автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.10, диссертация на тему:Оптимизация процесса томления табака при искусственной сушке



Краснодарский политехнический институт

На правах рукописи

Кузьмина Марина Анатольевна

УДК 663.97.051

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ТОМЛЕНИЯ ТАБАКА ига ИСКУССТВЕННОЙ СУШКЕ

05.18.10 - Технология витаминных , ферментных и белковых препаратов, чая и табака

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар - 1993

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте табака, махорки и табачных изделий (ВНИТШ) Научно-производственного объединения по табаку .махорке и табачным изделиям (НПО "Табак").

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мохначев И.Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Леонов И.П.

кандидат технических наук,старший научный сотрудник Новикова Л.А,

Ведущая организация - ПО "Краснодартабакпром".

Защита состоится "?5~" .^¿¡саТЫ* 1993 г. в " Ю " часов на заседании специализированного "совета К 063.40.03 при Красно -дарском ордена Трудового Красного Знамени политехническом ин -статуте по адресу: 350072, г.Краснодар, ул.Московская, 2, КПИ, корцус А, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные пе -чатью учреждения, просим направлять по адресу: 350072, г.Краснодар, ул.Московская, 2, корпус А, ученое секретарю института.

Автореферат разослан " /О " 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

к.т.н., доцент А.Д.Минакова

I. ОЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Особое место в технологии послеуборочной обработки табака принадлежит первой фазе сушки - процессу томления. Это единственный этап послеуборочной обработки, позволяющий путем создания определенной химической композиции целенаправленно управлять качеством табачного сырья.

Б процессе правильно проведенного томления распадаются отрицательно влияющие и накапливаются положительно влияющие на курительные достоинства табачного сырья химические компоненты. Скорость и глубина химических превращений в листьях табака во время томления зависят от температуры и влажности воздуха.Варьируя этими условиями, можно получить сырье различного химичес -кого состава и технологических свойств. В то же время, как по -называют многочисленные исследования,^характер влияния температурного и влажностиого режима на ход биохимических процессов листьев табака во многом определяется особенностями их исход -ного состояния. Процесс томления должен не только придать та -баку те или иные желаемые свойства, но и не быть расточитель -ным по затратам энергии. Поэтому выбор соответствующего режима томления табака представляет решение трудной задачи и имеет большое практическое значение. Несмотря на очевидную целесообразность применения дифференцированного в зависимости от исходного состояния листьев режима томления на практике табак томят в основном при одном и том же режиме независимо от особенное -тей свежеубранных листьев (ботаническсго сорта, степени зре -лости, ломки). Томление продолжает оставаться эмпирическим процессом, и его успех-в значительной мере зависит от опыта one -ратора. Имеющиеся в настоящее вре мл практические рекомендации по выбору оптимального режима томления разрозненны и еще не

получили должного научного обоснования. Особенно остро вопрос о необходимости разработки дифференцированной в зависимости от исходного состояния листьев технологии томления стоит относи -тельно наиболее трудно выташгиваемых, но более перспективных в качественном отношении зеленолистных сортов табака.

Цель и основные задачи работы. Целью исследований являлось выяснение особенностей изменения химического состава листьев табака при томлении в зависимости от ботанического сорта, зрелости, ярусного положения листа на стебле и изыскание на основе полученных данных рациональных режимов томления табака с уче -том состояния свежеубранных листьев. В связи с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- дальнейшая разработка теоретических основ процесса томления при искусственной сушке путем изучения влияния биологи -ческих особенностей сорта, зрелости, ярусного положения листа на стебле на динамику содержания хлорофилла,белка, углеводов и сухого вещества в листьях табака;

- обоснование целесообразности использования дифференци -рованных в зависимости от биолого-технологических свойств свежеубранных листьев режимов томления табака (выяснение особен -ностей изменения содержания основных компонентов химического состава листьев табака при разных режимах томления);

- определение показателей исходного состояния листьев табака, способных служить индикатором при выборе оптимального режима томления;

- проведение производственной проверки дифференцированной в зависимости от исходного состояния свежеубранных листьев технологии томления табака.

, Научная новизна работа. Выяснены особенности изменений ко-

личественного содержания основных компонентов химического со -става листьев табака при томлении в зависимости от биологии оорта, зрелости, ярусного положения листа на стебле и режима томления.

Дано теоретическое обоснование целесообразности использования дифференцированных в зависимости от состояния свежеуб -ранных листьев режимов томления табака.

Предложены объективные биохимические показатели подбора рационального режима томления листьев табака с учетом их исходного состояния.

Практическая значимость работы. Разработаны конкретные режимы томления табака применительно к особенностям свежеубран -ных листьев. Использование их в производстве позволит реализо -вать часто неиспользуемую возможность сокращения продолжитель -ности томления и улучшения качества табачного сырья.

