Особенности ферментации табачного сырья в условиях ограниченного доступа воздуха

2-2,5 м устанавливают стояки высотой 2,5 м с распылительными форсунками на конце;

вдоль сырьевой площадки с двух сторон параллельно полу на высоте 1,5 м, патрубки имеются по всей длине трубы на расстоянии 0,5 м друг от друга лишь в одном направлении под углом 75°; фонтанирование потоков осуществляется с двух противоположных сторон навстречу друг другу.

Расход воды при этом составляет 0,1 м /т в сутки.

Режим гидроорошения овощей на сырьевой площадке зависит от погодных условий, оптимальный

— до 10 раз в световой день, каждый час по 30 мин. Предельные сроки хранения: мелкие кабачки, баклажаны, яблоки с нежной кожицей — 2 сут; кабачки, баклажаны средних и крупных размеров, огурцы, яблоки с грубой кожицей — 5 сут.

При таком режиме гидрообработки путем сравнения определяли сохраняемость массы, сухих веществ, свободной и связанной воды, витамина С в плодах и овощах 2-, 4-, 6-, 8- и 10-кратного орошения. При интервале между орошениями 30 мин происходит лишь удаление влаги с поверхностного слоя сырья, а внутри штабеля овощи остаются еще влажными, что благоприятствует сохранению массы и тургора тканей. Поддержание его

на уровне, близком к тургору свежесорванных овощей, позволяет лучше сохранить их качество.

Данные убыли массы орошаемых и неорошаемых плодов свидетельствуют о том, что потери сырья можно сократить в 3 раза. При этом содержание сухих веществ в орошаемых плодах остается более высоким, чем в неорошаемых. Это объясняется поддержанием нормального дыхания в тканях. Выявлено также, что в условиях гидроорошения лучше сохраняется упругость ткани.

Таким образом, максимального снижения потерь сырья при краткосрочном хранении можно достичь, учитывая способность разных овощей при условиях большого дефицита влаги регулировать обмен с внешней средой. Для овощей с тонким эпидермисом, у которых обмен с внешней средой осуществляется всей поверхностью плода, любая потеря влаги ощутима и резко снижает иммунность и лежкоспособность плодов из-за потери тургора. Оптимальная величина ОВВ для них 100%. Поэтому способы, предусматривающие применение воды, гидроорошение, для этой группы сырья наиболее оптимальны.

Кафедра технологии продукции общественного питания

Поступила 15.08.97

663.97.051.9

ОСОБЕННОСТИ ФЕРМЕНТАЦИИ ТАБАЧНОГО СЫРЬЯ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОГО ДОСТУПА ВОЗДУХА

С.С. ЭШАНКУЛОВ, И.И. ТАТАРЧЕНКО,

И.Г. МОХНАЧЕВ

Ургутский табачно-ферментационный завод (Узбекистан) ВНИТТИ НПО "Табак”

Кубанский государственный технологический университет

В процессах послеуборочной обработки табачного сырья особое место занимает ферментация, во время которой табак приобретает свойства готового продукта по курительным и технологическим характеристикам, а также устойчивость к порче при хранении в неблагоприятных условиях. Несмотря на значительное развитие и модернизацию производства, заводская ферментация имеет серьезные технологические ограничения, препятствующие дальнейшему совершенствованию этого процесса. При этом происходят значительные потери сухого вещества. Исключительно сложной остается задача оптимального ведения ферментации в автоматическом режиме с учетом гигротермиче-ских свойств табака и воздуха. Существуют довольно низкие температурные ограничения ведения процесса, препятствующие его интенсификации. Кроме того, заводская ферментация является весьма энергоемким процессом с низким КПД. С этой точки зрения значительный интерес представляет анаэробная ферментация, теория которой начала развиваться в 80-х годах на кафедре технологии табака КПИ. Как альтернативная технология она имеет ряд принципиальных преимуществ [1-4].

Целесообразность развития анаэробной ферментации особенно очевидна для специфических условий Узбекистана, где преимущественно выращи-

вают большие количества дорогостоящего табака ароматичного типа. Этому препятствуют, однако, значительные потери сырья, а также дефицит мощностей ферментационного производства в республике. Актуальной поэтому является задача резкого сокращения потерь табачного сырья при анаэробной ферментации на основе интенсификации технологического процесса при снижении энергозатрат. Эксперименты проводили на табаке Дюбек среднеазиатский.

Для принципиальной проверки возможности ферментации исследуемого табака в анаэробных условиях и отработки ориентировочных технологических режимов было осуществлено моделирование процесса в лабораторных условиях. Эксперимент проводили на небольших кипах, упакованных герметично в полимерную пленку Термоплен-2. Предварительно образцы табачных листьев тщательно смешивали. В качестве контроля использовали одну из модельных кип, упакованную в рядно и прошедшую заводскую ферментацию. Часть полученных результатов приведена в табл, 1.

