Производство сигарет на основе ароматизированной соусированной табачной мешки
Автор: Миргородская А.Г., Татарченко И.И.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевая биотехнология
Статья в выпуске: 3 (69), 2016 года.
Бесплатный доступ
Комплексные работы по конструированию сигарет с регулируемым составом табачной мешки и вспомогательных материалов не проводили, поэтому, несмотря на достигнутые успехи в области создания сигарет, отвечающих требованиям показателей безопасности табачного дыма, проблема конструирования и разработка новых видов сигарет по регламентируемым параметрам токсичности табачного дыма остается актуальной. Объектами исследований служили сигареты различных конструкций, содержащие табачную мешку, которая включает восстановленный табак и расширенную жилку. Дополнительно в мешку добавляли ароматическое растительное сырье (анис, фенхель, мелиссу лимонную, зубровку душистую). Ароматизированную соусированную табачную мешку получают путем смешивания резаного табака и растительного сырья, что позволяет получить табачную мешку с высокой заполняющей способностью, пониженной токсичностью табачного дыма и повышенной горючестью. В состав мешки вводят не содержащее никотин растительное сырье без использования искусственных ароматизаторов. Установлено снижение содержания никотина за счет введения в состав мешки не содержащего никотин растительного сырья и увеличение срока хранения сигарет в результате равномерного распределения растительных компонентов, замедляющих их испарение.
Сигареты, ароматизированная соусированная табачная мешка, фенхель, мелисса лимонная, зубровка душистая, химический состав дыма сигарет, вкусовые качества сигарет, заполняющая способность
Короткий адрес: https://sciup.org/140229579
IDR: 140229579 | DOI: 10.20914/2310-1202-2016-3-170-177
Текст научной статьи Производство сигарет на основе ароматизированной соусированной табачной мешки
Советом Евразийской экономической комиссии, решением от 12 ноября 2014 г. № 107, принят технический регламент Таможенного союза ТР ТС 035/2014 «Технический регламент на табачную продукцию», который вступает в силу с 15 мая 2016 г. Согласно этому документу, содержание смолы и никотина в дыме одной сигареты (с фильтром или без фильтра) не может превышать 10 мг/сигарету и 1,0 мг/сигарету соответственно. Содержание монооксида углерода в дыме одной сигареты с фильтром не может превышать 10 мг/сигарету.
Комплексные работы по конструирова- нию сигарет с регулируемым составом табачной мешки и вспомогательных материалов не проводили, поэтому, несмотря на достигнутые успехи в области создания сигарет, отвечающих требованиям показателей безопасности табачного дыма, проблема конструирования и разработка новых видов сигарет по регламентируемым параметрам токсичности табачного дыма остается актуальной [1–3].
-
1.1 Объекты исследований
Объектами исследований служили сигареты различных конструкций, содержащих табачную мешку, которая включает восстановленный табак и расширенную жилку. Дополнительно в мешку добавляли ароматическое рас-
Вестник ВГУИТ/Proceedings of VSUET, № 3, тительное сырье (анис, фенхель, мелиссу лимонную, зубровку душистую).
Ани́ с обыкнове́нный или Бе́дренец ани́совый (лат. Pimpinélla anísum) – однолетнее травянистое растение, пряность; вид рода Бедренец (Pimpinella) семейства Зонтичные (Apiaceae).
Сухие плоды содержат 1,2–3,5% (иногда 6%) эфирного масла, 16–28% жирного масла, до 19% белковых веществ, а также сахара́ и органические кислоты. Главные компоненты эфирного масла – анетол (80–90%) и метил-хавикол (10%), кроме того, масло содержит анисовый альдегид, анисовый кетон, анисовый спирт, анисовую кислоту, α-фелландрен, α-пинен, дипентен, камфен, ацетальдегид, анискетон. Эфирное масло получают перегонкой паром плодов аниса.
