Определение нитратов в пищевых продуктах

Нитраты - соли азотной кислоты HN03- являются нормальным продуктом обмена азотистых веществ любого живого организма, растительного и животного. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов .

Круговорот азота является необходимой составляющей жизни на Земле. Азот, содержащийся в атмосфере, принимает участие в биосферном круговороте только после его превращения в органические или неорганические соединения. Такое превращение происходит как физико-химическими, так и, главным образом, биологическими путями. Основными фиксаторами азота являются многие виды бактерий и водорослей. Естественный круговорот азота в биосфере существенно меняется вследствие загрязнения среды окислами азота – продуктами деятельности промышленных предприятий и транспорта, а так же при применении азотистых удобрений образуется большое количество окислов азота, вовлекаемых в круговорот. В результате наблюдаются такие экологические нарушения, как накопление нитратов в пищевых продуктах, кормах для животных вымывание удобрений из почвы и т. д. .

Нитраты представляют собой соли азотной кислоты. Нитраты неорганических оснований обладают замечательной особенностью – все они легко растворяются в воде. Особенно хорошо растворим нитрат аммония: для его растворения при комнатной температуре достаточно количество воды, равное половине его массы. Лишь отдельные нитраты некоторых комплексных ионов растворяются с трудом. Растворимость большинства нитратов растет с повышением температуры. Характерная особенность многих нитратов – способность при нагревании отщеплять кислород; поэтому их часто используют в качестве окислителей . Концентрация высока (50 – 100 мг/л). Среди них наиболее известны нитраты аммония, калия, натрия, кальция, обычно называемые селитрами. Все селитры широко и давно используются в качестве удобрений. Нитраты применяются в пищевой и стекольной продукции, для получения реактивного топлива, пиротехнических взрывчатых веществ, порохов, используются в резиновом и текстильном производствах, гальванотехнике и медицине. Нитраты являются широко применяемыми консервантами для продуктов питания. Нитраты человек главным образом потребляет с овощами. Содержание нитратов в некоторых пищевых продуктах представлено в таблице1. Наибольшей способностью к аккумуляции нитратов обладают представители тыквенных, крестоцветных, маревых растений, причем существует значительная разница между сортами одной и той же культуры. Продукты животного происхождения содержат относительно меньшие концентрации нитратов. В связи с различным содержанием этих агентов в пищевых продуктах в различных странах широко варьируют и нормы их суточного потребления.

Таблица 1.

Содержание нитратов в растительных пищевых продуктах (мг/кг сырого продукта).

Продукт Нитраты

Редька черная 700-2520

Свекла красная 40-3200

Капуста белокочанная 10-1900

Капуста цветная 144-577

Картофель 5-22

Томаты 7-39

Редис (осенний) 121-1593

Редис (парниковый) 1805-2160

Сельдерей 1852

Петрушка (корень) 90-1848

Клубника 49,7

Клюква 20,1

Яблоки 1,2-99,2

Сливы 6,4-66,5

Арбузы 10-300

Дыни 35-201

Хлеб ржаной 36,9

Пшеница (зерно) 10

Мука пшеничная 8,9

Молоко цельное 0,1-7,8

Творог 0,1-3,5

Воздействие нитратов предотвращает рост микроорганизмов, взывающих пищевые отравления. В норме нитраты абсорбируются в желудочно-кишечном тракте, при этом они быстро выделяются из организма. В организме нитраты могут образовываться из аммония, под влиянием бактерий нитраты превращаются в нитриты. Токсические воздействия нитратов достаточно полно изучены на различных видах животных, включая гидробионтов и на человеке. Смертельная доза нитратов для людей составляет 8-10 грамм .

Но под воздействием микрофлоры кишечника идет элементарный химический процесс – восстановление нитратов в нитриты – соли азотистой кислоты. А это уже принципиально иное дело, поскольку нитриты во много раз токсичнее – особенно для детей и пожилых людей, для больных дизбактериозом кишечника, а также для страдающих заболеваниями дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Нитриты, взаимодействуя с гемоглобином крови, переводят его двухвалентное железо в трехвалентное, свойственное метагемоглобину, лишая его способности трансформировать кислород и мешая тем самым нормальному тканевому дыханию. И еще одно обстоятельство: избыточные нитриты в организме участвуют в образовании более сложных соединений – нитрозаминов, которые считаются канцерогенными.

Не менее важной проблемой является снижение плодородия почв. При культивировании сельскохозяйственных культур и уборке урожая естественный процесс возвращается в почву питательных веществ, потребляемых растениями, нарушается. Приходится возмещать эти ежегодные потери путем внесения органических и минеральных удобрений. Но при игнорировании закона минимума это приводит к загрязнению почвы, к накоплению в растениях нитратов . 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 причину высокой концентрации нитратов в овощах. На их содержание влияют характер почв, погодные условия, густота посевов и многое другое. Лидеры по накоплению нитратов – это зеленые культуры (укроп, петрушка), за ними идет свекла, далее капуста и морковь. Нитраты, как уже говорилось ранее, распределяются в разных овощах неравномерно и концентрируются в определенных зонах. Допустимое содержание нитратов представлено в таблице 2.

Таблица 2

Допустимое содержание нитратов в овощах и фруктах (в мг/кг).

