
- V *f P 28 239
Die ärfindung schlägt daher vor, die in der abgetrennten Biomasse
enthaltenen Proteine destruktiv zu hydrolysieren, wobei
die Hydrolysebedingungen so gewählt werden, daß diejenigen Aminosäuren, wie zum Beispiel Tryptophan, die mit reduzierendem
Zucker und Erhitzen (Maillard Reaktion) nicht in solche Amadoriverbxndungen umsetzbar sind, die beim thermischen Zersetzen
Tabakaromen freisetzen, selektiv zerstört werden, und daß dann die anderen Aminosäuren mit reduzierendem Zucker in
Amadoriverbindungen, wie zum Beispiel Asparaginsäure, Leucin, Arginin, Threonin, Glutamin, Glycin und Valin, umgesetzt werden
und daß die so gewonnenen Amadoriverbindungen dem vorbehandelten Tabak zugesetzt werden.
Durch die metabolische Assimilation der Mikroorganismen liegen
unter Umständen größere Mengen von diesen Aminosäuren in der Biomasse vor als in der abgetrennten Lösung vorhanden waren,
wodurch ohne besonderes Zutun ein wünschenswerter Gewinn an diesen 'für die Aromabildung wichtigen Aminosäuren erzielbar
ist.
Das Zusetzen der in der Restlösung verbliebenen Lösungsbestandteile
und/oder der aus der Biomasse separierten Aminosäuren und/oder der daraus gewonnenen Amadoriverbindungen an den vorbehandle
ten Tabak erfolgt vorzugsweise fein verteilt in wässrigem Milieu mit anschließender Trocknung des angereicherten,
vorbehandelten Tabaks.
Wenn hier und im folgenden davon gesprochen wird, daß dem Tabak Substanzen extrahiert werden und andere substanzen daraus
wieder zugesetzt werden, dann muß das sich nicht unbedingt auf die gleiche Tabakcharge beziehen. Man kann einer ersten Tabakcharge
Substanzen entziehen und die wieder zuzusetzenden Substanzen einer zweiten Tabakcharge, die vorher einer entsprechenden
Extraktion unterzogen wurde, wieder zusetzen.
- & - p 28 239
Mit dem erfinderischen Verfahren ist ein aufbereiteter, als
Rauchprodukt geeigneter Tabak erzielbar, der gekennzeichnet ist durch einen Proteingehalt von 2 bis 10, vorzugsweise 3,
Trockengewichtsprozent und einen Amadoriverbindungsgehalt von
0,1 bis 10, vorzugsweise 5,0, Trockengewichtsprozent. Bei den
Amadoriverbindungen handelt es sich um diejenigen, die beim thermischen Zerfall Tabakaromen freisetzen.
Zigaretten, die aus solchem Tabak hergestellt wurden, ergaben die in TABELLE 2 am Schluß der
Beschreibung angegebenen Analysewerte.
Die Erfindung wird nun anhand einiger Beispiele näher erläutert.
-T- P 28 239
In 10 1 (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 1 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 800C gewaschen und anschließend ausgepreßt.
Die wässrige Phase, das Waschwasser und die beim Auspressen anfallende Flüssigkeit wurde zur Lösung vereinigt. Es ergaben
sich insgesamt 12 1 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. .
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.
In die 12 1 Lösung wurden folgende Zusätze eingegeben:
Glukose (40 g per 1,086 g NO-N + NH2/NH -N) 506 g
KH9PO. (Kaliumhydrophosphat) (0,2 % pro Extraktmenge) . 24 g.
P 28 239
Die so aufbereitete Lösung wurde in einem Autoklaven bei 105 C unter Druck sterilisiert und dann druckentlastet und auf 300C
abgekühlt und in einen 20 1 Fermenter überführt. Die 300C 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 1 Biomasse mit einem Feststoffgehalt
von 16 %, entsprechend 360 g wasserfreier Biomasse.
Der durch das Zentrifugieren gewonnene überstand - die sogenannte
Restlösung - enthielt die Tabakalkaloide in der ursprünglich
vorhandenen Konzentration, darüberhinaus aber nur noch Spuren an löslichen Stickstoffverbindungen. Das Gesamtvolumen
der Restlösung betrug 9,75 1, die bis zur späteren Weiterverwendung bei 20°C aufbewahrt wurden.
