Работа № 6 Определение нитратов в различных растениях и их плодах Теоретическая часть

Азот является одним из важнейших биогенных элементов, необходимых для всех живых организмов. Он входит в состав белков нуклеиновых кислот (генетического материала живых организмов) и аминокислот.

Растения способны усваивать азот, лишь связанный с кислородом или водородом, т.е. переведенный в формы – аммиака NH₃, ионы аммония NH₄⁺ или нитрат-ионы NO₃^–. Соли, содержащие нитрат-ионы, называются нитратами.

Интенсивное применение азотных и калийных удобрений (например, NH₄NO₃, NaNO₃, KNO₃) привело к появлению проблемы нитратов. Избыточное внесение азотных удобрений ведет к аккумуляции этих соединений в растениях. Также происходит загрязнение водоемов и грунтовых вод остатками удобрений.

Наука располагает достоверными данными о накоплении нитратов в овощах, выращенных на полях, получавших низкие нормы минеральных удобрений или вообще их не получавших. Аккумуляции нитратов способствуют теплые и влажные условия выращивания растений, нарушение режимов освещения, а также повреждение и неправильное хранение готовой продукции. Внесение высоких норм навоза также приводит к нитратному загрязнению растений и грунтовых вод.

Разные виды и сорта растений обладают различной способностью к накоплению нитратов. Накопителями нитратов являются семейства тыквенных, капустных. Наибольшее их количество содержится в листовых овощах: петрушке, укропе, сельдерее. Наименьшее количество – в томатах, баклажанах, чесноке, зеленом горошке, винограде, яблоках. Зимние сорта капусты накапливают значительно меньше нитратов, чем летние.

Наибольшее количество нитратов содержится в корнях, стеблях, черешках и жилках листьев. Так у капусты наружные листья содержат в 2 раза больше нитратов, чем внутренние. В жилке листа и кочерыжке содержание нитратов в 2-3 раза больше, чем в листовой части. У кабачков и огурцов содержание нитратов убывает от плодоножки к верхушке.

Допустимые нормы нитратов (по данным ВОЗ) составляют 5 мг (по нитрат-иону) в сутки на 1 кг массы здорового человека, т.е. при массе 50-60 кг – 220 – 300 мг, а при 60-70 кг – 300-350 мг.

При использовании экологически чистых продуктов человек в сутки потребляет около 100 – 200 мг нитратов. Если продукция выращена на “переудобренных” нитратами почвах, то доза получения нитратов превышает норму в 2-5 раз.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в различных видах и сортах растений приведены в табл. 1.

Таблица 1

Допустимое содержание нитратов в растительном сырье

Растительное сырье	ПДК нитратов, мг/кг продукта
Арбузы	100
Виноград	60
Продолжение таблицы 1
Капуста ранняя	900
Капуста поздняя	500
Картофель	250
Морковь ранняя	400
Морковь поздняя	250
Огурцы в открытом грунте	150
Огурцы в закрытом грунте	300
Томаты	150
Свекла	1400
Тыква	800
Груши, яблоки	60
Кабачки	400
Лук репчатый	800
Лук перо	600
Овощи листовые (салат, петрушка, укроп)	2000
Перец сладкий	300
Дыня	90

В организме избыточные нитраты не успевают выводиться или расходоваться на синтез биомолекул (белков, аминокислот), а превращаются в нитриты NO₂^–. Именно нитриты представляют угрозу здоровью человека. Восстанавливают нитраты в нитриты различные микроорганизмы, заселяющие преимущественно кишечник. Степень восстановления нитратов зависит от количества нитратов в продуктах и условий жизнедеятельности микроорганизмов. Для развития кишечной микрофлоры благоприятна слабощелочная и нейтральная среда. Поэтому наиболее чувствительны к нитратам люди с пониженной кислотностью желудка: дети до года и больные гастритом и диспепсией. У таких людей микрофлора толстого кишечника может проникать в желудок, и тогда резко увеличивается процент восстановления нитратов по сравнению со здоровыми людьми. К избытку нитратов в воде и пище наиболее чувствительны дети, особенно первого года жизни. Противонитратные механизмы у ребенка формируются только к одному году.

Нитриты, всасываясь в кровь, способствуют понижению содержания гемоглобина и нарушению его транспортной функции. Также они окисляют фермент клеточного дыхания, что вызывает нарушение усвоения кислорода клетками. В результате развивается гипоксия, которая вызывает накопление кислых продуктов промежуточного обмена веществ – кетоновых тел (альдегиды, ацетон, бета-оксимасляная кислота и др.), вызывающих развитие дистрофических изменений во внутренних органах и системах.

Кроме того, нитриты в организме взаимодействуют с аминокислотами и другими азотсодержащими веществами, образуя нитрозоамины и гидроксиламины, обладающие иммунодепрессивным, канцерогенным, тератогенным и другими биологическими действиями.

Нитриты обладают также сосудорасширяющим действием, вызывают падение артериального давления и ослабляют сердечную деятельность.

Содержание нитратов можно уменьшить вымачиванием, кипячением продуктов, удалением тех частей, которые содержат большое количество нитратов.