автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Разработка способов формирования и оценки улучшенных потребительских характеристик нишевой табачной продукции

На правах рукописи

Моисеев Дмитрий Игоревич РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ФОРМИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ УЛУЧШЕННЫХПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НИШЕВОЙ ТАБАЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность: 05.18.15 -Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О * СЕН 2013

Москва - 2013

005532759

005532759

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» на кафедре «Технология сахаристых, бродильных производств и виноделие»

Научный руководитель: - кандидат технических наук, доцент

Мойсеяк Марина Борисовна

Официальные оппоненты: - Васькина Валентина Андреевна

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский

государственный университет пищевых производств», профессор кафедры «Технологии переработки растительного сырья»

- Александров Александр Юрьевич,

кандидат физико-математических наук, директор по нормативному регулированию компании Империал Тобакко Групп

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Кубанский

государственный технологический университет»

Защита состоится 26 сентября 2013 года в 1200 часов на заседании Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.148.08 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080. Москва, Волоколамское шоссе, д.11, ауд. 302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО

«МГУПП».

Автореферат разослан «26» августа 2013 г.

Учёный секретарь уу.

Совета Д 212.148.08 к.х.н.. доц. B.C. Штерман

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В настоящее время отечественный рынок табака и табачных изделий представляет собой достаточно сложившуюся структуру, основой которой является потребительский рынок табачных изделий и рынок отечественных производительных сил.

Получение более безопасной для здоровья человека табачной продукции связано с усовершенствованием технологий производства путем изучения химического состава и свойств сырья, готовых курительных изделий и физико-химических изменений в табаке, происходящих при обработке табачного сырья с целью снижения токсичности дыма.

В сложившихся рыночных условиях особую актуальность приобретают научно-технологические инновации, позволяющие предприятию не только приобретать сырье с постоянными физико-химическими параметрами, но и оптимизировать процесс переработки табака в технологическом цикле таким образом, чтобы получить максимальную эффективность использования данного сырья и в итоге производить продукт с управляемыми параметрами качества.

Исследованиями в этом направлении занимались множество различных российских и зарубежных ученых, таких как: П.Г. Асмаев, P.M. Вартанян, П.К. Дорохов, Г.Л. Диккер, Н.В. Журавлев, С.В. Каменщикова, И.Г. Мохначев,В.П. Писклов, И.И. Татарченко, А.П. Смирнов, А.А. Шмук, И.В.Моисеев, Armstrong D.W., FawkyM. Ablallah, и др. При этом следует учесть, что проведенные исследования не повторяют ранее изученные и направлены на получение более безопасной для здоровья человека табачной продукции.

Поэтому разработка способов формирования и оценки улучшенных потребительских характеристик нишевой табачной продукции (сигары, сигариллы, курительные табаки), позволяющих снизить токсичность дыма курительных изделий является одним из актуальных и практически значимых исследований в данном направлении.

Стеаень разработанности темы. В диссертационной работе разработаны, экспериментально подтверждены, а также адаптированы в условиях действующего производства способы регулирования и управления качеством курительных изделий начиная с этапа экспертизы физико-химических и органолептических свойств образцов предлагаемого табачного сырья и заканчивая оптимизацией технологических режимов работы оборудования, позволяющих получить продукт с оптимальным соотношением цена/качество для конкретного локального рынка табачных изделий.

Цели и задачи исследования. Цель работы, - с учетом научно-обоснованного процесса формирования улучшенных потребительских характеристик разработать методы товароведной оценки, усовершенствовать технологию производства нишевой табачной продукции с заданным потребительскими параметрами с целью снижения токсичного воздействия табака и табачного дыма на организм человека.

В соответствии с поставленной целью и на основании литературных данных экспериментальные исследования были направлены на решение следующих задач:

- провести анализ российского рынка нишевой табачной продукции;

- разработать приборный метод исследования качества покровного листа для сигар, а так же ароматических сортотипов сырья при производстве курительных Табаков КУО-МУО (для самокруток) и трубочных смесей для определения соотношения цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа табачного листа и провести апробацию метода путем сенсорного тестирования готовых сигар;

исследовать физико-химические показатели белого сахара, представленного на рынке РФ, определить наиболее значимые показатели для производства глюкозо-фруктозных сиропов (ГФС) с высокими потребительскими показателями и разработать дополнительные требования к белому сахару при производстве кальянного табака;

- изучить влияние степени инверсии ГФС на качество кальянного табака, обосновать режим и количество вносимых ингредиентов с целью усовершенствования технологии получения кальянного табака, провести органолептические исследования путем курительных сессий для определения потребительских свойств готовых курительных изделий;

- определить отличительный параметр качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака и комплекс технологических параметров для разработки способов контроля качества табачного и нетабачного видов сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека;

- решить задачу повышения эффективности процесса поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, путем компьютерного моделирования;

- апробировать результаты исследования в промышленных условиях, разработать рекомендации по улучшению потребительских свойств

курительных изделий.

Научная новизна:

- предложен аппаратурный метод исследования поверхности покровного листа для сигар, а так же ароматических сортотипов сырья при производстве курительных Табаков RYO-MYO и трубочных смесей с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне для определения соотношении цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа листа;

- определены наиболее весомые физико-химические показатели белого сахара (цветность не более 80 единиц ICUMSA, мутность не более 140 единиц ICUMSA (сумма начальной и конечной), вспенивание, флок-тест, тест на плавление, РВ < 0,03% (в пересчете на сухое вещество), влияющие на качественные показатели готовых инвертных сиропов и в итоге на потребительские свойства кальянного табака;

- установлена корреляционная зависимость между показателями цветность и суммарная мутность белого сахара и его сенсорными характеристиками, отрицательно влияющими на коэффициенты весомости элементов вкуса табачного дыма;

- установлено по результатам дегустационной оценки, что образцы кальянного табака, полученные по предлагаемой, усовершенствованной технологии, отнесены в область высоких дегустационных оценок, продукт имеет нормированное содержание никотина, которое не зависит от выбора исходного табака, что обеспечивает стабилизацию органолептических свойств дыма и исключает негативное влияние на органы чувств курильщика;

- определен показатель влажности кальянного табака как отличительный параметр качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака и обоснован наиболее точный метод его определения;

- определен комплекс технологических параметров кальянного табака для разработки методик контроля качества табачного и нетабачного видов сырья, в том числе и при наличии оригинальных образцов, что поможет регулировать технологические параметры готовой продукции с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека;

предложена программа, представляющая собой реализацию компьютерного моделирования поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, обеспечивающих заданный профиль вкуса дыма и нормирование его показателей безопасности.

