СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НЕКУРИТЕЛЬНОГО ТАБАЧНОГО ИЗДЕЛИЯ Российский патент 1997 года по МПК A24B13/00 A24B15/24 

Изобретение относится к технологии производства некурительных табачных изделий.

Известен способ производства некурительного табачного изделия насвай, включающий подготовку и смешивание табака с наполнителем в виде золы, извести и хлопкового масла, или клейкой растительной массы и воды и формование смеси в виде гранул [1]
Недостатками этого способа являются содержание в получаемом продукте высокотоксичных смолистых веществ, солей тяжелых металлов, ограниченная вкусовая гамма получаемых изделий, антисанитария их употребления.

Техническим результатом изобретения является исключение возможности попадания в готовое изделие ряда токсичных веществ, расширение ассортимента по органолептическим свойствам и форма употребления, повышение гигиены использования.

Этот результат достигается тем, что в способе производства некурительного табачного изделия, включающем подготовку и смешивание табака с наполнителем и формование смеси, согласно изобретению, после подготовки табак экстрагируют водой, отделяют экстракт, а для смешивания используют последний.

Это позволяет отделить при переработке водонерастворимую часть табака, отрицательно влияющую на гигиену употребления готового изделия, в частности содержащую токсичные высокомолекулярные вещества фенольной природы, вещества, разрушающие зубную эмаль, влияющие на изменение окраски зубов, обладающие канцерогенным и проканцерогенным действием, тяжелые металлы, ряд примесных веществ агрохимического происхождения, расширить возможности варьирования состава наполнителя и форм употребления готового изделия.

В предпочтительном варианте на экстрагирование воду дополняют пищевой кислотой и/или этиловым спиртом, желательно в количестве до 0,5 мас.

Это позволяет повысить выход экстрактивных веществ, в основном вкусообразующей и ароматообразующей группы, а также пектиновых веществ, создающих улучшенное органолептическое восприятие готового изделия, а также способствующих выведению из организма ионов тяжелых металлов, в том числе радиоактивных, и некоторых токсичных продуктов метаболизма, или поступающих в организм при неблагоприятном экологическом воздействии. В желательном варианте переход побочных веществ в экстракт минимален.

В этом случае возможна раздельная подача воды и кислоты и/или спирта на стадию экстрагирования при диспергировании кислоты и/или спирта в воде.

В этом варианте в экстракционной смеси происходит фазовый переход экстрагента, сопровождающийся созданием поля акустических колебаний давления, которое позволяет резко интенсифицировать процесс экстрагирования.

В другом предпочтительном варианте отделенный экстракт подвергают осветлению, наиболее предпочтительно при его последовательной обработке активированным углем и лимонным соком с отделением осадка после каждой стадии обработки.

Это позволяет сократить содержание в готовом изделии нежелательных веществ и расширить ассортимент готовых изделий и форм их употребления за счет возможности приготовления прозрачных напитков, а в желательном варианте добиться более тонкого вкуса и аромата изделий.

Еще одним предпочтительным вариантом предусмотрена возможность концентрирования экстракта перед смешиванием.

Это позволяет упростить технологию последующего формования изделий и расширить ассортимент готовых изделий за счет возможности использования в составе наполнителя веществ с малой водопоглотительной способностью.

В этом случае возможно осуществление смешивания и формования смеси путем агломерирования концентрата на наполнителе, или формование смеси путем гранулирования или экструдирования.

Это позволяет расширить ассортимент готовых изделий с различными органолептическими свойствами.

В этом же случае возможна сушка экстракта перед смешиванием.

Это позволяет расширить ассортимент получаемых изделий по органолептическому восприятию за счет возможности использования в составе наполнителя гидрофобных веществ.

В этом случае возможно формование смеси путем таблетирования.

Это позволяет дополнительно расширить ассортимент готовых изделий по органолептическому восприятию.

Предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения предусмотрено использование в составе наполнителя пектина.

Это позволяет получить изделие профилактической направленности, обладающее радиопротекторным действием.

