Проблема содержания нитратов в пищевых продуктах

                    Министерство образования и науки  Украины

              Донецкая общеобразовательная школа I-III ступеней

                с углублённым изучением иностранных  языков №19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                          РЕФЕРАТ 

                                           по химии  на тему: 

          «Проблема содержания нитратов  в пищевых продуктах» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                Донецк 2010 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                         Содержание 
 
 
 

1. Нитраты и нитриты, и их роль в растениях 

2. Вредное воздействие нитратов и нитритов на организм человека 

3. Допустимые нормы нитратов для человека 

4. Пути попадания нитритов в организм человека 

5. Способы снижения вреда нитратов в растениях

на организм человека 

6.Заключение 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

               Нитраты и нитриты, и их роль в растениях. 

Азот - это один из самых важнейших химических элементов  в жизни растений, т.к. он необходим  для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Азот получает растение из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных).

В растениях  азот подвергается сложным превращениям. Метаболизм азота в растениях - это  сложный процесс, и нитраты занимают в нём промежуточное положение:

HNO3 - HNO2 - (HNO)2 - NH2OH + NH3 |

(нитрат) (нитрит) (гипонитрит) (гидроксиламин) (аммиак)

Нитраты в растениях  восстанавливаются до нитритов. В  этом процессе участвуют различные  металлы (молибден, железо, медь, марганец), и при этом происходит интенсивная трата углеводов, т.к. на восстановление тратится энергия, источником которой являются углеводы. Нитриты могут накапливаться в растениях и этим подавлять их рост. Но основная часть нитритов, подвергаясь дальнейшим превращениям, даёт аммиак (NH3). Аммиак русский учёный Д.М. Прянишников назвал альфой и омегой в питании растений. 

          Нитраты как социально–экологическая  проблема 

Среди регионов, в которых производится продукция  с содержанием нитратов выше предельно  допустимых количеств более 30% ее общего объема, следует выделить: республики Прибалтики, Ленинградскую и Московскую области, Молдавию, Украину, республики Средней Азии, отдельные области Белоруссии. За последние два десятка лет "география" загрязнения нитратами продукции существенно расширилась.

Отметим сразу: сельскохозяйственной продукции без  нитратов не бывает, поскольку они  являются основным источником азота  в питании растении. Поэтому для  получения не только высоких, но и  высококачественных урожаев необходимо вносить в почву минеральные и органические азотные удобрения. Потребность же растений в азоте определяется многими факторами: видом культуры, сортами, погодными условиями; свойствами почвы и количеством ранее применявшихся удобрении.

К сожалению, приходится констатировать, что проблемы нитратов в сельскохозяйственной продукции тесно (напрямую) связаны с крайне низкой культурой земледелия, как на совхозных полях, так и на приусадебных участках. Неоправданное применение высоких и сверхвысоких доз азотных удобрений ведет к тому, что избыток азота в почве поступает в растения, где он накапливается в больших количествах. Кроме того, азотные удобрения способствуют минерализации органического вещества почвы и как следствие усилению нитрификации и соответственно поступлению нитратов из самой почвы. 

Проблема избыточного  накопления нитратов в продукции  сложна, многообразна, она затрагивает  различные стороны жизни человека. На наш взгляд, причинами, вызывающими  чрезмерное содержание нитратов в урожае сельскохозяйственных культур, сырье и продукции, являются следующие: дефицит понимания сегодняшней ситуации, который уже привел к порогу преступной беспечности и применению необоснованно высоких доз азотных удобрений, неудовлетворительное качество азотных удобрений и сельскохозяйственных машин, с помощью которых их вносят; неравномерное распределение азотных удобрений по поверхности поля при их внесении; чрезмерное увлечение поздними подкормками сельскохозяйственных культур азотом; нарушение сбалансированности соотношения между азотом и другими элементами питания (в первую очередь фосфором и калием); низкий уровень культуры земледелия и технологической дисциплины при выполнении работ; недопустимое пренебрежение к введению научно обоснованных севооборотов на огромных посевных площадях и преобладание монокультуры; низкий уровень знаний ведущих специалистов в хозяйствах; отсутствие сортовой политики при выведении и выращивании сортов с низким уровнем нитратов в урожае (отсутствие подлинного хозрасчета и должного экономического анализа деятельности хозяйств); отсутствие должного эффективного контроля как за ходом выполняемых работ, так и за качеством конечного продукта - за содержанием нитратов и других веществ; слабая эффективность внедрения научных разработок в практику получения высококачественного урожая. Таким образом, проблема сводится к защите самого человека - и производителя, и потребителя. В связи с этим необходим закон о качестве сельскохозяйственной продукции. Оказывается, Государственный комитет природы не распространяет свою деятельность на сельскохозяйственные предприятия. Таким образом, с самого начала закладывается структура, не соответствующая требованиям сегодняшнего дня, а тем более завтрашнего. В то же время хозяйства продолжают выпускать продукцию, в 25- 70% которой содержание нитратов значительно выше нормативов. Результаты исследований показывают, что проблема нитратов стала еще острее, и поэтому чем дальше будем откладывать ее решение, тем больший вред здоровью населения принесет такая продукция и тем большие затраты потребуются для ее преодоления в будущем. 

Вредное воздействие  нитратов на организм человека. 

