CC BY
85
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ДЕРЕВООБРАБОТКА
сертификации показал, что наиболее часто обнаруживаемыми были 8 ПАУ а именно бензапирен, бенз[а]антрацен,
бензо[6]флуорантен, бензоИфлуорантен, бензо-[§^]перилен, хризен, дибенз^^антрацен и ин-дено[/,2,3-о/]пирен. Суммарное процентное со-держаниевышеперечисленных8ПАУсоставляло в среднем более 75 % от общего количества ПАУ При этом массовая доля циклопента[с,^]пирена, который считается наименее канцерогенным и не обладает мутагенными свойствами, по результатам исследований, находилась в диапазоне 10-15 %. Еще одним фактором в пользу выбора вышеперечисленных 8 ПАУ в качестве индикатора присутствия группы ПАУ, является высокая степень их извлечения, которая варьируется в пределах от 79,2 до 91,4 %. В то время как для дибензо[а,/]пирена, дибенз[а,е]пирена, дибенз[а,/]пирена, дибенз[а^]пирена, степень извлечения составляла от 48,2 до 64,2 %.
Таким образом, установлена зависимость содержания ПАУ в копченой пищевой продукции от технологии обработки и выявлены индикаторы присутствия ПАУ в копченой продукции на основе мясного сырья, которыми являются восемь вышеперечисленных ПАУ Полученные фактические данные по содержанию ПАУ подтверждают значимость контроля за содержанием вредных полициклических соединений древесины, которые могут попадать в пищу и наносить вред здоровью человека.
Библиографический список
1. Кузнецова, Т.Г. Наносенсорный анализ сырья и растительных объектов: монография / Т.Г. Кузнецова,
А.Н. Иванкин, А.В. Куликовский. - Saarbrncken, Germany: LAMBERT Academic Publishing, 2012. - 224 p.
2. Мезенова, О.Я. Производство копченых пищевых продуктов / О.Я. Мезенова, И.Н. Ким, С.А. Бредихин - М.: Колос, 2001.
3. Polycyclic aromatic hydrocarbons in food. scientific opinion of the panel on contaminants in the food chain (Question N° EFSA-Q-2007-136) // The EFSA Journal. - 2008. - р. 724.
4. Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Vol. 92. - Lyon, France: International Agency for Research on Cancer, 2010 / http://monographs. iarc.fr/ENG/Monographs/vol92/mono92.pdf
5. Пельманн, М. Стратегии минимизации содержания полициклических ароматических углеводов (ПАУ) в копченых мясопродуктах / М. Пельманн, А. Хитцель, Ф. Швегеле и др. // Мясная промышленность - приоритеты развития : сб. докл. 15-ой Международной научн.-практ. конф. памяти В.М. Горбатова 13 дек. 2012 г. - Т.1 - М.: ВНИИМП, 2012. - С. 33-46.
6. СанПиН 2.3.2.1078-01. Санитарные правила и нормы. - М. Роспотребнадзор РФ, 2008, 112 с.
7. ^mmission regulation N° 835/2011 // Official Journal of the European Union 20.8.2011. L 215/4 - 8.
8. ГОСТ Р 53152-2008. Продукты пищевые. Определение содержания полициклических ароматических углеводородов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.
9. Розанцев, Э.Г. Денатурализация пищевых продуктов / Э.Г. Розанцев, М.А. Дмитриев, Т.М. Бершова // Пищевая промышленность. - 2005.- № 9. -С. 90-91.
10. Лиханова, Л.М. Определение размера наночастиц композиционных материалов методом корреляционной спектроскопии / Л.М. Лиханова, В.А. Беляков, Ю.П. Семенов и др. // Технология и оборудов. для переработки древесины: сб. науч. тр. - М: МГУЛ, 2012. - Вып. 358. - С. 162-170 .
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ
микроскопии для изучения нанопористой структуры продуктов переработки древесины
А.М. МОРОЗОВ, научный консультант ООО «БИОВЕТ-ФЕРМЕНТ», канд. техн. наук,
Г.Н. КОНОНОВ, проф. каф. ХТДиПМГУЛ, канд. техн. наук,
К.Л. КОСАРЕВ, асп. каф. ХТДиП МГУЛ,
А.В. КУДРЯШОВ, студ. факультетаМХТД, МГУЛ
kosarev_83@mail.ru
В процессе химической переработки древе- 40 % на 1 т абсолютно сухого сырья. Наиболее сины в зависимости от профиля предпри- обременительными и крупнотоннажными от-ятия количество отходов может составлять 30- ходами переработки древесины являются цел-
72
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ДЕРЕВООБРАБОТКА
лолигнин - отход экстрактового производства получения таннинов из древесины дуба и гидролизный лигнин - отход гидролизного производства, использующего в качестве сырья древесину хвойных пород [1].
Данные отходы деревопереработки были выбраны нами вследствие того, что их компонентный состав отличается отсутствием той или иной группы компонентов древесины.
Исходная древесина представляет собой полный комплекс компонентов, включает
углеводную часть, состоящую из целлюлозы и гемицеллюлоз и ароматической части лигнина, а также целого комплекса экстрактивных веществ различной химической природы. Целлолигнин представляет собой древесину, освобожденную от таннинов и других водоэкстрактивных веществ, и является высокомолекулярным лигноуглеводным комплексом.