Пищевой продукт Открытый грунт Защищенный грунт

Картофель 250

Капуста белокочанная

Ранняя (до 1 сентября) 900

Поздняя 500

Морковь

Ранняя (до 1 сентября) 400

Поздняя 250

Томат 150 300

Огурец 150 400

Свекла столовая 1400

Лук репчатый 80

Лук-перо 600 800

Листовые овощи(салаты, шпинат) 2000 3000

Дыня 90

Арбуз 60

Перец сладкий 200 400

Кабачки 400 400

Виноград столовых сортов 60

Яблоко 60

Груша 60

Продукты детского питания

Консервированные фруктовые соки и пюре

Консервы овощные и фруктовые для питания детей старше 4-х лет 50

Тыква для изготовления консервов

Допустимая суточная доза нитратов 312,5 мг

При превышении норматива до двукратного овощи используют в условиях рассредоточения, т. е. в составе многокомпонентных блюд салатов. Или после отваривания: в отвар переходит до 50 % исходного количества нитратов и более, особенно если овощи перед варкой были нарезаны.

Как избавиться от нитратов в продуктах? Нитраты хорошо растворяются. Именно поэтому овощи следует варить. В отвар уйдет большая часть вредных соединений. При варке картофеля и моркови в воде остается до 60, у свеклы до 40, а у капусты до 70% нитратов, содержащихся в этих продуктах. Есть еще способ избавиться от нитратов. При солении, мариновании или квашении их число значительно уменьшается (в рассол уходит до 60%). Например, в квашеной капусте содержится намного меньше нитратов, чем в сырой .

Методика

Оборудование и реактивы:

Раствор дифениламина в концентрированной азотной кислоте (1г. дифениламина на 100 мл. H2SO4), скальпель, пипетка, ступка с пестиком, чашка Петри.

Разрезать чистый клубень картофеля, отделить от него небольшой кусочек с кожицей. Растереть его в ступке и часть образовавшейся кашицы переместить в чашку Петри. Провести те же операции с кусочками картофеля, взятыми из середины клубня. Остальные образцы берутся только с кожицей.

Нанести несколько капель сернистого дифениламина на каждый образец.

Во время проведения опыта по интенсивности синего окрашивания можно сделать вывод о содержании нитратов в полученных образцах – сильном, среднем, слабом. Неисчезающее в течение 3-х минут сине-черное окрашивание указывает на высокое содержание нитратов в образце.

Проведение исследований.

Для проведения исследований мы взяли образцы растительных продуктов, находящихся на данный момент в нашем семейном холодильнике. Это картофель, морковь, капуста, яблоки, груши.

Обсуждение результатов

Таблица 3

Результаты исследований

Название продукта Местность выращивания Интенсивность окрашивания (сильная, продукта средняя, слабая) Вывод

Клубень Белоруссия Средняя окраска По интенсивности окрашивания можно судить о средней картофеля взятого с кожицей концентрации нитратов.

Образец картофеля взятого из Белоруссия Слабая окраска По интенсивности окрашивания можно судить о слабой середины клубня концентрации нитратов.

Корнеплод моркови Сад в Нижегородской области Окраска не появилась Исходя из того, что окраска корнеплода не появилась можно судить об отсутствии нитратов

Кочан капусты Сад в Нижегородской области Окраска не появилась Исходя из того, что окраска корнеплода не появилась можно судить об отсутствии нитратов

Плод яблока Украина Сильная окраска По интенсивности окрашивания можно судить о высокой красного концентрации нитратов.

Плод яблока желтого Сад в Нижегородской области Окраска не появилась Исходя из того, что окраска корнеплода не появилась можно судить об отсутствии нитратов

Плод груши Дагестан Слабая окраска По интенсивности окрашивания можно судить о слабой или наименьшей концентрации нитратов.

1. В таблице 3 приводятся результаты исследований на наличие нитратов в пищевых продуктах нашего холодильника.

2. В растительных продуктах, выращенных в нашем саду, не наблюдается ярко выраженного присутствия нитратов.

3. В плодах красных яблок, привезенных с Украины, наблюдается наибольшее количество нитратов.

4. В плодах груши и клубня картофеля незначительное содержание нитратов.

5. Клубни картофеля накапливают нитраты в кожице. Остальная часть клубня почти не содержит нитратов.

1. Изучила литературу о нитратах в пищевых продуктах.

2. Познакомились с методикой исследования.

3. Провели опыт по выявлению количества нитратов во взятых продуктах.

4. Выяснили опытным путем о содержании нитратов во взятых образцах. Наибольшее количество нитратов, сильное, в красных яблоках. Наименьшее содержание нитратов в яблоках, моркови, капусте, выращенных в собственном саду. Незначительное содержание нитратов в грушах из Дагестана. В картофеле из Белоруссии нитраты содержатся в кожице в среднем количестве, в остальной части клубней в небольшом количестве.

Рекомендации.

1. Применение удобрений в соответствии с рекомендациями, которые разрабатываются применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям.

2. Для всех хозяйств ежегодно должны составляться научно обоснованные планы рационального использования органических и минеральных удобрений.

3. Осуществлять постоянный контроль над уровнем загрязнения окружающей среды удобрениями, применяемые в сельском хозяйстве.