автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.09, диссертация на тему:ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПОТЕРИ ТАБАЧНОГО СЫРЬЯ ВО ВРЕМЯ ХРАНЕНИЯ И ФЕРМЕНТАЦИИ

ж,;,.

В А К

КРАСНОДАРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

экз.»I2ii2.Il..

УДК 663.97.004.16 Для служебного

пользования

На правах рукописи МИРГОРйДСКАЯ АЛЛА ГАЙКАСОВНА

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПОТЕРИ ТАБАЧНОГО СЫРЬЯ ВО ВРЕМЯ ХРАНЕНИЯ И ФЕРМЕНТАЦИИ

Специальность 05.18.09—Технология чая, табака и табачных изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар, 1983

Работа выполнена в Краснодарском научно-нсследователь-ском институте пшцевой промышленности и на кафедре технологии табака Краснодарского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института.

Научный руководитель:

доктор технических паук, профессор Мохначев И. Г.

Официальные оппоненты:

доктор'сельскохозяйственных паук, профессор Якову к А, С.

кандидат технических наук, донент Девдарнани Д. Г.

Ведущее предприятие:

Промышленное объединение «Севкавтзбак».

Зашита диссертации состоится октября 1983 г. в

14 часов па заседании специализированного совета К.06' .10.03 при Краснодарском ордена Трудового Красного Зпаме! и политехническом институте ул. Московская! 2, КПИ, аудитория 601.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института (ул. Красная, 91).

Автореферат разослан «.л?.*....» августа 1983 г.

Отзывы па автореферат п двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 35000Р. г. Краснодар-б, ул. Красная, 13о, КПН, ученому секретарю.

Ученый секретарь специализированного совета, /

доцент ^/ДЭилф&Ъ/И- Шаиовало'-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. «Продовольственная программа», намеченная .майским Пленумом ЦК КПСС в 1982 году, ставит сложные и актуальные задачи перед сельским хозяйством и промышленностью. Все это имеет непосредственное отношение и к развитию табачной отрасли нашей страны. В настоящее время сложился значительный дефицит табачного сырья, .В связи с этим, задача экономного расхода табачного сырья, резкого снижения технологически неоправданных потерь, — приобретает первостепенное значение. Табачное производство имеет много участков, где происходят потерн сырья. Особое внимание следует обратить на процессы доферментацнонного хранения принятого от сельского хозяйства табачного сырья и собственно ферментации. Потери табачного сырья 'происходят по двум причинам: за счет сложных биохимических процессов, заметная часть органических веществ'табака превращается в ССЬ н НЮ, обеспечивая тем самым уменьшение сухого вещества (СВ); кроме того, в процессе переработки табак претерпевает многочисленные механические воздействия; следствием чего является образование фарматуры, часть которой может быть отнесена также к потерям табака.

Изучение факторов, определяющих потерн табака, прово-'днлись в течение многих лет как в Советском Союзе, так и за рубежом. Однако, несмотря на всю важность полученных результатов, в целом они не позволяют дать промышленности практические дифференцированные рекомендации по нормам потерь табачного сырья, наметить пути их уменьшения, а также не могут достаточно полно и убедительно объяснить механизм потерн СВ! Вполне очевидно, что без решения этих вопросов невозможно дальнейшее совершенствование табачного производства в плане значительного сокращения потерь табачного сырья.

Анализ диссертационной работы с этих позиций показывает, что тема и предмет исследован! «-"являются актуальными. Данная работа в своей постановке впал не а проели

отечественной табачной промышлен [ФРЖу^У4нтУлиторатурц

Целью исследования являлось'изучение на большом многообразии табачного сырья в различных зонах табаководства фактических потерь СБ, а-также фарматурообразоваиня; использование полученных данных для установления дифференцированных норм потерь табака; разработка теоретических основ процесса ферментации табака, - связанных с потерей СБ; экспериментальная проверка перспективных теоретических выводов, направленных на снижение потерь СВ.

В задачу исследования входило;

— изучить влияние различных технологических факторов на потерн СВ при доферментацношюм хранении модельных кпп;

— определить действие этих же технологических факторов на потерн СВ во время ферментации модельных кии;

— установить фактические потерн СВ при доферментани-. ониом хранении производственного табачного сырья;

— установить потерн СВ при ферментации табачного сырья в производственных условиях;

— изучить фарматурообразованне табачного сырья при его доферментанионном хранении н во время ферментации;

— проанализировать вещества табака, определяющие главным образом потерн СВ;

,— исследовать процесс газообмена табака в качестве решающего пути потерн СВ во время послеуборочной обработки;

— разработать новый метод контроля за'сферментнрован-иостыо табака;

— осуществить экспериментальную проверку перспективных элементов табачной технологии с целью уменьшения потерь СВ.

