Композиция для обработки табачных изделий и табачного сырья
COMPOSITION FOR PROCESSING TOBACCO PRODUCTS AND TOBACCO RAW MATERIALS

Изобретение относится к табачной индустрии и касается защиты табачного сырья от бактериального и микологического заражения.
Основной  патогенной микрофлорой для табачных изделий являютcя  грамположительные бактерии — Bac. subtilis (сенная палочка) и Bac megaterium (капустная палочка), а также плесневые грибы из рода Aspergillus  (аспергиллы) и Penicillium (пенициллы).
Для предотвращения заражения и дальнейшего размножения указанной микрофлоры производят обработку табака и табачных изделий различными консервантами.
Наиболее широко применяемыми консервантами в пищевой промышленности являются органические кислоты и их соли. Самые распространенные из них — бензоат натрия и сорбат калия.
Использование, например, сорбата калия или бензоата натрия вместо сорбиновой и бензойной кислоты, соответственно, определяется высокой растворимостью этих соединений в воде, что позволяет создавать более концентрированные композиции консервантов.
Эта особенность является непременным условием для консервантов, применяемых для обработки табака растительного сырья с регламентируемой влажностью в технологическом цикле производства табачных изделий. Более концентрированные композиции позволяют вести обработку табака без риска значительного повышения влажности на финишном этапе подготовке табачного сырья для изготовления табачных изделий – от широкого спектра потребительских табаков до сигар, сигарет и сигарилл.
Ряд патентов предлагают производить обработку табачного материала водным раствором соли жасмоновой (Патент RU 2153822, 2000), арахидоновой (Патент RU 2153272, 2000) и эйкозапентаеновой кислоты (Патент RU 2153821, 2000) с N-гетероциклическими основаниями, с дальнейшей обработкой нагретой двуокисью углерода, содержащей пары одноосновной органической предельной кислоты. Все указанные консерванты имеют малый расход по органическим компонентам (0,5-104 мг/т).
Основным недостатком описанных способов является то, что собственно обработка табака нагретой двуокисью углерода с парами кислот — это сложная технологическая задача, которая требует не только специального   кислотоустойчивого оборудования, но и дополнительных защитных  регламентов производства, а также обучения и устойчивых навыков персонала по эксплуатации данного оборудования.
Известен способ защиты табачного сырья от микроорганизмов, включающий его обработку водным раствором антисептика — 0,5-1,5%-ным водным раствором хлорида полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) или раствором цитрат-формиата полигексаметиленгуанидина со стехиометрическим соотношением цитрата к формиату. (Патент RU 2230471, 2004).
К недостаткам известного способа следует отнести  ограничение эффективности за счет высокой избирательности полигуанидинов,  которые оказывают большой подавляющий эффект на бактериальную микрофлору и практически не влияют на жизнедеятельность плесневых грибов. Кроме того, соли полигексаметиленгуанидина не попадают под классификацию пищевых консервантов, что ограничивает их применение в табачной промышленности, например, в составе  жевательных и сосательных изделий или сигар и сигарилл.
2
2
2
3
3
2
2
5
8
14
Наиболее близким техническим решением к заявленному  техническому решению является композиция, содержащая неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ), со структурой RO(СНСН(СН)O)(CHCHO)Н, в которой R обозначает смесь линейных С-С-алкильных групп и бензоат натрия или сорбат калия. Известная композиция, в зависимости от соотношения активных элементов - НПАВ к сорбату калия или бензоату натрия, является инвариантной для подавления  широкого спектра плесневых грибов. Для подавления же роста плесневых грибов из рода Aspergillus предпочтительным является соотношение НПАВ к сорбату или бензоату от 1:0,1 до 1:1. (Патент RU 2658375, 2018).
Техническая проблема описанной композиции заключается в недостаточно высокой защитной функции композиции и недостаточно высокой противогрибковой эффективности.
Задачей настоящего изобретения является увеличение  защитной  функции заявляемой композиции и повышение её противогрибковой эффективности.
Поставленная задача решается описываемой композицией для обработки табачного сырья от бактериального и микологического заражения, представляющей собой водный раствор действующего вещества на основе карбоновой кислоты или ее соли, и дополнительно содержащей поливинилпирролидон или поливиниловый спирт в массовом отношении карбоновая кислота или ее соли :  поливинилпирролидон или поливиниловый спирт = (1-10) : (0,1-1) при массовом содержании компонентов 10-50%.
