Livadi
26.04.2010, 20:40
Tütün Fermantasyonu Faktörleri
Her bir cins tütün, kendisinde aranan nitelikleri kazanabilmesi kendine özgü bir metoda tâbi tutulur. Bu itibarla çeşitli tip ve mahiyetteki tütünlere uygulanan çeşitli fermantasyon metotları gelişmiş bulunduğu gibi, bir ve aynı tipin, farklı örnekleri için de, o metodun az çok fark gösteren rejimleri düzenlenir. Fermantasyon olayı başlıca dört faktöre tâbi olarak gelişir:*
1) Tütünün kendi özelliği:
Bunu, bir dereceye kadar genetik faktörler ve fakat asıl, yaprak*ların fermantasyona kadar etkisi altında bulunduğu üretim faktörleri tayin eder. Yaprakların fermantasyona arz edilecekleri andaki içeriklerinin fermantasyon üzerindeki etkisi, hasat anındaki vitalite (canlılık) duru*munun kurutma işlemindeki rolüne benzetilebilir. Fermantasyon işleminin başta gelen ilkesi, belirli bir rejime tâbi tutulacak her bir partinin oldukça homojen yapraklardan hazırlanması olmalıdır. Kısacası, fermantasyondan önce bir triyaj (ayıklama) yapılması gereklidir.
Bu ayırıma esas teşkil eden nitelikler, doku, renk ve yaprak uzun*luğudur. Bu ayırıma özellikle puro dış sargılıklarında dikkat edilir. Pratikte, sıradan tütünler için sınırlı sayıda kategoriler teşkili ile yetinilir. Gerçek*ten, sadece ellere göre yapılan ayırımlarda esasen yeteri kadar bir homojenlik sağlanmış olur. Zira bir defa büyük-küçük ve yırtık yada renk uyumsuzluğu gösteren yapraklar ayrıldıktan sonra, bir elin yap*rakları, doku ve renk bakımından oldukça homojen bir parti teşkil eder. Böylesi, bir çeşit "nevi,, sınıflandırılmasıdır.
2) Tütünün rutubeti:
Fermantasyonda meydana gelen olayların en belli başlısı enzimler ta*rafından kataliz edilen oksidasyon sürecidir. Bunun yanında içyüzleri kısmen bilinen, ya da henüz aydınlatılmamış birçok reaksiyonların olduğu gerçektir. Bütün bu reaksiyonların enzimler tarafından kataliz edilebilmesi için dokuda yeteri kadar su bulunması gerekir. Yaprak dokusundaki rutubet oranı, fermantasyon olaylarının mümkün olmasında önemli olduğu gibi, bu olayların mahi*yetleri üzerinde de birinci plânda bir rol oynar. Örneğin, % 27 ye ka*dar rutubetli tütünlerin fermantasyonunda olaylar daha ziyade yaprak*larda önceden bulunan enzimlerin etkisi altında, % 27 den yukarı rutubette ise, üreyen mikropların saldıkları enzimlerin etkisi altında cereyan ederler. Yaprak dokularının yeteri kadar su ihtiva etme*meleri halinde gerek "doğal,, enzimlerin, gerekse mikrop salgısı enzimlerin faaliyeti durur. Yaprak dokusundaki rutubet oranının bir başka etkisi de ısı derecesinin yükselmesinde görülür.
Yaprak Dokusundaki Başlangıç Rutubeti Tütünün Eriştiği Maksimum Sıcaklık °C Hava Nemi Oranı Maksimum Sıcaklık °C
14% 30.5 70% 26.8
17% 31.5 75% 30.4
20% 37.2 80% 33.0
25% 47.5
Fermantasyon esnasındaki tütün rutubeti, bir yandan yaprak do*kusundaki başlangıç rutubetine, diğer taraftan da çevreleyen havanın nem oranına bağlıdır. Esasen pratikte bu iki faktör arasında, tütün denklerinin sıkılığına ve tütünün miktarına göre, az ya da çok hızla bir denge kurulur. Büyük hacimli kitlelerde ve sıkı denklerde tütünün rutubeti, çevreleyen havanın nemi ile ilgili durumuna pek tâbi olmaz. Bu takdir*de daha ziyade yaprak dokusunun başlangıç rutubeti rol oynar. Bir araştırmada, sıcaklık ve çevreleyen hava nemi sabit tutulduğu tak*dirde, başlangıç rutubetinin kızışmada (dolayısı ile fermantasyon şiddetinde) oynadığı rolü ve diğer etkenler değişmeden tutulduğu takdirde, çevreleyen hava nemi oranının kızışma üzerindeki etkisini göstermişlerdir.
3) Sıcaklık:
Enzim aktivitesi ancak belli sıcaklık sınırları içinde müm*kün olmaktadır. Fermantasyonda rol oynayan çeşitli enzimlerin faaliyeti için optimal ısı dereceleri 20 ve 70 °C lar arasındadır. "Tabii,, ya da "Mevsimlik,, fermantasyon dediğimiz süreçlerde, tütünün içindeki sıcaklık, kısmen dışarıdaki sıcaklık derecesine, kısmen de par*tinin miktarına bağlıdır. Küçük denklerde dış sıcaklık 16 °C ın altında olunca hiç bir fermantasyon belirtisi görülmez. Büyük denk*lerde ise pratikte, reaksiyonların tetiklenmesi fermantasyonu baş*latabilir. Zira bu reaksiyonlar ekzotermik olduklarından kendiliğinden kızışma meydana gelir ve büyük denklerde hasıl olan ısı hızla kaybolma*dığından fermantasyon kendiliğinden hızlanır. Bir ve ayni parti tütün için, dengin sıkılığından başka, kızışma üzerinde rol oynayan etkenler şunlardır:
— Yaprak dokusunun başlangıç rutubeti
— Ortam sıcaklığı
— Hava nemi oranı
Bunların son ikisi, ancak küçük hacimli denklerde etkindirler.
"Mevsimlik = tabii,, fermantasyonda, şartlar iklime bağlıdır. Sıcaklık yeteri kadar yükselince fermantasyon başlar.