Теоретическая и практическая значимость работы. В результате обобщения проведенных исследований для практического использования способов формирования и оценки улучшенных потребительских характеристик нишевой табачной продукции сформулированы предложения, перечисленные ниже:

разработанный приборный метод исследования поверхности покровного листа из различных стран мира с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне показал возможность его применения для определения соотношения цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа табачного листа;

- определены требования к качеству табачного и не табачного видов сырья для получения кальянного табака, обоснованы режимы и количество вносимых ингредиентов с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека и выпуска конкурентоспособной табачной продукции со стабильными курительными свойствами при рациональном использовании сырья; усовершенствованная технология получения кальянного табака апробирована на ОАО «Погарская сигаретно-сигарная фабрика» (ПССФ);

- предложена методика идентификации контрафактной продукции и идентификации конкретного бренда кальянного табака, а также комплекс технологических параметров для разработки способов контроля качества табачного и нетебачного видов сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека, которая прошла производственные испытания на ОАО «ПССФ»;

написана программа, представляющая собой реализацию компьютерного моделирования поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, обеспечивающих заданный профиль вкуса дыма и нормирование его показателей безопасности путем процентного смешивания имеющегося перечня сортов табака из 26 возможных, каждому из которых соответствует перечень из 13 характеризующих его признаков;

- результаты исследования прошли производственные испытания на ОАО «ПССФ», а также рекомендованы для использования в учебном процессе по направлению подготовки 100800.62 «Товароведение и экспертиза товаров в сфере производства и обращения сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров».

Методология и методы исследования. Для достижения цели диссертационной работы и подтверждения достоверности полученных результатов были использованы следующие органолептические и физико-химические методы исследований: атомно-силовое микроскопирование (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне; Гост 858-81 Табак курительный. Общие технические условия; дегустационная оценка, методика НПО «Табак»; ГОСТ 3714-79 Табак-сырье сигарное ферментированное. Технические условия; ГОСТ 30038-93. Табак и табачные изделия. Определение алкалоидов в табаке -Спектрофотометрическим методом; ГОСТ 12579-67 Сахар-песок и сахар-рафинад. Метод определения гранулометрического состава; ГОСТ 12572-67 Сахар-песок и сахар-рафинад. Метод определения цветности сахара; ГОСТ Р 54640-2011 Сахар. Правила приемки и методы отбора проб; ГОСТ 12576-89 Сахар. Методы определения внешнего вида, запаха, вкуса и чистоты раствора; ГОСТ 12575-2001 Сахар. Методы определения редуцирующих веществ; Качественный анализ сахара на наличие флоккул. Spreckels флок-тест для рафинированных свеклосахарных продуктов.

Положения, выносимые на защиту: - разработанный приборный метод определения качества покровного листа при производстве сигар, а так же ароматических сортотипов сырья для производства курительных Табаков RYO-MYO и трубочных смесей с целью определения соотношения цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа табачного листа;

- результаты анализа рынка кальянного табака и исследования влияния физико-химических показателей качества сырья, режимов внесения ингредиентов при производстве кальянного табака на потребительские свойства готового курительного изделия;

- исследования отличительных параметров качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака и комплекса технологических параметров для разработки методик контроля качества табачного сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека;

- результаты исследований повышения эффективности процесса поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, путем компьютерного моделирования;

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных материалов диссертации подтверждена Патентами РФ и актами

производственных испытаний на ОАО «ПССФ». Материалы диссертации представлены и доложены на VI международная научно-практическая конференция «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», ноябрь 2010г, МГУПП, Москва; II научно-практическая конференция «Контроль содержания и безопасности наночастиц в продукции сельского хозяйства и пищевых продуктах» октябрь, 2011. МГУПП, Москва; «Товароведение и вопросы длительного хранения продовольственных товаров «Товаровед 2013», апрель 2013г., МГУПП, Москва.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 11 печатных работ, отражающих ее основное содержание, в том числе, 3 патента РФ и 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка использованной литературы, приложений. Основной текст диссертации изложен на 164 страницах. Работа содержит 44 таблицы, 27 рисунков. Список использованной литературы включает 154 наименований российских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель исследования и научная новизна.

В первой главе «Обзор литературы» проанализирован рынок нишевой табачной продукции, дан критический анализ нормативной, технической, научной литературы по теме диссертации, рассмотрены возможности оперативного контроля качества сырья для формирования потребительских свойств при производстве табака и табачных изделий, особое внимание уделено стабильности качества вырабатываемой продукции, необходимости дальнейшего совершенствования технологии производства, методам существующего контроля и разработке новых экспресс- методов контроля качества табака и табачных изделий, применение математического моделирования для оптимизации различных технологических этапов, вопросы идентификации сырья и готовой продукции и борьба с фальсификацией. На основании полученных данных сформулированы задачи исследования.

В Экспериментальной части в главе 2 «Разработка аппаратурного метода оценки качества покровного листа с помощью исследовательского комплекса ИНТЕГРА» проведены исследования поверхности покровного листа с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ), в микро- и нанометровом диапазоне, что позволило выявить зависимости влияния

количества ароматических коробочек и шероховатости поверхности на качество покровных листьев.

В качестве образцов были выбраны наиболее популярные сорта покровных листьев: Bahia Mata Fina ТРТ 2 PFS Escuro; Camerún Wrapper 2007/2008 BVA OBI; Bahia Sumatra Castanho Alto 2007; Arapiraca Capa I PFS Viso 2007; Connecticut из Эквадора; Besuki из Индонезии.

С помощью исследовательского комплекса ИНТЕГРА, входящего в состав оборудования эталонной нанолаборатории МГУПП. было произведено микроскопирование целью которого было рассмотреть образцы покровных листьев в микро- и нанометровом диапазоне для выявления зависимости влияния количества ароматических коробочек и шероховатости поверхности на качество покровных листьев (рисунок 1).

а) б)

Рисунок 1 - Лист Бразилия Bahia Sumatra Castanho Alto 2007: а) Микроскопирование 2D: б) Микроскопирование 3D. Представленные образцы являются достаточно сложным по структуре объектом для исследования на АСМ, поскольку имеют большие перепады по высотам. Потому для каждого из образцов подбирались определенные параметры съемки, что. безусловно, потребовало отдельного подхода к каждому образцу.

Полученные снимки показали, что поверхность табачного листа имеет свойственные ему неровности и шероховатости, также видны ароматические коробочки. Максимальную высоту пиков для каждого листа можно оценить с помощью представленных изображений (значения по осям представлены в микронах).

Исходя из этого, можно сделать следующее утверждение, что с помощью данной методики с высокой точностью можно судить о шелковистости и

оптической равномерности поверхности покровного листа.

