Определение нитратов в растительной продукции

Нитраты и нитриты содержатся в растениях в качестве нормальных метаболитов или накапливаются в них в результате нерационального использования азотных удобрений. В литературе встречается информация, что для взрослого организма нитраты не представляют особой опасности. Но однократное введение 100–150 мг нитратов вызывает у человека покраснение кожи лица, снижение артериального давления, ощущение шума в голове, учащение пульса. При введении 300 мг возникает одышка, головокружение, отмечается обильное потоотделение, синюшность кожи, а иногда – преходящее расстройство зрения. За последние годы неоднократно наблюдались случаи метгемоглобинемии у грудных детей, которых кормили свежим или консервированным шпинатом с содержанием NO₃^-. Отмечены серьезные токсикации при употреблении арбузов, земляники, огурцов с высоким содержанием нитратов.

Уровень накопления нитратов, не использованных в биосинтезе органических соединений, в растительной продукции характеризует ее токсиколого-гигиеническое качество и пригодность для употребления в пищу. Попадая в организм человека, нитраты в желудочно-кишечном тракте восстанавливаются до нитритов, что приводит к образованию в организме метгемоглобина и нарушению транспортной функции крови, а также к угнетению нервной системы и процессов тканевого дыхания. В результате этого человек задыхается при выполнении физических нагрузок. При взаимодействии нитритов с другими азотосодержащими производными образуются различные нитрозосоединения, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами, а также вызывающие опухоли.

Нитриты уменьшают содержание витаминов в органах, снижают устойчивость организма к действию онкогенных факторов. Было установлено, что длительное применение нитратов во время беременности приводило к аномалии развития плода – нарушению развития костной ткани, гематоме.

Содержание нитратов в овощной продукции зависит в большей степени от культуры. Листовые овощи способны накапливать значительное количество нитратного азота даже на участках без применения удобрений. Это указывает на их биологическую склонность к накоплению нитратов. Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции приведено в таблице 9.

Таблица 9

Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции

и их допустимые уровни (мг/кг сырой массы по нитрат-иону)

Ранние сорта способны накапливать нитраты в большей степени, чем поздние. Следует учесть, что различные органы и части растений накапливают разное количество нитратов (табл. 10).

Таблица 10

Распределение нитратов по различным частям растений

По данным ВОЗ, допустимые нормы нитратов по нитрат-иону составляют 5 мг в сутки на 1 кг массы взрослого человека (при массе 60 кг – 300 мг в сутки). При этом содержание нитратов можно уменьшить в процессе переработки продукции (табл. 11).

Методика выполнения лабораторной работы

Цель работы:определить содержание нитратов у различных видов, сортов, частей растительной продукции с помощью качественной реакции с дифениламином.

Материалы, реактивы, оборудование: различные овощи (огурцы, кабачки, картофель, капуста, морковь и т. д.); 1 %-ный раствор дифениламина в серной кислоте [(C₆H₅)₂NН₂]HSO₄ (0,2 г дифениламина растворяют в 20 мл конц. серной кислоты H₂SO₄ (пл. 1,84)); предметное стекло; скальпели.

Таблица 11

Влияние переработки на содержание нитратов

в растительной продукции

Опыт № 1. Определение нитратов

Готовят срезы растительной продукции (лучше поперечные) толщиной 1 см и кладут их на предметное стекло. На каждый срез наносят по 1 капле 1 %-го раствора дифениламина в серной кислоте. Содержание нитратов определяют по окрашиванию продукции (табл. 12).

Таблица 12

Оценочная шкала определения нитратов в растительной продукции

Данный анализ позволяет провести оценку и сравнить разные части овощной и других растений по содержанию в них нитратов. Результаты исследования заносят в таблицу 13.

Таблица 13

Результаты исследования содержания нитратов

в различной растительной продукции

В ходе изучения данной темы студенты освоят методологию оценки содержания нитратов в растительной продукции, изучат их влияние на здоровье человека, а также способы уменьшения количества этих вредных веществ в растительной продукции.

Контрольные вопросы

1. Каким образом нитраты могут оказаться в продуктах питания?

2. К каким заболеваниям может привести избыточное содержание нитратов в организме человека?

3. В каких видах растительной продукции содержится большое количество нитратов, а в каких содержание нитрат-ионов незначительно?

4. Рассмотрите на примере 3–4 культур распределение нитратов по различным частям растений.

