Вміст нітратів у харчових продуктах

 

Таблиця 1. 4. 
Розділ 2

Вплив нітратів на здоров’я людини

 

Відомо, що нітрити характеризуються досить широким спектором токсичної дії, впливаючи на організм на різних біорівнях. Забруднення навколишнього середовища фізичними, біологічними і хімічними факторами може призвести до негативних змін у стані здоров’я людини.

2.1. Гостре отруєння  нітратами та нітритами

Універсальність токсичної дії обумовлена дією вільних радикалів NO‾. Токсична дія нітратів полягає у гіпоксії (кисневому голодуванні тканини), що розвивається внаслідок порушення транспорту кисню крові, а також у пригніченні активності ферментних систем, що беруть участь у процесах тканинного дихання.

Нітратна  інтоксикація має механізм: порушення  процесів окисного фосфорилювання, що обумовлені дією самих нітратів та нітритів. Результатом є високий  рівень метгемоглобіну в крові, розвиток ціанозу.

При збільшенні дії нітратів в організмі розвивається стан гіпоксії. Найбільше виражений гепоксичний стан в таких тканинах організму, де відбувається інтенсивний поділ клітин, що зумовлює ембріотоксичну, тератогенну дію нітратів (нітритів). Окремо слід зупинитися на N-нітрозосполуках. N-нітрозосполуки – представ-ники великої групи канцерогенних речовин. Вся група нітрозосполук поділяється на нітрозаміни і нітрозаміди.

Нітрат-іони відновлюються в організмі людини до нітрит-іонів, які викликають захворювання метилобеанемії (гемоглобін взаємодіє з NO2‾ і втрачає можливість переносити кисень). В кишковому тракті нітрити перетворюються в нітрозаміни – сильні канцерогенні агенти.

NO3‾  ^2е  NO2‾  ^2е  NO‾   ^2е NH2ON   ^2е  NH3^{+  Н+}    NH4⁺

Одні  рослини здатні акумулювати нітратів більше, ніж інші (табл. 1). При вживанні їх в збільшеному обсязі, нітрати (в харчовому тракті) частково відновлюються до нітритів, а останні в крові можуть визвати анемію крові (метгемоглобінемію). Крім того, із нітритів при наявності амінів можуть утворюватися N-нітрозаміни, які наділені канцерогенною активністю (це може сприяти утворенню ракових пухлин).

R1                                                R1   

            NH4+HONO                                 N-NO+H2O

R2                                                R2

амін           нітрит                   N-нітрозамін

В залежності від природи  радикала (R1 чи R2) можуть утворюватись надзвичайно різноманітні нітрозаміни (з них канцерогенною активністю володіють більше 100 сполучень). Найбільш часто знаходять два подання цього класу сполучень – нітрозодиметіламін та нітрозодіетіламін. Більше всього нітрозамінів знайдено в копченних м’ясних виробах, ковбасах, виготовленних з добавками нітритів – до 80 мг/кг, в копченій   рибі – до 110 мг/кг (в свіжий рибі чи м’ясі нітрозаміни знайдені головним чином в сирах, що пройшли фазу ферментацій (до 10 мг/кг)). Із рослиних продуктів нітрозаміни знаходять, головним чином, в солоно-маринованих виробах, а з напоїв – в пиві, де сумарний вміст їх може досягати до 12 мг/л  (Ванханен В.Д.).

Процес нітрозування інтенсивніше протікає в кислому середовищі та в живому організмі.

Збільшення навантаження органічних забруднень на грунт, призводить до забруднення навколишнього середовища. Крім того, як вище вже згадувалось, із нітритів у присутності амінів можуть утворюватись N-нітрозаміни. Вони володіють канцерогенною активністю (здатністю утворення злоякісних пухлин).

При вживанні високих доз  нітратів з їжею через 4 – 6 годин  з’являється нудота, блювання, синюшність шкіряного та слизистого покровів. Наявність жирів у їжі знижує вміст нітратів.

2.2. Хронічне отруєння нітратами

З огляду на характер токсичної дії  нітратів та нітритів можна очікувати, що найбільш чутливим до неї будуть діти перших днів та місяців життя.

Причини цього явища (О. І. Циганенко, 1985):

1. ембріональний гемоглобін новонароджених значно легше окиснюється нітратами, ніж гемоглобіном;
2. недостатньо розвинена детоксикуюча метгемоглобінредук-тазна система;
3. у шлунку новонароджених дуже мало кислоти.

 Не  тільки діти чутливі до нітратів, але й особи похилого віку, хворі на анемію, з захворюванням дихальної системи, хворобами серцево-судинної системи. У дітей перших місяців життя отруєння нітратами можливе через овочевий сік, молочні суміші, що готувалися на воді, що містить нітрати. Особливо небезпечна хронічна дія нітратів для дітей.

