Главная  О Компании     Новости Контакты

«Обнаружение нитратов в овощах и фруктах» Автор: ученица 11 «А» класса Мещерякова Анна. Определение нитратов в овощах в лаборатории


Научно-исследовательская работа «Нитраты в овощах» 9 Класс

Муниципальный этап областной научно – практической конференции

«Исследователи природы»

«Нитраты в овощах»

Научно-исследовательская работа

Направление: охрана окружающей среды

Апарина Людмил Сергеевна,

ученица 9Б класса,

МКОУ «Черлакская СОШ №1»

Руководитель: Суровцева Татьяна Владимировна,

учитель химии

2012

Содержание

Стр.

Введение……………………………………………………………………….…3

1.Влияние соединений азота на организм человека………………………….5

2.Биологическая и сортовая специфика культур ……………….…………….7

3.Методы исследования нитратов в растительной продукции ……………..10

3.1.Качественное определение нитратов с использованием

дифениламина …………………………………………………………………10

3.2.Оценка качества продукции растениеводства по

содержанию нитратов ………………………………………………………….12

4.Результаты исследований ……………………………………………………15

Заключение……………………………………………………………………...19

Литература………………………………………………………………………20

Введение

В начале 70-х годов в ряде стран Западной Европы, а также в США и Канаде произошла вспышка загадочных отравлений. Заболевали главным образом дети. Они теряли сознание, задыхались. Были отмечены случаи со смертельным исходом. Впоследствии подобные отравления произошли и в других странах, в том числе и в России. Как выяснилось, дело было нитратах – солях азотной кислоты, используемых в больших количествах в качестве удобрений. В этой связи массовые отравления продуктами питания, загрязненными нитратами, получили название нитратных катастроф.

С некоторых пор на рынках и в магазинах покупатели с опаской поглядывают на крупные, внешне привлекательные овощи и фрукты. По данным Института питания Академии медицинских наук нашей страны, годовая потребность в овощах в различных районах нашей страны составляет от 128 до 146 кг в год на душу населения. Поэтому особняком в пищевой промышленности стоят продукты растительного происхождения. В основе решения проблемы, связанной с производством достаточного количества продуктов лежат современные агротехнические приемы, а также применение регуляторов роста, химических средств борьбы с болезнями и вредителями растений и внесение минеральных удобрения. Это принесло свои плоды в плане повышения урожаев, но в свою очередь породило другую проблему – необходимость обеспечения химической безопасности и высокого качества продуктов питания.

Всемирная организация здравоохранения специально установила такой показатель, называемой предельно допустимой величиной. В соответствии с ним поступление нитратов в организм человека не должно превышать 220 миллиграммов в сутки. В нашей стране контроль за содержанием нитратов в продуктах и в источниках питьевой воды осуществляется санитарно-эпидемиологическая служба.

И все-таки нельзя быть окончательно уверенным, что предлагаемая нам продукция соответствует нормам, поэтому представляет особый интерес для изучения. Необходимо выяснить, какая овощная продукция способна накапливать значительное количество нитратного азота.

Цель исследований: изучить вред соединений азота для здоровья человека и определить их содержание в овощах.

Задачи исследования:

  • изучить проблему вредного воздействия нитратов на организм человека;

  • собрать сведения и определить содержание нитратов в овощах, купленных в магазине р.п. Черлак;

  • изучить способы снижения количества нитратов в продуктах питания.

Все исследования овощей проведены в период с 1 ноября по 1 декабря 2011года в школьной лаборатории под руководством учителя химии Суровцевой Татьяны Владимировны.

1.Влияние соединений азота на организм человека

Азот – жизненно важный элемент. Все основные части клеток тканей организма построены из белковых молекул, в состав которых входит азот. Без белка нет жизни, а без азота нет белка. Человек получает белки из растительной и животной пищи, животные, в свою очередь, получают их также из растений. Следовательно, растения – один из источников пополнения азота, который поддерживает жизнь.

Содержание связанного азота в почве очень незначительно, к тому же большая часть его входит в состав органических соединений и непосредственно недоступна для растений. Однако постепенно, в результате деятельности бактерий, органические соединения превращаются в минеральные – соли аммония или нитраты, которые и усваиваются растениями.

