III. експериментальна частина
1. Об'єкти і методика дослідження
2. Експериментальні результати та їх обговорення
Рекомендації щодо зменшення кількості нітратів в продуктах
Останнім часом гігієністи проявляють великий інтерес до питання про зміст нітратів в продуктах харчування. Перш за все, це пов'язано з тими порушеннями стану здоров'я людини, які можуть бути викликані нітратних забрудненням.
При споживанні в підвищених кількостях нітрати утворюють більш токсичні сполуки: нітрити і нітрозаміни, що мають канцерогенну активність і навіть сприяють утворенню ракових пухлин. Найбільше страждають від нітратного отруєння діти першого року життя, а у школярів спостерігаються порушення діяльності шлунково-кишкового тракту, серцево-судинної і центральної нервової системи.
Актуальність обраної теми обгрунтовується наступним: за даними Інституту харчування Академії медичних наук нашої країни, річна потреба в овочах в різних районах країни становить від 128 до 146 кг в рік на душу населення. Яке ж колосальна кількість нітратів може отримати людина разом з їжею? Щоб цього не відбувалося, встановлені гранично допустимі концентрації нітратів в продуктах харчування.
Мета нашої роботи: оцінити якість сільськогосподарської продукції, купленої в магазині і вирощеної на власному садовій ділянці, за змістом в них нітратів і нітритів і сформувати навички раціонального споживання продуктів на основі отриманих даних.
Основні завдання роботи:
• вивчити літературу про нітрати та нітриті;
• оволодіти методикою їх визначення;
• оцінити придатність даної продукції для харчування;
• запропонувати заходи щодо зниження кількості нітратів у рослинній продукції;
• сформувати навички раціонального здорового харчування.
Гіпотеза: якщо більшість продуктів рослинного походження вирощується у нас в теплицях з використанням різного роду добрив, потім довго зберігаються і не завжди правильно, то вони обов'язково повинні містити нітрати і нітрити. А ось чи відповідає їхня кількість ГДК? Це ми і вирішили перевірити.
II. Літературний огляд
1. Що таке нітрати
Проблема нітратів активно обговорюється громадськістю нашої країни. Спробуємо розібратися в цьому питанні і ми.
Нітрати - солі азотної кислоти, наприклад NaNO3, KNO3, NH4 NO3, Mg (NO3) 2. Нітрати - найважливіший компонент живлення рослин, оскільки входить в них азот - головний будівельний матеріал клітини. Вони є нормальними продуктами обміну азотистих речовин будь-якого живого організму - рослинного і тваринного, тому «безнітратних» продуктів в природі не буває. Допустима добова доза нітратів для дорослої людини складає 325 мг на добу. Для овочів і фруктів встановлені значення гранично допустимих концентрацій нітратів.
2. Природні джерела нітратів
Основним джерелом нітратів у непорушених і агроландшафтах є органічна речовина грунту, мінералізація якого забезпечує постійне утворення нітратів. Швидкість мінералізації органічної речовини залежить від його складу, сукупності екологічних факторів, ступеня і характеру землекористування. Тому динаміка нітратів у земних екосистемах певним чином пов'язана з малим біологічним кругообігом азоту. Сільськогосподарське використання грунту призводить до зменшення запасів органічного азоту. Спад грунтового азоту посилюється при проведенні агротехнічних заходів, що стимулюють мінералізацію органічної речовини (сівозміни з парою і просапними культурами, інтенсивна обробка грунту, внесення підвищених доз мінеральних добрив). У зв'язку з цим роль грунтового азоту в забрудненні природних вод нітратами і в накопиченні рослинами, мабуть, більш істотна, ніж вважалося до цих пір.
3. Антропогенні джерела нітратів
4. Нітрати і здоров'я людини
У кислому середовищі нітрити дають азотної кислоти, а вона, взаємодіючи з вторинними і третинними амінами, утворює канцерогенні нітрозаміни:
R 'R' HN + HONO → N-NO + H2O
Для дорослої людини смертельна доза нітратів становить від 8 до 14 г, гострі отруєння настають при прийомі від 1 до 4 г нітратів. Якщо до 60-х років головною небезпекою непомірного використання нітратних добрив вважалася метгемоглобінемія, то зараз більшість дослідників вважають головною небезпекою онкологічні захворювання, в першу чергу рак шлунково-кишкового тракту.
