Аннотация

В статье приведены результаты экспериментальных исследований сорбционной способности овощных культур. Установлено, что содержание кадмия и свинца в молоке можно понизить после 20-минутного перемешивания молочного сырья с продуктами переработки овощей при температуре не выше 18-20 ºС с дальнейшей фильтрацией молочно-овощной смеси через двойной слой марли.

Ключевые слова

Молоко, свинец, кадмий, сорбент, фильтрация, молочно-овощная смесь

ВВЕДЕНИЕ

Кадмий и свинец по объему промышленного производства занимают четвертое место в группе цветных металлов. Они широко применяются в различных отраслях промышленности [1]. В зависимости от техногенной загруженности региона молоко как сырье для молочной промышленности может быть загрязнено токсичными элементами, в том числе кадмием и свинцом. Ионы кадмия и свинца влияют на биохимические процессы в клетке, обладают мутагенным и канцерогенным эффектами и выраженным кумулятивным действием [2]. Одним из прогрессивных способов производства экологически чистых продуктов является очистка сырья животного происхождения, используемого в производстве пищевых продуктов, от экотоксикантов [3]. В качестве адсорбента могут быть использованы продукты растительного происхождения. Из всех ранее исследованных продуктов растительного происхождения наибольшей комплексообразующей способностью в отношении кадмия и свинца обладают такие овощи, как топинамбур и свекла [4]. В данной работе была поставлена задача: исследовать способность овощных культур (топинамбур и свекла) понижать в молоке содержание таких токсикоэлементов, как кадмий и свинец. В качестве сорбента был выбран свежеприготовленный жом топинамбура и свеклы. В работе было использовано цельное молоко плотностью 1027-1028 кг/м3, содержащее изучаемые токсикоэлементы в нативном состоянии. Образцы цельного молока для исследований были отобраны в пастбищный период из частных хозяйств района Цементный поселок г. Семей, где молочное сырье характеризуется повышенным содержанием кадмия и свинца. Для решения поставленной задачи на 100 мл цельного молока было внесено 40 г овощного наполнителя при разных температурах: 10-12 ºС, 15-16 ºС, 18-20 ºС, 22-25 ºС. Перемешивание молочно-овощной смеси осуществлялось при каждой температуре в течение 0, 5, 10, 15, 20, 25 мин с дальнейшей ее фильтрацией через двойной слой марли. Содержание кадмия и свинца в молоке определяли в соответствии с требованиями ГОСТ 26933-86, 26932-86 полярографическим методом до и после фильтрации. На основании проведенных исследований было установлено, что их содержание понижается с увеличением температуры перемешивания и фильтрации, продолжительности перемешивания. Оптимальной является продолжительность перемешивания в течение 20 мин. Дальнейшее увеличение продолжительности перемешивания не влияет на понижение содержания исследуемых элементов в молоке после фильтрации. Повышение температуры перемешивания приводит к уменьшению содержания кадмия и свинца в молоке после фильтрации. Как видно из рис. 1, максимальная величина комплексообразующей способности жома из топинамбура в отношении кадмия при температуре 10-12 ºС составляет 33 % при 15-минутном перемешивании молока с данным компонентом. Увеличение продолжительности перемешивания не влияет на повышение комплексообразующей способности жома из топинамбура. Комплексообразующая способность жома из свеклы (рис. 2) увеличивается при перемешивании молока с данным сорбентом в течение 20 мин, что приводит к уменьшению содержания кадмия в исходном сырье на 29 %, которое остается стабильным при увеличении продолжительности перемешивания до 25 мин. Рис. 1. Изменение содержания кадмия в молоке после фильтрации при применении жома топинамбура При повышении температуры перемешивания молока с продуктами переработки овощей до 15- 16 ºС (см. рис. 1 и 2) комплексообразующая способность жома