Die abfiltrierte Biomasse wurde mit 1 1 6N Salzsäure 15 Stunden in einem Rundkolben unter Rückfluß gekocht. Dabei zerfiel
die Biomasse und die Proteine wurden destruktiv hydrolisiert, wobei die Aminosäure Tryptophan so weitgehend zerstört wurde,
daß sie analytisch nach der Hydrolyse nicht mehr nachweisbar war.
- / - p. 28 239
Ί3>
Das Hydrolysat wurde von den Rückständen der Biomasse durch Filtrieren getrennt, wobei die überschüssige Salzsäure entwich.
Der Trockenrückstand, der zu einem großen Teil aus Aminosäuren bestand, wurde mit 100 ml Wasser angerührt und
vom unlöslichen Rückstand abfiltriert. Man erhielt ein Aminosäurengemisch mit einem Wassergehalt von etwa 50 %.
Dieses Aminosäurengemisch wurde mit NH4OH (Ammoniumhydroxyd)
auf pH 7 eingestellt und mit 100 g Glukose versetzt und 2 Stunden unter Rückfluß in einem Rundkolben gekocht, wobei
sich der Rundkolben bräunte und Amadoriverbindungen gebildet wurden. Der noch heiße Kolbeninhalt wurde mit der vorher gewonnenen
Restlösung ausgewaschen, so daß die löslichen Amadoriverbindungen in die Restlösung übergingen.
Die so gewonnene, nun mit Amadoriverbindungen angereicherte Restlösung wurde auf den vorbehandelten Tabak, also die ausgepreßten
Strips, in einer rotierenden Flavourtrommel aufgesprüht,
wobei während des sprühens das überschüssige Wasser durch Einblasen von warmluft abgedampft wurde.
Der so gewonnene, aufbereitete Tabak hatte beziehungsweise entfaltete sein volles ursprüngliches Aroma und enthielt
Alkaloidstickstoff, das heißt Nikotin, in der ursprünglichen Konzentration. Dagegen war der Gehalt an Proteinstickstoff
um 58 % und der Gehalt an Amin-, Ammoniak- und Nitratstickstoff
um 90 % gegenüber den ursprünglichen Gehältern im eingesetzten Tabak reduziert.
f P 28 239
Diese Beispiele unterscheiden sich vom Beispiel 1 nur durch
die aus TABELLE 4 . ersichtlichen
die aus TABELLE 4 . ersichtlichen
Sachverhalte.
In den Beispielen 1 bis 22 wurden als Mikroorganismen die
Candida utilis NCYC 707 eingesetzt. Weitere Mikroorganismen, die die Fähigkeit besitzen, Proteine und Proteinuntereinheiten zu assimilieren, und die anstelle der Candida utilis NCYC 7Q7 einsetzbar sind, sind in
Candida utilis NCYC 707 eingesetzt. Weitere Mikroorganismen, die die Fähigkeit besitzen, Proteine und Proteinuntereinheiten zu assimilieren, und die anstelle der Candida utilis NCYC 7Q7 einsetzbar sind, sind in
TABELLE 5
angegeben.
angegeben.