Научная новизна работы заключается в том, что на основе выдвинутых теоретических положений н последующей экспериментальной проверки показана решающая роль органических кислот в формировании потерь СВ. Последние образуются за счет выделения COi и НЮ в результате ферментативных реакций, связанных с поглощением Ог. На основе этого разработан принципиально новый способ определения сферментн-роваппостп табака, отличающийся повышенной точностью н производительностью, а также получены математические зависимости между величиной потерь СВ прн ферментации и не-'' ходпыми данными о некоторых свойствах табака. Получила '"■'споримеиталмюе подтверждение возможность значительно-

го снижения величины потерь СВ за счет ферментации табака н анаэробных условиях.

Практическая ценность. В диссертационной работе значительное место занимают вопросы, снизанные с экономней if рациональным использованием сырьевых материальных ресурсов, на что нацеливает постановление ЦК КПСС к Совета Министров СССР, принятое в 1981 году. Результаты научных исследований явились основой'для разработки нормативных показателен по потерям СИ н фарматурообразованню в разрезе сортотнпов н зон табаководства, утвержденных Уиртабак-промом СССР. За счет снижения потерь экономический эффект составил около 800 тыс. руб. Не только теоретическое, по н большое практическое значение могут иметь перспективные разработки: внедрение более совершенного .метода определения сфермеитпрованности табака, а также ферментации в инертной среде.

Апробация материалов диссертационном работы осуществлялась систематически на протяжении всего периода выполнении научных исследований. Результаты полученных исследований ежегодно докладывались на заседаниях методической комиссии отдела сырья и ферментации КНИИПП (11)77— 1982 г.), на заседании секции Ученого совета КНИИПП по'табачной промышленности (1982 г.), на научно-технической конференции ПО «Севкаитабак» (1982 г.), на Совете молодых ученых КНИИПП" (1983 г.).

В полном объеме работа доложена и обсуждена на секции Ученого совета КНИИПП но табачной промышленности (г. Краснодар, 1983 г.) и на расширенном заседании кафедры технологии табака КПП (г. Краснодар, 1983 г.).

Публикации, По теме диссертационной работы опубликовано 5 научных статен и подано две заявки на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, аналитический обзор, постановку вопроса, материал и-методы исследования, экспериментальную часть, экопомн-ческу 10 часть, выводы и предложения, библиографический указатель (содержит 189 источников, из них 56 иностранных), В целом работа имеет 1Т>Я стр., в том числе 35 таблиц и 12 рисунков. Кроме того, к диссертации дается приложение на 8 стр.

Материалы и методы исследований. Исследования проводились в течение 1976—1982 гг. с табачным сырьем самых разнообразных сортопшов и зон табаководства: Краснодарский край, Армянская ССР, Азербайджанская ССР, Молдавская ССР, Украинская ССР, Киргизская ССР, Узбекская ССР,

з

„ Все хнмико-технологическпе анализы (кальций, оргаипЧе-. ские кислоты, углеводы, белки, алкалоиды, равновесна» влаж-. кисть, кислородным показатель н др.) выполняли на основе — .хорошо апробированных н общепринятых лабораторных методов. Для изучения активности некоторых ферментов применяли аппарат Варбурга. Потери СВ определили либо расчетным, либо аналитическим (в пересчете на Са) методами. Результаты экспериментов обрабатывались на ЭВМ «Напри» в соответствии с современными требованиями математической статистики.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Прежде всего были, проведены исследования потерь СВ при дофернентацноино'м хранении табака. Наблюдения осуществляли с помощью модельных кип (масса около 2 кг), которые закладывались на хранение в реальных производственных, условиях. Уровень потерь СВ, который имел место для табачного сырья сортогииа Самсун, показан в таблице 1.