 Нітрати та нітрити негативно  впливають на організм вагітної  та її плід, погіршуючи показники  його біофізичного профілю. Ці  сполуки проникають крізь плацентарний  бар’єр. Якщо мати вживала багато насичених нітратами продуктів харчування , то у новонародженої дитини вміст у крові нітратів і метгемоглобіну збільшений (розвиток гемічної гіпоксії). У крові цих дітей підвищилась концентрація білірубіну і спостерігається стійка і яскраво виражена “жовтяниця новонароджених” (Н. І. Опополь, 1986).

В період, коли дитина знаходиться  на грудному годуванні, стан гемічної гепоксії підтримується за рахунок  надходження в її організм нітратів з молоком матері (За даними Консультативного центру Українського НДІ харчування).

Підсумовуючи все вище згадане  з питань отруєння нітратами і  виявлених наслідків токсичної  дії їх на організм, слід зауважити, що самі по собі нітрати харчових продуктів  не завдають великої шкоди здоров’ю людини. Проте їх дія на організм становить вагомий додаток до токсичної дії нітратів питної води.

 

 

 

 

 

Розділ 3

Допустимий вміст нітратів та нітритів у харчових продуктах

 

У 1996 році комплексними токсиколого-гігієнічними дослідженнями було встановлено  допустиму добову дозу прийому NO3‾   за добу - 320 мг на людину. Було також регламентовано вміст нітратів у харчових продуктів рослинного та тваринного походження. Гігієнічна регламентація допустимих концентрацій нітратів здійснюється з урахуванням кліматичних, географічних та екологічних чинників. При обгрунтуванні гігієнічних регламентацій за О. І. Циганенко (1985) слід враховувати такі чинники:

1. допустиму добову дозу нітратів;
2. середньодушове добове споживання продуктів;
3. фоновий рівень нітратів у продуктах харчування.

 Для перевірки відповідності розроблених показників допустимого вмісту нітратів у окремих продуктах проводять розрахунок за такою формулою:

                          ДДД> Σ

                                     іі

де ДДД – допустима добова доза нітратів у мг;

Дк – допустима концентрація нітратів для харчових                     продуктів, враховуючи питну воду, в мг/кг (мг/л);

Nі – середньодушове споживання за добу в кг/л;

Кгп – коефіцієнт зміни концентрації нітратів у готовому для споживання продуктів вигляді;

Кїчі – коефіцієнт їстивної частини продуктів;

Кбе – коефіцієнт біологічної частини  продуктів.

Фактичне (1998 – 2000 рр.) середньодушове добове навантаження нітратів на організм дорослого в Україні становить  близько 45 мг/доба, тобто 40 % від допустимої норми для цього набору продуктів (110 мг/доба). Для дітей віком від 3 до 7 років ці величини дорівнюють 29 – 34 мг/доба, що становить 23 – 28 % від норми. Але якщо розрахувати добове навантаження нітратами на 1 кг маси тіла дорослого і дитини, тобто їх добову дозу (токсикологи для оцінки небезпечності речовин оперують саме цим поняттям), то цифри дещо зміняться. Так, якщо для дорослої людини масою 60 кг фактична добова доза дорівнює 0,76 мг/кг маси тіла, то для дітей віком від 1 до 4 років вона становитиме 2,0 – 3,0 мг/кг маси тіла, а для 4 – 6-річних дітей – 1,3 –1,9 мг/кг їхньої маси тіла. Ці цифри вже є більшими за допустиму межу, що дорівнює 1,7 мг/кг маси тіла на добу (За даними Житомирської ОблСЕС).

Можна дійти висновку, що доросла  людина одержує нітратів разом з харчовими продуктами менше за ту кількість, яка може позначитися на її здоров’ї, але страждають діти.

 Ми проводили досліди з  розрахунку середньодобового надходження  нітратів в організм людини  з продуктами харчування і  занесли їх у таблицю.

 

Середньодобове надходження нітратів в організм людини з основними продуктами харчування
Продукти	Споживання за добу, г	Кїчі, г	Кгп, г	Допустимий вміст NO3‾ мг/кг
Картопля Морква Капуста Цибуля Буряк Томати Салати Фрукти	265 52 84 26 43 50 54 132	0,72 0,81 0,83 0,83 0,80 0,94 0,80 0,89	0,53 0,72 0,71 0,9 0,70 0,93 0,91 1,0	180 300 400 400 1400 100 1500 60

   

Таблиця  3. 1

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ  4

Забезпечення  допустимого вмісту нітратів у продуктах  харчування різного походження

 

4.1. У продуктах харчування рослинного походження

На досить складний процес засвоєння рослинами нітратного нітрогену, а відтак і на концентрацію нітратів у рослині, впливають багато чинників. Це і грунтово-екологічні: зволоження, світло, температура повітря  та грунту (наприклад, поглинання нітратів рослинами збільшується при сильному освітленні), і нестача або надлишок елементів живлення (N, K, P), незбалансоване їх співвідношення, і особливості грунту, ураження його хворобами тощо. Якщо рослина перебуває у вище згаданих умовах, за недосконалої агротехніки, нераціонального внесення мінеральних добрив, концентрація нітратів у рослині підвищується. Для запобігання шкідливого впливу N-нітрозосполук необхідні заходи, що обмежують їх впливом на організм людини. Треба обмежити, наприклад, кількість використання нітрогенних добрив для зрощування плодів. Якщо розумно  використовувати нітрогенні добрива, то вони еколого-токсично безпечні. Слід враховувати деякі умови їх використання. Так, наприклад, використання інгібаторів нітрифікації передбачає невикористання аміачної селітри.