ρ 28
Auswahl geeigneter Enzyme
Protease EC 3.4.4.16 Protease EC 3.4.24.4
Pronase Enzymgemisch aus Streptomyces griseus
Proteinase EC 3.4.21.14
Trypsin EC 3.4.21.4
Pepsin ■ EC 3-4.23.1
*) EC = Enzymecommission TABELLE 2
Analysenwerte | aufzubereitende | 1,96 | E- 16,1 |
nach Beispiel 1 |
Tabakmischung | 0,31 | aufbereiteter | ||
(American Blend) | 6,7 | 19,1 | Tabak | |
wie sie nach Bei | 0,25 | 1,31 | ||
spiel 1 eingesetzt | 0,31 | 0,243 | ||
wird | 3,22 | 1 ,41 | ||
b) Analyse des Hauptstromrauchs: | 1,76 | |||
a) Tabakanalyse: | CO mg/cig | |||
4 Gesamt Alkaloide % |
NO mg/cig | 3,9 | ||
Reduzierende o/ Substanzen |
TPM . mg/cig | 0,03 | ||
Nitrat-N . % | Nicotin mg/cig | 0,05 | ||
Amoniak-N ■ % | HCN mg/cig | 1,63 | ||
Gesamt-N % | Aldehyde mg/c ig | |||
9,1 | ||||
0,03 | ||||
12,5 | ||||
1,05 | ||||
0,030 | ||||
1,29 |
*) % = Trockengewichtsprozent **) mg/cig = Milligramm pro Zigarette
E28 239
TABELLE 3 | auf zube r e i te nde Tabakmischung (American Blend) wie sie nach Bei spiel 1 einge setzt wird |
vorbehandelter Tabak - also die ausgepreß ten Strips |
wässrige Lösung |
ANALYSENWERTE | 2,95 | 0,99 | 0,139 |
0,22 | 0,02 | 0,012 | |
Gesamt-N %* | 0,22 | 0,02 | 0,017 |
Amoniak-N % | 0,3.3 | 0,03 | 0,025 |
Nitrat-N % | 2,18 | 0,92 | 0,085 |
Alkaloid-N % | 13,62 | 5,70 | 0,53 |
Protein-N % | X - | 1 ,61 | |
Protein % | |||
Gesamtheit der gelösten Stoffe |
|||
*) % - Trockengewichtsprozent
< | 1 | .1:15 | 2 | 3 | aus Tabak | 1:5 | \ | β · * * | . J» Λ * * β * * <t <» * * * ρ 28 239 |
|
TABELLE 4 Teil 1 | a) Extraktion von Proteinen | 37 | 1:10 | 37 | ||||||
Strips : Wasser - | 7,5 | 37 | 7,5 | 4 | ||||||
Beispiel | Temperatur (0C) | 6 | 7,5 | 6 | 5 | |||||
pH | 3,75 | 6 | 3,75 | 1 :20 | ||||||
Zeit (Stunden) | 1 L |
•3,75 | 1 | 37 | 1:15 | |||||
.Enzymmenge (g/kg Tabak) |
1 | .4.24.4 | 7,5 | 50 | ||||||
Enzym Aktivität (Einheit/mg.Enzym) |
b) unbehandelte Lösung | EC 3 | 6 | 7,5 | ||||||
eingesetztes Enzym |
3,75 | 6 | ||||||||
1 | 3,75 | |||||||||
1 | ||||||||||
Nitrat-N % * 0,017 0,025 0,039 0,013 .0,017
Ammonium-N % 0,012 0,020 0,031 0,01 0,012
Protein-N % "0,085 0,120 0,240 0,066 0,90
c) Zusatz und Fermentationsbedinqunqen | 4,2 | 6,9 | 11,4 | 3,3 | 4,4 |
Glucose % | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
Temperatur ( C) | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 |
pH | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
ICaI iumhydrogen- phosphat (KH2 PO4) |
|||||
d) behandelte Lösung | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Nitrat-N % | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Ammonium-N % | 0,005 | 0,007 | 0,05 | 0,003 | 0,004 |
Protein-N % | 0 | ||||
Glucose % | .0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Kaiiumhydrogen- phosphat (KH2 PO4) |
- ρ 28
TABSLLE 4 Teil 2
Beispiel 6 7 8 9 TO
a) Extraktion von Proteinen aus Tabak
Strips : Wasser 1:15 1:15 1:15 1:15 1:15
Temperatur (°C) 65 30 37 37 37
pH 7,5 7,5 7,0 8,0 1,5
Zeit (Stunden) 6 6 6 6 ' 6
• Enzymmenge (g/kg Tabak) |