Анализ данных (уровень Г0 95) показывает, что почти во всех вариантах опытов после термообработки табаки достигали уровня сферментиро-ванности по величине кислородного показателя, т.е. возможность ферментации в анаэробных условиях подтверждалась. Различия показателей качества между контролем и опытом были в большинстве случаев статистически несущественны. В то же время анаэробная ферментация позволяет резко снизить потери сухого вещества и сократить продолжительность процесса более чем в 2 раза. Установлено, что температурный режим термообработки (вплоть до 80°С) модельных кип не оказы-

вает существенного влияния на качество конечного продукта. Это указывает на возможность повышения температуры для интенсификации процесса.

Таблица 1

Кон- троль Варианты опыта

Показатели і 50"С, х 96 ч, ш 14% * 60’С, т 96 ч, ш 16% і 70°С, т 72 ч, т 18%

Кислородный показатель, мл02 0,09 0,14 0,07 0,09

Активность каталазы, млО„ 0,124 0,105 0,044 0,079

Равновесная влажность, % 16,4 16,4 16,5 16,5

Скорость увлажнения, % 23,6 23,5 24,0 23,8

Измельчаемость, % 11,3 11,6 11,3 11,0

Заполняющая способность, г/сиг 0,90 0,91 0,91 0,94

Потеря сухого вещества, % 2,4 0,5 0,7 0,6

Табачное сырье, прошедшее анаэробную ферментацию, приобретает большую устойчивость при хранении в экстремальных условиях по сравнению с контролем (табл. 2). Например, в первом варианте в анаэробных условиях табачное сырье хранилось почти 6 мес без заметного образования плесени, тогда как при обычных условиях хранения без пленки уже через 8 дней наблюдалось заметное появление плесени.

Таблица 2

Условия хранения ш, %, за время хранения, мес

0 1 1 2 3 4 5 6

у 100%, і 18-24“С:

аэробные 16,0 25,6 — — — — —

анаэробные 16,0 16,0 16,0 16,1 16,0 16,2 16,3

ір 20%, і 38-42"С:

аэробные 16,0 9,6 6,3 4,9 5,1 4,9 4,5

анаэробные ^0%, < -12°С: 16,0 15,6 15,3 14,9 12,1 10,9 9,5

аэробные 16,0 14,7 14,0 12,6 11.9 10,3 8,6

анаэробные 16,0 16,0 16,0 15,8 15,9 15,8 15,7

Во втором варианте в аэробных условиях закономерно наблюдалась довольно быстрая потеря влаги и уже на 2-м мес влажность достигала критической отметки. Сырье становилось неприемлемым для последующей переработки из-за возможности больших потерь вследствие повышенного измельчения.

При анаэробных условиях потеря влаги была существенно меньшей. И даже через 6 мес такое сырье, с точки зрения влажности, еще можно перерабатывать.

При хранении в замороженном состоянии без пленки происходило закономерное снижение влажности — вымораживание влаги. Через 6 мес табак по этому показателю достиг опасной черты

— ниже 9%. Переработка материала с такой влажностью крайне затруднена. В то же время при хранении в пленке сырье по влажности практически полностью сохраняло свои технологические свойства. Однако во всех случаях перед переработкой температура в кипах должна быть доведена до комнатной или выше. Таким образом, анаэробное хранение ферментированного табачного сырья в неблагоприятных климатических условиях имеет явные технологические преимущества по сравнению с обычным аэробным хранением.

В модельных опытах исследовали также инактивацию окислительно-восстановительных ферментов в процессе ферментации. С помощью газометрического метода анализировали активность по-лифенолоксидазы (в качестве субстратов использовали гидрохинон, пирокатехин, пиргаллол), тиро-зиназы (триозин) и гидрогеназы цикла Кребса (глюкоза, пируват натрия, лимонная, яблочная, янтарная и фумаровая кислоты). Полученные данные для Дюбека среднеазиатского (II сорт) представлены в табл. 3. Все образцы после ферментации в аэробных и анаэробных условиях достигли уровня сферментированности, если судить по значению кислородного показателя. Активность же отдельных ферментных групп после ферментации резко снижается. При этом степень инактивации окислительных ферментов практически в одинаковой мере проявляется как при аэробной, так и при анаэробной ферментации. Но последняя имеет некоторые преимущества.

