Нитратная загрязненность продуктов питания

Введение

Постоянное возделывание почв, вызывает их обеднённость, и по этой причине производители вносят большое количество минеральных удобрений для получения большого урожая.

Поэтому содержание нитратов в продуктах питания стало одним из важных показателей качества. Эта проблема возникла сравнительно недавно, в связи с развитием знаний о причинах онкологических заболеваний. 

Объект исследования: овощи, купленные в магазине (морковь, капуста, томаты, огурцы, лук репчатый)

Цель работы: Определить наличие нитратов в овощах, местного и китайского производителя, приобретенных в овощном магазине г. Благовещенска.

Задачи работы:

1. Изучить методику исследования нитратов.
2. Изучить влияние нитратов на организм человека.
3. Предложить рекомендации по защите организма от воздействия нитратов.

Выводы:

1. Изучили и применили на практике методику определения присутствия нитратов в овощах.
2. Выяснили, что в овощах местного производителя содержатся следы нитратов, которые сложно обнаружить действием дифениламина.
3. В китайских овощах обнаружено среднее содержание нитратов.
4. Разработали рекомендации по защите организма от воздействия нитратов.

Проблема нитратов и нитритов

Проблема нитратов активно обсуждается общественностью. Нитраты являются естественным компонентом почвы. Они в виде различных соединений также вносятся в почву в качестве удобрения при выращивании сельскохозяйственной продукции. Нитрат-анион очень подвижен в естественных условиях, т.к. нитраты хорошо растворимы в воде и не связываются частицами почвы. Загрязнение почв и поверхностных вод нитратами обусловлено не столько естественными процессами их образования, сколько бесконтрольным использованием азотных удобрений (в основном нитратных)  в сельском хозяйстве.

Нитраты – соли азотной кислоты, например NaNO₃, KNO₃,          

NH₄ NO₃, Mg(NO₃)₂ -  являются  продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает.   Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека  70% поступает с овощами.

Овощи и фрукты из почвы, постоянно извлекают нитраты (соли азотной кислоты) и превращают их в органические азотосодержащие соединения (аминокислоты, белки и другие). В этом состоит уникальная особенность растений – из минеральных солей производить органику. Поэтому в них всегда есть нитраты (те, которые уже поступили из почвы, но еще не успели превратиться в белки).

Но почему же говорят об опасности нитратов?

В допустимой концентрации нитраты безвредны для организма. Но, если таких соединений чересчур много, то они попадают в организм в чистом виде (а не в виде белка) и в процессе пищеварения могут преобразовываться в нитриты — соли азотистой кислоты. Вот они как раз и опасны для здоровья. Нитриты токсичнее нитратов в 450 раз.

Даже если продукт содержит в себе допустимую концентрацию нитратов, его неумеренное употребление может нанести вред организму. Зная концентрацию нитратов в продукте питания и количество продукта, употребленное в пищу в течение дня, можно рассчитать потребленное количество нитратов. Измерив концентрацию нитратов в продуктах питания, можно не только определить их пригодность для питания, но и оценить допустимые количества потребления. Для овощей и фруктов установлены значения предельно допустимых уровней концентраций нитратов.

Таблица №1

Предельно допустимые уровни содержания  нитратов в продуктах растительного происхождения (СанПиН 42-123-4619-88)

Каковы же основные источники пищевых нитратов?  Практически это исключительно растительные продукты. Максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности растений при созревании плодов. Чаще всего максимальное содержание нитратов в растениях бывает перед началом уборки урожая. Поэтому недозрелые овощи (кабачки, баклажаны) и картофель, а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости.

Где «прячутся» нитраты?                                                         

Повышенная доза нитратов наблюдается в тех овощах, которые выросли в парниках и теплицах. Максимальное их содержание отмечено в листовых овощах и ранних корнеплодах.

На 100% избавиться от нитратов в овощах и фруктах, во-первых, не получится, во-вторых, не стоит. Вместе с нитратами уйдут или погибнут и все полезные микроэлементы и витамины. Вы можете только уменьшить количество нитратов.