И наконец, гидролизный лигнин, являясь отходом гидролизного производства, представляет собой сильно измененный по
Рис. 1. Дифференциальная и интегральная кривые распределения размеров частиц гидролизного лигнина после измельчения на вихревой мельнице-нагревателе. Средний диаметр частиц составляет 100 мкм
Рис. 2. Дифференциальная и интегральная кривые распределения размеров частиц целлолигнина после измельчения на вихревой мельнице-нагревателе. Средний диаметр частиц составляет 50 мкм
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013
73
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ДЕРЕВООБРАБОТКА
Рис. 3. Электронная микрофотография измельченной природной древесины. (увеличение 1000х)
Рис. 5. Электронная микрофотография частицы гидролизного лигнина (увеличение 1000х). Прослеживаются явные нарушения в анатомической структуре, вызванные гидролитическими и конденсационными процессами
Рис. 7. Электронная микрофотография частицы гидролизного лигнина (увеличение 10000х)
Рис. 4. Электронная микрофотография частиц целлоли-гнина (увеличение 1000х). Четко различима микроструктура природной древесины, видны окаймленные поры в стенках волокон либриформа
Рис. 6. Электронная микрофотография частицы гидролизного лигнина (увеличение 3000х)
Рис. 8. Электронная микрофотография частицы гидролизного лигнина (увеличение 45000х)
74
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ДЕРЕВООБРАБОТКА
сравнению с протолигнином продукт его конденсации и частичной деструкции, агрегированный с гидролизованной остаточной углеводной частью древесины. Если в природной древесине и целлолигнине лигноуглеводный комплекс практически не изменен, то в гидролизном лигнине он претерпел сильные изменения химического характера, превратившись совершенно иной по сравнению с древесиной химический продукт.
Древесина и продукты ее частичного химического разрушения обладают структурой специфического характера, которая сохраняется даже в случае достаточно жестких методов химической обработки. Эта структура обладает высокой пористостью и большой площадью внутренней поверхности. И, по нашему мнению, может являться основой материалов с повышенной сорбционной способностью.
Предварительные исследования сорбционной способности целлолигнина и гидролизного лигнина [2] говорят о принципиальной возможности их использования в качестве сорбентов различного назначения. Однако их сорбционная способность недостаточно высока, а ее повышение, по нашему мнению, может быть достигнуто резким увеличением площади внутренней поверхности с помощью специальных методов размола.
В работе [3] рассматривалась возможность использования высокоэффективного оборудования для получения тонкодисперсных древесных порошков. В данной работе нами была предпринята попытка использования этого оборудования для тонкого измельчения таких продуктов, как целлолигнин и гидролизный лигнин. Изучена наноструктура указанных объектов с целью определения возможности их дальнейшего использования в качестве основы комплексных сорбентов широкого спектора действия.
Для проведения исследований были использованы гидролизный лигнин с отвала Кировского биохимического завода и целло-лигнин с отвала Шумерлинского химического завода.
После предварительной обработки на установке сушки и измельчения АС-4-1000
объекты исследования дополнительно измельчались на вихревой мельнице-нагревателе.
Степень измельчения оценивалась и контролировалась при помощи лазерного дифракционного анализатора размера частиц ANALYSETTE 22 MicroTec plus. Данный анализатор позволяет определять гранулометрический (механический) состав в диапазоне от 80 нм до 2000 мкм.
Для изучения структуры исследуемых объектов в работе использовался сканирующий электронный микроскоп Phenom G2 pro, позволяющий получать изображения с увеличением в диапазоне от 80* до 45000* и разрешением до 25 нм.
Результаты исследования гранулометрического состава образцов, измельченных на вихревой мельнице, представлены на рис. № 1 и № 2. Из полученных данных можно сделать вывод, что основная часть измельченных частиц имеет размер, равный 10-350 мкм, при этом средний диаметр частиц составляет около 100 мкм.
Как следует из результатов электронной микроскопии, в продуктах переработки древесины, целлолигнине и гидролизном лигнине сохраняется анатомическая структура природной древесины (рис. 3). Причем, если в целлолигнине (рис. 4) она практически не изменена, то в гидролизном лигнине (рис. 5) за счет гидролитических процессов углеводной части надмолекулярные структуры клеточной стенки древесной клетки, освобожденные от целлюлозы и гемицеллюлоз, резко увеличивают площадь внутренней поверхности. Так, на рис. 6 мы наблюдаем фрагмент клеточной стенки с ярко выраженной концентрической слоистостью сильно лигнифицированной структуры слоев клеточной стенки и даже фрагменты истинной срединной пластинки (в основном состоящей из лигнина).
При более детальном рассмотрении описываемой структуры (рис. 7) наблюдается высокая пористость лигнифицированной первичной стенки, обусловленная ее фрагментацией вплоть до структур с размерами от 200 до 500 нм. Также хорошо различимы слои вторичной и третичной клеточной стенки. Разрешающая способность электронного
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013
75