Mevsim dışı ve hızlı bir fermantasyon yapabilmek için şartlan ayarlamak gerekir ki buradan "Sun'î ya da güdümlü,, diye nitelediği*niz fermantasyon metotları ortaya konmuştur.
4) Oksijen:
Fermantasyon olaylarının başında oksidatif reaksiyon*lar gelir. Gerçekten, diğer etkenler kadar, oksijenin varlığı da zarurî bir faktördür. Örneğin: puroluklara uygulanan gibi tipik bir fermantasyon işleminde oksijen varlığının gereği, hidrojen ya da azot atmosferinde bırakılmış tütünlerde hiç bir fermantasyon belirtisinin görülmemesi ile ortaya konmuştur. Pratikte, çok sıkı denkler hariç, ortamda daima yeteri kadar oksijen bulunur. Diğer taraftan fermantasyon olayında çıkan gazların miktarca en yükseğinin C02 oluşu da bu hususu destekler mahiyettedir.
Tütün Fermantasyonundaki Olaylar ve Değişmeler
Bu değişmeleri başlıca iki grupta incelemek mümkündür:
—Degüstatif (içim) ve fizik değişmeler
—Kimyasal değişmeler.
Fermantasyon işleminin asıl hedefi degüstatif (içim özellikleri) değişmelerdir. Bu*rada aroma gelişir, kurutulmuş yapraklarda görülen acılık ve otumsu çeşni kaybolarak içim düzelir ve üretilen tütünde aranan nitelikler teşekkül eder. Yaprakların rengi yeknesaklaşır, koyulaşır, biraz donuklaşır ve yeşil nüanslar kaybolur. Su ve kuru madde kaybından ötürü ağırlık kaybı görülür. Elastikiyet ve uzama direnci azalır, higroskopisite (su tutma) düşer, yanma kabiliyeti yükselir. Yaprak yüzeyinin yapışkanlığı azalır ya da hemen hemen kaybolur.
Bütün bu değişmelerle kimyasal değişme*lerin derecesi fermantasyonun şiddetine göre hafif ya da yüksek olur. Fermantasyonun şiddeti, tütünün yükseldiği ısı derecesi ve bunun süresi ile ölçülür. Fermantasyon ne kadar şiddetli olursa, rengin koyuya gitmesi, ku*ru madde kaybı ve kimyasal değişmeler o kadar fazla olur.
10 g- kuru maddede mg olarak ifade edilmiş miktarlar
Fermantasyondan önce Fermantasyondan sonra
Nişasta 51.05 24.09
Dekstrin 162.27 113.71
Maltos 261.04 160.19
Sakkaros 22.83 0.0
Monoslar 176.38 51.46
Diğer karbonhidratlar 673.59 350.26
Malik asid 93.42 56.20
Sitrik asid 16.27 3.59
Total N 394.96 356.33
Protein N 189.78 183.93
Amin N 115.91 28.22
Amonyak N 22.20 46.56
Nikotin N 47.73 40.50
pH 5.46 5.85
Kimyasal reaksiyonlar esas itibariyle oksidatif (Bir kimyasal maddenin oksijen ile birleşmesi ya da oksijen etkisi altında parçalanması olayı; yanma.) mahiyettedir. Bu suretle şekerlerde genellikle bir azalma kay*dedilir. Proteinlerde belirli bir azalma görülmez, tersine, amino-asitlerle polifenollerin birlikte büyük moleküllü maddeler ver*meleri, analitik bakımdan protein hesabına kaydedilen çözünmeyen azotta bir miktar artışa sebep olur. Şiddetli fermantasyonlarda amino asitlerde azalma, amonyakta artma kaydedilir. Alkaloitlerde az çok kayıplar meydana gelir. Sitrik ve malik asitler daha küçük moleküllü asitlere bölünürler. Buna karşılık oksalik asitte belirli bir yükselme görülür. Şekerlerle amino-asitlerin oksidatif birlikteliğinde koyu renkli maddeler olan melanoidler teşekkül eder. Keza polifenollerin oksidasyonundan da koyu renkli maddeler teşekkül eder.
Fiziksel ve kimyasal değişmelere yol açan olaylar aşağıda sıralanmıştır.
Kuru madde kaybı:
Genel bir kaide olarak kuru madde kaybının ölçüsü, fermantasyonun şiddetine bağlıdır. En hafif bir fermantasyon olan aging'te kuru madde kaybı %2,5 kadar olduğu halde, en şiddetli bir fermantasyon olan ve puro dolguluklarına uygulanan “Sweat” te % 20 ye kadar yük*selebilir. Bu kayıp, şark-oriental sigaralıklarında % 3–5 kadardır. Total kuru madde kaybının % 99 u karbonhidratlar ve organik asitler gibi azotsuz yaprak yapılarının oksidasyonundan (yanma) ileri gelir. Geriye kalan % 1 ise, yaprak yüzeyinden sürtünme v. b. sebeplerle ortaya çıkan mekanik kayıplara karşılık gelir.
Isı çıkışı ve sıcaklık yükselmesi:
Belirli oranda kuru madde kaybının ortaya çıktığı fermantasyon*larda, bazı yaprak yapılarının C02’e ve diğer uçucu maddelere oksitlenmesinden bir ısı çıkışı olur. Zira bu gibi olaylar ekzotermik reaksiyonlardır. Bu ısı çıkışının sonucu olarak tütünün sıcaklığı yükselir. Fermantasyon geçiren tütünlerde (Yığın, denk ya da kutu) sıcaklığın eriştiği yükseklik, bir yandan ekzotermik reaksiyonlardan birim zaman içinde çıkan ısı miktarına, diğer taraftan çıkan bu ısının yine birim zamandaki kaybına bağlıdır. Isı kaybı, rad*yasyon, konveksiyon akımları ve uçucu maddelerin buharlaşma*larına harcanmak suretiyle olup, fermantasyon geçiren parti biri*minin boyutlarına, birim hacımdaki tütün miktarı ve şekline (Yığın, denk, kasa) bağlı olarak meydana gelir. Ekzotermik reaksiyonlardan çıkan ısı ile kaybolan ısı arasındaki oran tütünün eri*şebileceği ısı derecesini tayin eder. "Sweat,, denen şiddetli fermantas*yonlarda sıcaklık ortalama olarak 50-55 °C arasındadır. Fermantasyon aşırı derecede şid*detli olursa, yani erişilen sıcaklık üst sınır*ları aşar ve fazlaca uzun sürerse, beklenen avantajlar kaybedilir, hatta tütünler zarar görür. Bunun içindir ki kızışmanın aşırı derecede olmasını engellemek için, yığınlarda alabora, denk ve kasalarda havalandırmayı sağlayacak tedbirler uygulanır. Havaların ısınması ile fermantasyon aktiviteleri artacağından ortamın artan sıcaklığı, tütün depolarının pencereleri vasıtasıyla akşam serinliğinde tek taraflı olarak açılıp havalandırılması mutlaka yapılarak giderilmelidir. Bu işleme fermantasyon bitene kadar devam edilmelidir.