Фенхель обыкновенный или Укроп аптечный (лат. Foeniculum) – небольшой род травянистых дву- и многолетних растений семейства Зонтичные (Apiaceae). Эфирномасличное (в семенах до 6,5% эфирного масла, содержащего 40–60% анетола), пряно-ароматическое растение. По запаху напоминает эстрагон и мяту.
Мели́сса лека́рственная или Лимонная мята (лат. Melissa officinalis) – многолетнее эфиромасличное травянистое растение, вид рода Мелисса (Melissa) семейства Яснотковые (Lamiaceae).
Содержание эфирного масла в надземных органах растения колеблется в пределах от 0,02 до 0,2% и лишь в некоторых случаях достигает 0,8%, причём количество масла определяется географическими и климатическими факторами. Содержание эфирного масла в траве в верхней трети составляет 0,13%, в верхней и нижней трети при совместном определении 0,08%, во всей массе травы 0,06%. Соответственно в листьях тех же образцов диапазон колебания эфирного масла составил 0,39–0,44%. Содержание розмариновой кислоты в листьях мелиссы составляет от 0,54 до 1,79%.
Среди фенольных веществ вклад в антиоксидантную активность вносят флавоноиды – апигенин, космосиин, лютеолин, цинарозид, а также рамноцитрин (7-метоксикемпферол) и изокверцитрин (3-глюкозид кверцетина), рамназин (3,7 диметоксикемпферол). В сырье содержатся фенолкарбоновые кислоты – генти-зиновая, салициловая, пара-гидроксибензой-ная, ванилиновая, сиреневая, протокатеховая кислоты, дубильные вещества и кумарины.
Среди стеринов в растении обнаружен даукостерин, а из сапонинов – урсоловая кислота. Витамины представлены следующими соединениями: В1, В2, С, β-каротин. В растении содержатся макроэлементы (калий, кальций, магний, железо) и микроэлементы (марганец, медь, цинк, молибден, хром, селен, никель, ванадий).
Зубро́вка души́стая или Зубровка паху́чая (лат. Hieróchloë odoráta) – вид многолетних растений рода Зубровка (Hierochloë) семейства Злаки (Gramineae).
Растение содержит ангидрид оксикорич-ной кислоты в виде гликозида, придающего ему ароматный запах. В стеблях и корнях обнаружено значительное количество алкалоида ди-наксина, кумарин. Запах растения сильно кумариновый, вкус слегка вяжущий.
-
1.2 Методы исследований
При проведении экспериментальных исследований использовали общепринятые и профильные методы анализа качественных характеристик табачного сырья, технологических свойств нетабачных материалов и показателей безопасности образцов сигарет.
Производство ароматизированной со-усированной табачной мешки
Ароматизированную соусированную табачную мешку получают путем смешивания резаного табака и растительного сырья, что позволяет получить табачную мешку с высокой заполняющей способностью, пониженной т оксичностью табачного дыма в результате термообработки при углекислотном способе и повышенной горючестью. В состав мешки вводят не содержащее никотин растительное сырье без использования искусственных ароматизаторов [4].
Способ производства ароматизированной соусированной табачной мешки предусматривает резку и смешивание табака и аниса (фенхеля, мелиссы лимонной, зубровки душистой), пропитку полученной смеси жидкой двуокисью углерода с одновременным повышением давления, сброс давления до атмосферного с одновременным замораживанием смеси, возгонку и удаление двуокиси углерода с одновременным вспучиванием смеси, ее опрыскивание соусом и отлежку.
Нарезанный табак и анис (фенхель, мелисса лимонная, зубровка душистая) смешивают. Полученную смесь заливают жидкой двуокисью углерода и выдерживают для пропитки. В процессе пропитки происходит не только впитывание жидкой двуокиси углерода, но и перераспределение в смеси ароматических веществ аниса (фенхеля, мелиссы лимонной, зубровки душистой) и табака при их растворении в жидкой двуокиси углерода.
После завершения пропитки давление в смеси сбрасывают до атмосферного, что приводит к замораживанию смеси совместно с впитанной двуокисью углерода. Затем смесь нагревают для возгонки и удаления двуокиси углерода, что одновременно приводит к вспучиванию смеси.