Таблица 1

¡(отерп СВ табачного сырья сортотнга Самсун Черноморский в зависимости от срока хранения

Товарный сорт

. Важность, I ~

до хранения

после | хранения

Срок | хранения [ дни |

Потери СВ,' %

за весь срок в среднем .хранения | за месяц

'3 СВ ' 19,0 18,3 ,13 0,09 • 0,18

» 18.7 18,9 30 0,13 0,15

» 18,1! 18,5 45 * 0.15 ' 0,10

» 18.4 18,5 60 0.28 0,11

»■ 18:? 17,7 <М 0,32 о,10

3 т 17,7 17,4 13 , 0,03 0,16

» 18,8 20,3 30' 0,10 0.10

» 20.1 ■ 20,9 43 0,22 0,14

> 18,9 20.4 * - 60 0,33 0,16

> 20,2 18,5' 90* .,0.31 0,10

среднее 0,13

Наряду с модельными кипами изучались также потери СВ ' у табачного сырья, хранившегося" в кипах и тюках. Например, для некоторых образцов урожая 1977 года величина потерь СВ и ее варьирование представлены » табл. 2.

' Таблица 2

Потери СВ во время до ферментационного хранения табачного-сырья в производственных условиях

Фермээ* вод 1 Сортотнп | Товарный сорт Вид упаковки Способ обработки Срок хранения месяц Потерн СВ, %

Снмферо-Остролмсг 3 т. тнж стос 3 0,13-0,09

польски Г!

Америка и 3 св. » 3 0.8 (

» » 3 св. » » 0 0,70

» » 3 т. » » 3 0,11—0,92

» > 3 т. .» » . 6 о.ов ;

Красно- Грагтсзонл 3 св. - кипа упрошен- 2 0,2 (—0,77

ная

дэрскш'| > » > 3- 3 0,(0—0,72

> » » » » 4 0,63—1,03

1 » > 3 т. » » П 0,22-0,19

* » > » » » 3 0,38-0,79 ■

> 1 > > » ' 4 0,59—0,98 ■

В результате наших наблюдений было 'установлено, что на потерн СВ при хранении существенное влияние оказывает такой технологический фактор, как влажность табака, — по мере повышения влажности потери увеличиваются. Подобным образом повышаются потерн СВ с удлинением срока хранения. В то же время сортотнп и товарный сорт существенного влияния на потерн СВ не оказывали. Было также установлено ваЖЕгое обстоятельство, наибольшие потерн СВ про-, неходят в период февраль — апрель,-что вызвано повышением относительной влажности воздуха п температуры.

* В результате обработки данных многолетних наблюдений-для зон табаководства Украины, Молдавии и Семерного Кавказа, в которых производят табаки тина Трапезонд н Остро-, лист, были рекомендованы для практического использования следующие нормативы ежемесячной потерн СВ прн'храненнп: для стандартных кип — 0,13 и для тюков — 0,15%.

Достаточно подробно с помощью модельных кип было научено влияние различных технологических факторов на уровень потерь СВ во время ферментации. Полученные результаты -(шли подтверждены экспериментальным * материалом наблюдении за ферментацией в реальных условиях. В ходе многочисленных исследований было установлено, что сортотнн табака не оказывает существенного "влияния на потерн СВ,— таблица 3.

Влияние товарного сорта па величину потерь СВ оказалось не столь однозначным. В этом случае сказалось влияние географического расположения зоны табаководства. Для Табаков, выращенных на Украине, Молдавии и Северном Кавказе .табак 3 т терял СВ несколько больше, чем 3 св. Для Средней Азии и Закавказья различия оказались несущественными.

Как мы и ожидали, наиболее сильное влияние на потерн СВ оказывала влажность табака. Закономерно с увеличением влажности возрастали потерн, — таблица 4, Переработка табачного сырья повышенной влажности экономически не целесообразна.

В большинстве случаев повышение объемной массы упаковки табака приводило к снижению потерь СВ, — таблица Я, В общем при ферментации табачного сырья, упакованного в кнны, потери СВ были меньше по сравнению с тюками.

Величина потерь СВ также зависит ог продолжительности процесса ферментации: по мере удлинения сроков заметно повышаются потерн СВ..Уровень н варьирование.потерь СВ при заводской ферментации представлены данными по ферментации Табаков урожая 1Ü77 г.— таблица б.

На основе большого количества наблюдений в течение ряда лег нами были рекомендованы для практического использования следующие максимально-допустимые нормы потерь СВ при ферментации Табаков: для табачного сырь» нормальной влажности 1 и 2 сорта, упакованного в кнны, — 1,10%, в тю-кн — 1,60%; для 3 и 4 сорта, упакованного в кипы, — 1,70% и в тюки — 1,90%. Для повышенно влажного табачного сырья, 'упакованного в тюки — 2,60%.'

