Разработка способов формирования и оценки улучшенных потребительских характеристик нишевой табачной продукции

На правах рукописи

Моисеев

Дмитрий Игоревич

рАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ФОРМИРОВАНИЯ И оценкИ УЛУЧШЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

НИШЕВОЙ ТАБАЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность: 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» на кафедре «Технология сахаристых, бродильных производств и виноделие»

Научный руководитель: - кандидат технических наук, доцент

Мойсеяк Марина Борисовна

Официальные оппоненты: - Васькина Валентина Андреевна

доктор технических наук, профессор,

ФГБОУ ВПО «Московский

государственный университет пищевых

производств», профессор кафедры

«Технологии переработки растительного

сырья»

- Александров Александр Юрьевич,

кандидат физико-математических наук,

директор по нормативному регулирова-

нию компании Империал Тобакко Групп

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Кубанский

государственный технологический

университет»

Защита состоится 26 сентября 2013 года в 1200 часов на заседании Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.148.08 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д.11, ауд. 302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МГУПП».

Автореферат разослан «26» августа 2013 г.

Учёный секретарь

Совета Д 212.148.08 к.х.н., доц. В.С. Штерман

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В настоящее время отечественный рынок табака и табачных изделий представляет собой достаточно сложившуюся структуру, основой которой является потребительский рынок табачных изделий и рынок отечественных производительных сил.

Получение более безопасной для здоровья человека табачной продукции связано с усовершенствованием технологий производства путем изучения химического состава и свойств сырья, готовых курительных изделий и физико-химических изменений в табаке, происходящих при обработке табачного сырья с целью снижения токсичности дыма.

В сложившихся рыночных условиях особую актуальность приобретают научно-технологические инновации, позволяющие предприятию не только приобретать сырье с постоянными физико-химическими параметрами, но и оптимизировать процесс переработки табака в технологическом цикле таким образом, чтобы получить максимальную эффективность использования данного сырья и в итоге производить продукт с управляемыми параметрами качества.

Исследованиями в этом направлении занимались множество различных российских и зарубежных ученых, таких как: П.Г. Асмаев, P.M. Вартанян, П.К. Дорохов, Г.Л. Диккер, Н.В. Журавлев, С.В. Каменщикова, И.Г. Мохначев,В.П. Писклов, И.И. Татарченко, А.П. Смирнов, А.А. Шмук, И.В.Моисеев, Armstrong D.W., FawkyM. Ablallah, и др. При этом следует учесть, что проведенные исследования не повторяют ранее изученные и направлены на получение более безопасной для здоровья человека табачной продукции.

Поэтому разработка способов формирования и оценки улучшенных потребительских характеристик нишевой табачной продукции (сигары, сигариллы, курительные табаки), позволяющих снизить токсичность дыма курительных изделий является одним из актуальных и практически значимых исследований в данном направлении.

Степень разработанности темы. В диссертационной работе разработаны, экспериментально подтверждены, а также адаптированы в условиях действующего производства способы регулирования и управления качеством курительных изделий начиная с этапа экспертизы физико-химических и органолептических свойств образцов предлагаемого табачного сырья и заканчивая оптимизацией технологических режимов работы оборудования, позволяющих получить продукт с оптимальным соотношением цена/качество для конкретного локального рынка табачных изделий.

Цели и задачи исследования. Цель работы, – с учетом научно-обоснованного процесса формирования улучшенных потребительских характеристик разработать методы товароведной оценки, усовершенствовать технологию производства нишевой табачной продукции с заданным потребительскими параметрами с целью снижения токсичного воздействия табака и табачного дыма на организм человека.

В соответствии с поставленной целью и на основании литературных данных экспериментальные исследования были направлены на решение следующих задач:

- провести анализ российского рынка нишевой табачной продукции;

- разработать приборный метод исследования качества покровного листа для сигар, а так же ароматических сортотипов сырья при производстве курительных табаков RYO-MYO (для самокруток) и трубочных смесей для определения соотношения цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа табачного листа и провести апробацию метода путем сенсорного тестирования готовых сигар;

- исследовать физико-химические показатели белого сахара, представленного на рынке РФ, определить наиболее значимые показатели для производства глюкозо-фруктозных сиропов (ГФС) с высокими потребительскими показателями и разработать дополнительные требования к белому сахару при производстве кальянного табака;

- изучить влияние степени инверсии ГФС на качество кальянного табака, обосновать режим и количество вносимых ингредиентов с целью усовершенствования технологии получения кальянного табака, провести органолептические исследования путем курительных сессий для определения потребительских свойств готовых курительных изделий;

- определить отличительный параметр качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака и комплекс технологических параметров для разработки способов контроля качества табачного и нетабачного видов сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека;

- решить задачу повышения эффективности процесса поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, путем компьютерного моделирования;

- апробировать результаты исследования в промышленных условиях, разработать рекомендации по улучшению потребительских свойств курительных изделий.