Перераспределение ароматических веществ внутри смеси обеспечивает равномерный аромат при прокуривании полученной мешки и увеличивает срок ее хранения за счет перемещения с поверхности внутрь растительных компонентов и замедления их испарения.
Ароматизированную вспученную смесь опрыскивают соусом и направляют ее на отлежку с получением целевого продукта. За счет использования смеси, имеющей вспученную структуру, впитывание соуса происходит быстрее из-за разрыва клеточных мембран компонентов мешки.
Следует отметить, что полученная по описанной технологии мешка будет иметь меньшее содержание никотина за счет введения в ее состав не содержащего никотина аниса (фенхеля, мелиссы лимонной, зубровки душистой) и вспучивания компонентов смеси.
-
1.3 Результаты и обсуждение
Влияние расширенного табака с растительным сырьем на заполняющую способность сигарет
Созданы мешки с различным содержанием
Таблица 1.
Показания денсиметра мешек с различным содержанием растительного сырья в расширенном табаке
растительного сырья в расширенном табаке.
В сушильном шкафу определяли влажность мешки, а на денсиметре Боргвальда производили измерение объемных свойств мешки для созданных пяти мешек с различным соотношением растительного сырья в расширенном табаке.
Измерительный цилиндр с пробой мешки массой 20 г устанавливали по направляющим дорожкам в рабочее положение и нажатием пусковой кнопки деформировали пробу в течение (30±2) с. По истечении заданного времени груз с индикатором автоматически возвращался в исходное положение, после чего считывали показания индикатора. После выполнения анализа индикатор приводили в исходное состояние и удаляли деформированную пробу мешки из измерительного цилиндра.
Данные показаний денсиметра приведены в таблице 1.
Для перевода показаний денсиметра в единицы измерения заполняющей способности – см 3 /г, эти показания необходимо умножить на постоянный коэффициент равный 0,1413 (таблица 2).
Table 1.
Densimeter indications of blend with different content of plant raw materials in the expanded tobacco
|
Состав расширенной табачной мешки/ The composition of the expanded tobacco blend |
Показания денсиметра для сигарет на основе табачной мешки, полученной смешиванием резаного табака и растительного сырья/ Indications densimeter for cigarettes on the basis of tobacco blend obtained by mixing shredded tobacco and plant raw materials |
|||
|
анис/ anise |
фенхель / fennel |
мелисса лимонная/ lemon balm |
зубровка душистая/ sweet grass |
|
|
Резаный табак без растительного сырья/ Shredded tobacco without plant raw materials |
30,70 |
30,70 |
30,70 |
30,70 |
|
Резаный табак/Shredded tobacco (95%) и растительное сырье/ plant raw materials (5%) |
31,51 |
31,50 |
31,42 |
31,54 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (90%) и растительное сырье/ plant raw materials (10%) |
32,26 |
33,10 |
33,63 |
33,10 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (85%) и растительное сырье/ plant raw materials (15%) |
33,32 |
34,28 |
32,90 |
33,28 |
|
Резаный табак/Shredded tobacco (80%) и растительное сырье/ plant raw materials (20%) |
33,50 |
33,52 |
34,00 |
32,93 |
Таблица 2.
Заполняющая способность мешек с различным содержанием растительного сырья в расширенном табаке
Table 2.