Okasidasyon:
Ekzotermik reaksiyonlar aslında bir oksidasyonun (yanma) sonucudur. Gerçekten, kurut*manın işleminin sarartma fazında ve fermantasyonun başlıca fazlarında, alınan oksijen hacmi kadar karbondioksit çıkarılması bir nevi solunum faaliyetinin varlığını gösteriyor. Çıkan C02 hacminin alınan 02 hacmine oranına solunum katsayısı(S.K.) denir. Bu sayı karbonhitratlar için bire eşittir : [CO2]/[ O2] = 1,
Organik asitlerin oksidasyonunda S.K.= 1,3, proteinlerde S. K. = 0,7 dir.
Yalnız fermantasyonun başında ve son safhasında ise solunum olayından başka içerikte bir takım oksidasyonların meydana geldiği an*laşılıyor. Bunun dışında, gerek canlı yaprak dokusunda, gerekse kurut*ma işleminde bulunan yapraklar üzerinde yapılan incelemeler solunum katsayısının normal, yani 0,7 -1,0 arasında olduğu görülmüştür. Buradaki yavaş fakat devamlı O2 - CO2 alış verişi, normal bitki dokularında vuku bulan solunumun tam bir örneğidir. Kurutmanın son fazında zaman zaman oksijen alınmasının fazlaca artışı ve buna karşılık çıkan karbondioksitin az artması yüzünden S. K. 0,2 ye kadar düşer, kısa bir zaman sonra tekrar normal seviyesini bulur. Bunun gibi fermantasyon başında da S. K. küçülür ki bu esnada polifenollerin oksi*jen alıcı ve iletici bir rol oynadıkları kuvvetle muhtemeldir. Polifenol*lerin bu görevlerini yapabilmeleri için iki şartın gerçekleşmesi gerekir:
a) Polifenollerin, yaprak dokusunda hava ve oksitleyici enzimlerle temas sağlayabileceği bölgelere ulaşmaları (bunun için yaprakların 55–60 °C a kadar kızışmaları ve bu suretle hücre zarlarının harap olması, ya da geçirgenliklerinin yükselmesi lâzımdır),
b) Dokuda gerektiği kadar su bulunması ve ısınma ile polifenoller oksijen alır*lar, kinon haline geçerler, sonra oksijeni oksidasyona elverişli yapılara vererek tekrar polifenol haline geçerler. Bir yandan bu bir nevi katalitik rol devam ederken, bu esnada kendileri de yavaş yavaş oksitlenerek büyük moleküllü, koyu renkli kompleks bileşiklere dönüşürler. Bu polifenol azalması, fermantasyonun sonuna doğru oksijen alınmasının azalmasına sebep olur.
Fermantasyondan çıkan CO2 nin tamamı oksidasyon ürünü olma*yıp kısmen dekarboksilasyon'dan(bir amino asitten karbondioksidin uzaklaştırılması) ileri gelir. Tütün dokusu yapılarından fermantasyonda dekarboksile olanlar, uronik asitler, alfa-keto asitler, elma ve limon asitleri ve bazı amino-asitlerdir. De*ğişik şiddetlerde meydana gelen fermantasyon işlemlerinde 1 kg. tütünden çıkan total CO2 in miktarı ortalama olarak aging’te 30, ılımlı fermantasyonda 45 ve şiddetli fermantasyonda ise 60–90 gr. olarak tespit edilmiştir.
Çıkan başka gazlar:
Amonyak: Bunun çıkan miktarı, yaprak dokusu pH' ına, rutu*betine ve ısı derecesine ve çevreleyen havanın nem oranına tâbidir. Fermantasyonda serbest hale geçen amonyağın tamamı çıkan gazlara karışmaz. Bir kısmı da dokuda kalır. Amonyak çıkışı ancak şiddetli fermantasyonlarda görülen bir olaydır. M e t i 1 a 1 k o 1 da fermantasyonda çıkan gazlar ve buharlar karışımında bulunur. Bu madde pektinlerin demetoksilasyonu ile meydana gelir. Çıkan metanol miktarı, fermante olan tütünün kuru maddesinin % 0.04 – 0.12 si civarındadır. Uçucu yağlar, yaklaşık olarak metanol oranına eşit seviyede gazlar ve buharlar karışımında bulunmuştur. Sigaralık tütünlerin fermantasyonunda çıkan gazlar arasında formik ve asetik asitler gibi uçucu karboksilli asitler bulunur. Karbon monoksit, fermantasyon gazlarında metanol miktarının 1/5 i seviyesinde mevcuttur.
pH değişmeleri:
Yaprak yapılarının bazılarında meydana gelen değişmeler ve ka*yıplar sonucu olarak pH değişmeleri kaydedilir. Örneğin pektinlerin letoksilasyonu ile karboksil gruplarının serbest kalması (yani pektin asitlerinin açığa çıkması), kısmen şekerlerin oksi ya da keto-asit-oksidasyonu, amonyak ve alkaloitler gibi bazik maddelerin buharlaşarak dokudan ayrılmaları pH değerini asitli tarafa kaydıran olaylardır. Öte yandan, karboksilli asitlerin dekarboksilasyonu, amitlerden, amino-asitlerden ve peptitlerden (birbirine peptit bağlarıyla bağlanmış iki amino asit) amonyak ayrılması, fenollerin kinonlara oksitlenmesi gibi değişmeler de pH nin alkalik tarafa.kay*masına sebep olurlar. Bu suretle yaprak dokusu pH sinin şu ya da öteki tarafa kayması, fermantasyonda meydana gelen birçok karışık olay*ların bir bileşkesidir.
