Композиция для обработки табачных изделий и табачного сырья Российский патент 2022 года по МПК A24B15/00 

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.

Наиболее близким техническим решением к заявленному техническому решению является композиция, содержащая неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ), со структурой R²O(СН₂СН(СН₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅Н, в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-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 °С растворяют 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.

Изобретение относится к табачной индустрии и касается защиты табачного сырья от бактериального и микологического заражения. Композиция для обработки табачного сырья от бактериального и микологического заражения представляет собой водный раствор действующего вещества на основе карбоновой кислоты или ее соли. При этом композиция дополнительно содержит 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%. Изобретение позволяет увеличить защитные функции композиции и повысить её противогрибковую эффективность по сравнению с композициями, используемыми ранее. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

1. Композиция для обработки табачного сырья от бактериального и микологического заражения, представляющая собой водный раствор действующего вещества на основе карбоновой кислоты или ее соли, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 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%.

2. Композиция для обработки табачного сырья по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве карбоновой кислоты она содержит кислоту, выбранную из группы, включающей сорбиновую, бензойную, муравьиную, уксусную, пропионовую, молочную, яблочную, фумаровую кислоту или их смесь.

3. Композиция для обработки табачного сырья по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве действующего вещества она содержит сорбат калия, бензоат натрия и поливинилпирролидон в массовом отношении 1:1:0,1-1.