Нитраты (соли азотной кислоты) – один из элементов питания растений. Их содержание в овощах зависит более чем от 20 самых важных факторов, половиной из которых можно управлять. К основным факторам, вызывающим накопление нитратов в овощах, относятся биологические особенности и сортовые признаки растений, уровень плодородия почвы, температура и влажность почвы и воздуха, интенсивность и продолжительность освещения, технология выращивания овощных растений.

Уровень накопления нитратов, не использованных в биосинтезе органических соединений, в растительной продукции характеризует ее токсиколого-гигиеническое вещество и пригодность в пищу. Попадая в организм человека, нитраты восстанавливаются до нитритов, которые приводят к образованию в организме метгемоглобина и нарушению транспортной функции крови, а также угнетению нервной системы и процессов тканевого дыхания. При взаимодействии нитритов с другими азотсодержащими производными образуются различные нитросоединения, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами. При приеме высоких доз нитратов с питьевой водой или продуктами через 4–6 ч появляются тошнота, одышка, посинение кожных покровов и слизистых, понос. Сопровождается все это общей слабостью, головокружением, болями в затылочной области, сердцебиением. Первая помощь – обильное промывание желудка, прием активированного угля, солевых слабительных, свежий воздух. Какова же безопасная доля нитратов?Допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325 мг в сутки. Как известно, в питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л. Рекомендуемое потребление продуктов питания, где используется питьевая вода (чай, первые и третьи блюда), примерно 1,0–1,5 л, максимум – 2,0 л в день. Таким образом, с водой взрослый человек может употребить около 68 мг нитратов. Следовательно, на пищевые продукты остается 257 мг нитратов.

В связи с этим определение нитратов в любой растительной продукции является обязательным для получения сертификата ее качества.

2.Биологическая и сортовая специфика

культур

Содержание нитратов в овощной продукции часто в большей степени зависит от культуры, чем от вносимых удобрений. Ряд культур (например, листовые овощи) способны накапливать значительное количество нитратного азота даже на участках без применения удобрений, что указывает на их биологическую склонность нитронакоплению. Другие культуры (лук репчатый и томат) накапливают мало нитратов даже при повышенных дозах азотных удобрений (таблица 1).

Различные органы растений накапливают нитраты неодинаково: в генеративных органах, их как правило, значительно меньше, чем в вегетативных, поэтому при использовании продукции растениеводства для пищевых целей необходимо учитывать различное содержание нитратов в разных частях и органах растений (таблица 2).

Ранние сорта накапливают значительно больше свободных нитратов, чем поздние. Наибольшую опасность представляют не сами нитраты, а образующиеся из них нитриты и нитрозамины, вызывающие разрушение гемоглобина крови.

Таблица 1

Содержание нитратов в овощной продукции

(по данным НИИОХ)

культура

Таблица 2

Распределение нитратов по органам растений

культура

3.Методы исследования нитратов в растительной продукции

При анализе качества овощной продукции используют качественные и количественные методы определения содержания нитратов. Качественный метод служит в качестве экспресс-контроля за содержанием нитратов в растительной продукции на месте ее производства. Определение производят с помощью реактива дифениламина, либо индикаторной бумаги «ИНДАМ».

Сущность метода заключается в визуальной оценке окрашенных соединений, образующихся при взаимодействии нитратов с реагентом.

Нижний предел обнаружения нитратного азота (в пересчете на нитрат-ион) в анализируемой пробе – 50мг/кг для бумаги «ИНДАМ» и 100 мг/кг сырой массы для дифениламина. Метод с применением дифениламина пригоден для обнаружения нитратов в любой растениеводческой продукции.

3.1.Качественное определение нитратов с использованием дифениламина

На предметное стекло кладут с промежутками 1 см несколько тонких срезов какой-либо растительной продукции (лук, капуста, кабачок, картофель тыква и др.). Срезы делают бритвой, ножом, скальпелем (лучше поперечные). Затем на каждый срез наносят по 1 капле 1%-ного раствора дифениламина и следят за появлением синей окраски или голубой. Если окраска бледно-голубая и быстронаступает обугливание, то содержание нитратов низкое, если синяя, постепенно исчезающая – содержание нитратов среднее, если темно-синяя или темно-фиолетовая, быстро наступающая и устойчивая – нитратов много. В последнем случае необходимо сделать количественный анализ продукции ионометрическим методом. Если нитраты в растительной продукции отсутствуют, то голубоватого окрашивания не наблюдается. Для оценки признаков окраски среза можно пользоваться 3-х бальной оценочной шкалой (таблица 3).

