Факультет

Студентам

Посетителям

Роль ферментов табачного листа и микроорганизмов при ферментации

Несмотря на колоссальный труд, затраченный многими учеными, процесс ферментации нельзя считать детально изученным.

Следует указать, что за последнее время выяснению данного вопроса особо способствовали советские исследователя. Тем не менее, столь фундаментальные вопросы, как роль микробиологического фактора при ферментации табака, остаются неуточненными. Многие ученые рассматривали и рассматривают ферментацию табака как чисто биохимический процесс, протекающий без участия микроорганизмов. Даже самонагревание, по их мнению, не зависит от деятельности микрофлоры табачных листьев.

Наиболее раннюю, а вместе с тем и примитивную теорию ферментации дали Несслер (Nessler) и Шлезинг в 1867 г. По их мнению, ферментация сводится к простому окислению составных частей клетки табака.

Более полные представления были развиты несколько позднее Левом. Он указывал, что влажность, имеющаяся в листьях табака, слишком ничтожна для обеспечения развития микроорганизмов. При имеющейся обстановке в листьях могут работать лишь ферменты. Большое значение в ферментации он придавал окислительным ферментам — пероксидазе и открытой им каталазе.

Особое, внимание заслуживают представления Смирнова, давшего капитальный труд по табаковедению. Он считал, что запас свободной влаги в табаке не позволяет развиваться даже относительно мало влаголюбивым плесеням. По опытам, проведенным в его лаборатории Флоренской, можно утверждать, что плесени начинают развиваться на табаке лишь, при влажности его, соответствующей 187% относительной влажности воздуха. Однако в ферментационных помещениях воздух обычно бывает более сухим. По предположению Смирнова, это исключает возможность размножения грибов, не говоря уже о бактериях. Коленев показал, что при ферментации табака число микроорганизмов на растительной массе уменьшается.

Явно различаемый рост плесени на ферментируемом табаке Смирнов оценивает как заведомо порочное явление. Он считает, что микробиологические процессы характеризуются глубоким распадом органических веществ, что отсутствует в ферментируемом табаке.

Характер термогенеза, имеющего место в табаке, тоже, по мнению Смирнова, отличен от процесса возбуждаемого микроорганизмами. В последнем случае температурная кривая должна была бы иметь более продолжительный период максимального нагрева. Смирнов полагает, что разогревание табака вызывается деятельностью окислительных ферментов.

Наконец, наиболее существенно то, что некоторым исследователям, в том числе и Смирнову, удавалось искусственно ферментировать табак в условиях, исключающих деятельность микроорганизмов. В отмечаемых нами случаях к табаку прибавлялись антисептики, а температура, необходимая для процесса, создавалась при помощи обогрева. Иногда без прибавления антисептика ферментация производилась при 100°, причем получались неплохие табаки.

Смирнов весьма наглядно показал, что химические изменения табака при ферментации, осуществляемой в присутствии антисептика, совершенно тождественны е нормально отмечаемыми в производстве. Это окончательно убедило его в правоте высказанных им взглядов. Смирнов на основании его опытов разработал метод внесезонной ферментации Табаков, при которой искусственно создаются температурные условия и необходимая влажность воздуха, наиболее благоприятные для развития ферментативных процессов и препятствующие развитию микроорганизмов. Последнее достигается в основном регулированием влажности воздуха в пределах 70—75%. Исключительно ценное предложение Смирнова было принято и внедрено в промышленность. Это позволило производимую обычно лишь в весенние и летние месяцы ферментацию Табаков проводить и зимой. Стандартные условия производства помогли значительно повысить качество продукции.

Мы должны в значительной мере присоединиться к мнению Смирнова и считаем, что основной комплекс биохимических превращений в ферментируемом табаке производится ферментами самого растения. Однако полностью исключать участие деятельности микроорганизмов при естественной ферментации мы не склонны. В частности, по нашему убеждению, разогрев табака обусловливается микробами. Никому из исследователей, работавших с ферментацией табака в условиях, исключающих работу микроорганизмов, не удавалось добиться сколько-либо заметного его разогревания. Эксперименты, проведенные Смирновым в сосудах Дюара, показали, что ферментативные процессы обеспечивают повышение температуры табака лишь на несколько градусов. Даже при введении в табак столь активных акцепторов кислорода, как гидрохинон и пирогаллол, температура табака не повышалась более чем на 3.0—4.5°. Данные наблюдения вполне согласуются с материалом, изложенным в других главах, который весьма наглядно показывает, что ферменты не могут обеспечить высокого нагрева органических масс.

К крайнему сожалению, детальных исследований микрофлоры ферментирующегося табака до сих пор сделано не было. Довольно многочисленные наблюдения микробиологов, на которых мы кратко остановимся несколько ниже, страдают существенными упущениями и убедительными считаться не могут.