Дифференцированная технология томления табака нашла при -мзнение в табаксовхозе "Тверской" Краснодарского края и в колхозе им.Ульянова Дагодехского района Грузии. Новая технология позволяет в среднем на 15-20 % повысить выход первого и второго товарных сортов табака и на 20-25 % сократить продолжительность томления.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях лаборатории послеуборочной обработки ВШИИ (1968, 1989 и 1990 гг.), кафедры пищевкусовых продуктов Краснодарского политехнического института ( 1989 и 1990 гг.), на координационно-методическом совещании ученого совета Всесоюзного научно-исследовательского института табака,махорки и табачных изделий (1989-1990 гг.), на Республиканском совещании табаководов Киргизии (г. Ош, 1990 г.), на расширен-

ном заседании лаборатории послеуборочной обработки ( 1992 , 1993 гг.).

Публикация основных положений. По результатам исследований, выполненных в рамках диссертации, опубликовано 3 работы, I статья подготовлена к печати, авторское свидетельство на изобретение № 4842665/13.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 133 странице машинописного текста и включает в себя: введение, аналитический обзор, постановку вопроса, материал и методы исследований, экспериментальную часть, технико-экономическое обоснование, выводы и предложения, литературу и приложение.

Экспериментальные данные представлены на 19 таблицах и 21 рисунке. Список литературы включает 133 рабош, из них 36 на иностранных языках. Приложение, к диссертации состоит из 14 страниц.

Материал и методы исследований. Экспериментальные иссле -дования выполнялись на протяжении 1987-1991 гг. в лаборатории послеуборочной обработки ВНИТТИ НПО " Табак". Объектом исследований служили зеленолистные сорта табака скелетного типа:0стро-лист 1519, Трапезонд 449, Переможец 83, Октябрьский 6, Иммунный 580, Кокер 347 (табак типа Вирджиния).

При изучении влияния биологических особенностей сорта,зрелости .ярусного положения листа на стебле на динамику содержа -ния хлорофилла, белка, углеводов, сухого вещества в томящихся листьях табака использовали стандартный (рекомендованный в настоящее время) режим томления: Ь - 36 °С, ^-78-80 %.

Томление проводили в термостате с контролируемыми параметрами внутренней среда и в разработанной и изготовленной в ла -бо^атории послеуборочной обработки ВШШ экспериментальной ус-

тановке. Установка позволяет поддерживать постоянные параметры сушильного агента (паровоздушной смеси) в заданных пределах с автоматическим регулированием. Томление проводили при постоян -ной вентиляции межлистного пространства со скоростью движения воздуха 0,2 м/с.

При выяснении реакции табака на режим томления использовали три режима томления:

1. температура 31-32 °С, влажность - 75-77 %;'

2. температура 35-36 °С, влажность - 78-60 %;

3. температура 39-40 °С, влажность - 82-85 %.

С целью упрощения изложения в дальнейшем первый режим томления обозначали как 32-градусный, второй - 36 - градусный и третий - 40 - градусный.

Томление во всех случаях проводили до пожелтения листьев на 3/4 пластинки.

Выяснение влияния биологических особенностей сорта на ди -шмику химического состава листьев табака при томлении проводили на технически зрелых листьях третьей ломки сравниваемых сортов табака.

При изучении влияния ярусного положения листа на стебле на процесс томления использовали технически зрелые листья 1-5 ломок табака сорта Иммунный 580. На указанном сорте табака изучали и влияние на процесс томления степени зрелости листьев. Для этого листья третьей ломки убирали в состоянии трех степеней зрелости по ОСТ 46 131-84.

Пробы для анализа химического состава листьев табака отбирали через каждые 12 часов с момента помещения табака на томление и до его окончания. Отмечали продолжительность томления.

При изучении изменений химического состава листьев табака

в процессе томления в зависимости от особенностей их исходного состояния и параметров среды определяли количественное содержание хлорофилла, белка, крахмала, водорастворимых углеводов, сухого вещества и органического углерода.

Пробы для анализа содержания указанных компонентов готовили в виде высечек из срединных частей пластинки листа, исключая центральные и крупные боковые жилки.

В работе использовали принятые в лаборатории физиологии и биохимии ВНИГШ стандартные методы анализа растительного мате -риала.

Математическая обработка данных осуществлялась на ЭВМ Кубанского агроуниверситета по общепринятым программам математи -ческой статистики.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Особенности изменения химического состава листьев табака при томлении в зависимости от их биолого-технологических свойств

Проводили изучение особенностей изменения количественного содержания хлорофилла, белка, углеводов, сухого вещества в томящихся листьях табака в зависимости от биологических особен -ностей сорта, зрелости, ломки - ярусного положения листа на стебле.