Таблица3

Оценочная шкала

Балл

Метод определения содержания нитратов с использованием дифениламина пригоден для выявления нуждаемости растущих растений в подкормке азотными удобрениями.

Приготовление раствора дифениламина. Взвешивают 0,2 г дифениламина и растворяют в 20 мл концентрированной серной кислоты (уд. масса 1,84).

3.2.Оценка качества продукции растениеводства по содержанию нитратов

Для оценки качества продукции растениеводства разработаны стандарты допустимых уровней содержания нитратов в разных видах продуктов. Они значительно различаются не только по видам овощной продукции, но и в зависимости от условий выращивания. Допустимые уровни содержания нитратов в продуктах, установленные в России, отличаются от принятых в других странах (таблица 4).

При переработке количество нитратов в овощах может значительно меняться. Во время варки овощей, особенно в нарезанном виде, в отвар переходит до 50 % исходного вещества нитратов. Значительная часть азота в овощах накапливается в кожуре или непосредственно под ней. Например, картофеля с кожурой удаляется до 40 % общего количества нитратного азота. В таблице 5 показаны эффективные приемы, позволяющие значительно снизить содержание нитратов в продукции, предназначенной для употребления в пищу человека.

Токсичность нитратов снижается при высоком содержании в растительной продукции аскорбиновой кислоты.

Таблица 4

Допустимые уровни содержания нитратов в продуктах растениеводства

Наименование пищевого продукта

Таблица 5

Влияние переработки на содержание нитратов в растительной продукции

Способы подготовки продукции

4.Результаты исследований

Для проведения качественного анализа выбрали 5 видов овощей: свекла, морковь, капуста, картофель, редис.

При действии раствора дифениламина выяснилось, что самое высокое содержание нитратов в свекле и редисе, купленных в магазине. Окраска в этих овощах темно-фиолетовая и быстро наступающая (рис.1,2). Поэтому овощные продукты купленные в магазинах превышает допустимые нормы по содержанию нитрат-анионов, чем выращенные на собственном огороде р.п. Черлак.

Проанализировав литературные источники и проведя ряд исследований, были получены следующие данные, которые представлены в таблице 6 и 7.

Таблица 6

Овощи купленные в магазинах р.п.Черлак

Таблица 7

Овощи выращенные на собственном огороде р.п.Черлак

Рис.1.Действие дифениламина на свеклу

Рис.2. Действие дифениламина на редис.

Сравнивая места выращивания овощей, можно предположить, что на огородном участке р.п.Черлак химические удобрения не вносились вообще, а вот в фермерском хозяйстве (овощи купленные в магазине) с ними перестарались, поскольку высокое содержание нитратов в растениях обычно обусловлено превышением количества минеральных удобрений.

По результатам исследования были изучены способы снижения вреда нитратов в овощах на организм человека.

Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (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.

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

Нельзя варить овощи в алюминиевой кастрюле, т.к. алюминий – катализатор превращения нитратов в нитриты. Нитраты очень хорошо растворяются в теплой воде, таким образом, происходит их вымывание из продуктов. После такой обработки картофель, свеклу можно варить и без опаски употреблять в пищу. При этом часть нитратов переходит в отвар впервые 10 – 15 минут, его необходимо слить и продолжить варить овощи в новой порции воды. Огурцы накапливают нитраты в поверхностных частях. При чистке уровень нитратов снижается почти в 2 раза.

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

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.

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.

Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и сразу съедать, не оставляя на потом.

Заключение

Из проделанной работы можно сделать заключение, что овощи купленные в магазинах превышает допустимые нормы по содержанию нитратов, чем выращенных на собственном огороде р.п.Черлак.

Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельскохозяйственной продукции и вредного воздействия его на организм человека является одной из наиболее острых и актуальных.

Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но, несмотря на пристальное внимание к этой проблеме до сих пор радикального решения пока не найдено.

В природе нет абсолютно чистых продуктов питания. Нитраты в окружающей среде были и будут. Все дело в том, сколько накапливается их в продуктах. Нам необходим такой уровень нитратов, который не представляет опасности для здоровья человека.

Литература

1.Глунцев Н.М., Дмитриева Л.В., Макарова С.О., Как снизить содержание нитратов в продукции. Картофель и овощи, 1990г., №1, с.24-28.