Теперь рассмотрим потерн, имеющие место за счет фарма-турообразовашш в период хранения н ферментации. Некоторые данные представлены в таблице 7.

Как видно нз таблицы, количество некондиционной фарма-туры колеблется в широких пределах; от 0,1 до 2,5%,

Фарматурообразованпе имеет место на различных этапах технологической обработки табачного сырья: при перевалоч-

Таблица 5

Влияние сортотнпа табака на потерн СВ прн ферментации (урожай 1976 года)

Сортотип Подтип ■ Тов. сорт В.пажи. Потери СВ, % ■Б* I' 1 Суыкст. ра злим.

Остролист Украинский 3 ев. 15,8 0,3409 0,5601 '0,8740 ис существенно

Переможец Молдавский .3 св. 15,8 1,63 0,2702

Трансзонд Закавказский Зт.. 16,2 1,68 0,1724 1,0173 . 0,9217 »

Остролист . Закавказский 3 т. 16,3 1,55 0,2175

Дюбек * Среднеазиатский 3 т. 15,6 1,63 ' 0,1721 1,7417 0,3419

Америка н Среднеазиатский 3 т. 15,8 1,28 0,1567

Трапезонд . Северокавказский 3 т. 16,6 1,54 0,1831 1,8251 0,8241 >

Остролист 3 т. 16,6 1,32 05617

ошибка средней арифметической

Р—критерии Фишера

I— критерий Стыодента

Табличные значения:

Р=5,05 4=2,57

' Таблица 4

Влияние влажности на потерн СВ при ферментации

"Сортотнп

Район произрастания

еа X а о

* й

ош РЭ = =и

Г4 ^

ЬстроЛист Закавказский 3 т. 13,3 1,92 2,91 5,14 суше'

18.8 3,77 ств.

Остролист Краснодарский 3 т. 17,1 1,87 1,02 2,64 »

10.7 2.59

Дшбск Среднеазиатский 3 с», 13,7 1,86 1,72 3,25 »

18,6 2.57

Америка и Крымский 3 св. 16.5 1.58 2,50 3,61 »

19,9 2,76

Трапезопд Краснодарский 3 т. 17,4 1,26 1,06 9,69 »

19,4 3.87

Трапезонд Краснодарский 3 Т. 17,4 из 1,68' 2,82 »

* 20.2 2,34

Самсун За кавказски Л 3 г. 17,6 1,94 0,83 8,81 »

ч 19.6 3,08

Таблица 5

ЬлНяНйе объемной ма£еы на потери СВ при ферментации

СортотНП {[ подтип Тов. сорт Влажность, % 1 Объемная масса, кг/м° Потери СВ, % 1 Существенность 1 различия

ЬстролНст • о т, 16,4 166 2,54 существенная

.Закавказский 3 т; 16.2 ЗОО 1,61

» 3 св. 14,8 168 2,31 >

■ 3 ей. 15,2 302 1,65

Дюбек 3 т, 16,1 167 1,79 не существенна

Среднеазиатский 3 т. 15.9 305 1.63

Остролист 3 св. 20,1 ¡70 2,14 . >

Украинский 3 СВ, ¿0,3 308 1,99 -

Ьамсуй 3 т. 16.5 162 2.65 существенна

Закавказскш! ' 3 г. 16,5 298 1,86

Тралсзонд 3 т. 14,8 170 2,80 >

Сев.-Ка вк азе кн Й ' 3 т. 14,5 . 302 1.51

> 3 т. 16,9 163- 1.91 »

3 т. 16.8 305 0,97

Остролист 3 т. 17.2 171 3.13 »

Укр,-Л1оддавск, 3 т. 17,5 299 2,01 -

Фсрмзапид QtpToTHii ' Toa, сорт

Жмеринскнй Остролист 3 св.

» » 3 т. •

Фрунзенский Дюбек 3 св.

» 3 т.

» Тал га рек шЧ 3 св.

» » 3 т,

» ' Лмсрнкаи 3 св.

> .... » 3 св.

Краснодарский Траиозокд 3 сп.

» ' > 3 т.

К'-ишииснскиЙ Персможец 3 св.

,» » 3 т.

