Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИТРАТОВ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ

Цель работы: 1) Определение концентрации нитрат-ионов в пищевых продуктах.

2) Рекомендации по снижению содержания нитратов в пищевых продуктах растительного происхождения.

2.1 Теоретическая часть

Для здоровья человека очень важным является потребление таких продуктов питания, которые содержат достаточное количество макро- и микроэлементов, незаменимых аминокислот и витаминов. Отсутствие или недостаток содержания в продуктах питания этих веществ вызывает различные нарушения деятельности организма человека. В связи с этим возникает проблема использования минеральных удобрений и их влияние на качество продуктов питания.

В то же время практика показывает, что нарушение научно-обоснованных рекомендаций по применению минеральных удобрений приводит не только к снижению урожайности культур, ухудшению пищевой ценности получаемых продуктов, но и к значительному увеличению нитратов в них и объектах окружающей среды, особенно в почве и водоисточниках. Нитраты – соли азотной кислоты – вовсе не синоним ядохимикатов, например, пестицидов. Это элемент минерального питания растений, строительный материал для них. Отсюда и впечатляющие различия в цифрах: для чуждых растению пестицидов максимально допустимые уровни не превышают долей мг/кг, а допустимое содержание нитратов – десятки и сотни миллиграммов. Например, в капусте допустимое содержание остаточных количеств дихлофоса не более 0,05 мг/кг, карбофоса – 0,5 мг/кг, а нитратов – 400 мг/кг. И опасность возникает при весьма существенном избытке нитратов в нашей пище.

Сами нитраты не отличаются высокой токсичностью. Но под действием микрофлоры кишечника идет элементарный химический процесс – восстановление их в нитриты, соли азотистой кислоты. А это уже принципиально иное дело, поскольку нитраты во много раз токсичнее – особенно для детей и пожилых людей, для больных дисбактериозом кишечника, а также для страдающих заболеваниями дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Нитраты, взаимодействуя с гемоглобином крови, переводят его двухвалентное железо в трехвалентное, свойственное метгемоглобину, лишая его способности транспортировать кислород и мешая, тем самым, нормальному тканевому дыханию.

При повышенном содержании в крови метгемоглобина у человека развиваются клинические признаки отравления – посинение слизистых, тошнота, рвота, понос, увеличение печени, слабость, головная боль и т.д.

Кроме того, избыточные нитраты в организме участвуют в образовании более сложных соединений – нитрозоаминов, которые считаются канцерогенными веществами, способными вызывать опухоли (раковые заболевания). Кроме канцерогенных и токсических свойств, нитросоединения обладают мутагенными (воздействующими на генетический аппарат) и тератонными (способными вызывать различные уродства) свойствами.

Высокие дозы азотных удобрений, особенно не сбалансированных с другими удобрениями или внесенных в конце вегетации, когда растение уже не успевает «переварить» избыточную пищу, далеко не исчерпывают причины высоких концентраций нитратов в овощах. На их содержание влияют характер почв, погодные условия, густота посевов и многое другое. Различные растения в силу своих биологических особенностей обладают разной способностью к накоплению нитратов: из овощей несомненные лидеры – зеленые культуры (укроп, салат, петрушка), за ними идет свекла, дальше с существенным отставанием – капуста и морковь. У картофеля, занимающим в нашем рационе особое место, к счастью, менее развита склонность к такому накопительству.

Нитраты практически отсутствуют в зерне и скапливаются, в основном, в листьях, стеблях, поэтому молоко коров, получавших траву, выращенную с применением высоких доз азотных удобрений, содержит повышенные концентрации нитратов и имеет горький привкус. В то же время в свежем мясе животных, получавших траву, выращенную с применением обычных и повышенных доз удобрений, нитрозоамины не обнаружены.

Допустимые уровни содержания нитратов в пищевых продуктах растительного происхождения для населения Республики Беларусь были утверждены Министерством здравоохранения 7 апреля 1989 года и представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Допустимые уровни содержания нитратов в пищевых продуктах

№ п/п	Наименование пищевых продуктов	Допустимые уровни содержания нитратов, мг/кг
1	2	3
1	Картофель	150
2	Капуста белокочанная	400
3	Морковь	200
4	Томаты	100
5	Огурцы	150
6	Лук перо	400
7	Редис	1500

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3
8	Баклажаны, патиссоны	300
9	Свекла столовая	1400
10	Лук репчатый	80
11	Листовые овощи (салат, петрушка, щавель, укроп и т.д.)	1500
12	Дыни	90
13	Арбузы, яблоки, груши, виноград столовых сортов	60
14	Перец сладкий	200
15	Кабачки	400
16	Продукты детского питания (овощи консервированные)	50
17	Вода	45

Допустимые уровни содержания нитратов в овощах закрытого грунта увеличиваются в два раза.

Допустимая суточная доза нитратов для человека принимается равной 5 мг на 1 кг веса человека.

