CC BY
56
1999
Ьчи-
пре-
іями
ІНИЄ
ред-
дем
и.
есса
ЇЄДЄ-
сни-ируя оже-иа в ішли
:ным
ания
ю
ов от іцеств :а 0,5; / л; б, ) г/л; го ила истки шиче-
ШХ в зотен-їє” ее истки
иятий
іжива-
виной земен-а этом эта на
ільной
очист-
шк.
: Пер. с
вод / / 25.
вод. —
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 4, 1999
4. Иваненко А.И., Отлетов В.В., Коваленко Ю.А. Физико-химическая очистка и повторное использование сточных вод масложиркомбината / / Очистка сточных вод и их использование в замкнутых системах водного хозяйства промышленных предприятий. — М., 1988. — С. 22.
5. Кузнецова Г.Н. Новые методы и средства очистки жиросодержащих сточных вод: Обзорн. информ. / / Мясная индустрия СССР. — 1972. — № 1. — С. 21.
6. Мечурглишвили Т.И. Лабораторные исследования очистки жиросодержащих эмульсионных сточных вод с применением импульсных токов в сочетании с флотациеи / / Добыча и обогащение полезных ископаемых Грузии. — Тбилиси, 1985. — С. 45.
7. Опыт очистки жиросодержащих стоков на электрофлотаторах / B.C. Надысев, Ю.В. Устинов и др. // Масло-жировая пром-сть. — 1973. — № 2. — С. 39.
8. Электрофлотационная очистка жиросодержащих растворов / О.Р. Шендрин, Е.Е. Андреева, М.И. Пономарев и др. // Химия и технология воды. — 1993. — 15. — № 1.
— С. 54.
87
9. Промышленный опыт извлечения жиров из барометрических вод / А.А. Шмидт и др. // Масло-жировая пром-сть.
— 1971. — № 1. — С. 37.
10. Морозова К.И. Влияние концентрации анаэробного активного ила на интенсивность метанового сбраживания концентрированных сточных вод / / Тр. ВОДГЕО. — 1976. — Вып. 58. — С. 76.
11. Никитин Г.А. Метановое брожение в биотехнологии. — Киев: Вища школа, 1990. — 207 с.
12. ’’Симбиотенк” — автоматическая станция биологической очистки сточных вод / В.В. Кравец, О.Р. Товстуха, Ю.В. Осауленко и др. // Мат. VI Всеукр. науч.-практ. конф. ’’Вода — проблемы и решения”. — Днепропетровск, 1998.
— С. 189.
13. Пат. иА № 9115 А, С02Р 3/02, от 30.09.96; Приоритет от 07.04.80.
Кафедра биохимии и экологии пищевых производств
Поступила 15.04.99
[664.7+664.121 ]:677.2.002.612
ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА И САХАРНОЙ СВЕКЛЫ КАК СОРБЕНТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
М.С. ДУДКИН, Т.В. САГАЙДАК, С.П. РЕШТА,
Л.Ф. ЩЕЛКУНОВ
Одесская государственная академия пищевых технологий
При переработке зерна и сахарной свеклы образуются побочные продукты: отруби, пленки, оболочки зерна, свекловичный жом, которые используются как корм, а в последние годы — как источник пищевых волокон ПВ [1]. В процессе комплексной переработки этого сырья наряду с ПВ получают растворы моносахаридов, превращаемые затем в кормовые или хлебопекарные дрожжи и другие продукты [2].
Возрастающая экологическая загрязненность окружающей среды способствует накоплению в пищеварительном тракте человека экологически вредных веществ ЭВВ, которые могут быть связаны ПВ.
Нами были описаны результаты сорбции ряда ЭВВ комплексом ПВ и отдельными полимерами ПВ, выделенными из вторичных ресурсов переработки винограда [3].
В данной работе рассматривается сорбционная способность ПВ ряда продуктов переработки зерна и свекловичного жома. Пищевые волокна выделяли обработкой очищенного сырья водным 1%-м раствором серной кислоты при нагревании (96±2°С) в течение 60 мин, после чего полученный продукт фильтровали, промывали и сушили.
