БИЛЕТ № 15.
1.	Основные источники нитратов и нитритов в сырье и пищевых продуктах. Регуляторы роста растений.
2.	Пестициды - химические загрязнители пищевых продуктов. Технологические способы снижения остаточных количеств пестицидов в пищевых продуктах.
3.	Полициклические ароматические углеводороды: характеристика, химическая природа, свойства, источники поступления в сырье, воздействие на организм человека.

Вопрос 1.

Основные источники нитратов в пищевой продукции

3

Нитраты – соли азотной кислоты (содержат анион NO ^-), широко распространены в окружающей среде, главным образом в почве и воде. Они являются нормальными метаболитами любого живого организма как расти- тельного, так и животного. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах более 100 мг нитратов.

Соли азотной кислоты, нитраты, являются элементом питания расте- ний и естественным компонентом пищевых продуктов растительного проис- хождения. Их высокая концентрация в почве абсолютно нетоксична для рас- тений, напротив, она способствует усиленному росту надземной части расте- ний, более активному протеканию процесса фотосинтеза, лучшему формиро- ванию репродуктивных органов и в конечном итоге - более высокому уро- жаю. Например, если в период вегетации в растениях салата и шпината нит- ратов будет меньше 2 000 мг/кг, то высокого урожая не жди: листья будут мелкие, грубые, непригодные для реализации. Во время массового образова- ния кочанов и черешков листьев капусты нитратов должно быть

2 000…3 000 мг/кг.

Поскольку в органические соединения растений включается только аммонийный азот, нитрат - анионы, поглощенные растением, должны вос- становиться в клетках до аммиака. Образованием аммиака завершается и распад органических веществ - аминокислот, амидов, белков. По образному выражению академика Д.Н.Прянишникова, аммиак «есть альфа и омега в обмене азотистых веществ у растений».

Нитраты, поступившие в растения, восстанавливаются по схеме:

2 42E 6e

3

_NO ^-

_{→ NO} ^-

_{→ NH} ⁺

Первый этап восстановления нитрата протекает в соответствии с урав-

_{нением:}

_2e

_{- + - +}

^NO₃

+ NАД(Р)Н + H

^{→ NO}₂

+ NАД(Р)

^{+ Н}₂^O,

_{где NАД(Р)Н - никотинамидадениндинуклеотидфосфат восстановлен-}

ный, NАД(Р)⁺ -никотинамидадениндинуклеотидфосфат окисленный.

_{Образующиеся нитриты не накапливаются, а быстро восстанавливают-}

₊

^{ся до NH}₄

с помощью фермента - нитритредуктазы:

_6е

2

4

_NO ^-

+ 6 ФД_восст. + 8Н⁺

_{→ NH} ⁺

+ 6ФД_окисл. + 2 Н₂O,

где ФД - ферредоксин - железосодержащий белок, выполняющий функции переносчика электронов.

3

Нитратредуктаза - фермент класса оксидоредуктаз, синтезируемый в клетках в ответ на поступление NO ^-; им особенно богаты молодые листья и кончики корней.

Нитритредуктаза - фермент, активность которого в 5…20 раз выше,

_{чем нитратредуктазы. Эффективность этого фермента так высока, что сво-}

2

_{бодные промежуточные продукты при восстановлении NO} ^-

_{до NH} ⁺

(гипо-

4

нитрит (НNO)₂, гидроксиламин NН₂ОН) в растении не накапливаются. Нит-

ритредуктаза может содержаться и в листьях, и в корнях.

Аммиак, поступивший в растение извне, образовавшийся при восста- новлении нитратов или в процессе фиксации молекулярного азота, далее ус- ваивается растениями с образованием различных аминокислот и амидов.

Таким образом, нитраты являются естественным азотистым компонен- том растительного организма. Повышенные концентрации нитратов в пище- вой продукции в основном связаны с неконтролируемым использованием азотных удобрений. Ион NO₃^- почвой не связывается, находится в растворе, легко доступен для растений. При этом некоторые пестициды, например,

2,4-Д, усиливают накопление нитратов в 10…20 раз.

Причины накопления нитратов

Содержание нитратов в основных продуктах приведено втабл. 3.16.