Хлорофилл. Внешним проявлением процесса томления табака является смена зелёного цвета листа на желтый. Распад хлорофилла при томлении табачных листьев обычно коррелируют с разруше -нием других высокомолекулярных веществ, поэтому исследованию динамики содержания зеленых пигментов в томящихся листьях та -бака под влиянием изучаемых факторов в работе придавалось осо-

Рис. I. Динамика содержания хлорофилла при томлении технически зрелых листьев различных сортов табака (3-я ломка): I- Кокер 347; 2 - Остролист 1519; 3 - Иммунный 5В0; 4 - Переможец 83; 5 - Трапез онд 449; б - Октябрьский б

бое значение. Содержание хлорофилла в свежеубранных лисггьях сравниваешх сортов табака изменяется от 0,86 до 1,45 мг/цм^ . Самым низким содержанием хлорофилла отличался сорт табака Ко -кер 347, самым высоким - Октябрьский 6. Среднее положение среди изучаешх сортов занимает сорта Остролист 1519, Переможец 83 и Иммунный 580.

По мере созревания листьев наблюдается постоянное умень -шение содержания хлорофилла от 1,88 мгУдМ^ в недозрелом состоянии до 0,62 мг/дм^ в слегка перезрелом состоянии.

Повышение яруса листьев сопровождается закономерным увеличением содержания хлорофилла в свежеубранных листьях (от 0,74 мг/дм2 в листьях первой ломки, до 1,70 мг/цМ2 - в листьях пятой ломки).

Анализ динамики распада хлорофилла в листьях табака при томлении показал, что при всех исходных состояниях листьев кривая уменьшения содержания зеленых пигментов имеет однотипный характер. Условно весь процесс томления можно разделить на три периода: I - начальный период медленного разрушения хлорофилла;2-период интенсивного разрушения хлорофилла и 3 - конечный период медленного разрушения хлорофилла (рис. / ). Скорость распада хлорофилла в средний этап процесса томления в пять и более раз вы -ше, чем в начале и в конце томления.

В зависимости от различного уровня исходного содержания хлорофилла в листьях табака, связанного с особенностями сорта,зрелости, ярусного положения места на стебле, изменяется продолжительность всех выделенных периодов процесса томления. Однако , наиболее зависимым от изучаешх факторов является начальный период медленного разрушения хлорофилла. Именно за счет этого периода удлиняется (в случае трудновытамливаешх) или ускоряется

( в случае легковытамливаемых сортов) общая продолжительность томления листьев табака.

Так, сорта табака с большим содержанием хлорофилла в ис -ходном состоянии (Октябрьский 6, Трапезонд 449) имели более продолжительный период медленного разрушения хлорофилла, чем сорта, имеющие более низкое исходное содержание хлорофилла (Кокер 347, Остролист 1519). За счет этого общая продолжительность томления сортов Октябрьский 6 и Трапезовд 449 составляла в среднем 84 часа, в отличие от 36 часов, необходимых для томления сорта Кокер 347. Для томления сортов Остролист 1519, Переможец 83 в среднем требовалось 60 часов, для табака сорта Иммунный 580 - 72 часа.

Несмотря на визуально одинаковый признак окончания процесса томления (пожелтение листьев на 3/4 листовой пластинки) ли -стья разного исходного состояния характеризовались в конце томления различным количественным содержанием зеленых пигментов. Наибольший уровень хлорофилла отмечался в недозрелых листьях , наименьший - в листьях табака сорта Кокер 347. Эти же варианты эксперимента оказались крайними по степени распада хлорофилла за весь период томления. Наибольшей степенью распада зеленых пигментов обладали листья сорта Кокер 347, наименьшей - недо -зрелые листья сорта Иммунный 580.

Обобщая полученные результаты, представляется возможным заключить, что биологические особенности сорта, степень зре -лости, ярусное положение листа на стебле, влияют на распад хлорофилла листьев табака во время томления аналогичным образом: через уровень исходного содержания хлорофилла. По исходному содержанию хлорофилла в определенной мере можно прогнозировать продолжительность томления листьев табака в искусственных ус-

10 -ловиях (коэффициент корреляции между исходным содержанием хло -рофилла и продолжительностью томления составляет 0,84). Ориентировочно, при содержании хлорофилла в свежеубранных листьях 0,6 -0,8 мг/дм^ продолжительность томления (при использовании стан -дартного режима) составляет 36-48 часов, при содержании хлоро -филла на уровне 1,0 мг/дм^ для томления табачных листьев требуется 60-72 часа и при увеличении содержания зеленых пигментов до 1,7-1,9 мг/дм^ процесс томления табака удлиняется до 96-108 часов.

Белки.

Белки являются ведущим фактором в ростовых процессах растительных тканей, но одновременно в избытке придают конечному та -бачному продукту неприятный "белковый" запах. В то же время умеренное содержание белков необходимо для создания полноты вкуса курительных изделий.