Yeni hasat edilmiş yeşil yaprakların pH’si, sigaralık olsun, puroluk olsun, 4,8 – 5,6 arasındadır. Air-curing'de hafifçe alkalik tarafa kayarak 5,8 – 6,8 olur. Flue-curing'e tâbi tutulan tütünlerde ise 5,0–5,4 arasındadır. Genellikle tipik fermantasyon işlemi geçiren tütünlerde pH az çok alkalik tarafa kayar.
Higrcskoposite(su tutma) değişmeleri:
Fermantasyonda vukubulan kimyasal ve fiziksel değişmelerden ötürü, işlemin şiddetine göre, higroskoposite genellikle azalır. Yapılan araştırmalara göre higroskoposite azalması, başlangıçtakinin % 6–55 kadarıdır.
Yanma kabiliyeti değişmeleri:
Tütünlerin yanma kabiliyetleri genellikle fermantasyon geçir*mekle olumlu bir yönde gelişir. Bu suretle yaprak üzerinde bir nokta*dan başlatılan yanmanın kendi kendine devamı uzar.
Esneklik ve kopma direnci:
Bu fiziksel karakteristikler, yani elastikiyet ve uzama direnci fermantasyonla beraber azalır.
Kimyasal değişmeler:
Karbonhidratlar: Bu sınıfa dahil maddelerde fermantas*yon esnasında önemli azalmalar kaydedilir. Total karbonhidratlardaki bu azal*ma; fermantasyondan önce %1 olan indirgen şekerler (glukos+fruktos) fermantasyondan sonra %0,16 ya, %1,01 olan total şekerler (ind.şekerler+ sakkaros) lar %0,19 a, dekstrin %0,74 den %0,55 eve nişasta %0,39 dan %0,01 e düşmektedir.
Öte yandan aging'e tâbi tutulan sigaralık tütünlerde de karbonhidratlarda bir azalma görülmektedir. Aşağıda, Amerikada yetiştirilen İzmir şortunun aging esnasındaki bu karbonhidrat değişmeleri veril*miştir.
Eterde çözünen total organik asitler: Bu orga*nik asitlerde de fermantasyon esnasında belirli azalmalar olur.
Hücre zarı maddeleri: Hücre içi karbonhidratları ve organik asitlerinin fermantasyonla değişmeleri, canlı yeşil yap*rakta ve kurutmada da görülen olayların bir devamıdır. Ancak, selüloz, hemiselüloz, pektinler ve pentozanlar gibi hücre zarı maddeleri, fermantasyonun özel bir etkisiyle bazı değişikliklere uğramaktadırlar.
Eterde çözünen bileşikler: Uçucu yağlardaki ve reçinelerdeki kayıplar fermantasyonun ısı derecesi rejimine tâbidir. Örneğin, 50 °C deki kayıplar 35°C dekinden daha yüksektir. Fermantasyonda daha çok aroma üzerinde olumsuz etki gösteren reçineler daha fazla kayıplara uğrar.
Boyar maddeler ve polifenoller: Tütün yaprak*larında önceden var olan başlıca boyar maddeler, klorofil, ksantofil ve karotin, fermantasyon esnasında birer miktar azalırlar. Kurutma so*nunda pek az kalmış bulunan klorofilin en az yarısı da fermantasyon*da renksiz maddelere dönüşür. Buna karşılık, her tip fermantas*yonda az çok koyu renkli maddeler gelişir. Fermantasyondan önce % 0,5–1,5 oranında rutin ihtiva eden tü*tünlerde fermantasyondan sonra bu maddenin tamamen kaybolması, bu kompleks yapılı ve koyu renkli maddelerin teşekkülü ile izah edilebilir. Suda çözünmeyen maddelerin teşekkülü: Bazı kimyasal olaylar, fermantasyon esnasında, suda çözünen bir kısım bileşiklerin suda çözünmeyen bir takım maddelere dönüşmesine sebep olmaktadır. Bu suretle F. S. % 3–5 kadar suda çözünmez madde teşekkülü görülebilmektedir. Bunun 1/5 -1/3 ü anorganik maddelere tekabül eder. Azotlu bileşikler: Bu değişmelere sebep olan olaylar koyu renkli tütünlerin fermantasyonunda daha belirli olur. Sarı renkli tütünlerde ise pek hissedilir derecede değildir. Başlıca önemli değişme*ler şunlardır: Amonyak, alkaloid ve başka organik bazlar buharlaşma suretiyle yaprak dokusundan kısmen ayrılırlar. Bu suretle F. Ö. ki total azotun % 10 – 15 kadarı kaybolur. Bu kaybın %75 kadarı amonyağa, % 15 i alkaloitlere ve % 10 u başka bileşiklere tekabül eder. Yaprak dokusundan buharlaşmalarla ve çözünmeyen N bileşiklerinin teşekkülünden ötürü, F.Ö. ki suda çözünen azotun % 20 kadarı kaybolmuş olur. Nikotin, bu aslî alkaloidin azalması F.Ö. ki miktarı ile ilgilidir. Nikotini başlangıçta az olan tütünlerde kayıp oranı daha yük*sek olur. Örnek olarak bir araştırmada başlangıç nikotin oranı %2 - %3-4 ve %4-10 arası olan tütünlerin fermantasyondaki kayıp oranları sırasıyla %30 - %20-25 ve %10-20 olabildiği görülmüştür. Hafif nikotinli tütünlerde fermantasyon daha az şiddetli olmaktadır. Görünüşe göre, fermantasyonun şiddeti ile nikotin kaybı arasında bir ilişki vardır. Başlangıç nikotini ne kadar yüksek ise fermantasyona karşı direnç o kadar büyük olduğu gibi, nikotin kaybı oranı ne kadar yüksek ise ferman*tasyon o kadar iyi geçmiş olur, yani içim o kadar düzelmiş olur.
