Введение. В настоящее время современные сельскохозяйственные технологии невозможны без применения минеральных удобрений, пестицидов, гербицидов, стимуляторов роста и систем предварительной обработки посадочного материала. Применение этих технологий уже само по себе является мощным эколого-геохимическим фактором, приводящим к изменениям состояния почвы, ее микроэлементного состава и кислотно-щелочного баланса. Виноградное растение достаточно быстро и активно реагирует на изменение внешней среды, что оказывает определенное влияние на состав виноградного сусла и вина. Поэтому вопросы повышения качества и безопасности выпускаемых вин остаются в центре внимания специалистов винодельческой отрасли России.

Согласно решению объединенной комиссии ФАО/ВОЗ по Пищевому кодексу, в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктами питания, включено восемь химических элементов - это ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, железо, стронций. Список этих элементов в настоящее время дополняется [1, 2]. В России и странах Таможенного союза Техническим регламентом 021/2011 "О безопасности пищевой продукции" определены критерии безопасности винодельческой продукции по следующим веществам: ртуть (не более 0,005 мг/кг), кадмий (не более 0,03 мг/кг), свинец (не более 0,1 мг/кг) и мышьяк (не более 0,2 мг/кг).

Тяжелые металлы (свое название они получили благодаря высоким значениям атомной массы) способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсичное воздействие. Увеличение их содержания выше нормы вызывает токсичный эффект и представляет угрозу для здоровья [3]. Источники загрязнения могут быть как природные, так и антропогенные. К природным источникам загрязнения относятся почвообразующие горные породы, подземные воды и др., к антропогенным - хозяйственная деятельность человека, то есть сточные воды, выхлопные газы, различные удобрения и т.д. [3, 4]. Однако имеются данные о том, что в винограде, который собран с виноградников, расположенных вдоль автотрасс, содержание свинца возрастает, а в винах обнаруживается его высокое содержание.

Для того чтобы определить наличие и количественное содержание тяжелых металлов в вине и виноматериалах используют химические, физические и физико-химические методы анализа. Из химических методов наиболее распространенный метод анализа вина и виноматериалов - это титриметрия; из физических - спектроскопия; а физико-химических - вольтамперометрия, полярография, хроматография, фотометрия и капиллярный электрофорез [6, 7].

Экологически чистые технологии направлены на удаление из виноматериалов и вин избытка металлов для их стабилизации к металлическим и кристаллическим кальциевым помутнениям. Для удаления тяжелых металлов из вин и виноматериалов широко используют желтую кровяную соль, трилон Б, комплекс НТФ. Деметаллизация натуральных белых и красных виноматериалов и вин, где железо находится в ионной форме, достигается обработкой модифицированными природными сорбентами на основе активированных бентонитов, а также желтой кровяной соли. Для специальных крепких вин наиболее эффективна обработка двуводной тринатриевой солью нитрилтриметилфосфоновой кислоты (комплекс НТФ). Обработка ЖКС наряду с деметаллизацией ускоряет созревание вина, снижает его ОВ-потенциал. Вместе с ЖКС применяют желатин, бентонит, полиакриламид. Для удаления тяжелых металлов иногда применяют фитин - тетракальциевую соль инозитфосфорной кислоты. Он получается из пшеничной клейковины.

Обработку трилоном Б (комплексом III, хелатоном) применяют для стабилизации вин к помутнениям, вызываемым избытком металлов, для предотвращения потемнения вина и устранения некоторых пороков. Трилон Б образует в вине прочные, хорошо растворимые комплексные соединения щелочноземельных и тяжелых металлов. Металлы из вина при этом не выводятся, но они блокируются не способными к участию образованию осадков [6, 8]. В последние годы одной из важнейших тенденций в развитии пищевой промышленности стало применение пищевых волокон (свекловичных, рисовых, пектиновых), которые обладают большим спектром действия - от сорбционного до вкусовой добавки [4, 9].

В связи с этим цель работы - оценка целесообразности применения свекловичного пищевого волокна для удаления токсичных соединений.

Объекты и методы исследований. В качестве объектов исследования использовали виноматериал, содержащий токсичные соединения (свинец, кадмий, ртуть, мышьяк и медь) и осветленное и не осветленное свекловичное пищевое волокно. Количественное содержание катионов металлов определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с применением прибора "Квант - АФА" (Россия) по ГОСТ 30178-96 с предварительным озолением испытуемой пробы. В исследуемый виноматериал вносили осветленное (белого цвета) и неосветленное (серого цвета) свекловичное пищевое волокно в количестве 0,02 и 1 г/дм³. Продолжительность обработки - 4 суток.

Обсуждение результатов. Анализ полученных материалов исследований свидетельствует о том, что осветленное и не осветленное свекловичное волокно значительно снижает концентрацию свинца и кадмия (табл.). Это связано с тем, что в составе свекловичного волокна содержится пектин, который по своим физико-химическим свойствам (малая степень этерификации при большом числе свободных карбоксильных групп) является лучшим природным адсорбентом - комплексообразователем по отношению прежде всего к свинцу и кадмию. Такое явление называют избирательной сорбцией.

В исследуемых образцах содержание меди уменьшилось незначительно. Следует отметить, что концентрация ртути и мышьяка осталась неизменной во всех вариантах. Возможно, это вызвано особенностью химических свойств катионов ртути и мышьяка, в частности их устойчивостью к комплексообразованию в гетерогенных системах при низких значения рН среды, какой является вино.

Влияние свекловичного волокна на удаление токсичных соединений

Выводы. Применение осветленного и не осветленного свекловичного волокна способствует снижению концентрацию таких токсичных соединений, как свинец, кадмий и медь. Концентрация ртути и мышьяка практически не меняется. Таким образом, свекловичное пищевое волокно можно рекомендовать для использования в виноделии с целью производства безопасной продукцию.

токсичное соединение свекловичное волокно виноматериал

Литература

1. Heavy Metals Found in Wine, WebMD, October 2008.

2. Theresa Hague et al, Determination of metal ion content of beverages and estimation of target hazard quotients: a comparative study, Chemistry Central Journal 2008, 2: 13.

3. Metal in wine, UK NHS news bulletin, October 2008.

4. Барышников, И.И. Экологическая токсикология / И.И. Барышников, А.О. Лойт, М.Ф. Савченков. - Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1991. - 400 с.

5. Ревич, Б.А. Экологическая эпидемиология / Б.А. Ревич, С.Л. Аванский, Г.И. Тихонова. - М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 384 с.

6. Агеева, Н.М. Анализ катионов металлов в винах Кубани методом капиллярного электрофореза / Н.М. Агеева, Т.И. Гугучкина, А.А. Гугучкин // Виноград и вино России. 2001, №4, с.47-48.

7. Declan P Naughton et al, Heavy metal ions in wines: meta-analysis of target hazard quotients reveal health risks, Chemistry Central Journal 2008, 2: 22.

8. Агеева, Н.М. Стабилизация виноградных вин: Теоретические аспекты и практические рекомендации / Н.М. Агеева. - Краснодар: СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии, 2007. - 251 с.

9. Третьякова, Н.Р. Совершенствование технологии и рецептур сокосодержащих напитков с использованием растительных пищевых волокон: автореф. дис. … канд. техн. наук. - Краснодар. - 2014. - 24 с.

Размещено на Allbest.ru