В свежеубранных табачных листьях наименьшее количество белка содержалось в листьях сорта Кокер 347 (6,1 % от абс. сухой массы) и наибольшее в листьях сорта Октябрьский 6 (19,5 % от абс. сухой массы).

По мере созревания табачных листьев содержание белка ( как и содержание хлорофилла) постоянно уменьшается. В листьях 3-ей ломки табака сорта Иммунный 580 белка содержалось от абсолютно сухой массы в недозрелом состоянии 18,9+0,3 %, технически зре -лом - 10,7+0,2 %, в слегка перезрелом - 8,8+0,1 %.

С повышением ярусного положения листьев на стебле содержание белка плавно увеличивается ( от 4,6 % в листьях 1-ой ломки до 15,Ь % - в листьях 5-ой ломки).

Углеводы (крахмал и водорастворимые углеводы). Углеводы игреат определяющую роль в формировании курительных достоинств

табачного продукта. Для улучшения конечного вкуса табачного сырья желательным является более быстрое и полное разрушение крахмала и максимальное накопление редуцирующих углеводов.

Наибольшее колкчестбо углеводов (крахмала и Сахаров) со -держалось в свежеубранных листьях табака сорта Кокер 347 (крахмал 6,3 %, водорастворимые углеводы - 6,7 %) и наименьшее сорта Октябрьский 6 (крахмал -1,1 %, водорастворимые углеводы-2,2 %).

По мере созревания табачных листьев содержание крахмала постоянно уменьшается. Содержание же водорастворимых углеводов увеличивается и оказывается наивысшим в слегка перезрелы:: ли -стьях.

В зависимости от ярусного положения листьев на стебле содержание углеводов изменяется по типу одновершинной кривой.Относительное их количество ( и крахмала и Сахаров) нарастает от первой ломки до четвертой, а затем уменьшается.

В целом, сопоставление экспериментальных данных по изучению особенностей изменения содержания углеводов при томлении табачных листьев в зависимости от ботанического сорта, степени зрелости и ярусного положения листа на стебле, позволяет отме -тить, что вне зависимости от перечисленных-факторов содержание крахмала в процессе томления постоянно уменьшается. Процент распада крахмала обычно тем больше, чем больше крахмала содержится в свекеубранных листьях перед томлением. Исключение составляют недозрелые листья, в них при окончании томления оста -ется большое количество нераспавшегося крахмала и процент рампада крахмала у них существенно меньше, чем в других случаях.

Содержание водорастворимых углеводов в процессе томления под действием исследуемых факторов изменяется по-разному. Их

количество постоянно нарастает при высокой содержании углево -дов (суш* крахмала и Сахаров) в свежеубранном состоянии перед томлением (например) у табака типа Вирджиния), и в большинстве случаев увеличивается в первую половину томления и уменьшается к концу его. Высота подъема содержания редуцирующих Сахаров и уровень содержания их в конце томления тем выше, чем больше крахмала и углеводов содержится в свежеубранных листьях. Исключение здесь, как и в случае динамики содержания крахмала, сос -тазляют недозрелые листья: несмотря на относительно высокий исходный уровень содержания крахмала, подъем и конечное содержа -ние водорастворимых углеводов в них намного ниже, чем в техни -чески зрелых листьях этого же сорта табака.

Активность гидролитических ферментов. Для объяснения вы -явленных особенностей распада высокомолекулярных веществ в томящихся листьях табака в зависимости от ботанического сорта и степени зрелости определяли активность гидролитических ферментов (хлорофиллазы, амилазы, протеиназы) в технически зрелых листьях двух резко различающихся по поведению во время томления сортов табака: Кокер 347 и Иммунный 580.

Выявлено, что активность хлорофиллазы и протеиназы четко коррелирует с интенсивностью распада хлорофилла и белка в ли -стьях табака при томлении. Активность этих ферментов значительно выше в технически зрелых листьях табака сорта Кокер 347 по сравнению с сортом Иммунный 580 и выше в технически зрелых листьях сорта Иммунный 580 по сравнению с недозрелыми листьями этого же сорта. Для амилазы выявлена более сложная и неоднозначная связь с интенсивностью распада крахмала. Активность этого фермента, как и других исследуемых гидролитических ферментов, выше у сорта Кокер 347, чем у сорта Иммунный 580, однако, у

недозрелых листьев по сравнению с технически зрелыми листьями она оказалась не только не ниже, но и заметно выше.

Сухое вещество

Наряду с созданием благоприятного для формирования кури -тельных свойств химического состава табака важной задачей том -лэния является также максимальное сохранение сухого вещества листьев. Известно, что неподходящая технология томления табака может привести к значительной потере сухой массы табачного сырья.

Наибольшим содержанием сухого вещества в исходных листьях отличался сорт Иммунный 580 (6,52 мг/см2), наименьшим - Остролист 1519 (4,90 мг/см2).