Некоторые образцы имеют уже раскрывшиеся ароматические коробочки, что говорит о нарушениях при обработке покровного листа. И так как данный параметр вместе со вкусом дыма являются определяющими при оценке стоимости этого табака, то можно с уверенностью сказать, что данная методика дает более объективный метод оценки качества покровного листа, чем органолептический.

Выявлено, что наибольшее количество коробочек с ароматическими маслами находится у покровного листа Bahia Sumatra Castanho Alto 2007; для подтверждения предположения о том, что именно максимальное количество ароматических коробочек на единице площади листа и есть залог хорошего вкуса было проведено органолептическое тестирование.

Так как в данный момент отсутствуют общепринятые методики проведения органолептического тестирования нишевой табачной продукции, -за основу данного исследования взяли методику проведения сенсорного тестирования сигарет краснодарского НИИ Табака и Махорки.

Для тестирования было приготовлено 200 сигарилл ''Премьер" производства ПССФ со стандартным блендом и стандартным для данной марки покровным листом, а также по 20 сигар со стандартным подлистом и начинкой, но с использованием в качестве покровного листа каждого из 5 испытываемых образцов.

Для участия в эксперименте были приглашены потребители сигар с большим стажем курения и студенты МГУПП, общее количество участников фокус группы составило 20 человек.

Итогом эксперимента стало подтверждение приборного метода оценки -высший бал от дегустаторов получили сигары с покровным листом Bahía Sumatra Castanho Alto 2007.

Таким образом, микроскопирование покровных листьев в микро- и нанометровом диапазоне позволяет определять достаточно точно качество покровного табачного листа для сигар, а так же ароматических сортотипов сырья при производстве курительных Табаков RYO-MYO и трубочных смесей.

В главе 3 «Разработка дополнительных требований к белому сахару при получении глюкозо-фруктозных сиропов для производства кальянного табака» проведены исследования по изучению влияния физико-химических показателей белого сахара на качественные показатели готовых инвертных сиропов и, в итоге, на товароведческие показатели кальянного табака.

производимого на ОАО «ПССФ»: с этой целью было отобрано 10 образцов белого сахара, вырабатываемого на заводах РФ.

Кроме стандартных потребительских показателей белого сахара: цветность, мутность, редуцирующие вещества, внешний вид, запах, вкус и чистота раствора сахара, гранулометрический состав. рН раствора белого сахара были добавлены такие показатели как - качественный анализ сахара на наличие флоккул, вспенивание сахаросодержащих растворов, тест на плавление сахара-песка, остаточное содержание солей кальция.

При исследовании нарастания мутности приготовленных сахарных сиропов во времени было выявлено, что номера образцов, имеющие максимальные показатели начальной мутности не совпали с номерами образцов, имеющих наибольшие значениями конечной мутности. Поэтому был добавлен показатель конечной мутности при оценке качества белого сахара.

Из диаграммы (рисунок 2) основных показателей качества образцов белого сахара видно отсутствие какой-либо определенной зависимости между показателями качества белого сахара.

Проведённая дегустационная оценка кальянного табака, полученного с использованием исследуемых образцов белого сахара, позволила выявить наиболее значимые показатели качества белого сахара для производства инвертных сиропов.

Рисунок 2- Основные показатели качества образцов белого сахара

Дегустационная оценка проводилась на ОАО «ПССФ». Для дегустационной оценки образцов кальянного табака использовалась подготовленная группа дегустаторов из 11 человек (7 мужчин. 4 женщины) в

возрасте 20-28 лет с ежедневной привычкой употребления курительных табачных изделий, в т.ч. кальянного табака не реже 2 раз в неделю.

При дегустационной оценке использовалась методика НПО «Табак» с суммарной оценкой качества 100 баллов. При этом коэффициенты весомости по основным показателям качества табачного дыма (таблица 1) расставлены следующим образом:

Таблица 1 - Коэффициенты весомости по основным показателям качества табачного дыма

№ Показатель весомости максимальная значимость

1 Вкус (горечь, жжение, раздражение, щипание, обкладка, пустота) 42 балла

2 Аромат 34 балла

Л .э Крепость 14 баллов

4 Плотность дыма 10 баллов

5 Сумма 100 баллов

Суммарной оценкой каждого образца кальянного табака считается среднее значение оценок по всем дегустаторам (таблица 2).

Таблица 2 - Обобщенные результаты исследования_

1 образ | ца Сумма баллов Показатель вкуса

Горечь Жжение Раздражение Щипание Обкладка Пустот вкуса

1 1 6 2 2 2 0 0 0

12 6 2 2 J 2 0 0 0

¡3 23 7 6 4 2 -» э 1

! 4 5 2 2 1 0 0 0

! 5 39 10 1 10 7 5 5 2

1 6 25 7 6 4 о 4 1

7 э 1 2 1 0 0 0

8 ' 19 5 : 5 4 2 -> о 0

9 ! 39 10 ! 10 7 ! 5 5 2

10 34 10 8 6 ! 4 ¡4 2

По результатам дегустационной оценки видно, что 4 образца №№ 1,2,4,7 набрали наименьшее количество баллов и были определены в область высоких дегустационных показателей. Образцы Л'аЛ® 3,6,8 отнесены в область средних дегустационных показателей, а образцы №№ 5,9 и 10 отнесены в область низких (рискованных) дегустационных показателей. Для объективной оценки технологических качеств кристаллического сахара. - как сырья для приготовления ГФС был использован графический метод, включающий

основные параметры качества, такие как: цветность, мутность, вспенивание, флокуляция, РВ, представленные на профилограмме образцов сахара-песка различных дегустационных показателей (рисунок 3).

■ Мутность

---Образец 1

-—- Образец 3 Образец 5

флокуляция Вспенивание

Рис.3. - Диаграмма оценки параметров качества белого сахара: образец 1 - определен в область высоких дегустационных показателей, образец 3 - определен в область средних дегустационных показателей, образец 4 - определен в область низких дегустационных показателей.

Площадь поверхности полученного многоугольника количественно характеризует качество данного образца белого сахара: чем меньше площадь поверхности многоугольника, тем выше качество белого сахара.

Цветность, ед. 1СиМ5А

Рисунок 4 - Органолептические дегустационные показатели весомости элементов вкуса табачного дыма в зависимости от цветности и суммарной мутности растворов белого сахара

На основании полученных данных курительной сессии выявлена корреляционная зависимость (рисунок 4) между показателями цветность и

40

суммарная мутность белого сахара и его сенсорными характеристиками, отрицательно влияющими на коэффициенты весомости элементов вкуса табачного дыма.

Научные исследования проводились в эталонной нанолаборатории, проблемной научно-исследовательской лаборатории биотехнологии и на кафедре «Технология сахаристых, субтропических и пищевкусовых продуктов» ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств».