Вчені сформулювали гіпотезу про виникнення раку шлунка. За цією гіпотезою, в перші десятиліття життя хімічний канцероген, ймовірно нітрозосоєдіненій, проникає в клітини верхній частині травного тракту через пошкодження захисної слизової оболонки і викликає мутацію клітин. Мутовані клітини виробляють слиз іншого складу, рН підвищується, у верхню частину шлунково-кишкового тракту проникають мікроорганізми, що відновлюють нітрати в нітрити, утворюються додаткові нитрозосоединения.
Атрофія і метаплазія слизової шлунка наростає протягом 30-50 років, поки у деяких людей з такою патологією не виникне злоякісні пухлини. На перший погляд, 30-50 років латентного періоду - це дуже багато, але для тих, у кого відлік почався з першого року життя, з першого в житті огірка з нітратами, термін в 30-50 років навряд чи здасться великим.
Основні етапи «долі» нітратів. Коли живлення рослин розбалансовано по азоту, калію, фосфору, мікроелементів або рослинам не вистачає води і світла, вони акумулюють (накопичують) велика кількість нітратів. Нітрати не роблять токсичного впливу на рослини.
Надлишок нітратів в грунті практично завжди призводить до надлишку нітратів у рослинах.
Всі небезпечні наслідки для людини, в тому числі рак і метгемоглобінемію, викликають не самі нітрати, а їх метаболіти - нітрити, які відновлюються з нітратів води та їжі при зберіганні, кулінарній обробці і в травному тракті людини під дією різноманітних мікроорганізмів, в тому числі і необхідних для людини. Синтез нітратів в продуктах залежить від обсіменіння продуктів мікроорганізмами і умов їх розмноження. Синтез нітритів в травному тракті людини визначається в значній мірі кислотністю шлункового соку, яка залежить від віку і стану здоров'я. Чим менше кислотність, тим сприятливіші умови для розмноження мікрофлори, а значить, і синтезу нітритів. Нітрити, вступивши до кров і перетворивши гемоглобін в метгемоглобін, викликають кисневе голодування організму.
Нітрити, з'єднуючись в шлунково-кишковому тракті з амінами і амідів, утворюють канцерогенні нитрозосоединения, здатні за 20-25 років постійного впливу викликати рак шлунка.
III. експериментальна частина
1. Об'єкти і методика дослідження
Об'єктами нашого дослідження стали продукти рослинного походження, які ми щодня використовуємо в їжу:
а) придбані в магазинах міста Бєлорєцька - це банан, груша, яблуко, апельсин, лимон, морква, цибуля, картопля, огірок, помідор, зелень (кріп, петрушка);
б) вирощені на власному садовій ділянці в селі Соснівка Белорецкого району: яблуко, капуста, морква, буряк, картоплю.
Відповідно до наших завданнями нами були обрані методики найбільш прості у виконанні, мають достатню точність і найбільш експресні.
Ми скористалися методикою, запропонованою в «Екологічному практикумі» під ред. А.Г. Муравйова.
Устаткування і реактиви:
Ножиці, пінцет, скальпель, чашка Петрі, ступка з товкачиком, тест-система «Нітрат-тест», піпетка, розчин дифениламина в сірчаної кислоти.
2. Експериментальні результати та їх обговорення
Визначення вмісту нітратів в овочах і фруктах з допомогою нітрат-тесту (тест-система для експрес-аналізу вмісту нітратів в продуктах харчування і водних середовищах).
• нарізали овочі та фрукти шматочками так, щоб виступив сік;
• смужку тест-системи «Нітрат-тест» пінцетом змочували соком, що виділився, або занурювали в сік;
Таким чином були отримані результати, які для наочності представлені у вигляді таблиці.
Концентрація нітрат-іона мг / кг в придбаних продуктах
Концентрація нітрат-іона мг / кг в вирощених продуктах
За результатами досліджень видно, що:
• Нітрати виявлені у всіх продуктах крім цибулі ріпчастої і лимона, тому що дійсно безнітратних продуктів не повинно бути.
• Найвищу концентрацію нітратів показує буряк. Це той продукт, який відрізняється підвищеною здатністю накопичення нітратів.
Якісна проба на присутність нітритів в рослинах.
• на поверхню свіжого зрізу овочів і фруктів наносили кілька крапель розчину дифениламина в сірчаної кислоти;
• візуально спостерігали за проявом забарвлення зрізів.