Таблица б

Потери СВ во время ферментации табачного сырья в производственных условиях

Вид упаковки Способ об работу Потери СВ, %

шша упрощен. 0,64—3,57

* » 0,92-2,05

гагна упрощен. 0,88—2,44

» » 0,71-2,32 '

> » 2,00-2,40

» 1,54-2,04

» » 1,06-2,12

» 1,34-2,30

кика , 1 » 0,90-2,00

> » 0,83-2,20

> » 1,15-2,16

4 » * 1,24-2,16

' ' ■ Таблица 7

Фарматурообразованне при доферментацношюм хранении и ферментации

Табач г ю-ферментаннон-Ешй завод Некондиционная фарматура \

Зона табаководства Сор то тип при хранении при ферментации

> Мапявскля ССР Кишиневе инн Порсчожец 0,11-0,60 1,61—2,52

Флорсштский Иммунный 0,08—0,32 0,20-0,78

Краснодарский край Краснодарский Трапезонд 0,0!>—0,64 0,03-0,60

Киргизская ССР Фрунзенский Дюбек ■ 0,10-0,47 0,15-0,43

Украинская ССР Жмеринский Остролист 0,11—0,25 0,31—1,00

Армянская ССР „ Ереванский Самсун 0,26—0,28 —

Остролист ' 0,31-0,81 1

> $

ных операциях во время хранения на заготовительном пункте, при погрузочно-разгрузочных н транспортных операциях, при переработке на ЛПТФ, при ферментации н генсортнровке.

Какие же вещества табака определяют потери СВ? При изучении этого вопроса нами была прежде всего количественно оценена возможность прямого улетучивания органических веществ. Для 'лого табак ферментировали в установке, схема которой изображена на рис. 1. Через табак непрерывно пропускали .воздух, а летучие вещества улавливали в барбатер с водой. Их общую сумму определяли после окисления -путем титрования. В результате оказалось, что общее количество летучих веществ не превышает 1% от общей величины, потерь СВ. Поэтому имелись все основания, чтобы пренебречь такого рода потерями.

В наибольшей степени во время ферментации уменьшаются смолы, полнфеполы, углеводы и органические кислоты. Диализ этих данных показал, что смолы в результате окисления могут переходить в нерастворимое состояние, но этот процесс не сопровождается образованием СОа и НЮ,,То же самое можно сказать о полифенольных веществах, В пр-шишпе можно ■допустит], полное разрушение углеводов, но это вряд ли основной путь превращения данной группы веществ. Вероятнее всего, образование СО* и НЮ происходит за счет органических кислот. Содержание последних в табаке весьма значительно {в среднем около 15%). В колнчественном-отношеннн преобладают лимонная, яблочная и щавелевая. Образование СО1 и НЮ может происходить в результате функционирования в воздушно-сухом материалу цикла Кребса, а также путем окислительного расщепления'щавелевой кислоты.

Следует подчеркнуть, что количество органических кислот, теряемых в процессе ферментации, достаточно хорошо совпа-• дает с общими потерями СВ, — таблица 8. При этом было обнаружено: чем-выше содержание органических кислот в табаке, тем большие потерн СВ имеют место.

Внешним проявлением процесса ферментации, как известно, является газообмен, который непосредственно связан с потерями СВ, В результате опытов, которые были проведены с помощью манометрических сосудиков, удалось установить, что неферментированиын табак после экстракции серным эфиром теряет способность поглощать Ot. В то же время эфирный экстракт (смола) сохраняет способность поглощать Ог. Впервые было установлено, что никотин и др. алкалоиды могут нг-

воздух

I —

Рис. 1. Схема устройства для улавливания н количественного определения' летучи* органических веществ. выделяющихся из табачного сырья во время

ферме нташш,

1 — блрСатер с подои;

2 — камера для ферментацнн табаЧ[Юго сырь а;

3 — термостат; _ . . >

4 — табачное сырье; Г> — ротаметр;

6 — бароатер;

7 — латунная сетка; - ^

8 — компрессор.

рать* заметную роль в* процессах химического окисления смоло* образных веществ. Данные по этим экспериментам представлены в таблице 9.

Таблица 8

Изменение содержания органических кислот при ферментации табачного сырья сортотипа Остролист Краснодарского края

'Товарный Повтор-лоетн опыта Содержание органических Потери, %

КИСЛОТ, %

сорт до ферментации после ферментации кислот СВ

I 15,72 13,86

2 14,34 12,01

3 13,42 11,83

4 12,30 10,92

5 14,27 12.62

среднее 14,01 12,37 1,64 • 1,46

1 . 16,40 - 14,41

о 17.28 - 15,05

3 17,34 , 15,24

4 18,05 15.73

5 10,73 14,63 _

среднее 17,16 15,01- 2.15 2.07

Таблица 9

Поглощение кислорода табаком в водной суспензии (мл/г абс. сух. табака)

Эфирный экстракт

Нефер-

СорТОТ МП Номер. ментнр. > „ ; г — £ с.