Her bir cins tütün, kendisinde aranan nitelikleri kazanabilmesi kendine özgü bir metoda tâbi tutulur. Bu itibarla çeşitli tip ve mahiyetteki tütünlere uygulanan çeşitli fermantasyon metotları gelişmiş bulunduğu gibi, bir ve aynı tipin, farklı örnekleri için de, o metodun az çok fark gösteren rejimleri düzenlenir. Fermantasyon olayı başlıca dört faktöre tâbi olarak gelişir:*
1) Tütünün kendi özelliği:
Bunu, bir dereceye kadar genetik faktörler ve fakat asıl, yaprak*ların fermantasyona kadar etkisi altında bulunduğu üretim faktörleri tayin eder. Yaprakların fermantasyona arz edilecekleri andaki içeriklerinin fermantasyon üzerindeki etkisi, hasat anındaki vitalite (canlılık) duru*munun kurutma işlemindeki rolüne benzetilebilir. Fermantasyon işleminin başta gelen ilkesi, belirli bir rejime tâbi tutulacak her bir partinin oldukça homojen yapraklardan hazırlanması olmalıdır. Kısacası, fermantasyondan önce bir triyaj (ayıklama) yapılması gereklidir.
Bu ayırıma esas teşkil eden nitelikler, doku, renk ve yaprak uzun*luğudur. Bu ayırıma özellikle puro dış sargılıklarında dikkat edilir. Pratikte, sıradan tütünler için sınırlı sayıda kategoriler teşkili ile yetinilir. Gerçek*ten, sadece ellere göre yapılan ayırımlarda esasen yeteri kadar bir homojenlik sağlanmış olur. Zira bir defa büyük-küçük ve yırtık yada renk uyumsuzluğu gösteren yapraklar ayrıldıktan sonra, bir elin yap*rakları, doku ve renk bakımından oldukça homojen bir parti teşkil eder. Böylesi, bir çeşit "nevi,, sınıflandırılmasıdır.
2) Tütünün rutubeti:
Fermantasyonda meydana gelen olayların en belli başlısı enzimler ta*rafından kataliz edilen oksidasyon sürecidir. Bunun yanında içyüzleri kısmen bilinen, ya da henüz aydınlatılmamış birçok reaksiyonların olduğu gerçektir. Bütün bu reaksiyonların enzimler tarafından kataliz edilebilmesi için dokuda yeteri kadar su bulunması gerekir. Yaprak dokusundaki rutubet oranı, fermantasyon olaylarının mümkün olmasında önemli olduğu gibi, bu olayların mahi*yetleri üzerinde de birinci plânda bir rol oynar. Örneğin, % 27 ye ka*dar rutubetli tütünlerin fermantasyonunda olaylar daha ziyade yaprak*larda önceden bulunan enzimlerin etkisi altında, % 27 den yukarı rutubette ise, üreyen mikropların saldıkları enzimlerin etkisi altında cereyan ederler. Yaprak dokularının yeteri kadar su ihtiva etme*meleri halinde gerek "doğal,, enzimlerin, gerekse mikrop salgısı enzimlerin faaliyeti durur. Yaprak dokusundaki rutubet oranının bir başka etkisi de ısı derecesinin yükselmesinde görülür.
Yaprak Dokusundaki Başlangıç Rutubeti Tütünün Eriştiği Maksimum Sıcaklık °C Hava Nemi Oranı Maksimum Sıcaklık °C
14% 30.5 70% 26.8
17% 31.5 75% 30.4
20% 37.2 80% 33.0
25% 47.5
Fermantasyon esnasındaki tütün rutubeti, bir yandan yaprak do*kusundaki başlangıç rutubetine, diğer taraftan da çevreleyen havanın nem oranına bağlıdır. Esasen pratikte bu iki faktör arasında, tütün denklerinin sıkılığına ve tütünün miktarına göre, az ya da çok hızla bir denge kurulur. Büyük hacimli kitlelerde ve sıkı denklerde tütünün rutubeti, çevreleyen havanın nemi ile ilgili durumuna pek tâbi olmaz. Bu takdir*de daha ziyade yaprak dokusunun başlangıç rutubeti rol oynar. Bir araştırmada, sıcaklık ve çevreleyen hava nemi sabit tutulduğu tak*dirde, başlangıç rutubetinin kızışmada (dolayısı ile fermantasyon şiddetinde) oynadığı rolü ve diğer etkenler değişmeden tutulduğu takdirde, çevreleyen hava nemi oranının kızışma üzerindeki etkisini göstermişlerdir.
3) Sıcaklık:
Enzim aktivitesi ancak belli sıcaklık sınırları içinde müm*kün olmaktadır. Fermantasyonda rol oynayan çeşitli enzimlerin faaliyeti için optimal ısı dereceleri 20 ve 70 °C lar arasındadır. "Tabii,, ya da "Mevsimlik,, fermantasyon dediğimiz süreçlerde, tütünün içindeki sıcaklık, kısmen dışarıdaki sıcaklık derecesine, kısmen de par*tinin miktarına bağlıdır. Küçük denklerde dış sıcaklık 16 °C ın altında olunca hiç bir fermantasyon belirtisi görülmez. Büyük denk*lerde ise pratikte, reaksiyonların tetiklenmesi fermantasyonu baş*latabilir. Zira bu reaksiyonlar ekzotermik olduklarından kendiliğinden kızışma meydana gelir ve büyük denklerde hasıl olan ısı hızla kaybolma*dığından fermantasyon kendiliğinden hızlanır. Bir ve ayni parti tütün için, dengin sıkılığından başka, kızışma üzerinde rol oynayan etkenler şunlardır:
— Yaprak dokusunun başlangıç rutubeti
— Ortam sıcaklığı
— Hava nemi oranı
Bunların son ikisi, ancak küçük hacimli denklerde etkindirler.
"Mevsimlik = tabii,, fermantasyonda, şartlar iklime bağlıdır. Sıcaklık yeteri kadar yükselince fermantasyon başlar.