Fill value of blend with different content of plant raw materials in the expanded tobacco
|
Состав расширенной табачной мешки/ The composition of the expanded tobacco blend |
Заполняющая способность табака на основе табачной мешки, полученной смешиванием резаного табака и растительного сырья, см3/г/ Fill value of tobacco based on blend obtained by mixing cut tobacco and plant raw materials, cm3/g |
|||
|
анис/ anise |
фенхель /fennel |
мелисса лимонная/ lemon balm |
зубровка душистая/ sweet grass |
|
|
Резаный табак без растительного сырья/ Shredded tobacco without plant raw materials |
4,338 |
4,338 |
4,338 |
4,338 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (95%) и растительное сырье/ plant raw materials (5%) |
4,452 |
4,451 |
4,439 |
4,369 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (90%) и растительное сырье/ plant raw materials (10%) |
4,558 |
4,677 |
4,752 |
4,701 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (85%) и растительное сырье/ plant raw materials (15%) |
4,708 |
4,844 |
4,649 |
4,681 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (80%) и растительное сырье/ plant raw materials (20%) |
4,733 |
4,736 |
4,804 |
4,738 |
Из полученных данных видно, что заполняющая способность мешки с добавлением растительного сырья в расширенном табаке увеличивается, и достигает оптимального значения при добавлении в мешку 10% растительного сырья. При этом значении заполняющая способность увеличивается на 0,3 см 3 /г по сравнению с предыдущим образцом.
Следует учитывать, что при добавлении расширенной жилки или восстановленного табака такие результаты не могут быть достигнуты.
При добавлении большего количества растительного сырья в расширенном табаке заполняющая способность мешки продолжает незначительно увеличиваться. Особенно это заметно, если сравнить заполняющую способность мешек с минимальным и максимальным количеством растительного сырья в расширенном табаке.
Влияние расширенного табака с растительным сырьем на химический состав дыма сигарет
Созданы образцы сигарет с различным содержанием растительного сырья в расширенном табаке.
Определено содержание никотина в табаке и выполнен прогноз содержания никотина в табачном дыме. Определено содержание пиролизата в табаке и выполнен прогноз содержания смолы в табачном дыме. Исследования проводили с пятью мешками с разным содержанием растительного сырья в расширенном табаке.
Осуществлен расчетным путем прогноз химического анализа главной струи табачного дыма.
Для этого исследованы пять образцов сигарет, один из которых содержал только табак, остальные четыре содержали различное количество растительного сырья в расширенном табаке.
В таблице 3 показано содержание никотина и пиролизата в табачном сырье, а также содержание никотина и смолы в табачном дыме. В таблице 4 приведено процентное изменение содержания смолы и никотина.
Влияние расширенного табака с растительным сырьем на вкусовые качества сигарет
Произведена дегустационная оценка по 100-балльной системе. Данные дегустационной оценки сигарет с различным содержанием растительного сырья в расширенном табаке приведены в таблице 5.
Наибольшее уменьшение содержания никотина замечено при добавлении 10% растительного сырья. Наибольшее уменьшение содержания смолы замечено при добавлении 20% растительного сырья. Оптимальным содержанием расширенной жилки можно считать 10%, т. к. при этом показатели содержания никотина и смолы достаточно снижены.
Комплексное влияние расширенного табака с растительным сырьем на качественные показатели сигарет
В таблице 6 приведены данные комплексного влияния расширенного табака с растительным сырьем на качественные показатели сигарет.
Таблица 3.
Показатели химического состава табака и дыма сигарет с различным содержанием растительного сырья в расширенном табаке
Table 3.
Indicators of the chemical composition of tobacco and cigarette smoke with different content plant raw materials in expanded tobacco
|
Состав расширенной табачной мешки/ The composition of the expanded tobacco blend |
Химический состав дыма сигарет на основе табачной мешки, полученной смешиванием резаного табака и растительного сырья/ The chemical composition of the cigarette smoke on the basis of tobacco blend obtained by mixing shredded tobacco and plant raw materials |
|||
|
содержание нико- 1 тина в табаке, %/ the nicotine content in tobacco, % |
содержание пиролизата в табаке, %/ pyrolysate content in tobacco, % |
содержание никотина в дыме, мг/сиг/ nicotine content in the smoke, mg / sig |
содержание смолы в дыме, мг/сиг/ tar content in the smoke, mg/sig |
|
|
Резаный табак без растительного сырья/ Shredded tobacco without plant raw materials |
1,84 |
121 |
1,57 |
18,7 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (95%) и растительное сырье/ plant raw materials (5%) |
1,77 |
118 |
1,52 |
18,1 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (90%) и растительное сырье/ plant raw materials (10%) |
1,69 |
114 |
1,45 |
17,4 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (85%) и растительное сырье/ plant raw materials (15%) |
1,62 |
111 |
1,39 |
16,8 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (80%) и растительное сырье/ plant raw materials (20%) |
1,55 |
107 |
1,34 |
16,1 |
*Расчеты содержания никотина и смолы в табачном дыме произведены для сигарет длиной 80 мм, фильтром длиной 20 мм, с воздухопроницаемостью сигаретной бумаги 30 ед. CORESTA, удерживающей способностью 30%.