сорт сырья образца табачк^ 3 с ™ - т Й1 « ГС с

• сырье а« р « £ + = и

' и О А А г 'А х. О и.™

Саысуп, 2 с 1- 1,63 0,87 2,04 0,18 0,27

2 1,56 0.94 1,83 0,13 0,41

3 1.28 0,71 ' 1,97 0,29 0,54

Остролист, 2 с 1 0,92 0.67 1,92 0,31 0,09

2 0,98 0,49 0,89 0,17 0,35

3 0,87 0,62 1,09 0,18 0,18

- . Для изучения способности табака продуцировать СО» была разработана специальная методика, позволяющая точно определять этот компонент при проведении модельных опытов с табаком в состоянии водной суспензии. Полученные результаты показаны в таблице 10.

Выделение углекислого газа.табаком в водной суспензии (мг/г абс. сух. табака)

Таблица 10

Сортошп,

сорт

сырья

.V; образца

исход ныГ|

Ло_фер чета ими с добавкой лимон ной кислоты.

После ферментации

с добавкой личинкой кислоты

исходник

Самсуи. 2 с 1 2,09 . 2, И 0.09 1,24

2 3.34 4,02 .0,06-.- 1,19

3 3,78 . 3,96 - 0,07 0.98

Остролист, 2 с 1 0,59 * 1,2 ( 0,03 0.35

2 ОЛЗ 1,18 0,02 0.22

3 0,82 1,57 0,09 0,15

Отчетливо видно, что во время ферментации.резко снижается способность табака продуцировать СОг. Обогащение табака органическим и кислотами способствовало увеличению выхода СОг. В то же время специальные опыты «оказали, что табачная смола не продуцирует СО*. Отсюда можно было бы заключить, что ферментативные' процессы играют основную роль в цродуцировании СО^. Это хорошо подтвердилось в последующих наших опытах нрн ферментации табака в эксикаторах с одновременным количественным улавливанием выделяющейся СОг, — таблица II.

"Анализ этих данных показывает следующее: режим ферментации оказывает существенное влияние на продуцирование СОг, — при повышении температуры заметно снижается выход СОг. Значительное действие оказывает экстракция. Во всех случаях снижался в^ход СОг, особенно сильный эффект имел место после обработки табака водой, тогда как обогащение табака кислотами н глюкозой закономерно повышало выход СОг. Весьма интересные данные были получены нрн ферментации в анаэробных условиях, — происходило резкое снижение^ выхода СОг. Таким образом, механизм возникновения СОг' связан не только с наличием соответствующих субстратов, но

н с обеспеченностью среды О». Роль в этом ферментативных реакций с участием органических кислот очевидна.

И, наконец, участие цикла Кребса в продуцировании СО: во время ферментации убедительно подтверждает эксперимент, в котором пефермептированный табак обрабатывали парами НСХ в устройстве, изображенном на рис. 2. При ферментации такого табака практически не наблюдалось выделения СОз л потерн СВ. вследствие того," что синильная кислота пнгн-бнровалк ферментную систему, катализирующую цикл Кребса.

Таблица 11

Выделение С02 табачным сырьем при ферментации в лабораторных

условиях

Режим ферментации

Способ '-'кп '-10оС " 50«С 70°С

обработки СО' КП СО* кп СОа №

Исходный 0,98 7,92 0.07 4,Я4 0,09 4,62 0,09

Экстрагирован

г ек сапом 0,72 ' 5,06 0,08 3.96 0,11 ' 3,08 0,10

» спиртом 0,18 1,10 0,07 3,08 0,10 2,64 0,10

» ссрным

эфиром 0,08 2,82 0,00 2,51 0,00 1,98 . 0,00

» 1ЙДОП 0,14 2 12 0,05 1,32 0,05 ■ 1,10 0,07

Обогащен лимонкой

кислотой (10%) 1,26 12.76 0,09 11,14 0,10 12,54 0,18

Обогашен щавелевой

кислотой (%) 1,00 10,12 0,11 9,68 0.10 . 9.24 0,13

Обогащен глюкозой 1,02

(Ю%> 8,80 0,10 8,36 0,11 8,14 0,12

Ферментация

в атмосфере азота 0,98 ■ 1,98 0,12 1.40 0,34 1,23 0,62

Все вышесказанное позволяет дать следующую схему окислительных реакций, имеющих место при ферментации табака,— рис. 3. Как мы внднм, только часть этнх реакций связана с потерей СВ. Анализ чтой схемы показывает, что применение кислородного показателя в качестве мерила окончания процесса ферментации не совсем удачно. Во-первых, этот метод говорит о суммарном поглощении Оз, не выделяя те процессы, от которых зависит способность табака к самоувлаж-

Pite. 2. Схема устройства для пнактивашш окислительных ферментов табачного сырья.