Еще одним предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения предусмотрено использование в составе наполнителя вкусовой добавки, желательно выбранной из группы, включающей сахаристые вещества, сахарозаменители, подсластители, соки сублимационной сушки, растворимый чай, растворимый кофе, порошкообразные напитки и их смеси.

Это позволяет расширить ассортимент готовых изделий за счет разнообразия вкусовой гаммы.

Последним предпочтительным вариантом предусмотрено дополнительное введение в смесь ароматизатора.

Это позволяет улучшить органолептическое восприятие готовых изделий.

В этом случае желательно использование в качестве ароматизаторов газожидкостных экстрактов ароматического растительного сырья.

Эти ароматизаторы обладают наиболее селективным составом, в основном высокой биологической активностью, что позволяет производить изделия различной профилактической направленности.

Наиболее желательно в этом случае введение ароматизатора в смесь совместно со сжиженным газом, осуществление смешивания при давлении выше атмосферного и сбрасывание давления до атмосферного для отгонки сжиженного газа перед формованием.

Это позволяет наиболее равномерно распределить ароматизатор в массе смеси, получив однородное по составу готовое изделие.

Способ реализуется следующим образом.

Табачный материал подготавливают путем инспекции, мойки и резки, экстрагируют водой, предпочтительно с добавлением пищевой кислоты и/или этилового спирта, желательно в количестве до 0,5 мас. воды, для наиболее полного извлечения вкусообразующих, ароматообразующих и пектиновых веществ при минимальном выходе нежелательных сопутствующих компонентов табака. При использовании добавки спирта и/или кислоты их предпочтительно диспергировать в экстракционной смеси при отдельной от воды подаче. Взаимодействие воды со спиртом и/или кислотой происходит с выделением теплоты в результате экзотермического эффекта реакции. Это приводит к образованию пузырьков газовой фазы на границе контакта реагентов и их схлопыванию при теплообмене с экстракционной смесью и образованию ударных волн, распространяющихся от границы раздела фаз в зоне возникновения и схлопывания каждого пузырька. В результате диспергирования вводимой кислоты и/или спирта образование и схлопывание пузырьков газовой фазы происходит хаотично по всему объему или сечению потока экстракционной смеси. В таких условиях колебания в экстракционной смеси образуют сплошную полосу в спектре акустических частот, захватывающую верхнюю область звукового и нижнюю область ультразвукового диапазона. Колебания давления акустических частот ускоряют массообменные процессы в экстракционной смеси за счет повышения проницаемости клеточных мембран табака или их полного разрушения кумулятивными струями в зонах схлопывания кавитационных полостей, образующихся при конденсации пузырьков газовой фазы в экстракционной смеси. При проведении экстрагирования в таких условиях числа Нуссельта достигают значений около 50. Массообмен такой интенсивности позволяет сократить продолжительность экстрагирования с 1,5-2 ч в обычном варианте до 6-18 мин в предпочтительном варианте реализации способа.

Кроме того, следует отметить, что при кавитационной экстракции значительно повышается выход пектиновых веществ. Это происходит за счет резкого ускорения гидролиза протопектиновых веществ при разрушении их связей с целлюлозно-лигниновым скелетом клеточных оболочек табака.

Полученный таким образом экстракт отделяют от шрота. В состав экстракта переходят, кроме названных выше веществ, никотиновая кислота и ее соли. В шроте остаются высокомолекулярные смолистые вещества фенольной природы, обладающие канцерогенными или проканцерогенными свойствами, а также клетчатка, не усваиваемая организмом, соли тяжелых металлов и ряд других вредных веществ, которые нерастворимы в воде и слабых растворах кислоты и/или спирта. Экстракт передают на смешивание с наполнителем, или подвергают предварительно дальнейшей обработке.