Научная новизна:

- предложен аппаратурный метод исследования поверхности покровного листа для сигар, а так же ароматических сортотипов сырья при производстве курительных табаков RYO-MYO и трубочных смесей с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне для определения соотношении цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа листа;

- определены наиболее весомые физико-химические показатели белого сахара (цветность не более 80 единиц ICUMSA, мутность не более 140 единиц ICUMSA (сумма начальной и конечной), вспенивание, флок-тест, тест на плавление, РВ

- установлена корреляционная зависимость между показателями цветность и суммарная мутность белого сахара и его сенсорными характеристиками, отрицательно влияющими на коэффициенты весомости элементов вкуса табачного дыма;

- установлено по результатам дегустационной оценки, что образцы кальянного табака, полученные по предлагаемой, усовершенствованной технологии, отнесены в область высоких дегустационных оценок, продукт имеет нормированное содержание никотина, которое не зависит от выбора исходного табака, что обеспечивает стабилизацию органолептических свойств дыма и исключает негативное влияние на органы чувств курильщика;

- определен показатель влажности кальянного табака как отличительный параметр качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака и обоснован наиболее точный метод его определения;

- определен комплекс технологических параметров кальянного табака для разработки методик контроля качества табачного и нетабачного видов сырья, в том числе и при наличии оригинальных образцов, что поможет регулировать технологические параметры готовой продукции с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека;

- предложена программа, представляющая собой реализацию компьютерного моделирования поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, обеспечивающих заданный профиль вкуса дыма и нормирование его показателей безопасности.

Теоретическая и практическая значимость работы. В результате обобщения проведенных исследований для практического использования способов формирования и оценки улучшенных потребительских характеристик нишевой табачной продукции сформулированы предложения, перечисленные ниже:

- разработанный приборный метод исследования поверхности покровного листа из различных стран мира с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне показал возможность его применения для определения соотношения цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа табачного листа;

- определены требования к качеству табачного и не табачного видов сырья для получения кальянного табака, обоснованы режимы и количество вносимых ингредиентов с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека и выпуска конкурентоспособной табачной продукции со стабильными курительными свойствами при рациональном использовании сырья; усовершенствованная технология получения кальянного табака апробирована на ОАО «Погарская сигаретно-сигарная фабрика» (ПССФ);

- предложена методика идентификации контрафактной продукции и идентификации конкретного бренда кальянного табака, а также комплекс технологических параметров для разработки способов контроля качества табачного и нетебачного видов сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека, которая прошла производственные испытания на ОАО «ПССФ»;

- написана программа, представляющая собой реализацию компьютерного моделирования поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, обеспечивающих заданный профиль вкуса дыма и нормирование его показателей безопасности путем процентного смешивания имеющегося перечня сортов табака из 26 возможных, каждому из которых соответствует перечень из 13 характеризующих его признаков;

- результаты исследования прошли производственные испытания на ОАО «ПССФ», а также рекомендованы для использования в учебном процессе по направлению подготовки 100800.62 «Товароведение и экспертиза товаров в сфере производства и обращения сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров».

Методология и методы исследования. Для достижения цели диссертационной работы и подтверждения достоверности полученных результатов были использованы следующие органолептические и физико-химические методы исследований: атомно-силовое микроскопирование (АСМ) в микро- и нанометровом диапазоне; Гост 858-81 Табак курительный. Общие технические условия; дегустационная оценка, методика НПО «Табак»; ГОСТ 3714-79 Табак-сырье сигарное ферментированное. Технические условия; ГОСТ 30038-93. Табак и табачные изделия. Определение алкалоидов в табаке – Спектрофотометрическим методом; ГОСТ 12579-67 Сахар-песок и сахар-рафинад. Метод определения гранулометрического состава; ГОСТ 12572-67 Сахар-песок и сахар-рафинад. Метод определения цветности сахара; ГОСТ Р 54640-2011 Сахар. Правила приемки и методы отбора проб; ГОСТ 12576-89 Сахар. Методы определения внешнего вида, запаха, вкуса и чистоты раствора; ГОСТ 12575-2001 Сахар. Методы определения редуцирующих веществ; Качественный анализ сахара на наличие флоккул. Spreckels флок-тест для рафинированных свеклосахарных продуктов.