2.Лабороторный практикум по экологии: Учебно-методическое пособие для студентов и учащихся /Сост. Т.И.Пирогова.- Омск, 2000.

3.Покровская С.Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах. М., 1988г., с.42-46.

4.Пути снижения содержания нитратов в овощах и картофеле в Сибири. Методические рекомендации. Новосибирск, 1987

5.Соколов О., Семёнов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде. Пущино, 1990г., с.216-238

6.Сопильняк Н.Т., Федотова Л.С., Удобрения и качество продукции. Картофель и овощи., 1987г., №5, с.18-19

7.Химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений /О.С.Габриелян: Дрофа, 2008.

8.Чапкявиченс Э.С., Как уменьшить содержание нитратов и нитритов в овощах, Здоровье, 1988г., №3

Содержание нитратов, мг/кг сырой массы

среднее

интервал

Капуста белокочанная

490

120-1200

Морковь столовая

350

40-720

Свекла столовая

1470

200-3280

Редис

2670

1620-4070

Томат

34

10-96

Огурец (открытый грунт)

160

120-180

Огурец (закрытый грунт)

516

178-1100

Лук репчатый

36

11-62

Лук зеленый (открытый грунт)

149

46-282

Лук зеленый (защищенный грунт)

840

690-2870

Салат

3300

850-6760

Укроп

1300

120-2880

Петрушка, корень

180

35-510

Петрушка, лист

1039

107-2230

Содержание нитратов

низкое

среднее

повышенное

Картофель

Мякоть клубней

Ботва, глазки клубней

Корни, кожура клубней

Капуста

Листья без кроющих

Черешки листьев

Кочерыга, кроющие зеленые листья

Морковь

Мякоть корнеплода

Розетки листьев

Нижняя часть корнеплода

Огурец

Мякоть плода

листья

Стебли, корни, основание плода

Свекла

Средняя часть корнеплода

Верхняя и нижняя часть корнеплода

Корни, верхушка корнеплода

Укроп

Листья

Стебли, черешки листьев

Корни

Томат

Плоды

Стебли, черешки листьев

Корни

Лук репчатый

Луковица

Наружные чешуи

Донце луковицы

Лук зеленый

Зеленые листья

Основание листьев

Визуальные признаки окраски среза

Содержание нитратов

1

Бледно-голубоватая, очень быстро наступает обугливание

Низкое

2

Синяя, постепенно исчезающая

Средняя

3

Темно-синяя или темно-фиолетовая, быстро наступающая, устойчивая

Высокое

Содержание нитратов, мг/кг сырой массы

в России

в других странах

Картофель

250

150

Капуста белокочанная

900

200-600

Морковь

400

370

Томат

150

145

Огурец

1400

2200

Свекла столовая

80

70

Лук-перо

600

700

Листовые овощи

2000

700-4000

Дыня

90

145

Арбуз

60

145

Перец сладкий

200

-

Кабачки

400

-

Виноград

60

-

Яблоки, груши

60

-

Примерное содержание нитратов в продукции

Удаление зеленых кроющих листьев, кочерыг, донцев луковиц, толстых черешков листьев, мелких корней свеклы, моркови, глубокая обрезка основания и верхушки огурца.

до 20-30%

Намачивание кочанов капусты, огурцов, томатов, корнеплодов, картофеля в подсоленной (1-1,5 % раствора) поваренной солью холодной воде в течение 2 часов.

в 1,5-2 раза

Варка очищенного от кожуры картофеля, корнеплодов с последующим удалением отвара.

в 2 раза

Соление, квашение овощей

в 1,5 раза

Обработка овощей горячей водой и их сушка. Бланширование их паром.

до 60-70%

Промышленная переработка продукции в полуфабрикаты

до 70-80%

Удаление рассола из капусты, помидоров, огурцов.