По мере созревания листьев абсолютно сухая масса единицы

листовой площади увеличивается до технической зрелости, а затем

о

уменьшается.. Так, абсолютно сухая масса I см листьев табака сорта Иммунный 580 в недозрелом состоянии составляла 4,12+0,11 мг, в технически зрелом 6,52+0,15 мг и в слегка перезрелом 6,1%. 0,14 мг. В зависимости от ярусного положения листьев на стебле содержание сухого вещества (как и белков) увеличивается от нижней ломки к верхней.(4,03+7,19 мгУсм2).

Исследование изменений содержания сухого вещества показало, что томление листьев табака сопровождается постоянной потерей сухого вещества независимо от исходного состояния листьев. При одинаковом характере изменений абсолютная и относительная потери сухого вещества в томящихся листьях табака зависят от стар -товой величины содержания сухого вещества в исходных листьях.Более высокая степень распада сухого вещества наблюдается у листьев трудновыжелчиваемых сортов по сравнению с легковыжелчиваемы -ми, у недозрелых листьев по сравнению с более зрелыми и у листь-

ез верхних ломок по сравнению с листьями нижних ломок.Наиболь -шая потеря сухого вещества характерна для недозрелых листьев табака.

2.2. Зависимость режима томления от свойств табачного листа

Изучение особенностей влияния сравниваемых режимов томле ния на продолжительность выжелчивания, наличие запарки, динамику содержания крахмала и водорастворимых углеводов в томящихся листьях табака, химический состав вытопленных листьев и готового сырья в зависимости от исходного состояния свежеубранных листьев показало, что листья табака с различными, биолого-технологическими свойствами по-разному реагируют на изменение внешних условий томления.

Хотя при всех изученных режимах томления сохраняется общая направленность происходящих в томящихся листьях табака химических изменений, однако скорость и глубина последних оказались различными при разных температурно-влажностных параметрах воз -духа.

С повышением температуры и влажности воздуха скорость разложения крахмала закономерно повышается при всех сравниваемых состояниях свежеубранных листьев. Содержание же водорастворимых углеводов в зависимости от исходного химического состава листьев изменяется по-разному, что проявляется соответствующим обра -зом на химическом.составе готового сырья.

По продолжительности томления, химическому составу (чис -лу Шмука) полученного сырья и содержанию сухого вещества в единице листовой поверхности (материальности) наиболее подходящей для технически зрелых листьев табака сорта Кокер 347 является pegHM томления: температура - 40 °С, влажность - 82-85 %, та -

. I 15

бака сорта Иммунный 580- температура 36 °С, влажность 76-80 %. Хотя при температуре 40 °С процесс томления листьев табака сорта Иммунный 580 короче, чем при температуре 36 °С, однако данная температура не может считаться оптимальной из-за имеющей место при этих условиях подпарки листьев и, кроме этого, при 40-гра -дусном режиме томления выжелчивание листьев (по которому судили о конце томления) не сопровождается углублением распада высокомолекулярных веществ. Последнее приводит по сравнению с 36-градусным режимом к несколько большему содержанию белков и меньшему содержанию водорастворимых углеводов в готовом сырье табака этого сорта (табл.1).

Сравнительный анализ продолжительности томления, химического состава листьев непосредственно после томления и прошедших полный цикл послеуборочной обработки , содержания сухого вещества, а также учет подпарки листьев позволяет отметить, что для листьев разной степени зрелости, как и в случае разных ботаничес -ких сортов табака, оптимальным является свой режим томления.

Слегка перезрелые листья для сокращения периода томления (без опасения подпарки) представляется возможным томить при бо -лее высокой температуре - 40 °С. При этом же режиме в перезрелых листьях ( в конце томления и в полученном из них сырье) содержится наибольшее количество водорастворимых углеводов и значительно меньшее, чем в технически зрелых листьях количество белков (табл. 2).

Для технически зрелых листьев табака сорта Иммунный 580(как уже отмечалось при описании сортореакции табака на режим томле -ния) наиболее подходящим является режим: температура - 36 °С , влажность 78-60 %. Недозрелые листья табака сорта Иммунный 580 следует томить при сравнительно низкой температуре - 32 °С. Дан-

дай режим томления позволяет надежно исключить подпарку листь -ев и за счет более продолжительного времени выжелчивания добиться более глубокого распада высокомолекулярных веществ (белка и крахмала) с максимальным по сравнению с другими режимами накоп -лением водорастворимых углеводов. При 32-градусном ре.шме том -ления у недозрелых листьев несмотря на существенно более продолжительный процесс томления не происходит резкого снижения содержания сухого вещества.