Дальнейшая обработка может включать осветление экстракта. Его можно осуществлять методом ультрафильтрации, введением сорбента и/или вещества, способствующего осаждению взвесей. В процессе осветления из экстракта удаляются вещества, способные образовывать помутнения, к числу которых относится и ряд извлекаемых при экстрагировании низкомолекулярных веществ фенольной природы, обладающих проканцерогенными свойствами. Наилучшие результаты по удалению из экстракта нежелательных веществ получаются при его последовательной обработке активированным углем и лимонным соком. Обработку активированным углем осуществляют пропусканием потока экстракта через слой активированного угля, или при введении его порошка в экстракт, перемешивания и отделения осадка. Процесс сорбции нежелательных веществ может быть ускорен ультразвуковой обработкой. Лимонный сок вводят в экстракт при активном перемешивании и дают смеси отстояться для образования осадка. На этой стадии для интенсификации также может быть использован ультразвук и/или магнитная обработка смеси. После каждой стадии обработки следует отделять осадок методом тонкой фильтрации.

Полученный после осветления экстракт в процессе последующего использования не образует осадка или помутнений в случае разведения его водой перед употреблением в составе готового продукта, меньше влияет на его цветность, оказывает меньшее воздействие на зубы. Установлено, что обработка экстракта лимонным соком позволяет придать готовому изделию специфические приятные органолептические свойства, в том числе пикантный вкус и освежающий аромат.

Осветленный или неосветленный экстракт может быть перед смешиванием с наполнителем подвергнут концентрированию. Концентрирование осветленного экстракта может быть осуществлено известными обратноосмотическими методами. Как для осветленного, так и для неосветленного экстракта могут быть использованы методы теплового или вакуумного выпаривания или криоконцентрирования. В случае криоконцентрирования методом намораживания влаги на двуокиси углерода процесс может быть интенсифицирован за счет генерирования в экстракте ультразвуковых колебаний при диспергировании в нем двуокиси углерода в жидкой фазе. В этом случае криоконцентрирование может быть осуществлено одновременно с осветлением неосветленного экстракта. Наилучшие результаты по сохранению органолептических свойств экстракта получены при концентрировании методом обратного осмоса и методом намораживания влаги на двуокиси углерода.

Осветленный и неосветленный экстракты или концентрат могут быть подвергнуты сушке. Для их сушки оказались применимыми методы распыления, нанесения на инертные тела в кипящем и виброкипящем слое и вакуум-сублимации в осциллирующем режиме.

Далее неосветленный, осветленный, концентрированный или высушенный экстракт подают на стадию смешивания с наполнителем. В качестве наполнителя можно использовать традиционные для насвая вещества, а именно золу, хлопковое масло и известь или сирач, а также нетрадиционные наполнители, в том числе с нейтральным вкусом и запахом, или обладающие специфическими органолептическими свойствами. К нетрадиционным наполнителям могут быть отнесены основы жевательных резинок, карамельная масса, ирисы, пектин, сахаристые вещества, аскорбиновая кислота, соки сублимационной сушки, растворимые чай и кофе, порошкообразные напитки и различные смеси перечисленных продуктов. Для придания изделию специфических органолептических свойств, сходных со свойствами ароматизированных и/или соусированных табачных изделий при использовании нейтрального наполнителя или для усиления неспецифических органолептических свойств при использовании наполнителей с выраженным вкусом в смесь может быть дополнительно введен ароматизатор, обладающий требуемыми свойствами. Так, например, для имитации послевкусья от выкуривания сигарет с ментолом в качестве ароматизатора может быть использован непосредственно ментол, а также эфирные масла или газожидкостные экстракты ментолсодержащего растительного сырья, например мяты перечной или мелиссы лимонной.