В 2 раза

ПДК нитрат – анионов, мг\ кг

Полученные данные по содержанию нитратов

Свекла

1470

высокое

Морковь

350

низкое

Капуста

490

среднее

Картофель

250

низкое

Редис

2690

высокое

ПДК нитрат – анионов, мг\ кг

Полученные данные по содержанию нитратов

Свекла

1470

среднее

Морковь

350

низкое

Капуста

490

среднее

Картофель

250

низкое

Редис

2690

данных нет

doc4web.ru

Научный редактор кандидат технических наук, доцент в.И. Гаршин

12

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ростовская-на-Дону государственная академия

сельскохозяйственного машиностроения

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и химия»

Загрязнение пищевых продуктов нитратами

и их определение в различных овощных культурах

в зависимости от вида, сорта, органа, ткани

Методические указания

к лабораторной работе по дисциплине

«Экология»

для студентов I, II курса

всех специальностей и форм обучения

Ростов-на-Дону

2008

Составители:

кандидат технических наук, доцент Т.Н. Савускан

С.Е. Гераськова

УДК 658.382.3 (07)

Загрязнение пищевых продуктов нитратами и их определение в различных овощных культурахв зависимости от вида, сорта, органа, ткани: Метод. указания к лабораторной работе по дисциплине «Экология» / РГАСХМ ГОУ; Под общей ред. проф. В.Л. Гапонова. – Ростов н/Д., 2008. – 12 с.

Методические указания соответствуют учебной программе дисциплины «Экология». Рассматриваются проблемы загрязнения пищевых продуктов избытками удобрений. Студенты учатся распознавать удобрения и определять содержание нитратов в овощных культурах.

Предназначены для студентов I, II курсов всех специальностей и форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Ростовской-на-Дону государственной академии

сельскохозяйственного машиностроения

Рецензенткандидат технических наук, доцент

Л.М. Распопова

 Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ростовская—на—Дону государственная академия

сельскохозяйственного машиностроения, 2008

Цель работы:научиться с помощью дифениламина определять избыток или недостаток нитратов в растениях.

1. Общая часть

Нитраты — неотъемлемая часть всех наземных и водных экосистем, поскольку процесс нитрификации, ведущий к образованию окисленных неорганических соединений азота, носит глобальный характер. В то же время, в связи с применением в больших масштабах азотных удобрений, поступление неорганических соединений азота в растения возрастает. Избыточное потребление азота удобрений не только ведет к аккумуляции нитратов в растениях, но и способствует загрязнению водоемов и грунтовых вод остатками удобрений, в результате чего загрязнение сельхозпродукции нитратами увеличивается. Однако нитраты в растениях могут происходить не только от переизбытка азотных удобрений, но и от недостатка других их видов (фосфорных, калийных и др.) частичной заменой недостающих ионов нитрат-ионами при минеральном питании, а также при снижении у ряда растений активности фермента нитратредуктазы, превращающего нитраты в белки.

Ввиду этого четко различаются виды и сорта растений по накоплению и содержанию нитратов. Существуют, например, виды овощных культур с большим и малым содержанием нитратов. Так, накопителями нитратов являются семейства тыквенных, капустных, сельдерейных. Наибольшее их количество содержится в листовых овощах: петрушке, укропе, сельдерее,наименьшее — в томатах, баклажанах, чесноке, зеленом горошке, винограде, яблоках и др. И между отдельными сортами существуют в этом отношении сильные различия. Так, сорта моркови «шантанэ», «пионер» отличаются низким содержанием нитратов, а «нантская», «лосиноостровская» — высоким. Зимние сорта капусты мало накапливают нитратов по сравнению с летними.

Наибольшее количество нитратов содержится в сосущих и проводящих органах растений — корнях, стеблях, черешках и жилках листьев. Так, у капусты наружные листья кочана содержат в 2 раза больше нитратов, чем внутренние. А в жилке листа и кочерыжке содержание нитратов в 2–3 раза больше, чем в листовой пластинке (рисунок). У кабачков, огурцов и т. п. плодов нитраты убывают от плодоножки к верхушке.

Таблица

Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции и их допустимые уровни (мг/кг сырой массы по нитрат-иону)

Вид растений

Содержание

нитратов

Допустимые уровни для грунта

открытого

закрытого

Арбузы

40–600

60

Баклажаны

80–270

Брюква

400–550

400

Горошек зеленый

20–80

Дыни

40–500

90

Капуста белокочанная

600–3000

900

Капуста кольраби

160–2700

400

Кабачки

400–700

400

400

Картофель

40–980

250

Кресс-салат

1300–4900

2000

3000

Лук зеленный

40–1400

600

800

Лук репчатый

60–900

80

Морковь

160–2200

400

Огурцы

80–560

150

400

Перец сладкий

40–330

200

400

Петрушка (зелень)