В четвертой главе «Усовершенствование технологии получения кальянного табака» проанализирован инвертный сироп, полученный из выбранных образцов сахара-песка на содержание углеводов и исследовано изменение качественных показателей инвертного сиропа при различной степени инверсии сахарозы (таблица 3).

Таблица 3 - Содержание глюкозы, фруктозы и сахарозы в исследуемых инвертных сахарных сиропах_____

Показатель Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4 Образец 5 Образец 6

Глюкоза, г/кг 359,71 359,61 327.95 321,39 52,61 43,24

Фруктоза, г/кг 310,43 і 306.54 298,54 373,03 9,56 39,31

Сахароза, г/кг <0.002 ! <0,002 < 0,002 <0,002 j 593,16 471.92

Соотношение О-глюкозы и 0-фруктозы 1,16 1,17 1.10 0,86 j 5.50 1 1,10

Сумма Сахаров, г/кг 597,71 666.15 626,59 694,42 ! 656.33 1 554,47

Доля сахарозы в общей концентрации Сахаров, % - j 1 | ! 90.38 85,11

Проведено исследование сахарных сиропов на наличие анионов на ионообменной хроматографической системе ICS 2100.

Наличие хлоридов в растворе инвертного сиропа (таблица 4) подтверждает использование для инверсии сахарозы соляной кислоты. При увеличении степени инверсии сахарозы наблюдается увеличение количества фторидов в сиропе, что обусловлено некачественной соляной кислотой. Таким образом, с помощью данного метода можно определить кислоту, используемую для гидролиза сахарозы и оценить ее качество.

Таблица 4 - Содержание фторидов и хлоридов в исследуемых образцах

№ образца 1 2 3 4 5 6

Содержание хлоридов (мг/дм3) 493.3 ! 502.2 : 553.2 ! ' 587,2 495,5 | 558.7 1

Содержание фторидов (мг/дм') 129,44 134.5 ! 123,7 131,06 44,4 60.4 :

Недостатком существующей технологии получения кальянного табака является длительность процесса с множеством технологических операций. Получаемый табачный продукт не нормирован по содержанию никотина. Потребление никотина будет зависеть от содержания его в исходном табачном сырье, которое колеблется в очень широких пределах в зависимости от сортовых особенностей табака и используемой агротехники, а также от количества- вводимого в смесь целлюлозосодержащего нетабачного материала, рекомендуемого в пределах от 0 до 15%. Это будет сокращать потребление никотина курильщиком, но содержание в табачной мешке даже 10% обедненной никотином и ароматическими веществами вспученной табачной жилки (СКЕБ) приводит к резкому ухудшению вкуса табачного дыма, вызывает жжение языка и гортани, а также спазмы глотки. Используемое целлюлозосодержащее сырье при этом может ухудшать органолептические показатели готового продукта в несколько раз. При формировании табачного материала и его резке образовывается много мелкой фракции и пыли, что увеличивает отходы и ухудшает экологическую ситуацию на предприятии.

Указанные недостатки требовали пересмотра технологии получения кальянного табака. Было предложено после резки перед сепаратором увлажнять сырье до 16-18,5%. Предложенное увлажнение перед резкой и кондиционирование увеличивают упругость и снижают хрупкость табачного материала, что обеспечивает сокращение образования табачной крошки и пыли и. соответственно, выделение табачной пыли в окружающую среду, повышая экологическую безопасность производства.

Снижение содержания смол и никотина в бленде достигается путем предварительного смешивания табачного материала с табачной жилкой\вспученным табаком (СЯЕ8)\восстановленным табаком до достижения смесью содержания никотина 1,2-1,3 мг/г. Соотношение сырьевого материала рассчитывается по известным зависимостям для получения готового продукта с заданными химическими и органолептическими свойствами. Необходимо отметить, - чем выше степень инверсии, тем выше органолептические показатели конечного продукта, но проведенные опыты показали, что

неподготовленный тестер не ощущает разницу между продуктами, в которых степень инверсии превышает указанный процент, следовательно, использование слишком большой степени инверсии является не совсем целесообразным с экономической точки зрения при выпуске массового продукта низкого и среднего ценового диапазона.

В отличие от принятой схемы, было предложено вносить в смесь ароматизатор, краситель, консервант и дополнительное количество умягчителя после ферментации смеси с инвертным сиропом и частью умягчителя, в установке горизонтального и вертикального перемешивания при традиционных параметрах процесса. Дополнительное перемешивание после внесения всех необходимых компонентов позволяет им равномерно распределяться по внутренней структуре табачного листа. удерживаться в нем и взаимодействовать с химическими микроэлементами собственно табака, обеспечивая тем самым требуемую композицию дыма. При этом, выдержка смеси для завершения ферментации не требуется.

Проведенные производственные испытания и дегустационная оценка кальянного табака производимого по известной и усовершенствованной технологии на ОАО «ПССФ» показали, что полученный по предлагаемой технологии (Рисунок 5) продукт имеет нормированное содержание никотина, которое не зависит от выбора исходного табака. Это обеспечивает стабилизацию органолептических свойств дыма и исключает негативное влияние на органы чувств курильщика. Рекомендуемая степень инверсии сахарозы позволяет улучшить качественные показатели готового продукта, а специальная нарезка листьев обеспечивает однородность консистенции смеси, что очень важно для равномерности горения. Сокращение табачной крошки и пыли уменьшает количество отходов на производстве, повышая экологическую безопасность производства. При этом технологический цикл уменьшается по времени в два раза.

Глава 5. «Определение параметров, являющихся основными идентификационными признаками конкретного бренда кальянного табака». Поскольку консистенция кальянного табака и его влажность поддерживается заданной технологией изготовления конкретным производителем, то влажность кальянного табака была выбрана в качестве отличительного параметра качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака.

Участок подготовки растительного сырья

'Удаление пэра Удаление пара

36 I 37 38 1 39 ло Д

Растительное сырье

Сырье ДЛЯ

приготовления

основы

Участок подготовки основы курительных смесей для кальяна

19 И ЕШ

Гу-Г"' " А-

Ь-4] »

20 ■ 42

полуфабрикат

Производственная лаборатория

Іконтроль качества сырья и готового продукта)

Удаление органической и минеральной пыли 43

<Я

Участок упаковки готового продукта 28 29 30

Ю'-'8

Рисунок 5 - Аппаратурная усовершенствованная схема получения курительных смесей для кальяна