Процеси нітрафікації заражають  атмосферу, передусім, оксидами NO‾ і NO2‾. Разом із викиданням оксидів ТЕС, промисловими об’єктами і автотранспортом спричиняється значне зараження атмосфери. Наслідком є неконтрольоване перенесення отруйних оксидів вітрами на великі відстані. NO‾ окиснюється до NО2‾ у повітрі, яке є фітотоксичним, тобто токсичним для рослин. Вже при вмісті 10ˉ⁴ % NO2‾ в повітрі він затримує ріст рослин, а при вмісті 6 • 10ˉ⁴ % NO2‾ їх біомаса починає руйнуватися.

Процес нітрафікації здійснюється за схемою:

NH3‾         NH2OH           NOH          ONOOH           NO2‾         NO3‾

аміак   гідроксиламін  нітроксил  перексонітрит  нітрит  нітрат

                                        N2O

       хімічна диснитація          закись нітрогену  нітритдукція

промислова фіксація    N2 + 3H2 = 2NH3 – 560 ккал/моль

                                        N^—3H3 = N⁺³H2 + 66 ккал/моль

молекулярний нітроген утворюється хімічним шляхом при реакцій між нітратною кислотою і амінокислотами або солями амонію

R – NH2 + HNO2   → N2 ↑ + R – OH + H2O  

     річний баланс  нітрогену

Прихід: біологічна фіксація    54   •  10⁶ тон

              промислова фіксація  30   •  10⁶ тон

              атмосферна фіксація   7, 6 • 10⁶ тон

  2NO + O2 = 2NO2                  91, 6 • 10⁶ тон

Відбувається нітрафікація з урахуванням  викидів в біосферу загальної  надлишкової кількості нітрогену, що дорівнює 19, 0 • 10⁶ тон.

Регламентування максимально допустимих доз мінеральних добрив в умовах захищеного грунту часто не запобігає підвищеному накопиченню нітратів у продукції. Відсутність чіткої градації використання кількості добрив з урахуванням вмісту у грунті N, P, K, незбалансоване їх співвідношення – це недоліки допустимих доз в харчових продуктах. Отже, треба зменшувати рівень нітратів у продукції рослинництва.

4.2. У продуктах тваринного харчування

Нітрати накопичуються у молоці великої рогатої худоби. Ми вважаємо, що вміст нітратів у молоці є наслідком  вживання їх разом з кормами, тому заходом по запобіганню цього явища є дотримання всіх дозволених норм вмісту нітратів у кормах. На Україні нітрати та нітрити використовуються для одержання кольору м’ясних продуктів.

 

 

 

 

 

Розділ  5

Переробка та використання рослинних  продуктів, які містять нітрати

 

Ситуації, коли вміст нітратів у  продуктах перевищує допустимі  норми, спричинені невідпрацьованістю технологій їх використання. Ці ситуації дали змогу визначити шляхи використання нітратів у рослинах.

В рослинах нітрати розподіляються нерівномірно (див.        табл. 1. 2). Ми побачимо, що у різних рослинах мінімальний вміст нітратів різний. Наприклад, в картоплі нітрати більше всього накопичуються в бульбах, а менше у листках, в петрушці та кропі менше у листках.

При проведенні дослідів з баночними рослинними консервантами (Соболева Е. О., 1969) доведено, що в маринованому буряку вміст нітратів 990 мг/кг, в п’юре для дитячого харчування – 224 мг/кг, в томатному соку для дитячого харчування – 31 мг/кг.

Вивчено вплив зберігання та термічної обробки на вміст нітратів та нітритів в рослинній сировинні та в готовій їжі. Результати досліджень при довгому зберіганні овочів в овочесховищах при температурі 2 – 4 С різні (Зінченко Р. Ф., 1980; Опополь Н. І., 1986). В одних дослідженнях при зберіганні на протязі 8 місяців вміст нітратів в овочах падає на 4 – 6 %, а нітритів зростає на  10 – 60 %. В інших дослідах вміст нітратів зменшився на 40 %.

Кулінарна обробка продуктів знижує вміст нітратів. Так, чистка, миття  продуктів зменшує його на 5 – 15 %. Зберігання чистих овочів в холодильнику не збільшує концентрації нітритів, тоді як при кімнатній температурі воно зростає. При варінні овочів до 80 % нітратів і нітритів вимивається в відвар. Чим вище відношення кількості води та овочів, тим більше нітратів вимивається. Наприклад, з буряка вимивається – 40 %, з капусти – 65 %, з картоплі – 80 % нітратів (Габович Р. Д., 1987). Отже,  нітрати при суворій термічній обробці частково руйнуються з утворенням оксидів нітрогену та оксигена. Таким чином, в готових овочевих стравах нітратів менше, ніж у сирих овочах.