Введение к работе
1.1 Актуальность работы. Реальная угроза для окружающей среды от применения фунгицидов в виноградарстве заключается в том, что они превратились в постоянно действующий экологический фактор, создающий как положительные (повышение урожайности, эффективная борьба с болезнями) так и отрицательные последствия. К отрицательным последствиям относится накопление остаточных количеств фунгицидов в почве, миграция фунгицидов и их метаболитов в виноградную лозу, в ягоды и далее в сусло и вино, что приводит к нарушению процесса брожения, образованию недобродов, появлению пороков вин. В связи с этим использование эффективных методов деконтаминации продуктов переработки винограда позволит решить задачу повышения экологической безопасности винодельческой продукции, а разработка объективных методов контроля наличия фунгицидов в винограде и продуктах его переработки создает возможность их своевременного удаления.
Наиболее эффективными из применяемых в виноградарстве системных фунгицидов против заболеваний винограда грибной природы (мильдью, оидиум, серая гниль) являются препараты бензимидазольной природы – беномил, фундазол, колфуго и его аналоги. При их гидролизе в виноградных виноматериалах образуется карбендазим – системный фунгицид, обладающий канцерогенными, мутагенными и эмбриотоксическими свойствами. Отечественные и зарубежные ученые (Мельников Н.Н., Шевченко М.А., Гугучкина Т.И., Агеева Н.М., Гаина Б.С., Chiba M., Watkins D.A., Dhoot J.S. и др.) большое внимание уделяли разработке способов деконтаминации винодельческой продукции от остаточных количеств пестицидов хлор- и фосфорорганической природы. Между тем, процессы метаболизма фунгицидов бензимидазольной группы и способы их удаления из винодельческой продукции практически не изучены.
В связи с этим исследования, направленные на установление влияния препаратов бензимидазольной группы на химический состав вина, разработку современных способов деконтаминации и методик контроля остаточных количеств бензимидазолов является актуальной задачей отрасли.
Актуальность работы подтверждена ее включением в тематику ГНУ СКЗНИИСиВ РАСХН 04.16.04.06 «Разработать современные инструментальные методы оценки подлинности и безопасности винодельческой продукции на основе селективного анализа химических компонентов с выявлением закономерностей их превращений» (№ гос.рег. 1.2.006.07530).
1.2 Цель работы – разработка технологических приемов удаления остаточных количеств фунгицидов бензимидазольной природы из виноградных столовых вин с целью повышения их потребительской безопасности.
1.3 Задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
– дать количественную характеристику остаточных количеств фунгицидов бензимидазольного ряда, обнаруживаемых в красных и белых виноградных столовых виноматериалах;
– выявить влияние остаточных количеств бензимидазолов на физико-химические показатели виноградных столовых вин;
– выявить влияние остаточных количеств бензимидазолов на процесс брожения виноградного сусла;
– научно обосновать трактовку механизма устойчивости карбендазима в красных и белых виноградных столовых виноматериалах;
– исследовать влияние сорбентов различной природы на содержание бензимидазолов в красных и белых столовых виноматериалах;
– разработать высокоэффективный экспресс-метод определения остаточных количеств бензимидазолов в винодельческой продукции;
– разработать технологические приемы деконтаминации остаточных количеств бензимидазолов из виноградного сусла красных и белых столовых сортов винограда, провести их производственную апробацию;
– оценить экономическую эффективность применения новых технологических приёмов деконтаминации сусел и столовых виноматериалов;
– оценить экономическую эффективность новой методики определения остаточных количеств бензимидазолов.
1.4 Научная новизна. Научно обоснованы технологические приемы деконтаминации остаточных количеств фунгицидов бензимидазольной природы (бензимидазолов) из продуктов переработки винограда (сусло, белые и красные столовые виноматериалы). Получены новые сведения о содержании остаточных количеств бензимидазолов в винограде и продуктах его переработки в зависимости от сорта винограда и места его произрастания.
Установлены закономерности изменения концентрации фунгицидов бензимидазольной природы в столовых виноматериалах в зависимости от продолжительности их хранения и величины pH. Получены новые сведения об изменении физико-химических и органолептических показателей столовых виноматериалов в условиях взаимного влияния бензимидазолов и компонентов красных и белых столовых виноматериалов.
Установлены закономерности сорбции фунгицидов бензимидазольной природы в зависимости от физико-химических свойств сорбентов. Научно обоснован и экспериментально подтвержден механизм сорбции фунгицидов бензимидазольной природы сорбентами различной природы, в том числе белковой (соевое молоко и соевый шрот). Новизна технологических решений подтверждена патентом РФ на изобретение №2406755 «Способ удаления пестицидов из винодельческой продукции», приоритет от 2.09.2009.
1.5 Практическая значимость. Разработаны технологические приемы деконтаминации остаточных количеств фунгицидов бензимидазольного ряда из сусла и виноградных столовых вин с помощью соевого шрота и соевого молока. Разработка апробирована и внедрена на винзаводах АПК «Геленджик» и ООО «Долина». Впервые разработан новый метод определения бензимидазолов с помощью высокоэффективного капиллярного электрофореза. Проведены сличительные испытания с методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в НИИ прикладной и экспериментальной экологии КубГАУ. Разработан проект ГОСТ Р «Определение карбендазима методом высокоэффективного зонного капиллярного электрофореза».
1.6 Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на Всероссийской научно-практической конференции «Здоровое питание – основа жизнедеятельности человека» (г. Красноярск, 2008 г.); конференции «Пища. Экология. Качество» (г. Новосибирск, 2008 г.); международных научно-практических конференциях «Современные направления теоретических и прикладных исследований» (г. Одесса, 2007 г.); «Качество продукции, технологий и образования» (г. Магнитогорск, 2008 г.); «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития» (г. Одесса, 2009 г.); «Управление торговлей: теория, практика, инновации» (г. Москва 2009 г.) и «Высокоточные технологии производства, хранения и переработки винограда» (г. Краснодар, 2010 г.).
1.7 Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент РФ на изобретение №2406755 «Способ удаления пестицидов из винодельческой продукции», приоритет от 2.09.2009.
1.8 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора научно-технической и патентной литературы, списка использованной литературы и приложения. Основная часть работы изложена на 120 страницах компьютерного текста, содержит 22 таблицы и 27 рисунков. Список литературы включает 100 источников, в том числе 40 – зарубежных авторов.