3,75 | 0,01.7 | 3,75 | 3,75 | 4,0 | 0 | 4,0 | 4,0* | 3,75 | 3,75 |
Enzym Aktivität (Einheit/mg Enzym |
1 | 0,012 | 1 | 1 | 30 | 0 | 30 | 30 | 1 j |
1 |
eingesetztes Enzym |
0,08 | EC 3-4. | V" 24.4 |
5,5 | 0,003 | 5,5 | 5,5 | EC 3.4.23.1 | ||
b) unbehandelte Lösung | 0,2 | 0 | 0,2 | 0,2 | ||||||
Nitrat-N % | 0,017 | 0,017 | d) behandelte Lösung | 0 | 0,017 | 0,015 | ||||
Ammonium-N % | 0,012 | 0,012 | Nitrat-N % | 0 | 0 | 0,012 | 0,010 | |||
Protein-N % | 0,08 | 0,08 | Ammonium-N % | 0 | 0 | 0,08 | 0,07 | |||
c) Zusatz und Fermentationsbedingungen | Protein-N % | 0,003 | 0,003 | |||||||
Glucose % | Glucose % | 0 | 0 | 4,0 | 3,5 | |||||
Temperatur (0C) | Kaliumhydrogen- phosphat (KH2 PO4) · |
0 | 0 | 30 | 30 | |||||
PH | 5,5 | 5,5 | ||||||||
Kaiiumhydrogen- phosphat (KH2 PO4) |
0,2 | 0,2 | ||||||||
0 | 0 | |||||||||
0 | 0 | |||||||||
0,003 | 0 | |||||||||
0 | 0 | |||||||||
0 | 0 |
310071 | 5^/3 | > * | 13 | aus Tabak | 1:15 | 1 | * * | 14 | P 28 239 | |
TABELLE 4 Teil 3 | 1:15 | 37 | ||||||||
11 | 12 | 37 | 7,5 | 7 | :15 | |||||
Beispiel | Proteinen | 7,5 | 2 | 37 | 15 | |||||
a) Extraktion von | 1:15 | 10 | 3,75 | 1 | ,5 | |||||
Strips : Wasser | 37 | 3,75 | 1 | 2 | 1:15 | |||||
Temperatur (°c) | 4 | 1 | EC 3.4 | V" .24. |
O | 37 | ||||
PH | 6 | 1 | 7,5 | |||||||
Zeit (Stunden) | 3,75 | 4 | 6 | |||||||
Enzym-Menge (g/kg Tabak) |
1 | 1 | ||||||||
Enzym Aktivität (Einheit/mg Enzym) |
3.4.23.1 | 3,75 j |
||||||||
eingesetztes Enzym EC |
b) unbehandelte Lösung | |||||||||
Nitrat-N ' % 0,015 0,017 0,017 0,017 0,017
Ammonium-N % 0,01 0,012 0,012 0,012 0,012
Protein-N % 0,09 0,09 0,06 0,095 0,085
c) Zusatz und Fermentationsbedingungen | 4,2 | 0 | 4,4 | 3,3 | 4,6 | 4,2 |
Glucose % | 30 | 0 | 30 | 30 | 30 | 30 |
Temperatur (0C) | 5,5 | 0,004 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 |
PH | 0,2 | 0 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
Kaiiumhydrogen- phosphat (KH2 PO4) |
d) behandelte Lösung | 0 | ||||
Nitrat-N % | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
Ammonium-N % | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
Protein-N % | 0,003 | 0 | 0,006 | 0,005 | ||
Glucose % | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
Kaiiumhydrogen- phosphat (KH2 PO4) |
0 | 0 | 0 | 0 | ||
310071 | 0,017 | 5 2o | — | 18 | aus Tabak | 1:15 | 4,2 | 0 | 4,2 | 4,2 | IS | P 28 239 | |
TABELLE 4 Teil 4 | 0,012 | 1:15 | 37 . | 30 | 0 | 25 | 36 | ||||||
16 | 0,085 | 17 | 37 | 7,5 | 5,5 | 0,005 | 5,5 | 5,5 · | 1:15 | ||||
Beispiel | Proteinen | 7,5 | 6 | 0,2 | 0 | 0,2 | 0,2 | 37 | 20 | ||||
a) Extraktion von | 1:15 | 6 | 3,75 | d) behandelte Lösung | 0 | 7,5 | |||||||
Strips : V/asser | 37 | 3,75 | 1 | Nitrat-N % | 0 | 0 | 6 | 1:15 | |||||
Temperatur (°c) | 7,5 | 1 | V 24.4 |
Ammonium-N % | 0 | 0 | 3,75 | 37 | |||||
pH | 6 | EC 3.4. | Protein-N % | 0,005 | 0,005 | 1 | 7,5 | ||||||
Zeit (Stunden) | 7,5 | 0,017 | Glucose % | 0 | 0 | 6 | |||||||
Enzymmenge (g/kg Tabak) |
0,5 | 0,017 | 0,012 | Kaiiumhydrogen- phosphat (KH2 PO4) |