На содержание нитратов в растениях влияют следующие факторы:

^{• индивидуальные особенности растений (способность растений ак-}

кумулировать нитраты в значительной степени зависит от их вида и сорта);

_{существуют растения – «накопители» нитратов, которые при избыточной кон-}

_-

^{центрации ионов NO}₃

в почве могут содержать следующее количество нитра-

тов, мг/кг: свекла (39…7771), репа (82…5429), редис (41…4527), укроп

(30…4074), редька (98…2731), шпинат (621…2417);

^{• степень зрелости плодов: недозрелые овощи, картофель, а также}

овощи ранних сроков созревания могут содержать нитратов на 50…70 %

больше, чем достигшие уборочной зрелости; увеличение продолжительности вегетации приводит к снижению концентрации нитратов в растительной про- дукции;

^{• нарушение агрохимической технологии для повышения урожай-}

ности растительной продукции: повышенная дозировка и неправильные сроки

внесения азотных удобрений; для сравнения: содержание нитратов в листьях салата, выращенного без внесения азотных удобрений в почву, составила 2900 мг/кг; с внесением – 4400 мг/кг;

^{• изменение метаболизма азотсодержащих соединений: с увеличе-}

нием освещенности, температуры и влажности возрастает активность фермен-

та нитроредуктазы, ускоряющего включение нитратов в состав белков, в ре- зультате чего содержание нитратов в растениях снижается; напротив, факто- ры, тормозящие процесс фотосинтеза, замедляют скорость восстановления нитратов и включения их в состав белков.

^{• соотношение различных питательных веществ в почве;}

^{• использование некоторых гербицидов, например, 2,4-D (дихлор-}

феноксиуксусная кислота), и дефицит молибдена в почве нарушают обмен

_{веществ в растениях, что приводит к накоплению нитратов;}

^{• при транспортировке, хранении и переработке сырья и продуктов}

питания может происходить микробиологическое восстановление нитратов

до нитритов под действием ферментов нитроредуктаз, поэтому опасно хра- нить готовые блюда, содержащие нитраты, при повышенной температуре длительное время;

^{• важным источником нитратов и нитритов для человека являются}

пищевые добавки, вносимые в мясные изделия, а также колбасы, рыбу и сы-

146

ры в качестве консерванта или для сохранения привычной окраски мясопро- дуктов, т.к. образующийся при этом NО- миоглобин сохраняет красную ок- раску даже после тепловой денатурации, что существенно улучшает внешний вид и товарные качества мясопродуктов.

Регуляторы роста растений

Регуляторы роста растений (РРР) - это соединения различной химической природы, оказывающие влияние на процессы роста и развития растений и приме- няемые в сельском хозяйстве с целью увеличения урожайности, улучшения качест- ва растениеводческой продукции, облегчения уборки урожая, а в некоторых случа- ях - для увеличения сроков хранения растительных продуктов.

К этой группе можно отнести и некоторые гербициды (например, 2,4-Д),

которые в зависимости от концентрации могут проявлять и стимулирующее дей-

_ствие.

Регуляторы роста растений можно разделить на две группы: природные и синтетические.

Природные РРР - это естественные компоненты растительных организ- мов, которые выполняют функцию фитогормонов: ауксины, гиберрелины, цито- кинины, абсциссовая кислота, эндогенный этилен и др. В процессе эволюции в организме человека выработались соответствующие механизмы биотрансформа- ции, и поэтому природные РРР не представляют какой-либо опасности для орга- низма человека.

Синтетические РРР - это соединения, являющиеся с физиологической точки зрения аналогами эндогенных фитогормонов, либо соединения, способные влиять на гормональный статус растений. Их получают химическим или микро- биологическим путем. Наиболее важные РРР, выпускаемые промышленно под различными коммерческими названиями, в своей основе являются производными арил- или арилоксиалифатических карбоновых кислот, индола, пиримидина, пи- ридазина, пирадола. Например, широко используются препараты - производные сульфанилмочевины.

Синтетические РРР, в отличие от природных, оказывают негативное влия-

ние на организм человека как ксенобиотики. Однако степень опасности большин- ства РРР до конца не изучена, предполагается возможность их отрицательного влияния на внутриклеточный обмен за счет образования токсичных промежуточ- ных соединений. Кроме того, некоторые синтетические РРР сами могут проявлять токсические свойства. Они обладают повышенной стойкостью в окружающей среде и сельскохозяйственной продукции, где обнаруживаются в остаточных количествах. Это повышает их потенциальную опасность для здоровья человека.