Таблица 3

Активность

Способ ферментации

ферментов, мл02/ г табака нефермен- тированный аэробный анаэробный

Кислородный показатель 1,67 0,09 0,10

Полифенолоксидаза:

гидрохинон 2,48 0,24 0,26

пирокатехин 2,31 0,20 0,17

пирогаллол 2,85 0,63 0,59

Тирозиназа:

тирозин 1,29 0,17 0,18

Гидрогеназы:

глюкоза 1,37 0,12 0,08

пируват натрия 1,18 0,09 0,07

лимонная кислота 1,05 0,08 0,18

янтарная >> 1,24 0,16 0,12

фумаровая >> 1,12 0,25 0,20

яблочная >> 1,19 0,21 0,18

Процесс ферментации табака, герметично упакованного в полимерную пленку, не может происходить, строго говоря, в анаэробных условиях. Какая-то часть воздуха остается внутри кипы после

герметизации. Кроме того, табачные листья накапливают во время послеуборочной обработки перекиси, способные отдавать кислород, поддерживая тем самым в некоторой степени течение окислительных реакций. Общим мерилом интенсивности этих реакций является поглощение кислорода из воздуха и выделение углекислоты. Результаты газохроматографического анализа показали, что после ферментации заметно снижается концентрация 02 и появляется С02. Количественная сторона этого процесса зависит от технологических факторов, среди которых наибольшее влияние оказывают температура и продолжительность процесса.

Более подробная информация о составе газовой фазы была получена при ферментации табака в эксикаторе. В этих опытах были прежде всего созданы условия для анаэробного процесса в чистом виде, для чего заменяли в эксикаторе атмосферу воздуха на азот. В другом варианте анаэробную ферментацию проводили в том воздухе, который оставался в эксикаторе после заполнения его табаком (аналогично упаковке кипы в пленку). Ферментацию проводили при различных технологических режимах. Некоторые данные для Дюбека среднеазиатского (I сорт) по количеству выделившегося С02 и поглощенного 02 (мг/г абсолютно сухого табака) приведены в табл. 4.

Таблица 4

Условия эксперимента Атмосфера n2 Атмосфера воздуха

да, % плотность кипы, кг/м3 t, "С т, ч С02 о2 С02

14 150 50 30 1,39 0,42 1,75

14 150 60 42 2,01 0,81 2,62

14 250 60 30 1,54 0,59 1,58

18 150 50 42 1,99 0,63 2,36

18 250 50 30 1,45 0,49 1,47

18 250 60 42 2,11 0,90 2,51

Результаты экспериментов в атмосфере азота показывают, что в табачном сырье все равно идут окислительно-восстановительные реакции с образованием С02. Это свидетельствует о наличии в табаке перекисей, способных накапливать и отдавать 02. Однако выход С02 снижается в 5 раз и более по сравнению с аэробной ферментацией. Как и следовало ожидать, несколько большие количества С02 продуцировал табак в атмосфере воздуха. Но и в этом случае условия были близки к анаэробным, так как при заводской ферментации единица табачного сырья выделяет значительно большие количества С02. Таким образом, эффект торможения разрушения веществ в табаке в условиях ограниченного доступа воздуха имеет место. По-

глощение же 02 по сравнению с заводской ферментацией резко уменьшается.

Путем моделирования различных способов ферментации мы исследовали развитие микрофлоры на поверхности табачных листьев, так как от этого во многом зависит стойкость табака при послефер-ментационном хранении. Эксперименты проводили с Дюбеком среднеазиатским (И сорт).

Таблица 5

Режим ферментации Количество микроорганизмов в 1 г табака

плесеней-103 общее количество-103

Неферментированный табак 52+6 95±6

Аэробная ферментация (контроль) 8±3 71 ±10

Анаэробная ферментация (/ 50'С, г 96 ч) ги, %:

14 5±3 66+8

16 5+4 68±6

18 5+3 69±7

20 6±3 67±9

Полученные данные (табл. 5) указывают на то, что исходное табачное сырье имело на своей поверхности значительное количество плесени. Однако после обычной аэробной ферментации (? = 50°С) количество плесеней на табаке резко сокращается. Аналогичный эффект наблюдается после ферментации в пленке. Естественно, что при форсировании режимов анаэробной ферментации за счет повышения температуры вплоть до 80°С количество плесеней может быть сокращено еще в большей степени. Это подтверждает эффективность анаэробной ферментации.

Таким образом, на основе модельных экспериментов показано, что осуществление процесса анаэробной ферментации табачного сырья в заводских условиях имеет очевидные техноэкономические преимущества.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мохначев И.Г. Проблемные вопросы технологии табачного производства. — Краснодар: КПИ, 1987 (рукопись).

2. А.с. 1179968 СССР. Способ ферментации табака / И.Г. Мохначев, А.Г. Миргородская.

3. А.с. 1440470 СССР. Способ ферментации табака / И.Г. Мохначев, Е.Н. Шаповалов др.

4. Парашов Р.А. Интенсификация и совершенствование процессов ферментации табачного сырья: Автореф. — Краснодар: КПИ, 1988.

Кафедра технологии пищевкусовых продуктов Лаборатория стандартизации и качества

Поступила 06.03.97