0 | 0 | 3,75 | ||||||
Enzym Aktivität (Einheit/mg Enzym) |
0,012 | 0,085 | 0,017 | 1 | |||||||||
eingesetztes Enzym |
b) unbehandelte Lösung | 0,085 | c) Zusatz und Fermentationsbedingungen | 0,012 | |||||||||
Nitrat-N % | Glucose % | 0,085 | |||||||||||
Ammonium-N % | Temperatur (0C) | 0,017 | |||||||||||
Protein-N % | pH | 4,2 | 0,012 | ||||||||||
Kaiiumhydrogen- phosphat (IH2 PO4) |
30 | 0,085 | |||||||||||
4,0 | |||||||||||||
0,2 | 4,2 | ||||||||||||
30 | |||||||||||||
0 | 6,0 | ||||||||||||
0 | 0,2 | ||||||||||||
0,005 | |||||||||||||
0 | 0 | ||||||||||||
0 | 0 | ||||||||||||
0,005 | |||||||||||||
0 | |||||||||||||
• 0 |
ρ 28
tabelle; 4 Teil 5
Beispiel 21 22
a) Extraktion von Proteinen aus Tabak
Strips : Wasser | 1:15 | 1:15 |
Temperatur (°C) | 37 | 37 |
pH | 7,5 | 7,5 |
Zeit (Stunden) | 6 | β |
Enzvmmenge (g/kg Tabak) |
3,75 | 3,75 |
Enzym Aktivität -
(Einheit/mg Enzjmi)·
^C 3.4.24.4
b) unbehandelte Lösung
Nitrat-N " % 0,017 0,017
Ammonium-N % 0,012 0,012
Protein-N ' % 0,085 0,085
c) Zusatz und Fermentationsbedingungen
Glucose % | 4,2 | 4,2 |
Temperatur (C) | 30 | 30 |
pH | 5,5 | 5,5 |
Kaiiumhydrogen- phosphat |
0,5 | 1,0 |
djbehandelte Lösung | ||
Nitrat-N % | 0 | 0 |
Ammonium-N % | o · | 0 |
Protein-N % | 0,005 | 0,005 |
Glucose % | 0 | 0 |
Kaiiumhydrogen- phosphat (KH2 PO4) |
0,2 | 0,6 |
*) % = Trockengewichtsprozent
,» --,-,, V^l'. cii Γ
• TABiLLS 5
Auswahl geeigneter Mikroorganismen, die die Fähigkeit besitzen,
Proteine und Proteinuntereinheiten zu assimilieren
Candida utilis DSM 70167 = NCYC
Candida utilis NCYC 707
Candida utilis CBS 621
Candida utilis NCYC 321
Candida berthetii CBS 5452
Es handelt sich bei diesen Stämmen um dauernd verfügbare Standardstämme
öffentlicher Hinterlegungsstellen, und zwar für
DSM ss Deutsche Sammlung von Mikroorganismen
Grisebachstraße 8 D-3400 Göttingen
NCYC β NATIONAL COLLECTION OF YEAST CULTURES
Lyttel Hall, Surrey RH 1 4HY, Nutfield Ridge 2272, Großbritannien
CBS β Centraalbureau voor Schiramelcultures
Julianalaan 67 a Delft /Niederlande
Claims (8)
- ρ 28 23SPatentansprüche:T. Verfahren zur Aufbereitung von Tabak, bei dem zunächst unlösliche Proteinbestandteile und Proteinuntereinheiten durch enzymatische Behandlung in lösliche Proteinfragmente zerlegt ■werden und dann die löslichen Bestandteile in Wasser gelöst werden und die gewonnene Lösung vom behandelten Tabak abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der abgetrennten Lösung durch von Mikroorganismen hervorgerufene, metabolische Assimilation und anschließendes Abtrennen der Biomasse Proteinbestandteile und Proteinuntereinheiten und niedermolekulare Stickstoffverbindungen eliminiert werden und daß die in der Restlösung verbleibenden Lösungsbestandteile vorbehandeltem Tabak zugesetzt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufbereitung von grünem Tabak dieser zunächst unter Denaturierung löslicher Proteinbestandteile in unlösliche Proteinuntereinheiten getrocknet wird (curing) und erst dann der enzymatischen Behandlung unterworfen wird,