Таблица 4.
Изменение содержания смолы и никотина в мешках с различным содержанием растительного сырья в расширенном табаке
Table 4.
Changing the tar and nicotine content in blend with different content of plant raw materials in expanded tobacco
|
Состав расширенной табачной мешки/ The composition of the expanded tobacco blend |
Содержание никотина/ Nicotine content |
Содержание смолы/ Tar content |
||
|
значение, мг/сиг/value, mg/sig |
изменение, %/ change, % |
значение, мг/сиг/ value, mg/sig |
изменение, %/ change, % |
|
|
Резаный табак без растительного сырья/ Shredded tobacco without plant raw materials |
1,57 |
– |
18,7 |
– |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (95%) и растительное сырье/ plant raw materials (5%) |
1,52 |
3,29 |
18,1 |
3,31 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (90%) и растительное сырье/ plant raw materials (10%) |
1,45 |
4,83 |
17,4 |
4,02 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (85%) и растительное сырье/ plant raw materials (15%) |
1,39 |
4,32 |
16,8 |
3,57 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (80%) и растительное сырье/ plant raw materials (20%) |
1,34 |
3,73 |
16,1 |
4,35 |
Таблица 5.
Дегустационная оценка образцов сигарет с различным содержанием растительного сырья в расширенном табаке
Table 5.
Tasting score of samples cigarettes with different content of plant raw materials in the expanded tobacco
|
Состав расширенной табачной мешки/ The composition of the expanded tobacco blend |
Дегустационная оценка, балл/ Tasting score, points |
|||
|
аромат/ fragrance |
вкус / полнота вкуса/ taste / taste fullness |
крепость/ горючесть/ strength / combustibility |
Общая оценка/ overall assessment |
|
|
Резаный табак без растительного сырья/ Shredded tobacco without plant raw materials |
18 |
40,0/10 |
9/10 |
77,0 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (95%) и растительное сырье/ plant raw materials (5%) |
17 |
39,6/10 |
9/10 |
75,6 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (90%) и растительное сырье/ plant raw materials (10%) |
16 |
35,4/9,0 |
9/10 |
70,4 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (85%) и растительное сырье/ plant raw materials (15%) |
15 |
32,7/7,8 |
14/10 |
71,7 |
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (80%) и растительное сырье/ plant raw materials (20%) |
14 |
29,1/6,0 |
14/10 |
67,1 |
Таблица 6.
Показатели качества расширенной табачной мешки, полученной смешиванием резаного табака и растительного сырья
Table 6.