Mevsim dışı ve hızlı bir fermantasyon yapabilmek için şartlan ayarlamak gerekir ki buradan "Sun'î ya da güdümlü,, diye nitelediği*niz fermantasyon metotları ortaya konmuştur.
4) Oksijen:
Fermantasyon olaylarının başında oksidatif reaksiyon*lar gelir. Gerçekten, diğer etkenler kadar, oksijenin varlığı da zarurî bir faktördür. Örneğin: puroluklara uygulanan gibi tipik bir fermantasyon işleminde oksijen varlığının gereği, hidrojen ya da azot atmosferinde bırakılmış tütünlerde hiç bir fermantasyon belirtisinin görülmemesi ile ortaya konmuştur. Pratikte, çok sıkı denkler hariç, ortamda daima yeteri kadar oksijen bulunur. Diğer taraftan fermantasyon olayında çıkan gazların miktarca en yükseğinin C02 oluşu da bu hususu destekler mahiyettedir.
Tütün Fermantasyonundaki Olaylar ve Değişmeler
Bu değişmeleri başlıca iki grupta incelemek mümkündür:
—Degüstatif (içim) ve fizik değişmeler
—Kimyasal değişmeler.
Fermantasyon işleminin asıl hedefi degüstatif (içim özellikleri) değişmelerdir. Bu*rada aroma gelişir, kurutulmuş yapraklarda görülen acılık ve otumsu çeşni kaybolarak içim düzelir ve üretilen tütünde aranan nitelikler teşekkül eder. Yaprakların rengi yeknesaklaşır, koyulaşır, biraz donuklaşır ve yeşil nüanslar kaybolur. Su ve kuru madde kaybından ötürü ağırlık kaybı görülür. Elastikiyet ve uzama direnci azalır, higroskopisite (su tutma) düşer, yanma kabiliyeti yükselir. Yaprak yüzeyinin yapışkanlığı azalır ya da hemen hemen kaybolur.
Bütün bu değişmelerle kimyasal değişme*lerin derecesi fermantasyonun şiddetine göre hafif ya da yüksek olur. Fermantasyonun şiddeti, tütünün yükseldiği ısı derecesi ve bunun süresi ile ölçülür. Fermantasyon ne kadar şiddetli olursa, rengin koyuya gitmesi, ku*ru madde kaybı ve kimyasal değişmeler o kadar fazla olur.
10 g- kuru maddede mg olarak ifade edilmiş miktarlar
Fermantasyondan önce Fermantasyondan sonra
Nişasta 51.05 24.09
Dekstrin 162.27 113.71
Maltos 261.04 160.19
Sakkaros 22.83 0.0
Monoslar 176.38 51.46
Diğer karbonhidratlar 673.59 350.26
Malik asid 93.42 56.20
Sitrik asid 16.27 3.59
Total N 394.96 356.33
Protein N 189.78 183.93
Amin N 115.91 28.22
Amonyak N 22.20 46.56
Nikotin N 47.73 40.50
pH 5.46 5.85
Kimyasal reaksiyonlar esas itibariyle oksidatif (Bir kimyasal maddenin oksijen ile birleşmesi ya da oksijen etkisi altında parçalanması olayı; yanma.) mahiyettedir. Bu suretle şekerlerde genellikle bir azalma kay*dedilir. Proteinlerde belirli bir azalma görülmez, tersine, amino-asitlerle polifenollerin birlikte büyük moleküllü maddeler ver*meleri, analitik bakımdan protein hesabına kaydedilen çözünmeyen azotta bir miktar artışa sebep olur. Şiddetli fermantasyonlarda amino asitlerde azalma, amonyakta artma kaydedilir. Alkaloitlerde az çok kayıplar meydana gelir. Sitrik ve malik asitler daha küçük moleküllü asitlere bölünürler. Buna karşılık oksalik asitte belirli bir yükselme görülür. Şekerlerle amino-asitlerin oksidatif birlikteliğinde koyu renkli maddeler olan melanoidler teşekkül eder. Keza polifenollerin oksidasyonundan da koyu renkli maddeler teşekkül eder.
Fiziksel ve kimyasal değişmelere yol açan olaylar aşağıda sıralanmıştır.
Kuru madde kaybı:
Genel bir kaide olarak kuru madde kaybının ölçüsü, fermantasyonun şiddetine bağlıdır. En hafif bir fermantasyon olan aging'te kuru madde kaybı %2,5 kadar olduğu halde, en şiddetli bir fermantasyon olan ve puro dolguluklarına uygulanan “Sweat” te % 20 ye kadar yük*selebilir. Bu kayıp, şark-oriental sigaralıklarında % 3–5 kadardır. Total kuru madde kaybının % 99 u karbonhidratlar ve organik asitler gibi azotsuz yaprak yapılarının oksidasyonundan (yanma) ileri gelir. Geriye kalan % 1 ise, yaprak yüzeyinden sürtünme v. b. sebeplerle ortaya çıkan mekanik kayıplara karşılık gelir.
Isı çıkışı ve sıcaklık yükselmesi:
Belirli oranda kuru madde kaybının ortaya çıktığı fermantasyon*larda, bazı yaprak yapılarının C02’e ve diğer uçucu maddelere oksitlenmesinden bir ısı çıkışı olur. Zira bu gibi olaylar ekzotermik reaksiyonlardır. Bu ısı çıkışının sonucu olarak tütünün sıcaklığı yükselir. Fermantasyon geçiren tütünlerde (Yığın, denk ya da kutu) sıcaklığın eriştiği yükseklik, bir yandan ekzotermik reaksiyonlardan birim zaman içinde çıkan ısı miktarına, diğer taraftan çıkan bu ısının yine birim zamandaki kaybına bağlıdır. Isı kaybı, rad*yasyon, konveksiyon akımları ve uçucu maddelerin buharlaşma*larına harcanmak suretiyle olup, fermantasyon geçiren parti biri*minin boyutlarına, birim hacımdaki tütün miktarı ve şekline (Yığın, denk, kasa) bağlı olarak meydana gelir. Ekzotermik reaksiyonlardan çıkan ısı ile kaybolan ısı arasındaki oran tütünün eri*şebileceği ısı derecesini tayin eder. "Sweat,, denen şiddetli fermantas*yonlarda sıcaklık ortalama olarak 50-55 °C arasındadır. Fermantasyon aşırı derecede şid*detli olursa, yani erişilen sıcaklık üst sınır*ları aşar ve fazlaca uzun sürerse, beklenen avantajlar kaybedilir, hatta tütünler zarar görür. Bunun içindir ki kızışmanın aşırı derecede olmasını engellemek için, yığınlarda alabora, denk ve kasalarda havalandırmayı sağlayacak tedbirler uygulanır. Havaların ısınması ile fermantasyon aktiviteleri artacağından ortamın artan sıcaklığı, tütün depolarının pencereleri vasıtasıyla akşam serinliğinde tek taraflı olarak açılıp havalandırılması mutlaka yapılarak giderilmelidir. Bu işleme fermantasyon bitene kadar devam edilmelidir.