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufbereitung von zerkleinertem, getrockneten, grünen Tabak und zur Wiederaufbereitung von zerkleinerten Tabakabfällen aus dem Tabak und Wasser im Gewichtsverhältnis 1 : 3 bis 1 : 12, vorzugsweise 1 : 5, eine Aufschlämmung gebildet wird, die dann der enzymatischen Behandlung unterworfen wird.
- 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die enzymatische Behandlung mit einem JInzym mit proteolitischer Aktivität in einer Tabak-Wasser-Aufschlämmung im Gewichtsverhältnis 1 : 3 bis 1 : 12, vorzugsweise 1 : 5, und mit einer ülnzymkonzentration erfolgt, die so groß gewählt ist, daß bei für das eingesetzte, aktive iDnzym optimaler Behandlungstemperatur im Bereich zwischen 3O°C (Grad Celsius) und 70 C, optimalem pH-Wert und unter ständigem Umrühren ehe das Enzym 9/10 seiner ursprunglichen Aktivitätύ ιυυ / ιο_ 2 _.. . -- ρ 2överloren hat, der Gehalt des Tabaks, an unlöslichen Proteinstoffen und Proteinuntereinheiten auf 20 bis 40 % (Prozent), vorzugsweise 33 %, des Ausgangswertes reduziert wird.
- 5· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur metabolischen Assimilation die abgetrennte Lösung sterilisiert und dann mit einer in ihre exponentielle Wachstumsphase versetzten^ Kultur von Mikroorganismen, die die Fähigkeit besitzen, Proteine und Proteinuntereinheiten zu assimilieren, angeimpft wird und unter zugabe von Zucker auf günstigen Lebensbedingungen für diese Kultur gehalten wird, bis die gelösten Proteinfragmente und anderen niedermolekularen Stickstoffverbindungen zu mindestens 95 % als Aufbaustoffe für das zelleigene Protein der Mikroorganismen verbraucht sind und daß dann die metabolische Assimilation abgebrochen wird durch Abtrennen der Biomasse.
- 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der abgetrennten Biomasse enthaltene Proteine destruktiv hydrolisiert werden, derart, daß diejenigen Aminosäuren, die mit reduzierendem Zucker und Erhitzen (Maillard Reaktion) nicht in solche Amadoriverbindungen umsetzbar sind, die beim thermischer Zersetzen Tabakaromen fredsetzen, selektiv zerstört werden und daß dann die anderen Aminosäuren mit reduzierendem Zucker in Amadoriverbindungen umgesetzt werden und daß die so gewonnenen Amadoriverbindungen dem vorbehandelten Tabak zugesetzt werden.
- 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusetzen der in der Restlösung verbliebenen Lösungsbestandteile und/oder der aus der Biomasse separierten Aminosäuren an den vorbehandelten Tabak fein verteilt erfolgt im wässrigen Milieu mit anschließender Trocknung des angereicherten, vorbehandelten Tabaks.- 3 - P 28 239
- 8. Tabak, aufbereitet nach einem Verfahren aus einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Proteingehalt von 2 bis 10, vorzugsweise 3 Trockengewichtsprozent und einen Amadoriverbindungsgehalt von 0,1 bis 10, vorzugsweise
5,0 Trockengewichtsprozent.
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