1700–2500

1800

Редька черная

1500–1800

1300

Редис

400–2700

1500

Репа

600–900

700

Салат

400–2900

2000

3000

Свекла столовая

200–4500

1400

Томаты

10–180

150

300

Укроп

400–2200

2000

3000

Фасоль

20–900

Чеснок

40–300

Шпинат

600–4000

1200

Щавель

240–400

Р

Кабачок

Огурец

Редис

Капуста

Арбуз

аспределение нитратов в растениях (мг/кг сырой массы)

В результате употребления продуктов с повышенным содержанием нитратов человек может заболеть метгемоглобинией. При этом заболевании ион NO3взаимодействует с гемоглобином крови, окисляя железо, входящее в гемоглобин, до трехвалентного, а образовавшийся в результате этого метгемоглобин не способен переносить кислород и человек испытывает кислородную недостаточность: задыхается при физических нагрузках. В желудочно-кишечном тракте избыточное количество нитратов под действием микрофлоры кишечника превращается в токсичные нитриты, а далее возможно превращение их в нитрозоамины — сильные канцерогенные яды, вызывающие опухоли. В связи с этим при употреблении в пищу растений — накопителей нитратов важно нитраты разбавлять и употреблять в малых дозах. Содержание нитратовможно уменьшить вымачиванием, кипячением продуктов (если отвар не используется), удалением тех частей, которые содержат большое количество нитратов.

Допустимые нормы нитратов (по данным ВОЗ) составляют 5 мг (по нитрат-иону) в сутки на 1 кг массы взрослого человека, т. е. при массе 50—60 кг — это 220—300 мг, а при 60—70 кг — 300—350 мг.

Поэтому излаается метод определения нитратов у различных видов, сортов, тканей и частей овощной продукции, который основан на хорошо известной реакции нитрат-иона с дифениламином. При этом описываются два варианта: с использованием выжатого сока и целых растений.

studfiles.net

Задачи работы: изучить литературу о нитратах и нитритах; овладеть методикой их определения

МОУ СОШ №5

«Обнаружение нитратов в овощах и фруктах»

Автор: ученица 11 «А» класса

Мещерякова Анна

Руководитель: преподаватель

биологии и экологии

Журило Татьяна Васильевна

г. Гусев

2010 год

Содержание

  1. Введение…………………………………………………………...3

  2. Обзор литературы: «Нитраты и их влияние на организм»…….4

  3. Практическая часть: «Обнаружение нитратов в овощах и фруктах……………………………………………………………10

  4. Заключение……………………………………………………….14

  5. Список литературы………………………………………………15

Введение

Общеизвестно, что самое дорогое у человека — это его здоровье, которое невозможно купить и которое во многом зависит от правильного питания. Недаром существует пословица: “Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, чем ты болеешь”.

Для большинства уже не секрет, что для укрепления здоровья лучше есть больше фруктов, овощей и меньше животной пищи. Но фрукты и овощи должны быть полезными и чистыми от таких веществ, как нитраты и нитриты.

Цель работы: обнаружение нитратов в овощах и фруктах.

Задачи работы:

- изучить литературу о нитратах и нитритах;

- овладеть методикой их определения;

- определить содержание нитратов и сравнить его в сельскохозяйственной продукции, купленной в магазине и выращенной на собственном огородном участке.

Обзор литературы:

«Нитраты и их влияние на организм»

  1. Общая характеристика нитратов.

Азот — это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений, т. к. он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Растение получает азот из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных). Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами из-за их чрезмерной подкормки аммиачной селитрой (1). Корневые системы растений хорошо усваивают нитраты. В растениях азот подвергается сложным превращениям. Метаболизм азота в растениях — это сложный процесс, и нитраты занимают в нём промежуточное положение: HNO3 – HNO2 – (HNO)2 – Nh4OH + Nh5 |(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 требуется энергия, источником которой являются углеводы. Нитриты могут накапливаться в растениях и этим подавлять их рост. Но основная часть нитритов, подвергаясь дальнейшим превращениям, даёт аммиак (Nh5) (1).