Исследователями США, Германии, Чехословакии, России установлено, что нитраты и нитриты вызывают у человека метгемоглобинемию, рак  желудка, отрицательно влияют на нервную и сердечно-сосудистую системы, на развитие эмбрионов. Метгемоглобинемия - это кислородное голодание (гипоксия), вызванное переходом гемоглобина крови в метгемоглобин, не способный переносить кислород. Метгемоглобин образуется при поступлении нитритов в кровь. При содержании метгемоглобина в крови около 15% появляется вялость, сонливость, при содержании более 50% наступает смерть, похожая на смерть от удушья. Заболевание характеризуется одышкой, тахикардией, цианозом в тяжелых случаях - потерей сознания, судорогами, смертью.

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х  годах, когда в Узбекистане случилось  несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой (1).

В мировой науке  о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных:

1) Нитраты под  воздействием фермента нитратредуктазы  восстанавливаются до нитратов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём 2-х валентное железо в 3-х валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.

2) Особенно опасны  нитраты для грудных детей,  т.к. их ферментная основа несовершенна  и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идёт медленно.

Если матери употребляют высоконитратные овощи, нитраты попадают в грудное молоко: молочная железа не является барьером для нитратов. В организме матери существует механизм защиты от нитратов, но возможности его ограниченны. Если мать употребляет продукты с высоким содержанием нитратов (капуста, морковь, огурцы, кабачки, укроп, шпинат), то они неизбежно попадают в грудное молоко. Противонитратные механизмы у ребенка формируются только к одному году.)

3) Нитраты способствуют  развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт токсикация, т.е. отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:

* синюшность  ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;

* тошнота, рвота,  боли в животе;

* понос, часто  с кровью, увеличение печени, желтизна  белков глаз;

* головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;

* одышка, усиленное  сердцебиение, вплоть до потери  сознания;

* при выраженном  отравлении - смерть.

4) Нитраты снижают  содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих  ферментов, стимулируют действие  гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.

5) У беременных  женщин возникают выкидыши, а у мужчин - снижение потенции.

6) При длительном  поступлении нитратов в организм  человека (пусть даже в незначительных  дозах) уменьшается количество  йода, что приводит к увеличению  щитовидной железы.

7) Установлено,  что нитраты сильно влияют  на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.

8) Нитраты способны  вызывать резкое расширение сосудов,  в результате чего понижается  кровяное давление.

При всём вышеизложенном следует помнить, вред наносят организму  человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.  

Пути попадания  нитратов в организм человека. 

Нитраты попадают в организм человека через различные  пути (9).

1. Через продукты  питания:

а) растительного  происхождения;

б) животного  происхождения;

2. Через питьевую  воду.

3. Через лекарственные  препараты.

Основная масса  нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40-80% суточного количества нитратов).

Незначительное  количество нитратов поступает с  хлебобулочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами попадает их - 1% (10-100мг на литр).

Часть нитратов может образоваться в самом организме  человека при его обмене веществ.

Также нитраты  поступают в организм человека с  водой, которая является одним из основных условий нормальной жизни человека. Загрязнённая питьевая вода вызывает 70-80% всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. По данным ВОЗ по этой причине заболевает более 2млрд человек на Земле, из которых 3,5млн умирает (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод содержится до 200мг/л нитратов, гораздо меньше их в воде из артезианских колодцев. Нитраты попадают в подземные воды через различные химические удобрения (нитратные, аммонийные), с полей и от химических предприятий по производству этих удобрений. Наибольшее количество нитратов содержится в грунтовых водах, а значит, и в колодезной воду. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20мг/л нитратов, жители же сельской местности - 20-80мг/л нитратов.

Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25мг/кг в мясе, и 2-15мг/кг в рыбе). Но нитраты  и нитриты добавляют в готовую  мясную продукцию с целью улучшения  её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150мг/кг, а в варёной колбасе - 50-60мг.

Способы снижения вреда нитратов в растениях 

на организм человека. 

Очень важно  не только знать в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся в основном нитраты, но и не менее важно надо знать, как уменьшить содержание этих ядовитых веществ для организма, поэтому предлагается ряд ценных советов:

1) Снижается  количество нитратов при термической обработке овощей (13) (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Так, при вымачивании - на 20-30%, а при варке на 60-80%.

* в капусте  - на 58%;

* в столовой  свекле - на 20%;

* в картофеле  - на 40%.

При этом следует  помнить, что при усиленной мойке и бланшировании (обваривании кипятком) овощей в воду уходят не только нитраты, но и ценные вещества: витамины, минеральные соли и др.

2) Чтобы снизить  количество нитратов в старых  клубнях картофеля, его клубни  следует залить 1%-ным раствором поваренной соли.

3) У паттисонов, кабачков и баклажанов необходимо  срезать верхнюю часть, которая  примыкает к плодоножке.

4) Т.к. нитратов  больше в кожуре овощей и  плодов, то их (особенно огурцы  и кабачки) надо очищать от  кожуры, а у пряных трав надо  выбрасывать их стебли и использовать только листья.

5) У огурцов,  свеклы, редьки к тому же надо  срезать оба конца, т.к. здесь  самая высокая концентрация нитратов.

6) Хранить овощи  и плоды надо в холодильнике, т.к. при температуре +2°С невозможно  превращение нитратов в более ядовитые вещества - нитриты.

7) Чтобы уменьшить  содержание нитритов в организме  человека надо в достаточном  количестве использовать в пищу  витамин С (аскорбиновую кислоту)  и витамин Е, т.к. они снижают  вредное воздействие нитратов  и нитритов.

8) Выяснено, что  при консервировании уменьшается  на 20-25% содержание нитратов в  овощах, особенно при консервировании  огурцов, капусты, т.к. нитраты  уходят в рассол и маринад,  которые поэтому надо выливать  при употреблении консервированных  овощей в пищу.