топинамбура и свеклы увеличилась незначительно. В молоке после фильтрации при вышеуказанной температуре с жомом топинамбура продолжительностью перемешивания 20-25 мин содержание кадмия уменьшилось максимально на 38 %, что на 5 % больше, чем в молоке после фильтрации с данным растительным компонентом при температуре 10-12 ºС. Рис. 2. Изменение содержания кадмия в молоке после фильтрации при применении жома свеклы После фильтрации при температуре 18-20 ºС с жомом топинамбура (см. рис. 1) содержание кадмия в молоке уменьшается от 5 до 56 %, что значительно выше показателей при температуре перемешивания и фильтрации 15-16 ºС от 7 до 18 %. После фильтрации с жомом из свеклы (см. рис. 2) содержание кадмия в молоке понижается на 4-50 %, что выше значений остаточного содержания кадмия при температуре перемешивания и фильтрации 15-16 ºС на 9-17 %. Плотность молока после фильтрации с овощными наполнителями не изменилась. При повышении температуры до 22-25 ºС, как видно из рис. 1 и 2, во всех образцах молока после фильтрации содержание кадмия уменьшается значительно и стабилизируется при продолжительности перемешивания 20-25 мин, достигая следующих значений: с жомом топинамбура - 53 %, с жомом из свеклы - до 64 %. На основании проведенных исследований было установлено, что изучаемые продукты переработки овощных культур обладают хорошей сорбционной способностью в отношении свинца в сравнении с кадмием. При этом жом из свеклы по сравнению с жомом топинамбура проявляет более высокие сорбционные свойства в отношении свинца. Содержание свинца при температуре 10-12 ºС (рис. 3 и 4) перемешивания молочно-овощной смеси понижается в молоке после фильтрации с жомом топинамбура до 34 % и свеклы до 37 % и стабилизируется при перемешивании в течение 20-25 мин. Свекловичный жом обладает наилучшим комплексообразующим свойством при температуре 18-20 ºС продолжительностью перемешивания 20 мин (см. рис. 4). Рис. 3. Изменение содержания свинца в молоке после фильтрации при применении жома топинамбура Рис. 4. Изменение содержания свинца в молоке после фильтрации при применении жома свеклы Повышение температуры перемешивания и фильтрации молока с растительными наполнителями до 22-25 ºС значительно понижает содержание свинца в образцах с жомом топинамбура до 57 %, с жомом из свеклы до 72 %. Вместе с тем необходимо отметить, что, несмотря на уменьшение содержания исследуемого элемента в молоке, повышение температуры перемешивания и фильтрации свыше 22 ºС приводит к понижению плотности молока после фильтрации из-за уменьшения содержания сухих веществ. Жом топинамбура и свеклы понижает плотность молока при температуре 22-25 ºС на 1,5-2 кг/м3. Вывод: исходя из представленных данных в качестве сорбента для понижения содержания кадмия и свинца в молоке можно использовать жом топинамбура и свеклы при температуре не выше 18- 20 ºС и продолжительности перемешивания молока с продуктами переработки овощей в течение 20 мин с дальнейшей фильтрацией молочно-овощной смеси через двойной слой марли.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1. Петрова, И.З. Загрязнение окружающей среды и качество продуктов питания / И.З. Петрова // Пищевая промышленность. - 1998. - № 11. - С. 56-57.
2. 2. Ергожин, Е.Е. Органоминеральные сорбенты и полифункциональные системы на основе природного алюмосиликатного и угольно-минерального сырья / Е.Е. Ергожин, А.М. Акимбаева. - Алматы: ТОО «Print-S», 2007. - 375 с.
3. 3. Донская, Г.А. Перспективы использования нерастворимых пищевых волокон / Г.А. Донская и др. // Молочная промышленность. - 2001. - № 3. - С. 42-44.
4. 4. Жарыкбасова, К.С. Применение энтеросорбентов в производстве экологически чистых пищевых продуктов / К.С. Жарыкбасова // Наука и образование: проблемы и перспективы: материалы междунар. науч.-практ. конф. аспирантов, студентов и учащихся. - Бийск, 2002. - С. 340-342.