Quantitative changes of carboxylic acids in tobacco raw materials during fermentation
Authors: Моисеев И.В. , Карманов Д.А. , Лёзный В.В. 
Published: October 2023

Органические карбоновые кислоты, входящие в состав табачного сырья, играют важную роль в образовании вкуса и аромата табачного дыма. В процессе ферментации табачного сырья происходят значительные изменения в его химическом составе, после чего оно приобретает свои потребительские качества. Целью исследований было изучение количественного изменения карбоновых кислот, входящих в состав табака, во время естественной ферментации под прессом. Для этого была разработана методика количественного определения карбоновых кислот в табачном сырье методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ). В качестве анализируемых образцов использовались трубочный и сигарные бленды. Ферментацию осуществляли при температуре 20 °С и относительной влажности воздуха 70 %. Для осуществления анализа образцы подвергались кислотному гидролизу в 6 М соляной кислоте в течение 17 ч для перевода солевых форм органических кислот в свободное состояние. Анализ образцов на содержание карбоновых кислот проводился на жидкостном хроматографе с УФ/ВИД-фотометрическим детектором методом внешнего стандарта на длине волны, равной 210 нм. Предварительно для внешних стандартов были определены их хроматографические характеристики – время удерживания, высота и площадь пика. В ходе исследований выявлена зависимость содержания карбоновых кислот в образцах табачных блендов от времени ферментации в течение 6 мес. Результаты хроматографии показали, что за период времени 1–4 мес наблюдается увеличение содержания кислот для всех видов табачных смесей. При этом суммарный рост кислот обусловлен значительным приростом яблочной кислоты. Последующая ферментация практически не изменяет общего содержания кислот в трубочном бленде и резко снижает его в сигарных. Полученные данные позволяют просчитать изменение вкусовой крепости блендов в процессе ферментации и дают оценку вклада каждой из кислот во вкусоароматический профиль, что может быть использовано в технологическом процессе при формировании вкусовых характеристик табачной продукции.
Organic carboxylic acids, which are part of tobacco raw materials, play an important role in the formation of the taste and aroma of tobacco smoke. In the process of fermentation of raw tobacco, significant changes occur in it`s chemical composition, after which it acquires it`s consumer qualities. The aim of the research was to study the quantitative changes in the carboxylic acids that make up tobacco during natural fermentation under pressure. For this, a method was developed for the quantitative determination of carboxylic acids in tobacco raw materials by reverse-phase high-performance liquid chromatography (RP HPLC). Pipe and cigar blends were used as analyzed samples. Fermentation was carried out at a temperature of 20 °C and a relative air humidity of 70 %. To carry out the analysis, the samples were subjected to acid hydrolysis in 6 M hydrochloric acid for 17 hours to transfer the salt forms of organic acids to the free state. Analysis of the samples for the content of carboxylic acids was carried out on a liquid chromatograph with a UV/VIS-photometric detector using the external standard method at a wavelength of 210 nm. Previously, for external standards, their chromatographic characteristics were determined – retention time, height and peak area. In the course of the research, the dependence of the content of carboxylic acids in samples of tobacco blends on the fermentation time for 6 months was revealed. The results of chromatography showed that in the period of 1–4 months there is an increase in the content of acids for all types of tobacco mixtures. At the same time, the total increase in acids is due to a significant increase in malic acid. Subsequent fermentation practically does not change the total acid content in the pipe blend, and sharply reduces it in cigars. The data obtained make it possible to calculate the change in the taste strength of blends during fermentation and evaluate the contribution of each of the acids to the flavor profile, which can be used in the technological process when forming the taste characteristics of tobacco products.