1 — эксикатор;

2 — табачное сырье;

3 — соль К< [Fe (CN)sJ;

4 — раствор H2S04 или NaOH,

Нефермеитировйн-' но« табачное сырье

Ферментация

Улетучивание органических веществ

Окислительные процессы

Ферментативные

Цикл Разруше- Окисле-Кребса ние щаве- ние поли-СОг НгО певой кис- фенол ь-лоты ных ве-СОг НаО щестВ

Химические

I I .

Легко- Средне- Трудно-окисляе- окисляе- окисляемые веЩе-мые веще- чые вещества (ни-'ства (смо- :тва (смо-' котнн) - лы) лы)

Рис. 3, Схема возможных окислительных реакций в ходе ферментации табачного сырья,

V ' >

Рнс. 4, Прибор для определения углекислого газа, выделенного йодной

взвесыо табака*

компрессор; водяная баня; барбатер с КОН; стеклянный фнльтр; контактный термометр; табак; -барбатер с Ва(ОН)а, _____

2 —

3 —

4 —

5 — * 6 —

7 —

нению (продуцирование COä и НЮ). Во-вторых, этот метод малопроизводителен И отличается низкой точностью.

В связи с этим, ми "считаем целесообразным осуществлять контроль за сферментнронанностыо табака по способности последнего выделять в состоянии подпои ^суспензии СОг. Для 'лтого было разработано специальное устройство, изображенное на рис, 4. Результаты многочисленных определении угле-кпслотного показателя (УП) показали, что 1 г сферментнро-ванного табака продуцирует не более 1 ,мг СОа. Эта величина может служить и качестве норматива при определеппИ сфер-мептнрованности табака.

Зная общее содержание Органических кислот в табаке, а также активность ферментного* комплекса, катализирующего их разрушение, — величину УП, — можно в известной степени прогнозировать потерн СВ при ферментации. Для этого па-ми было получено следующее уравнение регрессии;

Потери СВ(%)- 1,84—0,0ЮК+0,03УП.

Так как обязательным условием для функционирования цикла Кребса являетсй присутствие Ch, то с целью снижения потерь СВ мы провели опыты но ферментации табака в-анаэробной среде, — в атмосфере COt. Динамика снижения кислородного показателя показана па рнс. Г>. Вне зависимости от влажности табака в атмосфере СОг идет несколько более быстро кнактнвнрованне ферментного комплекса. Модельные кипы в атмосфере СОг, при ферментации в заводской камере теряли в 2 раза меньше GB, чем при ферментации в обычных условиях воздушной среды.

На основе выполненных исследований можно сделать следующие выводы:

1, Потери табачного сырья во время хранения н фермепта-ппн происходят главным образом за счет превращения некоторых органических веществ в НЮ н СОг, а также фарматуро-образовання вследствие механического по зле Лет пи я. Имеет место также прямое улетучивание органических веществ табака, но доля этих потерь не превышает J% от общих иотерЕ, СВ.

2. В период доферментацноипого хранения потери СВ зависят от влажности исходного'материала (чем выше влажность, тем больше потери СВ), от продолжительности хранения (потери СВ пропорционально растут). Сортотни и сорт сырья существенного влияния на размер потерь не оказывают. В среднем ежемесячные потери не превышают 0,15%.

« " ' Контроль:, атмосфера - воздух

- е* <в о я

ев*

ё 0,6

ие

к

О 10 20 30 40 50 60. 70 80

20атнос(!«ра - СОо

'Время, час.

Рис. 3, Динамика лэыеьеют: кислородного показателя (КП)

w» 16 %t атмосфера - COo

ы

'и о;б

ÄS

i 0,4

о .

ti- л .р

«

о

J

\ • í'

N \ •

\ ■

• .....