В качестве карбоновой кислоты композиция предпочтительно содержит кислоту, выбранную из группы, включающей сорбиновую, бензойную, муравьиную, уксусную, пропионовую, молочную, яблочную, фумаровую кислоту или их смесь.
Предпочтительно в качестве действующего вещества композиция  содержит сорбат калия, бензоат натрия и поливинилпирролидон  в массовом отношении 1:1:0,1-1.
Заявленная композиция обладает повышенной противогрибковой эффективностью за счёт образования на поверхности табачного материала блокирующего микромолекулярного покрывающего слоя, который увеличивает время экспозиции консервантов с патогеном, блокирует доступ кислорода на участок сырья и, соответственно, затрудняет образование новых спор и их проникновение к открытым участкам растительного материала для последующего обсеменения и заражения.
Обработку табачного сырья заявленной композицией рекомендуется производить методом орошения табачного листа или добавлением композиции в табачные бленды при перемешивании в смесителях барабанного типа в количестве 0,5-1,5%  от массы табака.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
В 820 мл питьевой или дистиллированной воды с температурой 20-30°Срастворяют 20 г  поливинилпирролидона до получения однородного прозрачного раствора. Далее добавляют 20 г сорбата калия, 20 г бензоата натрия, 20 г муравьиной кислоты, 20 г ацетата натрия, 20 г пропионата натрия, 20 г молочной кислоты, 20 г яблочной кислоты, 20 г фумаровой кислоты и перемешивают до их полного растворения.
Пример 2
В 550 мл питьевой или дистиллированной воды с температурой 20-30 °С растворяют 90 г поливинилпирролидона до получения однородного прозрачного раствора. Далее добавляют  180 г сорбата калия и 180 г бензоат натрия и перемешиваем до их полного растворения.
Пример 3
В 631 мл питьевой или дистиллированной воды с температурой 40-50 °С растворяют 9 г поливинилового спирта до получения однородного прозрачного раствора. Далее добавляем  90 г молочной кислоты, 90 г муравьиной кислоты, 90 г пропионата натрия, 90 г ацетата натрия и перемешивают до их полного растворения.
Пример 4
В 550 мл питьевой или дистиллированной воды с температурой 40-50 °С растворяют 90 г поливинилового спирта до получения однородного прозрачного раствора. Далее добавляем  180 г сорбата калия и 180 г бензоат натрия и перемешиваем до их полного растворения.
Пример 5
В 631 мл питьевой или дистиллированной воды с температурой 20-30 °С растворяют 9 г поливинилпирролидона до получения однородного прозрачного раствора. Далее добавляют 90 г молочной кислоты, 90 г муравьиной кислоты, 90 г пропионата натрия, 90 г ацетата натрия и перемешиваем до их полного растворения.
Для определения сравнительной противогрибковой эффективности композиции по изобретению и известной композиции (Патент RU 2658375, 2018) проводилась обработка колоний плесневых грибов из рода Aspergillus, выращенных на питательной среде.
В качестве питательной среды использовался глюкозо-картофельный агар следующего состава (г/л): глюкоза – 20, отвар картофеля – 200, агар-агар бактериологический – 15, лимонная кислота – до рН = 4,5.
Композиции добавляли в количестве 1% от массы питательной среды.
Определение количества колоний (плотности посева) осуществляли методом квадратов [Теппер Е.З. и др. Практикум по микробиологии. М.: Колос, 1993, 175 с.].
Результаты эксперимента представлены в Таблице 1.
Таблица 1
Количество колоний в образцах, обработанных известной композицией и композицией по изобретению.
Композиция
Количество колоний
Степень прорастания спор, %
Преобладающий размер колоний, мм
Контроль
530
100,0
0,5 – 1,0
Пример 2
146
27,5
≤ 0,5
Пример 3
239
45,1
0,5 – 1,0
Пример 4
198
37,4
≤ 0,5
Пример 5
286
54,0
0,5 – 1,0
Прототип
486
91,7
0,5 – 1,0
Из представленных данных видно, что композиция по изобретению позволяет ингибировать рост патогена и увеличивает срок хранения табачного сырья и табачных изделий при дальнейшей контаминации в диапазонах: 10-20% — по  влажности и 0-30 °С— по температуре хранения, при этом увеличение влажности табака после обработки составит всего 0,1-0,5%.
Дегустационная оценка табака, обработанного композицией по изобретению, показала, что он не изменяет своих вкусовых качеств.