1 - подготовка листового табака и других растительных компонентов (ЭМК - эфиро-масленичные культуры ); 2,6 - ленточный транспортер; 3, 12 - вибро-транспортер; 4 - барабан увлажнения и соусирования ; 5- транспортер с магнитным сепаратором; 7 - силос накопитель; 8 - воздушный сепаратор резанного табакэ;9 - табакорезательный станок;10-бокс дозатор резанного табака; 11-взвешивающая станция;13-сушильный барабан;14-воздушный сепаратор резанного табака;15-бокс-дозатор целлюлозных добавок иЭМК с введением жилки и/или вспученного табака и/или целлюлозы до достижения содержания никотина 1,2-1.3 мг/г и обеспечением содержания смеси табачного материала в готовом продукте на уровне 30-35%; 16-смеситель с обеспечением;17 - дополнительный воздушный сепаратор смеси табака;18-варочный котел;19-накопитель инвертированного сахара со степенью инверсии 40-45% и обеспечением содержания инвертированного сиропа в готовом продукте на уровне 25-30%,20-накопитель глицерин\пропиленгликоля с дозатором обеспечивающим содержание умягчителя в готовом продукте на уровне 25-35%; 21-бокс дозатор смеси с сухофруктами; 22-станция дозирования красителя; 23-станция дозирования консерванта; 24-станция дозирования ароматизатора обеспечивающим содержание ароматизатора в готовом продукте на уровне 2-7%; 25-установка перемешивания кальянного табака в горизонтальном исполнении до достижения никотина в Сахарсодержащем растворе; 26-установка перемешивания кальянного табака вертикальном исполнении до достижения никотина в сахарсодержащем растворе; 27 - универсальный дозирующий автомат;28-пачечный автомат для изготовления картонной пачки;29,32-марочный автомат;30-целофанирующая машина пачки;31-целофанирующая машина блока;33-крышко- заворачивающий^ автомат;34 индукционный запайщик;3б,38-вентилят0р выпаров;35,37,39-вентилятор сепарации и пневмотранспорта;40-циклсн;41-рукавный фильтр очистки воздуха;42-установка ионизации помещения (удаления избытка ароматических компонентов в помещении);43-система общеобменной вентиляции и кондиционирования воздуха производственных участков.

Были проанализированы известные методы определения влажности табачных изделий и выбран наиболее подходящий для кальянной смеси. На основании проведенных исследований для более точного анализа рекомендуется использовать метод отгона с гидрофобной жидкостью для определения влажности кальянных Табаков, так как он дает наиболее близкие результаты к эталонным образцам. Для проведения обобщенных исследований проб можно применять метод 3-х часового высушивания при температуре 105 С до постоянной массы.

Было определено суммарное содержание углеводов, сахарозы, азота, никотина в образцах кальянного табака до и после прокуривания.

Исследование данных параметров помогло определить количество вышеперечисленных элементов переходящих в дым и. соответственно, непосредственно влияющих на вкус дыма (таблица 5).

Таблица 5 - Содержание углеводов, сахарозы, азота и никотина в кальянных смесях до и после прокуривания

Наименование табака Химические параметры 1

! Углеводы,( %) Сахароза,(%) Азот,( %) : Никотин,(%) |

ШкЫаТоЬассо до : 55 27.5 0,27 | 0,49

прокуривания обр. Х?! ! !

ЫакЫаТоЬассо после следы 2.02 0.27 ! -

прокуривания обр. №1*

№ШаТоЬассо до 45 40 0,3 0,519

прокуривания о б р.№2

ЫакЫаТоЬассо после следы 1,35 0,75 -

прокуривания обр .№2*

Образец №3 до 55.0(78,0)* 46,6(66,1) 0,37(0,52) 0,155

прокуривания

Образец №3 после 44,9(54.2) 44,1(53,3) 0,48(0,58) 0.012

прокуривания

Образец №4 до 37,9(54.3) 40,3(57,7) 0,38(0,54) 0,133

прокуривания

Образец №4 после 47.5(56.7) 55,0(65,7) 0,65(0,78) 0,016

прокуривания

Образец №5 до 42.6(58.6) 50,0(68,8) 0,36(0,49) 0,463

прокуривания

Образец №5 после 46,6(59,3) 50,0(63,7) 0,65(0,85) 0,376

прокуривания

Махорка 8.5 6,5 1.41 3.05

* - фактическая влажность и на абсолютно сухую навеску (в скобках).

Кроме вышеуказанных показателей было определены: кислотность водных вытяжек кальянных Табаков и воды, через которую пропускают дым, изменение массы кальянного табака в результате прокуривания, содержание влажного конденсата на фильтре, электропроводность водных вытяжек до и после прокуривания, а так же рН2С воды, через которую пропускают дым, исследование качественного состава умягчителей.

Все эти характеристики можно рассматривать как комплекс технологических параметров кальянного табака для разработки методик контроля качества табачного сырья, а так же, - при наличии оригинальных образцов, методик идентификации контрафактной продукции. Это позволит регулировать технологические параметры готовой продукции с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека.

Глава 6. «Компьютерное моделирование поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков. В ближайшее время, - по мнению экспертов табачного рынка, тенденция к расширению ассортимента курительных изделий будет снижаться в связи с действиями антитабачного законодательства. Создание\коррекция серийного необходимого табачного бленда с заданными свойствами требует

времени и больших усилий. Именно качество табачной мешки является приоритетной составляющей успеха производителей сигарет. Поставленная задача создания мешки требует выполнение скоординированной работы по многоступенчатой методике:

- Определение цели и выбор составляющих сортотипов табака.

- Составление рецептур со\ сов и ароматизаторов, которые будут дополнять общую мешку.

- Определение курительных свойств.

- Сравнение результатов лабораторных анализов и дегустационной оценки.

Для решения поставленной задачи была разработана программа, представляющая собой реализацию ситуационного компьютерного моделирования процесса поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, путем процентного смешивания имеющегося перечня сортов табака из 26 возможных, каждому из которых соответствует перечень из 13 характеризующих его признаков. Перечень переменных, характеризующих заданный бренд табака, представляет собой реализацию компьютерного моделирования процесса поиска требуемого бленда табака.

Был разработан алгоритм реализации ситуационного компьютерного моделирования процесса поиска требуемого бленда табака.

Результатом использования программы стали разработанные бленды табака с заданными потребительскими свойствами; производственные испытания проводились на ОАО «Погарская сигаретно-сигарная фабрика».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.Проанализировано современное состояние российского рынка табачной промышленности и выявлены потребительские предпочтения в потреблении различных видов табачных изделий. Определены тенденции развития табачного рынка России, и выявлена необходимость научно-технологических инновации, позволяющих предприятию не только приобретать сырье с заданными ценовыми ограничениями и фиксированными физико-химическими параметрами, но и оптимизировать процесс переработки табака в технологическом цикле таким образом, чтобы получить максимальную эффективность использования данного количества сырья, а также получить продукт с управляемыми параметрами качества.