Этому способствует:

- предварительная обработка

- обязательное мытье и чистка

- снизит количество нитратов в овощах на 10-15% (можно мыть  содовым раствором);  

- длительное (в течение двух часов) вымачивание в воде (из листьев петрушки, укропа, салата вымывается 15-20% нитратов);

- процесс отваривания  (картофель теряет при варке до 80% нитратов, морковь и капуста - до 70%, свекла - до 40%).

Бороться с нитратами также помогут витамины А, С и Е. Ими богаты цитрусовые, квашеная капуста, бананы и тд.

А вот сушка, приготовление соков и пюре, наоборот, повышают концентрацию нитратов.

Определение нитратов в растениях

Существует несколько методов определения нитратов в овощах и фруктах в домашних условиях:

1. Метод визуальной оценки.
2. Метод определения нитратов с помощью индикаторной бумаги (данный метод не может быть использован для анализа красной свеклы и моркови)
3. Полуколичественный метод определения нитратов с использованием дифениламина (метод может быть использован при определении нитратов во всех продуктах растениеводства) Бледно-голубая окраска среза от дифениламина свидетельствует о низком содержании нитратов в растении,  синяя окраска -  о среднем содержании, а темно-фиолетовая – о высоком.
4. Количественный ионометричесний метод определения нитратов. Ионометрический метод является унифицированным  методом определения 
5. Использование  нитрат-селективных  электродов различного типа.
6. Определение количества нитратов  при помощи специального прибора для нитратов — нитратомера.

Ход определения качества продуктов питания по содержанию в них нитратов

1. Использование визуального метода определения наличия нитратов в продукте в домашних условиях.

 В домашних условиях можно отличить овощи с большим количеством нитратов по следующим признакам: 

- внешнему виду;

- строению овоща в разрезе;    

- кожице овоща.

Образцы для тестирования:

№1 - помидор из выращенный в сельской местности,          

№ 2 – помидор  из магазина отечественного производителя,                       

№3 -  помидор, привезенный из-за границы.

Опыт 1. Овощи с высоким содержанием нитратов долго остаются свежими. Поместили образцы в теплое  место с высокой влажностью.  Наблюдаем за сроком хранения образцов в данных условиях.  

Вывод:  дольше  всего хранятся овощи, привезённые из-за границы, значит там самое высокое содержание нитратов. Наименьший срок хранения у помидора из сельской местности.

Опыт  2. Овощи с нитратами имеют плотную кожицу, которую трудно повредить. Образцы помидоров поместили в кипяток на 1 минуту,  снимаем с них кожицу.

Вывод:  нитратов больше в образце  иностранного производства, так как кожа их самая плотная, меньше в помидоре из сельской местности.

Опыт  3. В разрезе помидоры с нитратами имеют белую сердцевину, помидоры с допустимым содержанием нитратов полностью красные внутри. Разрежем помидоры пополам и измерим длину сердцевины.

Вывод: по размеру белой сердцевины видим, что наименьшее содержание нитратов – отечественные овощи. В третьем образце содержатся нитраты в наибольшем количестве.

Овощи, имеющие  длительный срок  хранения,  сохраняющие товарный вид при транспортировке  на дальние расстояния, подвергаются химической обработке. Отличный внешний вид и длительный срок хранения продукта могут свидетельствовать о чрезмерном содержании в нем нитратов.

2. Определение нитратов с помощью индикаторной бумаги.

Для определения содержания нитритов  воспользуемся тест-системой «Нитрат-тест».

Оборудование: пинцет, скальпель, чашка Петри, тест-система.

Образцы для тестирования: капуста, яблоко, перец, морковь, с сельской местности или из магазина.

Результаты наблюдений сравниваем с контрольной шкалой в инструкции тест-системы.

Результаты наблюдений

Вывод: обнаружено, что перец и яблоко  содержат  низкое количество нитратов  -  употреблять их в пищу можно без вреда для здоровья, капуста и морковь - среднее количество нитратов и нитритов – употреблять их в пищу нужно в небольших количествах или предварительно обработав.

3. Определение содержания нитратов методом с использованием дифениламина.