Анализ влияния температурно-влажностного режима воздуха на томление технически зрелых листьев табака разного ярусного положения на стебле показал, что для всех ломок табака сорта Иммун -ный 580 оптимальным является один и тот же режим: температура -36 °С, влажность - 78-80 % (табл.3).

При 40-градусном режиме наблюдалась подпарка как верхних , так и нижних листьев табака. При этом у нижних листьев степень подпарки была выражена существенно в меньшей мере, чем у листьев третьей и пятой ломок. При других режимах томления подпарки листьев не отмечалось. Удлинение режима томления при 32 °С со -провождается снижением содержания водорастворимых углеводов и сухого вещества в листьях всех сравниваемых ломок. Различия, в исходном состоянии листьев табака, обусловленные ярусным положением на стебле, хотя и влияют не продолжительность выжелчивания, однако все же оказываются недостаточными для дифференциации режима томления в исследуемых параметрах.

2.3. Критерии, определяющие выбор оптимального режима томления

На основе анализа результатов исследований особенностей динамики углеводов (крахмала и Сахаров) в листьях табака при раз-

Таблица I

Влияние режима томления на продолжительность выжелчивания, химический состав и содержание сухого вещества в листьях различных сортов табака

Сорт табака

Режим том -ления

:Продол-: :житель-:ность :томле-:ния, ч

Вытомленные листья

Сырье

:содержание от абс. :сух. массы. %_

:водораство-:римые углевода

О ежи

содержание :содержание от сухого ве - о:абс.сух.массы, % щества,мг/С1Г:водораст-:белки гворише : :углеводы :

число Шмука

Кокер 347 I. 48 14,7 2,9 4,03 9,6 2,5 3,84

2 36 16,3 3,2 4,15 Н,4 2,9 3,93

з- 24 16,9 3,4 5,08 12,5 3,0 4,17

Иммунный 580 I 84 3,0 • 7,5 * 4,37 2,5 7,0 0,36

2 72 4,2 7,9 5,65 3,7 7,4 0,50

3 48 2,8 8,2 5,72 2,1 7,8 0,27

Примечание: I - температура 32 °С, влажность 75-77 %

2 - температура 36 °С, влажность 78-80 %

3 - температура 40 °С, влажность 82-85 %

Таблица 2

Влияние режима томления на продолжительность выжелчивания, химический состав и содержание сухого вещества в листьях табака различной степени зрелости (3-я ломка, сорт Иммунный 580)

Режим Шродолжи-: Вытомленные листья : Сырье

Степень зрелости . ¡томления :тельность :томления, : ч ; содержание : сух.массы, от абс. % : содержа -: ние сухо- содержание :сух.массы. от абс. % : число :Шмука

листьев « Гводораст - коримые "углеводы белки : го веще -: ства,? : ит/сьг водорастворимые {углеводы белки » • • •

Надзелень 1 2 3 108 96 72 1.8 1,1 0,7 14,1 14,3 . 14,4 3,31 3,43 4,12 1,5 0,9 0,6 10,6 10,8 11,2 0,14 0,08 0,05

Технически зрелые 1 2 3 84 72 48 3,0 4,2 2,8 7,5 7,9 8,2 4,37 5,65 5,22 2,5 3,7 г|1 7,0 7,4 7,8 0,36 0,50 0,27

Слегка перезрелые 1 2 3 72 60 36 2,7 3,1 4,0 3,5 3,9 4,2 4,89 5,28 6,41 2,0 2 3 3,6 3,1 3,6 4 0 0,65 0,63 0,90

Примечание: I - температура - 32 °С, влажность 75-77 %

2 - температура - 36 "С, влажность 78-80 %

3 - температура - 40 °С, влажность 82-85 %

Влияние режима томления на продолжительность выжелчивания, химический состав и содержание сухого вещества в технически зрелых листьях табака различного ярусного положения на стебле (сорт Иммунный 580)

Ломка листьев

Режим ¡Продолжи-; том - дельность: ^

ления :томления,:с°Д^^с^

Вытомленные листья

Сырье

водорастворимые углеводы_

белки

содержание сухого ве -щества, мг/см2

: содержание от абс.

: сух.массы. %_

:водораство- : белки :римые угле- : ;воды_:_

число Шмука

I 60

2 48

3 24

I 84

2 72

3 48

I 120

2 96

3 72

0,9 1,1

0,8

3,0

4.2 2,8

0,9

1.3 1,3

3,7

4.1

4.4

7.5 7,9

8.2

9,3 10,7

1Г.1

3,23 3,55 3,71

4,87 5,65 5,22

4,98 6,12 6,63

0,6 0,9 0,5

2,5 3 7 2,1

0,7 1,1

0,9

3,5 3,8 4|о

4.0

7.4

7,8

8.1

9.5 10,0

0,17 0,24 0,12

0,36 0,50 0,27

0,09 0,12 0,09

<о

3

5

Примечание: I -3 -

температура - 32 о0, температура - 36 "С, температура - 40 С,

влажность - 75-77 % влажность - 78-80 % влажность - 82-85 %

ных режимах томления в зависимости от изучаемых факторов (биологические особенности сорта, степень зрелости, ярусное положение листа на стебле) стало очевидным, что динамика .содержания углеводов и их конечный уровень при томлении табака определяется не только исходным уровнем самих углеводов, но и других органических соединений.