Quality parameters of the expanded tobacco blend obtained by mixing shredded tobacco and plant raw materials
|
Состав расширенной табачной мешки/ The composition of the expanded tobacco blend |
Добавляемо растительное сырье/ added plant raw materials |
Показатели качества расширенной табачной мешки, полученной смешиванием резаного табака и растительного сырья/ Quality parameters of the expanded tobacco blend obtained by mixing shredded tobacco and plant raw materials |
|||
|
заполняющая способность, см3/г/ fill value, cm3/g |
содержание никотина, мг/сиг./ nicotine content, mg/sig. |
содержание смолы, мг/сиг. tar content, mg/sig. |
дегустационная оценка, балл/ tasting score, points |
||
|
Резаный табак (100%)/ Shredded tobacco (100%) |
4,338 |
1,57 |
18,7 |
77,0 |
|
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (95%) и растительное сырье/ plant raw materials (5%) Резаный табак/ Shredded tobacco (90%) и растительное сырье/ plant raw materials (10%) Резаный табак/ Shredded tobacco (85%) и растительное сырье/ plant raw materials (15%) |
Анис/ anise |
4,452 |
1,52 |
18,1 |
75,6 |
|
Фенхель/ fennel |
4,451 |
76,5 |
|||
|
Мелисса/ lemon balm |
4,439 |
72,2 |
|||
|
Зубровка/ sweet grass |
4,369 |
74,9 |
|||
|
Состав расширенной табачной мешки/ The composition of the expanded tobacco blend |
Добавляемо растительное сырье/ added plant raw materials |
Показатели качества расширенной табачной мешки, полученной смешиванием резаного табака и растительного сырья/ Quality parameters of the expanded tobacco blend obtained by mixing shredded tobacco and plant raw materials |
|||
|
заполняющая способность, см3/г/ fill value, cm3/g |
содержание никотина, мг/сиг./ nicotine content, mg/sig. |
содержание смолы, мг/сиг. tar content, mg/sig. |
дегустационная оценка, балл/ tasting score, points |
||
|
Резаный табак без растительного сырья/ Shredded tobacco without plant raw materials Резаный табак/ Shredded tobacco (95%) и растительное сырье/ plant raw materials (5%) Резаный табак/ Shredded tobacco (90%) и растительное сырье/ plant raw materials (10%) Резаный табак/ Shredded tobacco (85%) и растительное сырье/ plant raw materials (15%) |
Анис/ anise |
4,558 |
1,45 |
17,4 |
70,4 |
|
Фенхель/ fennel |
4,677 |
70,5 |
|||
|
Мелисса/ lemon balm |
4,752 |
71,4 |
|||
|
Зубровка/ sweet grass |
4,701 |
72,1 |
|||
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (80%) и растительное сырье/ plant raw materials (20%) Резаный табак без растительного сырья/ Shredded tobacco without plant raw materials Резаный табак/ Shredded tobacco (95%) и растительное сырье/ plant raw materials (5%) Резаный табак/ Shredded tobacco (90%) и растительное сырье/ plant raw materials (10%) |
Анис/ anise |
4,708 |
1,39 |
16,8 |
71,7 |
|
Фенхель/ fennel |
4,844 |
69,3 |
|||
|
Мелисса/ lemon balm |
4,649 |
68,9 |
|||
|
Зубровка/ sweet grass |
4,681 |
67,4 |
|||
|
Резаный табак/ Shredded tobacco (85%) и растительное сырье/ plant raw materials (15%) |
Анис/ anise |
4,733 |
1,34 |
16,1 |
67,1 |
|
Фенхель/ fennel |
4,736 |
67,8 |
|||
|
Мелисса/ lemon balm |
4,804 |
66,1 |
|||
|
Зубровка/ sweet grass |
4,738 |
66,8 |
|||
Вестник ВГУИТ/Proceedings of VSUET, № 3, 2016
Список литературы Производство сигарет на основе ароматизированной соусированной табачной мешки
- Алтуньян Ю.В., Татарченко И.И., Богдан Г.А. Влияние способа сушки на качество резаного табака//Изв. вузов. Пищевая технология. 2007. № 4. С. 7-8.
- Алтуньян Ю.В., Татарченко И.И., Кутуков С.А. Быстрая сушка для подготовки резаного табака//Пищевая промышленность. 2007. № 8. С. 22-24.
- Кутуков С.А., Татарченко И.И. Ароматизация кретека путем использования СО2 экстрактов//Изв. вузов. Пищевая технология 2009. № 1.С. 123-124.
- Миргородская А.Г., Шкидюк М.В. Способы снижения токсичности табачных изделий//Тенденции и инновации современной науки: матер. VII Междунар. Науч.-практ. конф. (тезисы докладов): сб. науч. трудов (16.04.2013 г.). Краснодар: НИЦ Априори, 2013. С. 95.
