2 42E 6e
3
→ NO -
→ NH +
Первый этап восстановления нитрата протекает в соответствии с урав-
нением:
2e
- + - +
NO3
+ NАД(Р)Н + H
→ NO2
+ NАД(Р)
+ Н2O,
где NАД(Р)Н - никотинамидадениндинуклеотидфосфат восстановлен-
ный, NАД(Р)+ -никотинамидадениндинуклеотидфосфат окисленный.
Образующиеся нитриты не накапливаются, а быстро восстанавливают-
+
ся до NH4
с помощью фермента - нитритредуктазы:
6е
2
4
+ 6 ФДвосст. + 8Н+
→ NH +
+ 6ФДокисл. + 2 Н2O,
где ФД - ферредоксин - железосодержащий белок, выполняющий функции переносчика электронов.
3
Нитритредуктаза - фермент, активность которого в 5…20 раз выше,
чем нитратредуктазы. Эффективность этого фермента так высока, что сво-
2
до NH +
(гипо-
4
ритредуктаза может содержаться и в листьях, и в корнях.
144
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 NO3
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-
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.
Установлено, что нитраты и нитритывызывают у человека метгемогло-бинемию, рак желудка,отрицательно влияют на нервную и сердечно-сосудистую системы, на развитие эмбрионов.
Потенциальная опасность нитратов заключается в том, что они в пище- варительном тракте (уже в полости рта, желудке и кишечнике) частично вос- станавливаются до нитритов. Токсическое действие нитратов связано с вос- становлением их до нитритов под влиянием микрофлоры пищеварительного тракта и тканевых ферментов. Далее нитриты попадают в кровь и окисляют двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное. При этом образуется метгемоглобин, не способный переносить кислород к тканям и органам, в ре- зультате чего может наблюдаться удушье. 1 мг нитрита натрия NaNO2 может перевести в метгемоглобин около 2000 мг гемоглобина.