Okasidasyon:
Ekzotermik reaksiyonlar aslında bir oksidasyonun (yanma) sonucudur. Gerçekten, kurut*manın işleminin sarartma fazında ve fermantasyonun başlıca fazlarında, alınan oksijen hacmi kadar karbondioksit çıkarılması bir nevi solunum faaliyetinin varlığını gösteriyor. Çıkan C02 hacminin alınan 02 hacmine oranına solunum katsayısı(S.K.) denir. Bu sayı karbonhitratlar için bire eşittir : [CO2]/[ O2] = 1,
Organik asitlerin oksidasyonunda S.K.= 1,3, proteinlerde S. K. = 0,7 dir.
Yalnız fermantasyonun başında ve son safhasında ise solunum olayından başka içerikte bir takım oksidasyonların meydana geldiği an*laşılıyor. Bunun dışında, gerek canlı yaprak dokusunda, gerekse kurut*ma işleminde bulunan yapraklar üzerinde yapılan incelemeler solunum katsayısının normal, yani 0,7 -1,0 arasında olduğu görülmüştür. Buradaki yavaş fakat devamlı O2 - CO2 alış verişi, normal bitki dokularında vuku bulan solunumun tam bir örneğidir. Kurutmanın son fazında zaman zaman oksijen alınmasının fazlaca artışı ve buna karşılık çıkan karbondioksitin az artması yüzünden S. K. 0,2 ye kadar düşer, kısa bir zaman sonra tekrar normal seviyesini bulur. Bunun gibi fermantasyon başında da S. K. küçülür ki bu esnada polifenollerin oksi*jen alıcı ve iletici bir rol oynadıkları kuvvetle muhtemeldir. Polifenol*lerin bu görevlerini yapabilmeleri için iki şartın gerçekleşmesi gerekir:
a) Polifenollerin, yaprak dokusunda hava ve oksitleyici enzimlerle temas sağlayabileceği bölgelere ulaşmaları (bunun için yaprakların 55–60 °C a kadar kızışmaları ve bu suretle hücre zarlarının harap olması, ya da geçirgenliklerinin yükselmesi lâzımdır),
b) Dokuda gerektiği kadar su bulunması ve ısınma ile polifenoller oksijen alır*lar, kinon haline geçerler, sonra oksijeni oksidasyona elverişli yapılara vererek tekrar polifenol haline geçerler. Bir yandan bu bir nevi katalitik rol devam ederken, bu esnada kendileri de yavaş yavaş oksitlenerek büyük moleküllü, koyu renkli kompleks bileşiklere dönüşürler. Bu polifenol azalması, fermantasyonun sonuna doğru oksijen alınmasının azalmasına sebep olur.
Fermantasyondan çıkan CO2 nin tamamı oksidasyon ürünü olma*yıp kısmen dekarboksilasyon'dan(bir amino asitten karbondioksidin uzaklaştırılması) ileri gelir. Tütün dokusu yapılarından fermantasyonda dekarboksile olanlar, uronik asitler, alfa-keto asitler, elma ve limon asitleri ve bazı amino-asitlerdir. De*ğişik şiddetlerde meydana gelen fermantasyon işlemlerinde 1 kg. tütünden çıkan total CO2 in miktarı ortalama olarak aging’te 30, ılımlı fermantasyonda 45 ve şiddetli fermantasyonda ise 60–90 gr. olarak tespit edilmiştir.
Çıkan başka gazlar:
Amonyak: Bunun çıkan miktarı, yaprak dokusu pH' ına, rutu*betine ve ısı derecesine ve çevreleyen havanın nem oranına tâbidir. Fermantasyonda serbest hale geçen amonyağın tamamı çıkan gazlara karışmaz. Bir kısmı da dokuda kalır. Amonyak çıkışı ancak şiddetli fermantasyonlarda görülen bir olaydır. M e t i 1 a 1 k o 1 da fermantasyonda çıkan gazlar ve buharlar karışımında bulunur. Bu madde pektinlerin demetoksilasyonu ile meydana gelir. Çıkan metanol miktarı, fermante olan tütünün kuru maddesinin % 0.04 – 0.12 si civarındadır. Uçucu yağlar, yaklaşık olarak metanol oranına eşit seviyede gazlar ve buharlar karışımında bulunmuştur. Sigaralık tütünlerin fermantasyonunda çıkan gazlar arasında formik ve asetik asitler gibi uçucu karboksilli asitler bulunur. Karbon monoksit, fermantasyon gazlarında metanol miktarının 1/5 i seviyesinde mevcuttur.
pH değişmeleri:
Yaprak yapılarının bazılarında meydana gelen değişmeler ve ka*yıplar sonucu olarak pH değişmeleri kaydedilir. Örneğin pektinlerin letoksilasyonu ile karboksil gruplarının serbest kalması (yani pektin asitlerinin açığa çıkması), kısmen şekerlerin oksi ya da keto-asit-oksidasyonu, amonyak ve alkaloitler gibi bazik maddelerin buharlaşarak dokudan ayrılmaları pH değerini asitli tarafa kaydıran olaylardır. Öte yandan, karboksilli asitlerin dekarboksilasyonu, amitlerden, amino-asitlerden ve peptitlerden (birbirine peptit bağlarıyla bağlanmış iki amino asit) amonyak ayrılması, fenollerin kinonlara oksitlenmesi gibi değişmeler de pH nin alkalik tarafa.kay*masına sebep olurlar. Bu suretle yaprak dokusu pH sinin şu ya da öteki tarafa kayması, fermantasyonda meydana gelen birçok karışık olay*ların bir bileşkesidir.