Для наиболее равномерного распределения ароматизатора в смеси целесообразно использовать газожидкостные экстракты ароматических растений совместно с экстрагентами. В этом случае смесь готовят при давлении выше атмосферного, а затем сбрасывают его до атмосферного. Такой процесс осуществляется следующим образом. В герметичный смеситель первоначально загружают все остальные компоненты смеси, а затем вводят растворенный в сжиженном газе экстракт. Раствор экстракта в сжиженном газе может быть получен путем отбора соответствующей мисцеллы непосредственно со стадии экстрагирования ароматического растительного сырья сжиженным газом. В альтернативном варианте в качестве смесителя может быть использован оборудованный мешалкой испаритель газожидкостной экстракционной установки. Газожидкостная экстракция, как известно, обладает высокой степенью селективности по отношению к ароматообразующим веществам. Поэтому при использовании именно газожидкостных экстрактов особое внимание уделяется их гомогенному распределению в приготавливаемой смеси. Газожидкостная мисцелла, или раствор газожидкостного экстракта в сжиженном газе позволяет создать низкую концентрацию ароматообразующих веществ в единице объема, что и позволяет равномерно распределить их по всему объему смеси даже при использовании ароматизатора в микроколичествах, т.е. порядка 0,06-0,01 мас. смеси. После завершения перемешивания давление в смесителе сбрасывают до атмосферного. В таких условиях сжиженный газ вскипает и удаляется из смеси в газовой фазе, а ароматизатор остается равномерно распределенным по всему объему смеси.

Приготовленную с использованием табачного экстракта смесь формуют с получением готовых изделий в товарной форме, соответствующей виду обработки экстракта и используемому наполнителю. Для получения товарной формы могут быть использованы различные виды методов агломерирования на порошкообразном носителе, гранулирование, экструдирование, вальцевание, таблетирование, литье и прессование. Масса готовой товарной формы рассчитывается таким образом, чтобы в зависимости от вида исходного табачного сырья и рецептуры готового изделия обеспечить содержание никотина в каждом изделии или в одной дозе в случае формования агломерированием около 2 мг или кратную долю от этого количества. Это обеспечивает потребление никотина в дозе, соответствующей одной выкуренной сигарете, при употреблении одного или нескольких изделий, или соответствующего количества доз агломерированного продукта.

Органолептические свойства изделий могут варьироваться в самом широком интервале в зависимости от рецептуры и товарной формы. Они могут соответствовать традиционным свойствам насвая, или иметь абсолютно отличные от него характеристики. Это позволяет обеспечить соответствие изделий субъективным вкусам людей, желающих ограничить табакокурение.

Следует отметить, что в состав изделий входит только относительно безвредная часть табака, включающая ароматические вещества, вкусообразующие вещества, в основном органические кислоты, их соли, в том числе никотиновую кислоту или ее соли, а также пектин. Отсутствие в продукте смолистых и красящих веществ, солей тяжелых металлов, входящих в состав получаемого по традиционной технологии насвая, позволяет сократить вредное воздействие на организм, поскольку уменьшается потребление канцерогенных и проканцерогенных веществ, снижается вредное воздействие на зубную эмаль и полость рта. Использование нетрадиционных для насвая органолептических сочетаний позволяет при употреблении этих изделий сократить тягу к табакокурению за счет иного способа введения в организм никотина. В этом случае появляется возможность сократить воздействие табачного дыма на некурящих, а курильщик, как и потребитель насвая, уменьшает поступление в организм тех же вредных веществ, дополнительно снижая вредное действие высоких температур на полость рта, гортань и легкие.

Пример 1. Табак типа Вирджиния экстрагируют водой при температуре 90^oC в течение 120 мин, отделяют экстракт, упаривают и смешивают с сирачем. Смесь перетирают и гранулируют. Получено изделие по органолептическим показателям сходное с водяным насваем.

Пример 2. Табак типа Вирджиния экстрагируют при раздельном вводе в экстракционный объем воды, этилового спирта и ортофосфорной кислоты при 65^oC в течение 6 мин, отделяют экстракт, осветляют активированным углем и лимонным соком, концентрируют обратным осмосом и агломерируют на смеси подсластителя "Свитли" с яблочным соком сублимационной сушки. Получен порошок, после восстановления образующий прозрачный напиток светло-желтого цвета, обладающий пикантным кисло-сладким вкусом и освежающим ароматом, который после употребления оставляет легкое послевкусье табачного дыма.