Результаты анализа химического состава ПВ (табл. 1) показывают, что основная их часть состоит из полисахаридов гемицеллюлоз, целлюлозы, лигнина — малорастворимых в воде и водных растворах кислот. Для компонентов ПВ характерно содержание гидроксильных, карбоксильных и в небольшом количестве аминогрупп [1,4], что обусловливает их способность сорбировать ионы аммония, металлов, органических соединений. Эти ионы содержатся в питьевой воде, попадают в пищу. Поэтому в дальнейшем рассматривали спо-
собность ПВ, выделенных из различного сырья, связывать ионы аммония, свинца, азотной и азотистой кислот, а также молекулы фенола, формальдегида, амида угольной кислоты.
/
Химический состав ПВ, % от абс. СВ
^ырье для получения ПВ Гемицел- люлозы Цел- люлоза Лиг- нин ’’Сырой’ протеин Зола
Пшеничные отруби 22,28 46,62 14,29 12,71 2,89
Отруби тритикале 23,05 48,19 15,91 11,46 2,19
Пленки риса 17,36 40,02 20.90 2,90 10,21
Оболочки гречихи 16,01 35,11 34,17 1,71 3,15
Оболочки гороха 20,52 34,00 31,04 2,00 1,25
Свекловичный жом 31,70 11,50 33,60 9,70 2,00
В опытах ПВ и раствор сорбируемого вещества смешивали при гидромодуле 20, температуре 20°С. После перемешивания в течение 30 мин отбирали пробу и определяли содержание в фильтрате количества сорбатов по известным методикам [5-8]. Параллельно проводили контрольные опыты.
Способность ПВ сорбировать ионы аммония (табл. 2) зависит от вида растительного сырья, из которого они выделены. Наибольшее связывание отмечено для ПВ свекловичного жома (содержащих в сравнении с другими ПВ большее количество пектиновых веществ), наименьшее — для ПВ отрубей гороха. Установлено, что с увеличением концентрации ионов аммония в растворе растет общее связывание данного сорбата.
Результаты сорбции пищевыми волокнами ЭВВ представлены в табл. 3. Для сравнения приведены показатели сорбции известных сорбентов (активированного угля и полифепана) в аналогичных с ПВ условиях по отношению к тем же ЭВВ [9, 10].
88
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 4, 1999
ИЗБЕ
Таблица 2 вых веществах является определяющим фактором связывания ионов ЫН/ и РЬ .
Концентрация водного раствора аммиака, моль/дм3 Вид ПВ, полученных из сырья Сорбция ионов аммония
мг/г ПВ %
0,08 Пшеничные отруби 11,05 15,40
Оболочки гороха 7,65 10,70
Свекловичный жом 13,60 19,00
0,03 Пшеничные отруби 3,83 50,00
Оболочки гороха 3,40 44,40
Свекловичный жом 2,55 33,60
0,02 Пшеничные отруби 1,05 50,00
Оболочки гороха 1,21 57,62
Свекловичный жом 0,45 21,43
0,0005 Пшеничные отруби 0,05 10,00
Оболочки гороха 0,25 50,00
Свекловичный жом 0,06 12,00
Таблица 3
Связанные ЭВВ, мг на 1 г сорбента
на и сорбенты Сви- нец Нит- раты Нит- риты Фе- нол Форма- льдегид Кар- бамид
Сырье для ПВ:
пшеничные отруби 21,3 0,88 0,02 0,05 29,15 3,87
отруби тритикале 8,15 1,02 0,01 0,06 31,64 4,13
пленки риса 3,60 0,15 0,01 0,01 — 0,73
оболочки гречихи 7,60 3,20 0,01 0,02 32,6 3,80
оболочки гороха 18,80 — — 0,10 45,0 0,97
свекловичный жом 42,04 0,64 0,01 0,01 63,05 5,17
Карболен 5,90 0,40 0,01 0,03 48,02 4,90
Полифепан 10,31 0,40 0,01 0,05 51,06 8,60
В сравнении с активированным углем (карболен) и полифепаном (препарат лигнина) ПВ из зерновых и свеклы проявляют как аналогичную, так и различную сорбционную активность. Например, наибольшая способность сорбировать ионы свинца характерна для ПВ свекловичного жома и оболочек гороха. Нитрит- и нитрат-ионы связываются изученными видами ПВ в гораздо меньшей степени. Формальдегид, вероятно, в силу присутствия в ПВ остаточного количества аминогрупп белковых веществ и гидроксилов лигнина, связывается в значительной мере.