5. Как влияет переработка на содержание нитратов в растительной продукции? Перечислите способы переработки продуктов и укажите, насколько уменьшается при этом содержание нитратов в них.

6. Каким превращениям подвергаются нитраты в желудочно-кишечном тракте?

[1, с. 70–77, 263–266, 337–351; 2, с. 183–187; 5; 10].

Тема 6

Качество пищевых продуктов

Пища имеет принципиальное отличие от всех других факторов внешней среды, поскольку в процессе питания она превращается из внешнего во внутренний фактор, трансформируясь в энергию физиологических функций и структурные элементы человеческого тела. Именно поэтому питание является основным фактором в обеспечении оптимального роста и развития человеческого организма, его трудоспособности, адаптации к воздействию различных агентов внешней среды, и в конечном итоге можно считать, что фактор питания оказывает определяющее влияние на длительность жизни и активную деятельность человека.

В настоящее время все большее значение приобретают различные вредные факторы, способствующие возникновению рака, диабета, болезней желудочно-кишечного тракта, сердца и других заболеваний, появление которых связано с условиями современной жизни. Не последнюю роль в этом играют недоедание, переедание и качество пищевых продуктов. Наличие в пищевых продуктах загрязняющих веществ, не обладающих пищевой и биологической ценностью или же токсичных, угрожает здоровью человека.

Загрязнители в продукты питания могут поступить из окружающей среды (радиоактивные и ядовитые отходы промышленности, транспорта и домашнего хозяйства), из упаковочных материалов (от металлической тары, дерева, пропитанной бумаги). Наиболее значительную группу загрязнителей представляют собой остатки сельскохозяйственных удобрений, которые поступают из почвы в растения, часто подвергаются химическим превращениям. Поэтому воздействие пестицидов и гербицидов на организм человека может быть непредсказуемым.

Негативную роль может сыграть и введение в корм скота различных антибиотиков и других препаратов.

Загрязняющие вещества могут попадать в пищу случайно, а могут быть введены специально в качестве пищевых добавок. В пище эти вещества могут в определенных условиях стать причиной пищевой интоксикации организма.

Окончательным подтверждением опасности или безопасности чужеродного вещества является многолетнее токсикологическое испытание на животных, наиболее близких к человеку по биохимическим параметрам. В России с 1993 года ввели обязательную сертификацию пищевых продуктов на содержание тех или иных загрязняющих веществ.

По качеству пищевые продукты принято делить на следующие категории:

– доброкачественные – удовлетворяющие всем гигиеническим требованиям;

– недоброкачественные – могут представлять опасность для здоровья человека при употреблении их в пищу или иметь выраженные неудовлетворительные вкусовые и другие органолептические показатели;

– условно годные – в натуральном виде представляют опасность для здоровья человека, но после применения определенного вида обработки пригодны в пищу;

– с пониженной питательной ценностью – не представляют опасности для здоровья человека, но не удовлетворяют некоторым гигиеническим требованиям в результате нарушения режима технологической обработки, условий и сроков хранения и других условий;

– продукты-суррогаты – продукты, напоминающие по внешним признакам другие, более ценные пищевые продукты, но по своему химическому составу и питательной ценности не соответствующие им и не являющиеся полноценными заменителями;

– продукты-фальсификаты – продукты, внешне похожие на какой-либо натуральный продукт, но значительно менее ценные в биологическом отношении. При этом подделка под натуральный продукт скрывается, продукт-фальсификат по цене и по этикетке выдается за натуральный продукт.

В современном мире часто используют пищевые добавки – природные или синтезированные вещества, преднамеренно вводимые в продукты с целью придания им заданных свойств и не употребляемые сами по себе в качестве пищевых продуктов или обычных компонентов пищи. Для применения пищевой добавки не требуется специального токсикологического исследования по её воздействию на организм человека.

Загрязняющими соединениями называют вещества, оказывающие токсикологическое или биологическое воздействие на организм человека. Чужеродные вещества классифицируют на специально добавленные и случайно содержащиеся в продуктах питания. Специально добавленные вещества являются составными частями пищевых продуктов и предназначены для употребления. К важнейшим из них относятся вещества с антимикробным действием (химические средства консервирования, антибиотики), пищевые красители, вкусовые ингредиенты и вещества, улучшающие товарный вид и способствующие сохранению пищевых продуктов.