CC BY
46
КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ
Контроль качества табачного сырья
методом визуализации внутренней структуры табачного листа
И.В. Моисеев, Н.В. Пуздрова
ОТК ОАО «Погарская сигаретно-сигарная фабрика»
Д.Г. Кротов
Брянская сельхозакадемия
Ю.В. Алтуньян, О.А. Бирюкова
Кубанский государственный технологический университет
Разные биологические особенности ботанических сортов, различие по-чвенно-климатических условий отдельных районов произрастания, разные стадии возраста и ломки листьев обусловливают неодинаковое анатомическое строение, соотношение содержимого в клетках листьев, физико-химические и технологические свойства табачного листа [1, 2]. Именно поэтому и на этапе планирования производства, и при оценке его результатов желательно иметь четкое представление о внутренней структуре листа или волокна.
Лист табака имеет капиллярно-пористую структуру. Внутренняя структура табачного листа представляет собой клетки верхнего и нижнего эпидермиса с устьичными отверстиями, кутикулой, мезофил листа в виде палисадной и губчатой паренхимы, содержащей клетки щавелевокислого кальция (ЩКК) и проводящие сосуды [3].
Изучение внутренней структуры основано на проведении микроскопических срезов, широко применяющихся в медицине для гистологических исследований. Для анализа анатомии листа берутся фрагменты в строго определенном месте размером 0,5 х 0,5 см. Данные фрагменты заливаются в парафиновые блоки, из которых готовятся серийные срезы толщиной 10-15 мкм на микротоме «Криостат МК-25». Дальнейшая подготовка препаратов заключается в наклейке срезов на предметные стекла, освобождении от парафина, удалении ксилола, спирта, окрашивании препаратов, фиксировании среза в растворе канадского бальзама.
На подготовленных таким образом микроскопических препаратах с помощью микроскопов МБИ и «Биолам» проводится морфометрия толщины ткани листа, количества клеток, наполненных кристаллами щавелевокислого кальция (ЩКК или идиобласт): определяется площадь ЩКК, количество, размеры межклеточных пространств
(воздухоносных полостей). Фотомет-рирование проводится с помощью специальной микрофотонасадки МФМ-2 с фотокамерой «Зенит-Е».
Эффективность использования методики проверена в условиях лабораторного контроля при обработке зеленого листа в табачном цехе ОАО «Погарская сигаретно-сигарная фабрика».
В процессе естественной сушки происходит резкое уменьшение объема клеток мезофила и всего листа за счет потери влаги. Устьичные отверстия у сухого листа закрываются, поэтому газообмен с внешней средой, насыщение и испарение влаги в эпидермисе происходят через кутикулярный слой.
При первичном увлажнении листа, во-первых, происходит насыщение клеток верхнего и нижнего эпидермиса влагой, вследствие чего расширяются эти слои, во-вторых, восстанавливается структура губчатой ткани, увеличивается объем межклеточных пространств. Общие размеры листа на данном этапе увеличиваются в 1,3 раза за счет механизма адсорбции, т.е. гидрофильных свойств ткани.
На этапе вторичного увлажнения происходит интенсивное увеличение клеток мезофила под действием пароводяной смеси. В результате операции кондиционирования восстанавливаются клетки эпидермиса, внутри листа образуются поры различной величины, размеры воздухоносных полостей увеличиваются почти в 3 раза, толщина листа - в 2,5 раза.
Таким образом, можно констатировать, что на этапе кондиционирования происходит практически полное восстановление тканей ферментированного сырья до размеров зеленого (свеже-убранного листа).
Исследование табака после резательного станка КТХ-8 показало, что на данном этапе лист незначительно сжимается под компрессией устройств формирования табачного топа и ножевой головки резчика табака. Эта операция также может сопровождаться де-
формацией тонкого, с низкой плотностью листа.
В процессе технологической обработки табака восстановливается внутренняя структура ткани листа до размеров зеленого листа и дополнительно расширяются воздухоносные полости. Это дополнительное расширение обусловлено процессом испарения влаги из полостей под действием температуры: межклетники наполняются воздухом, из нижнего и верхнего эпидермиса испаряется излишняя влага. Кроме того, при термообработке происходит фиксация объема листа вследствие «поджаривания» стенок воздухоносных полостей и образования на их основе «жесткого» каркаса, служащего средством фиксации.
Кроме того, методика визуализации внутренней структуры табачного листа может быть использована для анализа качества подготовки сырья любого другого производства и оснащенности табачного цеха.
Была изучена структура табака, извлеченного из двух произвольно выбранных различных пачек сигарет, смесь табака которых характеризуется как «American Blend». Для сравнения были выбраны фрагменты табачного волокна с одинаковым желтым цветом, примерно одинаковой плотности листовой пластинки сортотипа «Вирджиния».