2. Разработан приборный метод анализа поверхности табачного сырья для сигар, а так же ароматических сортотипов сырья при производстве курительных

Табаков RYO-MYO и трубочных смесей с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне, что позволило выявить зависимость влияния количества ароматических коробочек и оптической равномерности поверхности на качество покровных листьев на потребительские показатели готовых сигар, проанализированы наиболее популярные сорта покровных листьев: Bahia Mata Fina ТРТ 2 PFS Escuro; Camerún Wrapper 2007/2008 В VA OB 1; Bahia Sumatra Castanho Alto 2007; Arapiraca Capa I PFS Viso 2007; Connecticut из Эквадора; Besuki из Индонези; отмечено, что покровный и лист из Бразилии Bahia Sumatra Alto 2007 обладает наиболее высокими потребительскими качествами.

3. Установлено, что качество кальянных курительных изделий напрямую зависит от физико-химических показателей белого сахара, табачной мешки, кислоты, применяемой для гидролиза сахара и условий проведения процесса. Определены наиболее значимые показатели качества белого сахара для производства инвертных сиропов с заданными качественными характеристиками: цветность, мутность (сумма начальной и конечной (36; 137); (58;130); (73;68)), РВ, вспенивание, флок-тест, тест на плавление. Выявлена корреляционная зависимость между показателями цветность и суммарная мутность белого сахара и его сенсорными характеристиками, отрицательно влияющими на коэффициенты весомости элементов вкуса табачного дыма и рекомендованы следующие значения отдельных показателей качества белого сахара: цветность не более 80 единиц 1CUMSA (с учетом значений суммарной мутности); сумма значений начальной и конечной мутности не более 140 единиц 1CUMSA (с учетом значений цветности); РВ не должно превышать 0,03%; рН2о не ниже 6,0.

4.Выявлены недостатки существующей технологии получения кальянного табака и предложена усовершенствованная технология, включающая отработку режимов и дозировки внесения ингредиентов в процессе производства, усовершенствование технологических этапов производства с целью нормировать содержание никотина, что обеспечит стабилизацию органолептических свойств дыма и снизит негативное влияние на органы чувств курильщика. Рекомендуемая степень инверсии сахарозы 45-70% и проведение перед резкой увлажнения и кондиционирования до 16-18,5% позволит улучшить качественные показатели готового продукта, повысить экологическую безопасность производства. При этом технологический цикл уменьшается по времени в два раза.

5. Предложена методика идентификации конкретного бренда кальянного табака, а также комплекс технологических параметров для разработки методик контроля качества табачного сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека прошла производственные испытания на ОАО «ПССФ»;

6. Разработана программа, представляющая собой реализацию компьютерного моделирования процесса поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, путем процентного смешивания имеющегося перечня сортов табака из 26 возможных, каждому из которых соответствует перечень из 13 характеризующих его признаков, что позволяет нормировать содержание никотина вне зависимости от выбора исходного табака, что обеспечивает стабилизацию органолептических свойств дыма и снижает негативное влияние на органы чувств курильщика.

7. Результаты исследования апробированы на ОАО «ПССФ», а также рекомендованы для использования в учебном процессе по направлению подготовки 100800.62 «Товароведение и экспертиза товаров в сфере производства и обращения сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров».

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации:

1. Моисеев Д.И. Влияние степени инверсии сахарозы и восприятие вкуса дыма при курении кальянного табака/ Р.П. Приходько, И.В. Моисеев, М.Б. Мойсеяк, В.В. Лезный// Сахар. - 2012. - № 6. - с. 54-57.

2. Моисеев Д.И. Дополнительные т ребования к белому сахару при получении глюкозо-фруктозных сиропов/ М.Б. Мойсеяк, И.В. Моисеев, В.В. Лезный, Р.П. Приходько // Сахар. - 2012. - №11. - с. 43-51.

3. Моисеев Д.И. Исследование изменений углеводного состава табачного сырьяпри производстве табака Сауеп^И / И.В. Моисеев, Р.П. Приходько. М.Б. Мойсеяк. В.В. Лезный // Сахар. - 2012. - №9. - с. 43-51.

4. Моисеев Д.И. Физико-химические свойства и основные идентификационные характеристики кальянного табака / И.В. Моисеев, Д.Г. Кротов // Пищевая промышленность. - 2010. - №10. - с. 54-57.

5. Моисеев Д.И. Пути улучшения потребительских свойств кальянного табака/ Р.П. Приходько, И.В. Моисеев. М.Б. Мойсеяк, В.В. Лезный// Сборник докладов V межведомственной научно-практической конференции «Товароведение и вопросы длительного хранения продовольственных

товаров» 25-26 апреля 2013 г. - М.: ООО «Франтера». 2013. - с. 156-159.

6. Моисеев Д.И. Технология суперферментации табака с использованием специальных соусов при получении табака «Black Cavendish» с заранее заданными свойствами/ И.В. Моисеев, М.Б. Мойсеяк, В.В. Лезный, Р.П. Приходько// Сборник докладов V межведомственной научно-практической конференции «Товароведение и вопросы длительного хранения продовольственных товаров» 25-26 апреля 2013 г. - М.: ООО «Франтера». 2013.-с. 159-162.

7. Моисеев Д.И. Разработка дополнительных требований к белому сахару при получении глюкозо-фруктозных сиропов/ М.Б. Мойсеяк, И.В. Моисеев, В.В. Лезный, Р.П. Приходько// Сборник докладов V межведомственной научно-практической конференции «Товароведение и вопросы длительного хранения продовольственных товаров» 25-26 апреля 2013 г. - М.: ООО «Франтера». 2013.-с. 162-173.

8. Пат. 2402963 Российская Федерация, МПК А24В 15/10. Способ производствакурительной композиции для кальяна / Моисеев Д.И. [и др.] ; заявитель и патентообладатель Моисеев И.В. - № 2009122905/05; заявл. 16.06.09; опубл. 10.11.10, Бюл. № 31. - 3 с.

9. Пат. 2402964 Российская Федерация, МПК А24В 15/10. Способ получения курительной композиции для кальяна / Моисеев Д.И. [и др.] ; заявитель и патентообладатель Моисеев И.В. -№ 2009122906/05; заявл. 16.06.09; опубл. 10.11.10,Бюл.№31.-3с.

10.Пат. 2402965 Российская Федерация, МПК А24В 15/10. Способ изготовления курительной композиции для кальяна / Моисеев Д.И. [и др.] ; заявитель и патентообладатель Моисеев И.В. -№ 2009122907/05; заявл. 16.06.09; опубл. 10.11.10, Бюл. №31.-3 с.

П.Моисеев Д.И. Разработка нового метода при оценке качества покровного листа сигар/М.Б. Мойсеяк, О.В. Красноярова/ЛГруды Московского государственного университета пищевых производств. Юбилейный выпуск.-М.: Изд. комплекс МГУПП, 2010,- с. 282-289.