Аммиак реагирует с некоторыми органическими кислотами, в результате чего образуются три аминокислоты: глутаминовая, аспаргиновая и аланин (процесс первичного амминирования). Производные аминокислот – амиды являются материалом для построения остальных 17 аминокислот в процессе переамминирования (2). Если по каким – либо причинам цепь этих превращений нарушается (например, в результате избытка азотных удобрений в почве), то нитраты не успевают полностью превратиться в аминокислоты. Часть их может пройти через паренхиму корня, подняться с восходящим током и отложиться в различных органах растения. Аминокислоты безвредны, они являются строительным материалом для белков, из которых построено всё живое на Земле. Нитраты же в больших количествах вредны (2).

Излишек азотных удобрений ведёт к снижению качества растительной продукции, ухудшению её вкусовых свойств, снижению выносливости растений к болезням и вредителям, что, в свою очередь, вынуждает земледельца увеличивать применение ядохимикатов. Особенно резко проявляется отрицательное действие удобрений и ядохимикатов при выращивании овощей в закрытом грунте. Это происходит потому, что в теплицах вредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потоками воздуха. После испарения они оседают на растения (3).

2. Влияние нитратов на организм человека.

В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека (5):

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

2. Установлено, что нитраты могут угнетать активность иммунной системы организма, снижать устойчивость организма к отрицательному воздействию факторов окружающей среды;

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

4. 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 (3, 5).

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

6. У беременных женщин возникают выкидыши, у здоровых мужчин — снижение потенции.

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

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

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

10. Снижается работоспособность человека, возникает головокружение и даже потеря сознания, в крови увеличивается содержание молочной кислоты, холестерина, лейкоцитов, снижается количество белков, блокируется гемоглобин (2).

Выше уже было сказано о том, что нитраты при некоторых условиях могут восстанавливаться в нитриты. В кислой среде нитриты дают азотистую кислоту, а она, взаимодействуя с вторичными и третичными аминами, образует канцерогенные нитрозамины (1):

. Из растительных продуктов нитрозамины обнаруживаются в основном в солено-маринованных изделиях, а из напитков – в пиве, где суммарное содержание их может достигать 12 мкг/л.

В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов — 312 мг, но в весенний период реально она может достигать 500 – 800 мг/сутки.

Пути попадания нитратов в организм человека:

1. Через продукты питания растительного и животного происхождения;

2. Через питьевую воду;

3. Через лекарственные препараты.

В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/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 (1). Само по себе присутствие нитратов в растениях — нормальное явление, т. к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т. к. они (как мы уже знаем) обладают высокой токсичностью для человека и домашних  животных. Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах. Однако следует запомнить, что допустимое суточное потребление нитратов с пищей составляет 5 мг на 1 кг веса человека. (6)

3.Предельно допустимые концентрации нитратов в продуктах растениеводства (8):

Продукт

Содержание,мг/кг

Kартофель

250

Kапуста белокочанная ранняя

900

Kапуста бело-кочанная поздняя

500

Морковь ранняя

400

Морковь поздняя

250

Томаты

150/300

Огурцы

150/400

Свекла столовая

1400

Лук репчатый

80

Листовые овощи(салат, петрушка, укроп)

2000

Перец сладкий

200

Kабачки

400

Дыни

90

Арбузы

60

Виноград

60

Яблоки, груши

60

Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе:

- в свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в его сердцевине;

- в капусте — в кочерыжке, в толстых черешках и в верхних листьях (7).

Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего нитратов содержится в их кожице. (6)

По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы (6):

- с высоким содержанием (до 5000 мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы;

- со средним содержанием (300 – 600 мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы;

- с низким содержанием (10 – 80 мг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

4.Накопление нитратов в растениях зависит от комплекса причин:

- от биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта “Красный великан” по сравнению с другими её сортами (“розовый с белым кончиком”, “жара” и др.).

- от возраста растений: в молодых органах их больше (кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.

- от режима минерального питания растений. Так, микроэлементы (особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий — в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное, халатное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их приводят к сильному накоплению нитратов, особенно в столовых корнеплодах. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO3, NaNO3, Ca(NO3)2), чем при употреблении аммонийных. За последние годы (по словам руководителя лаборатории пищевой токсикологии института питания Т. С. Хотимченко) произошло существенное снижение нитратов в продуктах отечественного растениеводства по причине меньшего использования химических удобрений в виду их дороговизны. Если в 1988 – 89 годах ПДК по нитратам превышал 15% у овощей, то теперь — не более 3%.