Проведено исследование среза табачного волокна, приготовленного на предприятии, принадлежащем мульти-национальной компании и имеющем полный цикл современного технологического оборудования. Выявленные размеры характеризуют практически 100 %-ное восстановление объема табака от первоначальных размеров зеленого листа без повреждения внутренних соединений с образованием крупных межклетников. Это позволяет данному производителю достигать высоких показателей объемных свойств резаного табака. Отсутствие каких-либо деформаций внутренней структуры говорит о хорошо и сбалансировано подобранных режимах технологической обработки.
Проанализирован срез табака другого российского предприятия, также имеющего полный цикл нового технологического оборудования переработки табака.
Табачный лист данного образца характеризуется как сырье плотной структуры с многочисленными клетками палисадной ткани и небольшими межклетниками, что ограничивает природные возможности листа увеличиваться в размере в процессе технологической обработки.
Проведенный анализ позволяет предполагать, что либо на данном предприятии возможны отклонения
QUALITY AND SAFETY
технологических режимов от оптимальных, способствующих восстановлению размеров листа, либо же используется сырье с нарушенной технологией послеуборочной обработки.
Основные качественные свойства табачного сырья зависят от особенностей, присущих сорту, а также от процессов послеуборочной обработки, которые в странах дальнего и ближнего зарубежья существенно различаются. В первом случае используют солнечную, теневую, трубоогневую сушку, во втором - только заводскую ферментацию. Проведены исследования табачного листа, подвергшегося различным способам послеуборочной обработки.
Лист табака, выращенный на Украине, сорт «Подольский», имел четко сохраненные клетки площадью поверхности 10,8 мкм2, плотностью ткани 0,50 г/ см3. Данное сырье легко поддается технологической обработке с высоким содержанием крупного и длинного волокна, минимальными потерями. Крупные размеры клеток позволяют получить высокую степень расширения листа в процессе кондиционирования, что в дальнейшем предопределяет в основ-
ном высокие показатели объемных свойств (600-700 г/1000 шт.).
Лист, выращенный в Италии и подвергшийся огневой сушке под воздействием которой произошла полная деструкция (разрушение) клеток, отличается хрупкой тканью, отсутствием клеток щавелевокислого кальция (ЩКК), содержащих в составе никотин и выполняющих опорную функцию, т. е. лист «мертвый». При переработке такого сырья в табачном цехе традиционными методами технологии волокно получается коротким и хрупким, что приводит к высокой степени измельча-емости в процессе изготовления сигарет, увеличению потерь на образование пыли и увеличению массы сигареты. В таких случаях необходим поиск индивидуальных режимов технологической обработки сырья или отказ от его использования уже на этапе приемки.
Кроме того, было исследовано сырье, выращенное в Китае, Индии (Вирджиния FCV), в Молдове и Средней Азии (Дюбек, Киргизия). В первом случае грани клеток хорошо выражены, без повреждений, с много-
численно разбросанными мелкими клетками ЩКК. Табак из Молдовы имел более тонкие, четко выраженные стенки клеток, что характеризует лист как высокопластичный. Сырье из Средней Азии имело мелкие, очень плотно прилегающие друг к другу клетки, отмечены также их разрушения. При использовании такого сырья расход на единицу продукции увеличивается.
Таким образом, с помощью несложной методики визуализации клеточной структуры табачного сырья на этапе приемки можно прогнозировать поведение данного образца в технологическом процессе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мохначев И.Г., Загоруйко М.Г., Петрий А.И. Технология сушки и ферментации табака. - М.: Колос, 1993.
2. Мохначев И.Г., Загоруйко М.Г. Химия и ферментация табака. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.
3. Моисеев И.В. Табак и табачная индустрия: вчера, сегодня, завтра. - М.: Русский табак, 2004.
книги дм профессионалов
издательство!
ошшшшт
В издательстве «ПРОФЕССИЯ» вышла новая книга
Аннотация
В переводе третьего издания уникального справочника обобщены практически все аспекты разработки и применения различных видов тары и упаковки.
В книге описаны материалы, применяемые для упаковки широкого спектра промышленных и пищевых товаров. Наряду с общими понятиями (групповая и индивидуальная упаковка, транспортная тара и т. п.) подробно рассмотрены технологические операции фасовки и упаковки, требования к оборудованию, вопросы переработки отходов и т. д. Большое внимание уделено оценке затрат на упаковку и их доли в себестоимости товара.
Одним из достоинств справочника является стиль изложения материала, позволяющий читателю начать изучение книги с любого заинтересовавшего его раздела, а для ознакомления с вопросами, связанными с изучаемой темой, использовать перекрестные ссылки.
Заказать книгу Вы можете:
по электронной почте
[email protected] в Санкт-Петербурге по тел./факсу
(812)740-12-60,251-46-76
в Москве по тел./факсу (495)984-69-33, (926)230-99-01 информация о других книгах и заказ on-line на сайте: www.professija.ru