Подписано в печать: 26.08.2013 Тираж: ШОэкз.Заказ №958 Отпечатано в типографии «Реглет» . Москва, Ленинградский проспект д. (495)790-47-77 vvvvw.reglet.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

На правах рукописи

04201362531

МОИСЕЕВ Дмитрий Игоревич

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ФОРМИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ УЛУЧШЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НИШЕВОЙ ТАБАЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность: 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и

общественного питания

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель-Мойсеяк Марина Борисовна кандидат технических наук, доцент

Москва-2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................5

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ........................12

1.1. Анализ современного рынка табачных изделий...................................12

1.2. Классификация и ассортимент нишевой табачной продукции.................16

1.3. Основные виды сырья для производства нишевой табачной продукции ....21

1.4. Методы повышения безопасности курительных изделий.......................28

1.5. Выводы из литературного обзора и задачи исследования.......................30

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОКРОВНОГО ЛИСТА С ПОМОЩЬЮ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО КОМПЛАКСА ИНТЕГРА.............................33

2.1. Микроскопирование поверхности покровных листьев с помощью исследовательского комплекса ИНТЕГРА...............................................33

2.2. Органолептическое тестирование испытываемых образцов.....................37

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К БЕЛОМУ САХАРУ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ГЛЮКОЗО-ФРУКТОЗНЫХ СИРОПОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАЛЬЯННОГО ТАБАКА...............40

3.1. Сырье для производства кальянного табака.......................................40

3.2. Исследование органолептических и физико-химических показателей качества белого сахара при производстве инвертного сиропа......................43

3.2.1. Исследование цветности.............................................................44

3.2.2. Исследование мутности растворов белого сахара..............................45

3.2.3. Исследование содержания редуцирующих веществ...........................47

3.2.4. Исследование солей кальция........................................................48

3.2.5. Исследование вспенивающей способности растворов белого сахара......49

3.2.6. Исследование органолептических показателей.................................50

3.2.7. Исследование гранулометрического состава.....................................52

3.2.8.Тест на плавление.......................................................................53

3.2.9. Исследование рН....................................................................................55

3.2.10. Исследование раствора белого сахара на наличие флоккул.................55

3.3. Определение наиболее значимых физико-химических показателей белого

сахара при производстве кальянной смеси...............................................56

ГЛАВА 4. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЯННОГО ТАБАКА.................................................................62

4.1. Исследование инвертных сиропов без использования соляной кислоты.. ..62

4.2. Анализ инвертных сахарных сиропов................................................64

4.3. Анализ сахарных сиропов на состав углеводов на фотометре 4010...........65

4.4. Исследование соляной кислоты на наличие анионов на ионообменной хроматографической системе ICS 2100..................................................66

4.5. Разработка усовершенствованной технологии приготовления кальянного

табака.............................................................................................74

ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЯВЛЯЮЩИХСЯ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫМИ ПРИЗНАКАМИ КОНКРЕТНОГО БРЕНДА КАЛЬЯННОГО ТАБАКА................................................................84

5.1. Определение физико-химических параметров кальянных Табаков и выбор

метода для определения влажности табака для кальяна..............................85

5.1.1.Исследование влажности кальянных Табаков....................................86

5.2. Исследование содержания углеводов, Сахаров, азота, никотина в образцах кальянного табака до и после прокуривания............................................94

5.3. Характеристика инвертного сахара, приготовленного на ПССФ..............95

5.4. Исследование кислотности водных вытяжек кальянных Табаков и воды, через которую пропускают дым...........................................................98

5.5. Исследование изменения массы кальянного табака в результате прокуривания.................................................................................100

5.6. Исследование содержания влажного конденсата на фильтре..................100

5.7. Исследование электропроводности водных вытяжек до и после прокуривания, а так же воды, через которую пропускают дым...................102

5.8. Исследование качественного состава умягчителей.............................103

ГЛАВА 6. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОИСКА ТРЕБУЕМОГО БЛЕНДА ТАБАКА, ОБЛАДАЮЩЕГО

СООТВЕТСТВУЮЩИМИ ЗНАЧЕНИЯМИ ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ПРИЗНАКОВ.................................................................................108

6.1.Постановка задачи ситуационного управления...................................113

6.2.Алгоритм реализации компьютерного моделирования процесса поиска требуемого бренда табака..................................................................115

6.3. Блок-схема алгоритма реализации компьютерного моделирования процесса поиска требуемого бренда табака........................................................117

6.4. Алгоритм поиска искомого решения задачи, имеющей идентификационный номер, соответствующий количеству используемых сортов табака (п).........119

6.5. Блок-схема алгоритма подпрограммы поиска искомого решения задачи, имеющей идентификационный номер, соответствующий количеству

используемых сортов табака (п).........................................................120

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ...................................127

Сисок использованнойлитературы........................................................129

Приложения...................................................................................145

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время отечественный рынок табака и табачных изделий представляет собой достаточно сложившуюся структуру, основой которой является потребительский рынок табачных изделий и рынок отечественных производительных сил.

Получение более безопасной для здоровья человека табачной продукции связано с усовершенствованием технологий производства путем изучения химического состава и свойств сырья, готовых курительных изделий и физико-химических изменений в табаке, происходящих при обработке табачного сырья с целью снижения токсичности дыма.

В сложившихся рыночных условиях особую актуальность приобретают научно-технологические инновации, позволяющие предприятию не только приобретать сырье с постоянными физико-химическими параметрами, но и оптимизировать процесс переработки табака в технологическом цикле таким образом, чтобы получить максимальную эффективность использования данного сырья и в итоге производить продукт с управляемыми параметрами качества.

Исследованиями в этом направлении занимались многие российские и зарубежные ученые, такие как: Асмаев П.Г., Вартанян P.M., Дорохов П.К., Диккер Г.Л., Журавлев Н.В., Каменщикова C.B., Мохначев И.Г., Писклов В.П., Татарченко И.И., Смирнов А.П., Шмук A.A., Моисеев И.В., Armstrong D.W., Fawky M. Ablallah, и другие. При этом следует учесть, что ученые проводили исследования направленные на получение более безопасной для здоровья человека табачной продукции.

Поэтому разработка способов формирования и оценки улучшенных потребительских характеристик нишевой табачной продукции (сигары, сигариллы, курительные табаки), позволяющих снизить токсичность дыма курительных изделий является одним из актуальных и практически значимых исследований в данном направлении.

Степень разработанности темы. В диссертационной работе разработаны и экспериментально подтверждены, а также адаптированы в

условиях действующего производства способы регулирования и управления качеством курительных изделий. Начиная с этапа экспертизы физико-химических и органолептических свойств сырья и заканчивая технологическими режимами работы оборудования, что позволит для конкретного локального рынка табачных изделий получать продукты с оптимальным соотношением цена - качество.