Ei

03

So,

а

о ■

с о,

с: * а

^ л

О Л « U»

О s

s

ixi

8

6 И

2

10 '20 30 '40 50 60 70 80 V(/- 25 атмос.ггра » CÖg

V -

V

S

N

■ *

,. . .

10 20 30 40 50 60 70 30

Время-,; час,

, ! i >:¡( •• '.i. i-

в зависимости от влажности гаСэка и лэройпасти среды.

3.' fió время фермёнташш на потери Си оказывают влияние следующие факторы: влажность (чем выше влажность, тем больше потерн СВ), объемная масса (с увеличением плотности упаковки потери СВ уменьшаются), время процесса (чем продолжительнее, тем потерн СВ;больше), сорт сырья. Сорто-тпп существенного влияния оказывает. Для табакон нормальной влажности величина потерь не превышает 1,9

4. При хранении н ферментации табачного сырья происходят значительные потерн за счет фарматурооОразования.

В зависимости от климатических условий, влажности, способа обработки п совершенства технологии ът потери колеблются в широком диапазоне: от 0,1 до 2,5%. Потери от фарматурообразования имеют место на различных этапах технологического процесса: при хранении на заготпунктах, прн транспортировке, при переработке на ЛПТФ, при ферментации и генсортировке.

С целью снижения потерь от фарматурообразования целесообразно соблюдение оптимальных сроков храпения та-, бачиого сырья на заготовительных пунктах, механизация по-' грузочио-разгрузочных и транспортно-скл адских (ПРТС) работ, переработка па ЛПТФ, применение полной упаковки табачного сырья.

6. Во время ферментации наибольшие изменения претерпевают смолообразные н водорастворимые вещества. Однако потери СВ формируются главным образом за счет органических кислот. Потерн СВ и потерн органических кислот практически одинаковы. Образование СОг и НЮ из органических кислот происходит с Помощью ферментной системы, катализирующей цикл Кребса, либо разрушение щавелевой- кислоты.

6; Газообмен табака во время ферментации характеризуется поглощением Ог и выделением СОг. Эти процессы неразрывно связаны с потерями СВ. Выделение СО» практически полностью обязано ферментативным реакциям, а поглощение Oí вызывается Как ферментативными, так и чисто химическими реакциями.

7. Более быстрые и точные результаты для определения сферментпрованиости табака,.что имеет прямую связь с вели-, чиной потерь СВ, могут быть получены путем учета СОг, выделяющейся при барбатированнн суспензии табака воздухом, при заданных температурных условиях. СферментированныД' табак продуцирует^ более 1 мг GQ? на l.r табака.,

8, Потери СВ во время ферментации савнсят от содержания органических кислот (ОК) и активности комплекса ферментов', катализирующих цикл Кребса (значение УП). Для ориентировочного прогнозирования величины потерь СВ может быть использовано уравнение регрессии:

Потери СВ (%) "= 1,84—0,040К+0,(Ш7П.

9. Ферментация табака в анаэробных условиях способствует резкому снижению потерь СВ, причем табак теряет способность к самоувлажнешно. С целью разработки практических рекомендаций перспективным представляется проведение широких научных исследований в этом направлении.

\

2.1

СПИСОК РАБОТ

опубликованных по материалам диссертации

1. Патрикеева Е. С, ЛыгинаЛ.. В., Л\ир городская А. Г. «Пути технического совершенствования та бакосуш ильного хозяйства Молдавии». — Ж. «Табак», 1976 г. Л» 1, с, 48.

2. Патрикеева Е, С., Антоненко И. Г., Миргородская А, Г. «Пути снижения потерь табачного сырья при заготовке и ферментации», Обзорная информация (ЦНИИТЭИ—Пищепром), М„ 1978 г,

3.Патрикеева Е. С., Антоненко И. Г., Кацуба В. В., Миргородская Л. Г,

«Влияние' влажности табачного сырья на потери сухого вещества при ферментации»,- ЦНИИТЗИПщцепром, 1981 г„ вып. 4, с, 11.

4. Миргородская А. Г., Патрикеева Е. С., Мохначев И. Г. «Потери сухой массы-табака при ферментации», Ж. «Табак», 1981 г., № 3, с. II.

5. Миргородская А. Г, «Еще раз о причинах газообмена прн ферментации табака», Ж. «Табак», 1982 г., № 1, с. 41.

Заказ .Уз 19. Тираж 103. Формат 60x84'/^. Объем 1.5 п. л.

Типография крайисполкома. Г, Краснодар, ул, Красная, 35,