Для проведения  опыта на присутствие нитритов в растениях на поверхность свежего среза наносим несколько кристалликов дифениламина и смачиваем их двумя каплями концентрированной серной кислоты. Интенсивное синее или фиолетовое  окрашивание среза указывает на наличие большого количества нитритов, розовое  – на небольшое их содержание, а отсутствие окрашивания – на отсутствие нитритов или на очень незначительное их содержание.

Оборудование и реактивы: скальпель, пипетка, , чашка Петри, дифениламин (кристаллический), серная кислота (конц.).

Результаты наблюдения сравниваем с таблицей №2.

Опыт 1:   Определение содержания нитратов методом с использованием дифениламина овощей с пришкольного учебно-опытного участка и овощей, приобретенных в магазине.                                                                                                  

Образцы для тестирования:

1 - овощи (картофель, капуста, морковь), собранные в сельской местности.

2 - овощи (картофель, капуста, морковь), привезенные из магазина.

Результаты наблюдений

Вывод: овощи из сельской местности содержат незначительное количество нитратов, т.е. они хорошего качества и пригодны для питания. Овощи из магазина нуждаются в обработке для уменьшения количества нитратов.

Опыт 2: Определение содержания нитратов в картофеле, приобретенном в магазине до обработки и после с использованием дифениламина.                                                                                 

Проверяем содержание нитратов в образце картофеля и в этом же образце, но после его обработки – вымачивания в теплой воде в течение одного часа.

Образец для тестирования:  картофель, приобретенный в магазине.

Результаты наблюдений

Вывод: картофель с большим содержанием нитратов, после вымачивания в теплой  воде в течение часа содержит небольшое количество нитратов. Нитраты хорошо растворимы в воде, особенно теплой, и вымываются из овощей. Такой картофель можно употреблять в пищу без вреда для здоровья.

Вредное воздействие нитратов на организм человека.

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой. В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных.

Признаки острого и хронического отравления нитратами и нитритами приведены ниже:

Симптомы отравления нитратами во многом зависят от того, с чем яд поступил в организм. При употреблении в пищу токсичных овощей и фруктов первые признаки появляются через четыре часа.

1. Посинение губ и слизистых оболочек, ногтевого ложа.
2. Тошнота и рвота, боли в желудке.
3. Понос, иногда с кровью шоколадного оттенка (характерный для отравления нитратами признак).
4. Болезненность в области печени, желтушность белков глаз.

В тяжёлых случаях наблюдаются нарушения функционирования нервной системы: боли в затылке, головокружения, сонливость или беспокойство, расстройство координации, судороги и кома.

Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт токсикация, т.е. отравление организма.

Заключение

Проблема оценки загрязненности продуктов питания химическими веществами имеет непосредственное отношение к качеству продуктов питания – овощей, фруктов, соков. Содержание нитратов в продуктах питания стало одним из важных показателем их качества. Однако, бороться надо не с нитратами, а с нарушениями агротехнических норм и правил, приводящих к загрязнению окружающей среды и избыточному содержанию нитратов в продуктах.

Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты поможет  правильно выбирать продукты питания  и использовать их, не принося вреда  своему  здоровью.

Зная концентрацию нитратов в продукте питания и количество продукта, употребленное в пищу в течение дня, можно рассчитать потребленное количество нитратов. Измерив концентрацию нитратов в продуктах питания, можно не только определить их пригодность для питания, но и оценить допустимые количества потребления.

Литература

1. Бандман А.Л., Волкова Н.В. и др. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V–VIII групп: Справочное издание. /Под ред. В.А.Филова и др. Л.: Химия, 1989.- 592 с.;
2. Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты. - Химия в школе, 2002, № 5, с. 45;
3. Мельниченко Г.Ф., Кирсанова В.Ф., Биткова Н.П. Выращивание экологически чистой овощной продукции: томаты, перец, баклажаны.  - Благовещенск, 1993.- 62 с.;
4. Муравьев А.Г. Экологический практикум: учебное пособие с комплектом карт – инструкций. -  С.-П.: Крисмас+, 2003. - 134 с.
5. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991.- 288 с.;
6. Щитова Э.П. Опыты по химии с экологической направленностью. Благовещенск, 1993. - 27 с.

Оригинал работы:

Нитратная загрязненность продуктов питания