Связывание ионов аммония и свинца имеет, видимо, ионогенный характер, обусловленный содержанием карбоксильных групп в биополимерах. Ранее было показано, что гемицеллюлозы оболочек гречихи, пленок риса и пшеничных отрубей в основном состоят из арабиноглюкуроноксиланов с разным содержанием карбоксильных групп [11]. Присутствие карбоксилов в ксиланах и пектино-
Целлюлоза не имеет карбоксилов, поэтому ее взаимодействие с катионами идет, видимо, за счет межмолекулярного взаимодействия полярных гидроксилов.
Необходимо также отметить, что фенол, обладая гидроксильной группой, может связываться с веществами ароматической природы лигнинного комплекса ПВ, образуя химические соединения и уменьшая тем самым концентрацию фенола в водных растворах. Но не следует недооценивать процессы физической сорбции, которые могут быть связаны с наличием высокоразвитой внутренней поверхности изученных видов ПВ.
Медико-биологические исследования доказали' полезность и необходимость присутствия в ежедневной пище человека ПВ в количестве 25-40 г. В отдельных случаях суточная норма потребления ПВ может быть увеличена до 60 г. Установлено, что ПВ различного происхождения улучшают функционирование желудочно-кишечного тракта и других органов человека, снижая заболевания запорами, колитами, тормозя развитие атеросклероза, сахарного диабета, ишемической болезни сердца и др. [12-14].
Таким образом, ПВ, выделенные из вторичных продуктов переработки зерна и свекловичного жома, в различной степени сорбируют ряд ЭВВ, в том числе ионы аммония, нитраты, нитриты, фенол, формальдегид, мочевину. Механизмы сорбции и величины сорбции различны и зависят от вида исходного сырья, его состава и содержания функциональных групп. В наибольшей степени это характерно для ПВ свекловичного жома и оболочек гороха.
Сорбционная способность ПВ аналогична известным медицинским сорбентам карболену и по-лифепану.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пищевые волокна / М.С. Дудкин, Н.К. Черно, И.С. Казанская и др. — Киев: Урожай, 1988. — 152 с.
2. Дудкин М.С. Химические методы повышения качества кормов и комбикормов. — М.: Агропромиздат, 1986. — 350 с.
3. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф, Пищевые волокна побочных продуктов переработки винограда как сорбенты экологически вредных веществ // Изв. вузов. Пищевая техно-логия. — 1998. — № 2-3. — С. 77-79.
4. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф, Новые продукты питания.
— М.: МАИК "Наука”, 1998. — 304 с.
5. Новиков Ю.В., Ласточкина Н.О., Болдина З.М. Методы исследования качества воды водоемов. — М.: Медицина, 1990. — 163 с.
6. ГОСТ 4192-82. Вода питьевая. Методы определения минеральных и азотсодержащих веществ.
7. Таланов Г.А., Хмелевский Б.Н. Санитария кормов: Справочник. — М.: Агропромиздат, 1991. — 296 с.
8. ГОСТ 18826-73. Вода питьевая. Методы определения содержания нитратов.
9. Леванова В.П. Лечебный лигнин. — Спб.: Изд-во ЦСТ, 1992. — 136 с.
10. Composition for treating acute gastrointestinal distyrbances in animal and method of its production / V.P. Levanova, V.P. Urvan, O.D. Vasiliev et al. — Canad. Patent 1172564; US Patent 4473556, 1985.
11. Гемицеллюлозы / М.С. Дудкин, B.C. Громов, H.A. Ведерников и дц. — Рига: Зинатне, 1991. — 448 с.
12. Вайнштейн С.Г., Масик А.М. Влияние пшеничных отрубей на показатели глюкозо-талерантного теста у здоровых лиц / / Казан, мед. журнал. — 1984. — № 4. — С. 13-14.
13. Вайнштейн С.Г., Масик А.М. Пищевые волокна и усвояемость нутриентов / / Вопр. питания. — 1984. — № 3.
— С. 6—12.
14. Вайнштейн С.Г., Масик А.М., Черно Н.К., Дудкин М.С. Пищевые волокна и литогенный потенциал желчи / / Тер. архив. — 1986. — № 2. — С. 83-86.
Кафедра органической химии
Поступила 09.J2.9S
о.в,
о.п.
Кубаь
№ пере рий* ми п недо прав века саха] толы кций лече!
Ис
T0B '
высо хари, угле] На о цент няем
Д/
ве то пов.
Нг ния в ка коне:
Г.И,
С.В.
Кубан.
Кыргъ
Бо в таб гани-спосс табач На
или j ких к ния. хими
ВЗНН1