Yeni hasat edilmiş yeşil yaprakların pH’si, sigaralık olsun, puroluk olsun, 4,8 – 5,6 arasındadır. Air-curing'de hafifçe alkalik tarafa kayarak 5,8 – 6,8 olur. Flue-curing'e tâbi tutulan tütünlerde ise 5,0–5,4 arasındadır. Genellikle tipik fermantasyon işlemi geçiren tütünlerde pH az çok alkalik tarafa kayar.
Higrcskoposite(su tutma) değişmeleri:
Fermantasyonda vukubulan kimyasal ve fiziksel değişmelerden ötürü, işlemin şiddetine göre, higroskoposite genellikle azalır. Yapılan araştırmalara göre higroskoposite azalması, başlangıçtakinin % 6–55 kadarıdır.
Yanma kabiliyeti değişmeleri:
Tütünlerin yanma kabiliyetleri genellikle fermantasyon geçir*mekle olumlu bir yönde gelişir. Bu suretle yaprak üzerinde bir nokta*dan başlatılan yanmanın kendi kendine devamı uzar.
Esneklik ve kopma direnci:
Bu fiziksel karakteristikler, yani elastikiyet ve uzama direnci fermantasyonla beraber azalır.
Kimyasal değişmeler:
Karbonhidratlar: Bu sınıfa dahil maddelerde fermantas*yon esnasında önemli azalmalar kaydedilir. Total karbonhidratlardaki bu azal*ma; fermantasyondan önce %1 olan indirgen şekerler (glukos+fruktos) fermantasyondan sonra %0,16 ya, %1,01 olan total şekerler (ind.şekerler+ sakkaros) lar %0,19 a, dekstrin %0,74 den %0,55 eve nişasta %0,39 dan %0,01 e düşmektedir.
Öte yandan aging'e tâbi tutulan sigaralık tütünlerde de karbonhidratlarda bir azalma görülmektedir. Aşağıda, Amerikada yetiştirilen İzmir şortunun aging esnasındaki bu karbonhidrat değişmeleri veril*miştir.
Eterde çözünen total organik asitler: Bu orga*nik asitlerde de fermantasyon esnasında belirli azalmalar olur.
Hücre zarı maddeleri: Hücre içi karbonhidratları ve organik asitlerinin fermantasyonla değişmeleri, canlı yeşil yap*rakta ve kurutmada da görülen olayların bir devamıdır. Ancak, selüloz, hemiselüloz, pektinler ve pentozanlar gibi hücre zarı maddeleri, fermantasyonun özel bir etkisiyle bazı değişikliklere uğramaktadırlar.
Eterde çözünen bileşikler: Uçucu yağlardaki ve reçinelerdeki kayıplar fermantasyonun ısı derecesi rejimine tâbidir. Örneğin, 50 °C deki kayıplar 35°C dekinden daha yüksektir. Fermantasyonda daha çok aroma üzerinde olumsuz etki gösteren reçineler daha fazla kayıplara uğrar.
Boyar maddeler ve polifenoller: Tütün yaprak*larında önceden var olan başlıca boyar maddeler, klorofil, ksantofil ve karotin, fermantasyon esnasında birer miktar azalırlar. Kurutma so*nunda pek az kalmış bulunan klorofilin en az yarısı da fermantasyon*da renksiz maddelere dönüşür. Buna karşılık, her tip fermantas*yonda az çok koyu renkli maddeler gelişir. Fermantasyondan önce % 0,5–1,5 oranında rutin ihtiva eden tü*tünlerde fermantasyondan sonra bu maddenin tamamen kaybolması, bu kompleks yapılı ve koyu renkli maddelerin teşekkülü ile izah edilebilir. Suda çözünmeyen maddelerin teşekkülü: Bazı kimyasal olaylar, fermantasyon esnasında, suda çözünen bir kısım bileşiklerin suda çözünmeyen bir takım maddelere dönüşmesine sebep olmaktadır. Bu suretle F. S. % 3–5 kadar suda çözünmez madde teşekkülü görülebilmektedir. Bunun 1/5 -1/3 ü anorganik maddelere tekabül eder. Azotlu bileşikler: Bu değişmelere sebep olan olaylar koyu renkli tütünlerin fermantasyonunda daha belirli olur. Sarı renkli tütünlerde ise pek hissedilir derecede değildir. Başlıca önemli değişme*ler şunlardır: Amonyak, alkaloid ve başka organik bazlar buharlaşma suretiyle yaprak dokusundan kısmen ayrılırlar. Bu suretle F. Ö. ki total azotun % 10 – 15 kadarı kaybolur. Bu kaybın %75 kadarı amonyağa, % 15 i alkaloitlere ve % 10 u başka bileşiklere tekabül eder. Yaprak dokusundan buharlaşmalarla ve çözünmeyen N bileşiklerinin teşekkülünden ötürü, F.Ö. ki suda çözünen azotun % 20 kadarı kaybolmuş olur. Nikotin, bu aslî alkaloidin azalması F.Ö. ki miktarı ile ilgilidir. Nikotini başlangıçta az olan tütünlerde kayıp oranı daha yük*sek olur. Örnek olarak bir araştırmada başlangıç nikotin oranı %2 - %3-4 ve %4-10 arası olan tütünlerin fermantasyondaki kayıp oranları sırasıyla %30 - %20-25 ve %10-20 olabildiği görülmüştür. Hafif nikotinli tütünlerde fermantasyon daha az şiddetli olmaktadır. Görünüşe göre, fermantasyonun şiddeti ile nikotin kaybı arasında bir ilişki vardır. Başlangıç nikotini ne kadar yüksek ise fermantasyona karşı direnç o kadar büyük olduğu gibi, nikotin kaybı oranı ne kadar yüksek ise ferman*tasyon o kadar iyi geçmiş olur, yani içim o kadar düzelmiş olur.