При впливі розчином дифениламина в сірчаної кислоти на зрізи рослин виявлені наступні результати:
Визначення нітратів в буряковому соку.
• в ступці з допомогою маточки вичавили буряковий сік;
• смужку тест-системи «Нітрат-тест» завантажили в сік;
• залишили сік на добу при кімнатній температурі;
б) в вирощеному - з 800мг / кг до 1000 мг / кг.
Збільшення вмісту нітратів здійснюється під дією бактерій, що знаходяться в буряковому соку, які володіють нітратвосстанавлівающей здатністю. Представниками таких бактерій є Hafnia і Aerobaсter aerogenes.
Сушка, приготування соків і пюре підвищують концентрацію нітратів. Крім того, при зберіганні в соках більшість нітратів переходить у нітрити, які більш небезпечні.
4. Вивчивши літературу, з'ясували вплив нітратів і нітритів на здоров'я людини. Результатом підвищеного вмісту нітратів є метгемоглобінемія і як наслідок кисневе голодування, яке особливо небезпечно для дітей. При тривалому споживанні нітратних продуктів - рак шлунка, зміна функцій ЦНС та серцевої діяльності.
5. Сформульовано принципи раціонального харчування та запропоновано найбільш дієві і прості заходи щодо зниження кількості нітратів в продуктах рослинного походження.
Рекомендації щодо зменшення кількості нітратів в продуктах
Вивчивши літературу, провівши експерименти, ми пропонуємо основні принципи раціонального харчування та наступні заходи щодо зниження концентрації нітратів в овочах і фруктах.
• При зберіганні в сухих, провітрюваних сховищах, рівень нітратів у свіжих овочах знижується.
• Зелень - петрушку, кріп, салат і ін. - потрібно ставити, як букет, в воду на пряме сонячне світло. В таких умовах нітрати в листках протягом 2-3 годин повністю переробляються.
• У рослинах нітрати мають властивість накопичуватися в певних частинах. Тому потрібно оцінювати концентрацію нітратів в цих частинах: у капусти - в качані і в верхніх криють листі, у огірка, щавлю, кропу - в черешку (хвостик), у моркви, редьки - в нижній частині кореня і в серцевині, у буряка - в верхньої частини і кінчику коренеплоду, в зелених овочах - в стеблах і черешках листя, у яблука і картоплі - в шкірці, у банана - на кінчику плода. Ці частини рослини краще видалити, хоча метод не економний.
• При варінні і гасінні видалення нітратів відбувається і з парою, тому капусту, буряк, кабачки в процесі приготування не потрібно закривати кришкою.
• При варінні картоплі у воді рівень нітратного азоту падає на 40-80%, на пару - на 30-70%, при смаженні в рослинному маслі - на 15%, у фритюрі - на 60%.
• Свіжоприготовані соки, пюре можуть стати небезпечними при тривалому зберіганні внаслідок швидкого переходу нітратів у нітрити. Тому всі салати, соки і пюре для дітей слід готувати безпосередньо перед вживанням.
• У процесі сушіння продукту або упарювання рідини найчастіше відбувається збільшення кількості нітратів.
• Щоб уникнути утворення нітритів, необхідно закладати на зберігання чисті сухі овочі без механічних пошкодженні. На чистих овочах мало мікроорганізмів, сухість обмежує їх переміщення, а відсутність пошкоджень ускладнює отримання ними поживних речовин, в тому числі і нітратів, з клітин рослин.
• Перед вживанням високонітратние їжі (капусти, огірків, ковбаси) можна прийняти аскорбінову кислоту або випити фруктовий сік. Рекомендується додавати в продукти декілька сот міліграмів на кілограм аскорбінової кислоти (сто міліграмів - це 2-3 драже вітаміну С), що в багатьох випадках повністю запобігає утворенню N-нітрозодиметиламіну.
1. Бандман А.Л. Волкова Н.В. та ін. Шкідливі хімічні речовини. Неорганічні сполуки елементів V - VIII груп. Довідкове видання. Під ред. В.А. Филова і ін. Л: Хімія, 1989.
3. Волкова Н.В. Гігієнічні значення нітратів і нітритів в плані віддалених наслідків їх дії на організм. 1980.
5. Дурновцева Т.А. Філінова І.П. Нітрати і нітрити. Інтернет.
Ще роботи з кулінарії