Использование высоких доз минеральных удобрений при выращивании сельскохозяйственной продукции создает избыточное питание азотом, а при нарушении оптимального соотношения азота – фосфора – калия растения накапливают высокие концентрации нитратов, а если это еще и сопровождается недостатком микроэлементов в почве (молибден, медь, бром, цинк, бор) и неблагоприятными погодными условиями (низкая температура, большая влажность, недостаточное освещение – холодное дождливое лето), то создаются условия, резко тормозящие синтез органических веществ из накопленных нитратов. Поэтому получаемые пищевые продукты будут содержать высокие концентрации нитратов. Нитраты в растительных продуктах распределяются неравномерно. Наибольшее количество нитратов находится в частях, расположенных ближе к корню, скажем, в корне укропа содержание нитратов достигает 384 мг/кг, в стебле – 487 мг/кг, в листе – 94 мг/кг (рис. 2.1). Явный избыток нитратов содержится в кончиках моркови, свеклы, редиса, редьки – в связи с большим количеством мелких всасывающих корешков. Однако беда в том, что сердцевина моркови, капусты, тоже богата нитратами. Наоборот, в огурцах и редисе поверхностные слои содержат нитратов на 70% больше, чем внутренние, кроме того, у молодых растений нитратов на 50-70% выше, чем у зрелых.

Все это заставляет по-новому подойти к проблемам, связанным с увеличением концентрации нитратов и нитритов в объектах окружающей среды, прежде всего в пищевой продукции сельского хозяйства, и, следовательно, к причинам, вызывающим это увеличение.

Рисунок 2.1 – Распределение нитратов в растениях (мг/кг сырой массы)

Нитриты традиционно используют как консервант и стабилизатор розово-красного цвета в колбасных изделиях, копченостях, мясных консервах, поэтому содержание в них нитритов самое высокое, в отличие от свежих овощей и фруктов, в которых этих соединений практически нет (табл.2.2) Небольшое количество нитритов обнаруживается в сырье, так как их добавляют в молоко для подавления газообразующей микрофлоры ( во избежание вспучивания сыра).

Таблица 2.2 – Содержание нитритов в некоторых пищевых продуктах

Продукты	Содержание нитритов мг/кг
Овощи	0,2
Фрукты	0,0
Молоко	0,4
Сыры	1,2
Мука пшеничная (ржаная)	1,2(0,8)
Рыба речная (морская)	2,1(0,7)
Мясные консервы	10,0
Колбасы, копчёности	16,5

Процесс образования нитритов с помощью бактерий активно происходит и в организме человека – в полости рта и кишечнике. Поэтому необходимо тщательно соблюдать гигиену полости рта: чистить зубы два раза в день, своевременно лечить воспалительные процессы и кариес, особенно на фоне «нитратного» рациона питания (вегетарианство) или лечения каких-то заболеваний препаратами нитратов.

Таким образом, опасность нитратов для здоровья определяется не только их концентрацией в воде и пище, но и условиями, способствующими их переходу в нитриты. Поступление же нитритов оценить вообще очень сложно ввиду многообразия условий их образования.

Серьёзную угрозу для здоровья людей представляет группа нитрозо-соединений, которые могут содержаться в некоторых продуктах и образовываться из нитритов уже в организме человека. Среди этих веществ выделяют два класса соединений с различными свойствами - нитрозамиды и нитрозамины. Около 80% исследованных нитрозаминов и все нитрозамиды оказались канцерогенами и мутагенами, а в опытах на животных доказано ещё тератогенное и эмбриотоксическое действие нитрозаминов. Причём, нирозамины приводят чаще всего к раку печени, пищевода, дыхательной системы, а нитрозамиды - периферической и центральной нервной системы, органов пищеварительного тракта. В эксперименте на животных показано, что имеется прямая связь между возникновением опухолей и количеством поступивших в организм нитрозосоединений, причём низкие однократные дозы их при повторном поступлении суммируются и становятся опасными. Кроме этого, эти вещества разрушают витамины А, В; нарушают функцию щитовидной железы.

Нитрозосоединения трудно идентифицировать и определять в продуктах и окружающей среде.

Нитрозамины могут содержаться в сырой и копченой рыбе, копченых колбасах и других продуктах животного происхождения, соевом масле, табачном дыме, вине, пиве и даже в питьевой воде.

Повышенному образованию нитрозаминов в организме человека при соответствующей диете (овощные консервы, копчености и т.п.) способствует курение, а также употребление ряда лекарств – анальгина, тетрациклина, теофедрина, анаприлина, и некоторых других.

Нельзя увлекаться копченостями, мясными консервами, шпротами, да и частое употребление вареных колбас вряд ли принесет большую пользу здоровью. Гораздо полезней блюда из свежего мяса или рыбы. Нужно обязательно использовать в питании продукты, богатые витаминами- антиоксидантами –А,С,Е, которые предотвращают образование нитрозаминов.