Пример 3. Табак типа Кентуки экстрагируют при условиях примера 2, осветляют ультрафильтрацией, концентрируют вымораживанием влаги, смешивают с пектином, сахаром, яблочным пюре, лимонной кислотой и экструдируют с получением фруктовых палочек, которые подсушивают до образования корочки и опудривают сахарной пудрой. Полученные изделия имеют приятный фруктовый аромат и кисло-сладкий вкус.

Пример 4. Табак типа Кентуки экстрагируют 0,5% раствором уксусной кислоты, отделяют экстракт, осветляют в условиях примера 1, сушат под вакуумом, смешивают с наполнителем, содержащим сахар, растворимых кофе, сухое молоко и эмульгатор, а смесь таблетируют. Полученное изделие обладает вкусом кофе с молоком и выраженным кофейным ароматом.

Пример 5. Концентрат, полученный по примеру 4, вводят в карамельную массу и приготавливают карамели по традиционной технологии. Полученное изделие при употреблении оставляет легкое послевкусье табака.

Пример 6. Табак смеси восточных сортов экстрагируют 0,5% раствором этилового спирта в течение 90 мин при температуре 70^oC, отделяют экстракт, концентрируют упариванием, сушат, смешивают с фруктозой и пектином и вводят в смесь CO₂-мисцеллу мелиссы лимонной под давлением 6,4 МПа. После перемешивания давление сбрасывают до атмосферного, а смесь таблетируют. Полученный продукт обладает мягким сладким вкусом и ароматом сигарет с ментолом.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить широкий ассортимент некурительных табачных изделий с гарантированным заданным содержанием никотина и разнообразными органолептическими свойствами, которые имеют сниженное содержание вредных веществ и позволяют повысить гигиену употребления никотина.

Использование: в технологии производства некурительных табачных изделий. Сущность изобретения: способ предусматривает подготовку табака, его экстрагирование водой, отделение экстракта, его смешивание с наполнителем и формование смеси. 17 з.п. ф-лы.

1. Способ производства некурительного табачного изделия, включающий подготовку и смешивание табака с наполнителем и формование смеси, отличающийся тем, что после подготовки табак экстрагируют водой, отделяют экстракт, а для смешивания с наполнителем используют последний. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что к воде добавляют пищевую кислоту и/или этиловый спирт. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что добавка составляет до 0,5 мас. воды. 4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что воду и спирт и/или кислоту на стадию экстрагирования подают раздельно при диспергировании спирта и/или кислоты в воде. 5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что отделенный экстракт подвергают осветлению. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при осветлении экстракт последовательно обрабатывают активированным углем и лимонным соком с отделением осадка после каждой стадии обработки. 7. Способ по любому из пп.1 6, отличающийся тем, что экстракт перед смешиванием концентрируют. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что смешивание и формование смеси осуществляют путем агломерирования концентрата на наполнителе. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что смесь формуют путем гранулирования. 10. Способ по п.7, отличающийся тем, что смесь формуют путем экструдирования. 11. Способ по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что перед смешиванием экстракт сушат. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что формование смеси осуществляют путем таблетирования. 13. Способ по любому из пп.1 12, отличающийся тем, что в составе наполнителя используют пектин. 14. Способ по любому из пп.1 13, отличающийся тем, что в составе наполнителя используют вкусовую добавку. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что вкусовую добавку выбирают из группы, включающей сахаристые вещества, сахарозаменители, подсластители, соки сублимационной сушки, растворимый кофе, растворимый чай, порошкообразные напитки и их смеси. 16. Способ по любому из пп.1 15, отличающийся тем, что в смесь дополнительно вводят ароматизатор. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что в качестве ароматизатора используют газожидкостные экстракты ароматического растительного сырья. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что введение ароматизатора в смесь осуществляют совместно со сжиженным газом, смешивание осуществляют при давлении выше атмосферного, а перед формованием давление сбрасывают до атмосферного для отгонки сжиженного газа.