Как уже указано в других разделах, самосогревание не всегда сопровождается сильным нарастанием числа микроорганизмов. Термофильные бактерии, например, довольно быстро отмирают в том же греющемся зерне. В фазу максимальной температуры число термофильных микроорганизмов здесь не столь велико; хотя никто не сомневается теперь в их ведущей роли. Поэтому указание Коленева на вымирание микроорганизмов в процессе ферментации никакой убедительностью не обладает.

Смирнов, а также другие сторонники ферментативной теории делают, по нашему мнению, существенную ошибку в своих рассуждениях. Они всегда подчеркивают физиологическую сухость табака как среды для размножения микроорганизмов, забывая о том, что при ферментации табак в начальных стадиях выделяет значительные количества свободной воды. Вследствие этого, несмотря даже на относительную сухость воздуха, в табаке некоторое время могут довольно энергично размножаться микроорганизмы. Визуально это размножение может и не быть отмечено. Быстрое испарение воды из табака делает фазу размножения микроорганизмов во времени достаточно ограниченной, что и объясняет факт кратковременного максимального нагрева табака. Довольно быстрое подсыхание табака ограничивает в нем деструктивную работу микроорганизмов.

Следует отметить, что некоторые наблюдения, сделанные в лаборатории самого же Смирнова, противоречат его заключениям. Так, в табаке была обнаружена плесень, весьма похожая на Andrea deliensis Palm et Jochems, обладавшая осмофильными свойствами. Она могла развиваться при относительной влажности воздуха в 82.5%. Аналогичная же высокая сосущая сила была присуща и одной находившейся в табаке бактерии, которая, к сожалению, ближе не была определена. Все это показывает, что при небольшом увлажнении табака в нем могут активно размножаться специфичные микроорганизмы, состав которых, однако, остается неизученным. Разогревание табака, без всякого сомнения, обусловливается их жизнедеятельностью. Другие факторы не могут вызвать заметного повышения температуры табака.

Можно отметить, что плесени могут развиваться при относительно невысоком содержании кислорода. Лишь при наличии в атмосфере 0.8% кислорода их рост приостанавливается (Смирнов). Отсюда следует предположить, что даже во внутренних слоях тюков размножение грибов вполне возможно.

Совершенно очевидно, что при искусственной ферментации табака, когда процесс осуществляется в более сухой атмосфере, а температура воздуха поддерживается при помощи нагрева роль микроорганизмов, по всей видимости, сходит на нет.

Завершая настоящий раздел, укажем кратко на работы, посвященные микроорганизмам табака.

Шлезинг обнаружил на табаке мезофильные бактерии, не развивавшиеся выше 40°. Он предположил, что они имеют определенное значение в первых фазах разогревания табака. Химические изменения табака он рассматривал, в основном, как чисто ферментативный процесс.

Более крайней точки зрения придерживались Зухсланд, Беренс и Конинг. Они считали, что комплекс основных процессов в табаке производится микроорганизмами. Каждый из них старался выявить основных возбудителей ферментации табака, но подробных описаний изолированных микроорганизмов не сделал. По причинам, изложенным выше, в настоящее время вряд ли приходится разделять только что рассмотренное предположение.

Между прочим, сторонники микробиологической теории ферментации табака считали, что ее подтверждает практика так называемой «бетунизации». Данный процесс сводится к опрыскиванию поступающего на ферментацию табака вытяжкой из старого, уже подвергшегося обработке табака. Подобная операция часто дает положительный эффект. Предполагалось, что вместе с вытяжкой в новую партию табака вносятся бактерии — возбудители процесса ферментации. По существу, однако, действие бетунизации не изучено и может определяться химическими ингредиентами, имеющимися в вытяжке.

Заслуживает внимания работа Вернхаута, обнаружившего в табаке термофильных сапрофитных бактерий. Детально их он не изучил, но предполагал, что они имеют значение при ферментации табака.

К сторонникам смешанной теории ферментации принадлежали Делякруа, а также Вринс и Тиимстра. Они допускали, что микроорганизмы могут участвовать в самонагревании табака, вызывать образование ароматических веществ и т. д. Однако детальных экспериментальных работ ими проведено не было.

Наконец, Шмидт, исследуя табак, нашел на нем значительное число видов бактерий и плесеней. Подавляющее большинство из них принадлежало к мефозилам. Без сомнения, на первых фазах самонагревания эта микрофлора может иметь определенное значение.

На значительную обсемененноеть табака микроорганизмами указывает также Беренс.

Таким образом, совокупность рассмотренного материала позволяет высказать мысль, что основной процесс ферментации табака проходит при работе ферментов табачного листа. Явление же самонагревания, по всей видимости, должно быть объяснено кратковременным развитием микрофлоры в фазу выделения табачными листьями воды.

Более подробно с вопросом переработки табака можно ознакомиться по монографии Смирнова «Физиолого-биохимические основы обработки табачного сырья» (1933).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: