Определение токсичных ионов в некоторых образцах продукции сахарной промышленности Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКСИЧНЫХ ИОНОВ В НЕКОТОРЫХ ОБРАЗЦАХ ПРОДУКЦИИ САХАРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

664.1.004.5

М.В. ЕСИПОВА, Р.С. РЕШЕТОВА

Кубанский государственный технологический университет

Реализация экологического мониторинга в агропромышленном комплексе требует ужесточения контроля качества сельскохозяйственной продукции на всех стадиях переработки и хранения. Для осуществления такого контроля используют разные электрохимические методы. Нами для этих целей был выбран инверсионно-вольтамперомет-рический метод одновременного определения тяжелых металлов с помощью твердофазного сенсора [1].

Ранее [2] нами изучено изменение содержания токсичных ионов на разных стадиях технологического процесса производства сахара, был сделан вывод, что анализ сахара-сырца можно проводить избирательно, обращая внимание на стадии сатурации и дефекации.

Исследования осуществляли на полярографе ПУ-1 в трехэлектродной ячейке с твердофазным сенсором с последующей вольтамперометрической регистрацией аналитического сигнала, отвечающего току окисления определяемого иона.

Цель работы — определение и сравнение' содержания токсичных ионов на определенных стадиях переработки сахарной свеклы и сахарного тростника, сопоставление и изучение зависимостей распределения анализируемых ионов на выбранных стадиях переработки. Пробоподготовку образцов проводили согласно ГОСТ 26926—86, оценку правильности результатов анализа — по [3]. Отсутствие систематической погрешности при определении ионов токсичных металлов доказано удовлетворительным совпадением полученных данных с результатами независимого метода.

Среднестатистические результаты содержания ионов токсичных металлов на разных стадиях технологического процесса переработки сахарной свеклы и сахарного тростника приведены в табл.1. Анализ полученных данных свидетельствует: содержание токсичных ионов в готовой продукции соответствует медико-биологическим требованиям и нормам [3], однако в сахарном тростнике оно более высокое, чем в сахарной свекле;

результаты, полученные при определении концентрации токсичных ионов, при переработке сахарной свеклы и сахарного тростника достаточно сопоставимы;

Таблица 1

Содержание ионов металлов, мг/кг

наименование проб Сс1(П) РЬ(Н) Си(Н) . гп(н) са(н) РЬ(П) Си(11) 2п(П)

Сахарная свекла Сахарный тростник

Сырье 0,024+0,002 0,671+0,076 0,691+0,014 1,037+0,037 0,056+0,004 0,881+0,036 0,850+0,043 1,360+0,076

Клерование 0,019+0,002 0.426+0,043 0,390+0,032 0,588+0,076 0,023+0,001 0,526+0,051 0.530+0,034 0,379+0,032

Дефекация 0,007+0,001 0,378+0,019 0,321+0,043 0,372+0,051 0,016+0,0001 0,432+0,023 0,432+0,025 0,254+0,016

Сатурация 0.017+0,002 0,456+0,014 0,390+0,016 0,429+0,029 0,016+0,001 0,557+0,028 0,500+0,032 0,333+0,029

Утфель: (I кристаллизация) 0,023+0,003 0,567+0,032 0,489+0,043 0,517+0,023 0,039+0,004 0,760+0,025 0,690+0,034 0,440+0,083

II » 0,019+0,001 0,474+0,029 0,468+0,033 0,500+0.021 0,029+0,003 0,630+0,043 0,5648+0,068 0,334+0,043

III » 0,017+0,002 0,394+0,023 0,389+0,021 0,425+0,031 0,022+0,001 0,510+0,023 0,478+0,047 0,245+0,037

Белый оттек (I продукт) 0,022+0,003 0,528+0,043 0,547+0,051 0,623+0,043 0,041+0,003 0,721+0,041 0,6.98+0,032 0,471+0,051

Зеленый оттек (I продукт) 0,020+0,003 0,498+0,034 0,528+0,043 0,578+0,041 0,037+0,003 0,659+0,043 0,591+0,078 0,448+0,042

Желтый сахар (II продукт) 0,0175+0,001 0,489+0,036 0,422+0,035 0,445+0,045 0,030+0,002 0.650+0,042 0,500+0,023 0,360+0,041

III » 0,014+0,002 0,364+0,041 0,387+0,064 0,4.31+0,043 0,021+0,001 0,462+0,021 0,461+0,019 0,250+0,018

Белый сахар-песок 0,025+0,002 0,500+0,032 0,580+0,043 0,690+0,054 0,036+0,001 0,687+0,045 0,665+0,042 0,543+0,032

Меласса 0,016+0,001 0,310+0,027 0,324+0.021 0,411+0,023 0,015+0,002 0,507+0,035 0,493+0,034 0,178+0,032

ионы металлов располагаются по мере убывания концентраций в следующие ряды:

в исходном сырье Сс) (II) -» РЬ (II) -> Си (II) -» 2п (II) (как в сахарной стружке, так и в сахарном тростнике);

в готовом сахаре Сс) (II) -» РЬ (II) -» 1п (II) -» Си (II) (полученном из сахарной свеклы);

Сс! (II) -» (II) -» Си (II) -» РЬ (II) (полученном из сахарного тростника);

повышенное содержание 2п (II), сопоставимое Си (П) и РЬ (II) по сравнению с С<1 (II) в исходном сырье, связано, по-видимому, с повышенным содержанием в почве и поливочной воде ионов цинка и меди и способностью пестицидов (ГХЦГ и ДДТ) аккумулировать в растениях ионы цинка и меди: повышенное содержание ионов свинца связано с близким расположением автотрасс;

и взаимодействием их с карбоксильными группами.

Максимальное содержание определяемых ионов наблюдается при анализе продукта после введения в стадию сатурации Б02 (табл. 1) для блокировки сернистой кислотой карбоксильных групп сахаров, в результате чего происходит их высвобождение.

Незначительное уменьшение в процессе переработки содержания ионов цинка по сравнению с другими обусловлено влиянием концентрации и менее выраженной способностью цинка образовывать гидрокомплексы при этом значении pH [4].

Максимальное содержание ионов свинца, кадмия, меди в мелассе, вероятно, обусловлено способностью высокомолекулярных веществ образовывать координационные комплексы с этими ионами.

Таблица 2

Наименование проб Уменьшение содержания ионов в пробах, регламентирующих качество продукции, %

Сгі(ІІ) РЬ(ІІ) Си(Ц) 2п(П)

Белый сахар: сахарная свекла 67,30-69,41 45,42-48,03 , 60,32-63,09 . , 17,51-19.98 :

сахарный тростник 60,12-63,71 49,38-53,32 - 47,65-50,34 • 20,03-22,13* •

Меласса: сахарная свекла 42,45-44,87 59,23-61,09 54.23-56,12 18,21-19,32

сахарный тростник 77.23-79,12 50,93-54,23 60,32-62.57 22,12-24,14

в результате технологического процесса происходит значительное уменьшение содержания определяемых ионов (табл. 2)

Существенное уменьшение количества ионов Си (II), Сс! (II) и РЬ (II) в готовой продукции по сравнению с исходным сырьем обусловлено, с одной стороны, цикличностью технологического процесса. Это очевидно при сравнении результатов анализа на стадии утфель I, II, III кристаллизаций и при сравнении результатов ■ анализа желтого сахара II и III продуктов. На стадии очистки сиропа при пропускании С02 наблюдается уменьшение содержания определяемых ионов за счет удаления из технологической схемы образовавшихся солей тяжелых металлов в составе несахаров. С другой стороны, это связано с образованием гидрокомплексов тяжелых металлов при pH 5,8—6,5 и с дальнейшим разрушением этих комплексов при последовательном увеличении значения pH до 9,0

Авторы выражают благодарность Н.С. Орловой за консультации и помощь,

ЛИТЕРАТУРА

1. Федеральный перечень методик, допускаемых к использованию с 1996 г. Миннриродой РФ.

2. Есипова М.В., Пегина И.И. Экологический контроль ионов халькофильных элементов в сахарной свекле // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1999, — № 4. — С. 83-84.

3. Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов.

— М.: Изд-во стандартов, 1990. — С. 94-100.

4. Чернова Р.К., Козлова Л.М., Прокофьева Н.В. Сорбционно-фотометрическое определение некоторых тяжелых металлов в объектах окружающей среды // Тез. докл. III Всерос. конф. ’’Экоаналитика - 98". — Краснодар. 1998.

— С. 444-445,

Кафедра технологии переработки сахара и сахаристых веществ

Поступила 10.07.2000 г.