Положения, выносимые на защиту:

- разработанный приборный метод определения качества покровного листа при производстве сигар, а так же ароматических сортотипов сырья для производства курительных табаков RYO-MYO и трубочных смесей с целью определения соотношения цена-качество конкретного ботанического и товарного сортотипа табачного листа;

- результаты анализа рынка кальянного табака и исследования влияния физико-химических показателей качества сырья, режимов внесения ингредиентов при производстве кальянного табака на потребительские свойства готового курительного изделия;

- исследования отличительных параметров качества и идентификации конкретного бренда кальянного табака и комплекса технологических параметров для разработки методик контроля качества табачного сырья с целью снижения отрицательного воздействия продуктов горения на организм человека;

- результаты исследований повышения эффективности процесса поиска требуемого бленда табака, обладающего соответствующими значениями характеризующих признаков, путем компьютерного моделирования;

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных материалов диссертации подтверждена Патентами РФ и актами производственных испытаний на ОАО «ПССФ». Материалы диссертации представлены и доложены на VI международная научно-практическая конференция «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», ноябрь 2010г, МГУПП, Москва; II научно-практическая конференция «Контроль содержания и безопасности наночастиц в продукции сельского хозяйства и пищевых продуктах» октябрь, 2011, МГУПП, Москва; «Товароведение и вопросы длительного хранения продовольственных товаров «Товаровед 2013», апрель 2013г., МГУПП, Москва.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 11 печатных работ, отражающих ее основное содержание, в том числе, 3 патента РФ и 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка использованной литературы, приложений. Основной текст диссертации изложен на 164 страницах. Работа содержит 44 таблицы, 27 рисунков. Список использованной литературы включает 154 наименований российских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель исследования и научная новизна.

В первой главе «Обзор литературы» проанализирован рынок нишевой табачной продукции, дан критический анализ нормативной, технической, научной литературы по теме диссертации, рассмотрены возможности оперативного контроля качества сырья для формирования потребительских свойств при производстве табака и табачных изделий, особое внимание уделено стабильности качества вырабатываемой продукции, необходимости дальнейшего совершенствования технологии производства, методам существующего контроля и разработке новых экспресс- методов контроля качества табака и табачных изделий, применение математического моделирования для оптимизации различных технологических этапов, вопросы идентификации сырья и готовой продукции и борьба с фальсификацией. На основании полученных данных сформулированы задачи исследования.

В Экспериментальной части в главе 2 «Разработка аппаратурного метода оценки качества покровного листа с помощью исследовательского комплекса ИНТЕГРА» проведены исследования поверхности покровного листа с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ), в микро- и нанометровом диапазоне, что позволило выявить зависимости влияния количества ароматических коробочек и шероховатости поверхности на качество покровных листьев.

В качестве образцов были выбраны наиболее популярные сорта покровных листьев: Bahia Mata Fina TPT 2 PFS Escuro; Camerun Wrapper 2007/2008 BVA OB1; Bahia Sumatra Castanho Alto 2007; Arapiraca Capa I PFS Viso 2007; Connecticut из Эквадора; Besuki из Индонезии.

С помощью исследовательского комплекса ИНТЕГРА, входящего в состав оборудования эталонной нанолаборатории МГУПП, было произведено микроскопирование целью которого было рассмотреть образцы покровных листьев в микро- и нанометровом диапазоне для выявления зависимости влияния количества ароматических коробочек и шероховатости поверхности на качество покровных листьев (рисунок 1).

а) б)

Рисунок 1 - Лист Бразилия Bahia Sumatra Castanho Alto 2007:

а) Микроскопирование 2D; б) Микроскопирование 3D.

Представленные образцы являются достаточно сложным по структуре объектом для исследования на АСМ, поскольку имеют большие перепады по высотам. Поэтому для каждого из образцов подбирались определенные параметры съемки, что, безусловно, потребовало отдельного подхода к каждому образцу.

Полученные снимки показали, что поверхность табачного листа имеет свойственные ему неровности и шероховатости, также видны ароматические коробочки. Максимальную высоту пиков для каждого листа можно оценить с помощью представленных изображений (значения по осям представлены в микронах).

Исходя из этого, можно сделать следующее утверждение, что с помощью данной методики с высокой точностью можно судить о шелковистости и оптической равномерности поверхности покровного листа.

Некоторые образцы имеют уже раскрывшиеся ароматические коробочки, что говорит о нарушениях при обработке покровного листа. И так как данный параметр вместе со вкусом дыма являются определяющими при оценке стоимости этого табака, то можно с уверенностью сказать, что данная методика дает более объективный метод оценки качества покровного листа, чем органолептический.

Выявлено, что наибольшее количество коробочек с ароматическими маслами находится у покровного листа Bahia Sumatra Castanho Alto 2007; для подтверждения предположения о том, что именно максимальное количество ароматических коробочек на единице площади листа и есть залог хорошего вкуса было проведено органолептическое тестирование.

Так как в данный момент отсутствуют общепринятые методики проведения органолептического тестирования нишевой табачной продукции, - за основу данного исследования взяли методику проведения сенсорного тестирования сигарет краснодарского НИИ Табака и Махорки.

Для тестирования было приготовлено 200 сигарилл “Премьер” производства ПССФ со стандартным блендом и стандартным для данной марки покровным листом, а также по 20 сигар со стандартным подлистом и начинкой, но с использованием в качестве покровного листа каждого из 5 испытываемых образцов.