Данное положение послужило отправным моментом при установлении показателей исходного состояния листьев табака, которые могли бы быть использованы для диагностики рационального режима их томления. Выделив наиболее контрастные особенности химического состава свежеубранных листьев табака в зависимости от сорта (высокий уровень углеводов и низкий уровень белка у сорта Кокер 34"? низкий уровень углеводов и высокий уровень белка у сорта Иммунный 580) , степени зрелости (высокий уровень углеводов и белка у недозрелых листьев, высокий уровень углеводов и низкий уровень белка у слегка перезрелых листьев) и, сопоставив их с соответ -ствуюцим оптимальным уровнем температуры томления, предположили, что требуемый режим томления табака можно диагностировать по величине отношения сумма углеводов/белки в исходных табачных листьях.

Для проверки сделанного предположения в исходных листьях та бака, используемых при изучении влияния режима томления на хи -мический состав табака, нашли отношение сумма углеводов/белки и определили тесноту связи найденных величин со значением оптимальной температуры. Была установлена прямолинейная корреляционная зависимость между анализируемыми показателями (табл.4).

Коэффициент корреляции по средним значениям величин оказался равным 0,80. Последнее свидетельствует, что сделанное предположение о возможности прогнозировать оптимальный режим томления табака"по отношению углевода/белки является оправданным. Други-

Таблица 4

Связь величины отношений сумма углеводов/белки и углерод/азот свежеубранных листьев табака с величиной оптимальной температуры их томления

Сорт, степень зрелости, ломка : Оптималь-:ная температура :Сумма :углево :дов,% :Белки:Сумма:Угле-:Аз от : % :угле-,:род :(Ю, : :водов/:1С), : % :белки: % : :0тноше-:ние :С М

Кокер 347 40 13,0 6,1 2,13 37,6 1,17 32,1

Иммунный 580 35 5,6 10,7 0,52 33,2 2,33 14,3

Иммунный 580:

надзелень 32 4,8 18,9 0,25 31,6 3,21 9,84

технически зрелые 36 5,6 10,7 0,52 33,2 2,33 14,3

слегка перезрелые 40 5,7 5,6 1,02 34,9 1,53 22,8

Имьунный 580:

I ломка 36 2,6 5,5 0,47 28,7 1,96 14,6

3 ломка 36 5,6 10,7 0,52 33,2 2,33 14,3

5 ломка 36 6,9 15,8 0,44 34,4 2,55 13,5

Ч2 0,80 0,09

ми словами, величина отношения содержания углеводов к содержанию белков в свежеубранных листьях табака может быть использована в качестве показателя при установлении оптимального режима их томления.

С целью упрощения показателя диагностики режима томления табака отношение сумма углеводов/белки было заменено на отношение углерод/азот. Такая замена отношений была произведена на основе того, что компоненты второго отношения представляют суммарное

выражение всех углерод и азотсодержащих веществ. Коэффициент корреляции между оптимальной температурой томления и отношением углерод/азот (С/Ю оказался равным 0,89.

На основании-приведенных в таблице 4 абсолютных значений С/П представляется возможным заключить, что, если значение С/И исходшх свежеубранных листьев выше 20, то такие листья ( на -пример, сорт Кокер 347) можно томить при' повышенной температуре (до 40 °С), если значение СМ ниже 10, то тогда такой табак (например, недозрелые листья) следует томить при пониженной температуре (в пределах 32 °С), при значениях С/Н в пределах 15 оптимальным является стандартный - принятый в настоящее время температурный режим томления 35 °С (например, эта температура является оптимальной для технически зрелых листьев всех ломок табака сорта Иммунный 580).

Несомненно, что вопрос о конкретных значениях С/Ы для того или иного режима томления представляет большой самостоятельный интерес и требует проведения дополнительшх исследований.

2.4. Производственная проверка

Производственную проверку дифференцированной в зависимости от исходного состояния свежеубранных листьев технологии томле -ния табака проводили в колхозе им.Ульянова Лагодехского района Грузии (1990 г.) ив табаксовхозе " Тверской" Апшеронского района Краснодарского края ( 1991 г.).