Цели и задачи исследования. Цель работы - с учетом научно-обоснованного процесса формирования улучшенных потребительских характеристик разработать методы товароведной оценки, усовершенствовать технологию производства нишевой табачной продукции с заданным потребительскими параметрами с целью снижения токсичного воздействия табака и табачного дыма на организм человека. В соответствии с поставленной целью и на основании литературных данных экспериментальные исследования были направлены на решение следующих задач:

- провести анализ российского рынка нишевой табачной продукции;

- разработать приборный метод исследования качества покровного листа для сигар, а так же ароматических сортотипов сырья при производстве курительных Табаков ЯУО-МУО (для самокруток) и трубочных смесей для определения соотношения цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа табачного листа и провести апробацию метода путем сенсорного тестирования готовых сигар;

исследовать физико-химические показатели белого сахара, представленного на рынке РФ, определить наиболее значимые показатели для производства глюкозо-фруктозных сиропов (ГФС) с высокими потребительскими показателями и разработать дополнительные требования к белому сахару при производстве кальянного табака;

- изучить влияние степени инверсии ГФС на качество кальянного табака, обосновать режим и количество вносимых ингредиентов с целью усовершенствования технологии получения кальянного табака, провести

органолептические исследования путем курительных сессий для определения потребительских свойств готовых курительных изделий;

- определить отличительный параметр качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака и комплекс технологических параметров для разработки способов контроля качества табачного и нетабачного видов сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека;

- решить задачу повышения эффективности процесса поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, путем компьютерного моделирования;

- апробировать результаты исследования в промышленных условиях, разработать рекомендации по улучшению потребительских свойств курительных изделий.

Научная новизна:

- предложен аппаратурный метод исследования поверхности покровного листа для сигар, а так же ароматических сортотипов сырья при производстве курительных Табаков RYO-MYO и трубочных смесей с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне для определения соотношении цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа листа;

- определены наиболее весомые физико-химические показатели белого сахара (цветность не более 80 единиц ICUMSA, мутность не более 140 единиц ICUMSA (сумма начальной и конечной), вспенивание, флок-тест, тест на плавление, РВ < 0,03% (в пересчете на сухое вещество), влияющие на качественные показатели готовых инвертных сиропов и в итоге на потребительские свойства кальянного табака;

- установлена корреляционная зависимость между показателями цветность и суммарная мутность белого сахара и его сенсорными характеристиками, отрицательно влияющими на коэффициенты весомости элементов вкуса табачного дыма;

- установлено по результатам дегустационной оценки, что образцы кальянного табака, полученные по предлагаемой, усовершенствованной технологии, отнесены в область высоких дегустационных оценок, продукт имеет нормированное содержание никотина, которое не зависит от выбора исходного табака, что обеспечивает стабилизацию органолептических свойств дыма и исключает негативное влияние на органы чувств курильщика;

- определен показатель влажности кальянного табака как отличительный параметр качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака и обоснован наиболее точный метод его определения;

- определен комплекс технологических параметров кальянного табака для разработки методик контроля качества табачного и нетабачного видов сырья, в том числе и при наличии оригинальных образцов, что поможет регулировать технологические параметры готовой продукции с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека;

предложена программа, представляющая собой реализацию компьютерного моделирования поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, обеспечивающих заданный профиль вкуса дыма и нормирование его показателей безопасности.

Теоретическая и практическая значимость работы. В результате обобщения проведенных исследований для практического использования способов формирования и оценки улучшенных потребительских характеристик нишевой табачной продукции сформулированы предложения, перечисленные ниже:

- разработан приборный метод исследования поверхности покровного табачного листа из разных стран мира с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне и показана возможность его применения для определения соотношения цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа табачного листа;

- определены требования к качеству табачного и не табачного видов сырья для получения кальянного табака, обоснованы режимы и количество

вносимых ингредиентов с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека и выпуска конкурентоспособной табачной продукции со стабильными курительными свойствами при рациональном использовании сырья; усовершенствованная технология получения кальянного табака апробирована на ОАО «Погарская сигаретно-сигарная фабрика» (ПССФ);

- предложена методика идентификации контрафактной продукции и идентификации конкретного бренда кальянного табака, а также комплекс технологических параметров для разработки способов контроля качества табачного и нетабачного видов сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека, которая прошла производственные испытания на ОАО «ПССФ»;

написана программа, представляющая собой реализацию компьютерного моделирования поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, обеспечивающих заданный профиль вкуса дыма и нормирование его показателей безопасности путем процентного смешивания имеющегося перечня сортов табака из 26 возможных, каждому из которых соответствует перечень из 13 характеризующих его признаков;

- результаты исследования прошли производственные испытания на ОАО «ПССФ», а также рекомендованы для использования в учебном процессе по направлению подготовки 100800.62 «Товароведение и экспертиза товаров в сфере производства и обращения сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров».

Методология и методы исследования. Для достижения цели диссертационной работы и подтверждения достоверности полученных результатов были использованы следующие органолептические и физико-химические методы исследований: атомно-силовое микроскопирование (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне; Гост 858-81 Табак курительный. Общие технические условия; дегустационная оценка, методика НПО «Табак»; ГОСТ

3714-79 Табак-сырье сигарное ферментированное. Технические условия; ГОСТ 30038-93. Табак и табачные изделия. Определение алкалоидов в табаке -Спектрофотометрическим методом; ГОСТ 12579-67 Сахар-песок и сахар-рафинад. Метод определения гранулометрического состава; ГОСТ 12572-67 Сахар-песок и сахар-рафинад. Метод определения цветности сахара; ГОСТ Р 54640-2011 Сахар. Правила приемки и методы отбора проб; ГОСТ 12576-89 Сахар. Методы определения внешнего вида, запаха, вкуса и чистоты раствора; ГОСТ 12575-2001 Сахар. Методы определения редуцирующих веществ; Качественный анализ сахара на наличие флоккул. Spreckels флок-тест для рафинированных свеклосахарных продуктов.

Положения, выносимые на защиту:

- разработанный приборный метод определения качества покровного листа при производстве сигар, а так же ароматических сортотипов сырья для производства курительных Табаков RYO-MYO и трубочных смесей с целью определения соотношения цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа табачного листа;

- результаты анализа рынка кальянного табака и исследования влияния физико-химических показателей качества сырья, режимов внесения ингредиентов при производстве кальянного табака на потребительские свойства готового курительного изделия;

- исследования отличительных параметров качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака и комплекса технологических параметров для разработки методик контроля качества табачного сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека;

- результаты исследований повышения эффективности процесса поиска требуемого бленда т