Использование-дифференцированных режимов томления табака позволило по сравнению с обычно применяемым (контрольным) ре -жимом в случае технически зрелых и перезрелых листьев сущест -венно (в среднем на 40-45 %) сократить продолжительность том -ления ,в случае недозрелых листьев (несмотря на определенное удлинение - в среднем на 30-40 % срока их томления) полностью

исключить запарку листьев и этим самым резко повысить выход первого и второго товарных сортов. В среднем в результате дифференцированной технологии томления табака выход первого товарного сорта увеличился в среднем на 15-18 %, второго - на 20 %, про -должительность томления сократилась на 20-25 %.

ВЫВОД И ПРВДИОШЕШЯ

1. Содержание хлорофилла, белка, крахмала, сухого вещества в процессе томления листьев табака постоянно уменьшается независимо от их исходного состояния. При однотипном характере из -менений скорость и глубина распада указанных компонентов определяются особенностями метаболического состояния свежеубранных листьев, обусловленными биологией сорта, степенью зрелости и ярусным положением листьев на стебле.

2. Скорость распада хлорофилла и белка при томлении тем меньше, чем больше этих веществ содержится в исходных листьях.

3. По количественному содержанию хлорофилла в свежеубранных листьях в определенной мере возможно прогнозировать продолжи -тельность томления табака. Ориентировочно (при использовании стандартного режима томления - температура 35-36 °С, влажность-75-77 %) при содержании хлорофилла в свежеубранных листьях 0,60,8 мг/дм^, продолжительность томления табака составляет 36-45 часов, при содержании хлорофилла на уровне 1,0 мг/дм^ -60-72 часа и при увеличении содержания зеленых пигментов до 1,7-1,9 мг/дм^ процесс томления удлиняется до 96-108 часов.

4. Скорость распада крахмала при томлении в отличие от хлорофилла и белка зависит не только от исходного уровня самого крахмала, но и исходного уровня белка. В случае низкого содер -жания белка в свежеубранных листьях крахмал может распадаться

с высокой скоростью и при его высоком исходном содержании (например, в листьях табака типа Вирджиния), на фоне же высокого исходного содержания белка ( например, в недозрелых листьях) крахмал распадается медленно и менее глубоко.

5. Содержание водорастворимых углеводов при томлении табака изменяется по-разному и с различной скоростью в зависимости от исходного состояния листьев. При высоком исходном содержа -нии крахмала (и суммы углеводов в.целом) и низком содержании белка количество водорастворишх углеводов постоянно нарастает (например, в листьях табака сорта Кокер 347), при сравнительно низком содержании крахмала и высоком содержании белка (напри -мер, в листьях табака сорта Иммунный 580) содержание водорастворимых углеводов увеличивается в начальный этап томления, а затем уменьшается. Высота подъема и конечный уровень водорастворимых углеводов различны у листьев различного исходного состояния. Они тем больше, чем больше крахмала содержится в све -жеубранных листьях. .

6. Из исследованных биолого-технологических факторов (определяющих исходное состояние листьев): биологические особенности сорта, степень зрелости и ярусное положите листьев на стебле наибольшее влияние на процесс томления табака оказывают сте -пень зрелости листьев и биологические особенности сорта, меньшее влияние оказывает фактор ярусного положения листа на стебле.

7. Режим томления оказывает неодинаковое влияние на ход томления табака в зависимости от состояния свежеубранных ли -стьев.

8. Для сокращения продолжительности томления и получения возможно высокого содержания водорастворимых углеводов в вы-

томленном сырье (что является одним из основных критериев его качества) необходимо применять дифференцированный режим томления табака в зависимости от биолого-технологических свойств свежеубранных листьев. В случае исходного высокого содержания углеводов (табак типа Вирджиния) целесообразно использовать более повышенный температурный режим томления (39-40 °С) ,при сравнительно низком содержании углеводов (отечественные сорта табака) следует использовать средний температурный режим (35 -36 °С), а недозрелые листья ( с высоким уровнем белка) необхо -димо томить при пониженной температуре ( 31-32 °С).

9. В качестве объектившх показателей дифференциации режима томления табака могут быть использованы отношения сумма углеводов/белки и углерод/азот свежеубранных листьев.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кузьмина М.А., Мохначев И.Г., Петрий А.И. Динамика распада хлорофилла при томлении зеленолистных сортов табака/У Изв, ВУЗов СССР, Пищевая технология.- 1990.- № 6.- С.50-53.

2. Кузьмина Ы.А. Режим томления табака с учетом исходного состояния листьев // Краснодар,- 1991.- ЦН1И.- Информационный листок,- № 55-91.

3. Михайлова Т.П., Миронов Е.К., Гайдак Л.И.,Кузьмина М.А., Мирзоев И.Ш., Касымов М.И. Способ оценки курительных свойств табачного сырья. А.с. 4842665/13 (068289).-Заявл.20.06.90.

4. Кузьмина М.А. Особенности накопления и распада углеводов в листьях табака во время томления.-Деп.в АгроШИТЭИпищепром 9.04.93.- № 2533.

МН"