- от факторов окружающей среды (температуры, влажности воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):

- чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;

- при влажном и холодном лете количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.

- при повышении температуры до 20 °С количество нитратов снизилось в столовой свекле в 3 раза. Нормальная освещённость растений снижает содержание нитратов, поэтому в тепличных растениях нитратов больше (6).

5. Способы уменьшения содержания нитратов в овощах и фруктах:

- Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Так, при вымачивании — на 20 – 30%, а при варке — на 60-80% (2, 8):

- 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. (9).

- Тщательное промывание овощей уменьшает содержание в них нитратов на 10 %, механическая очистка дает снижение ещё на 15 – 20 % (2).

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

- У кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.

- 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.

- У огурцов, свеклы, редьки надо срезать оба конца, т. к. здесь самая высокая концентрация нитратов.

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

- 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.

- Выяснено, что при консервировании на 20 – 25% уменьшается содержание нитратов в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, т. к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые надо выливать.

- Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и съедать сразу.

- Перед употреблением вымачивать в холодной воде в течение 1-1,5ч, что снижает содержание нитратов на 20-30% (2, 9). Свеклу, кабачки, капусту, тыкву и другие овощи перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2–3 раза залить теплой водой, выдерживая по 5–10 мин (11).

-Уменьшает содержание квашение, соление, маринование. А вот сушка, приготовление соков, пюре, наоборот, повышают (2)!

- Зелень – петрушку, укроп, салат необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2–3 ч полностью перерабатываются и потом практические не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасений употреблять в пищу (11).

Для определения нитратов существует множество специальных методик. Самый простой способ – это попробовать на вкус. Дело в том, что овощи с очень большим содержанием нитратов имеют, как правило, неестественный вкус. Их неприятно жевать и глотать, они не доставляют никакого удовольствия. Причем "на вкус" выявляется не отдельно нитратность или что-либо еще, а сумма качеств того, что мы жуем. Такая оценка, собственно, заложена природой. Ведь наш язык - чрезвычайно чувствительный орган, если не притуплять его восприимчивость неподходящей едой. Дегустаторы различают тончайшие вкусовые оттенки даже тогда, когда лабораторными исследованиями не удается уловить разницу.

6. Способы определения нитратов в сельскохозяйственной продукции.

1. ГОСТ 29270-95 рекомендует определять нитраты в овощах способом восстановления нитратов до нитритов на кадмиевой колонке; затем нитриты переводят в окрашенное азосоединение, которое и фотометрируют (11).

2. Ионометрический метод определении нитратов с помощью нитратного электрода.

3. Использование нитрат – теста (8).

4. Качественная реакция нитратов на 1%- раствор дифениламина (или использование антипирином (пирамидон), стрептоцидом), которые выполняют функцию восстановителя, при этом появляется характерное окрашивание (2, 4).

Практическая часть

«Обнаружение нитратов в овощах и фруктах»

Для решения своей цели я поставила следующие задачи:

1. Исследовать продукты на содержание нитратов с помощью иономера;

2. Исследовать продукты на содержание нитратов с помощью тест- системы для экспресс- анализа содержания нитратов в продуктах питания;

3. Сделать вывод о проделанном исследовании и составить рекомендации.

Работа проводилась с 12 января 2009 года по 28 февраля 2009г. Исследования проводила на базе СЭС города Гусева и в домашних условиях.

1. В лаборатории СЭС я определяла содержания нитратов в овощах ионометрическим методом. Сущность метода состоит в извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов и последующим измерении концентрации нитратов с помощью ионоселективного электрода. Для исследования были взяты овощи, выращенные на собственном земельном участке и купленные в магазине: морковь, капуста и свёкла.

Ход работы:

  1. Выбранные продукты моют водой, вытирают чистой тканью, и разрезают крестообразно вдоль оси на 4 равные части.

  2. Капусту необходимо прокрутить на мясорубке, а остальные корнеплоды натереть на мелкой тёрке.

  3. Взять одинаковое количество (10 г) обработанных продуктов, поместить в колбы и добавить алюмокалиевые квасцы.

  4. В течение 2 мин. помешивать содержимое колбы.

  5. Провести калибровку иономера.

  6. Измерить с помощью электродов содержание нитрат - ионов в мг/кг.

  7. Сравнить с допустимым значением и сделать вывод.

Результаты исследования:

Наименование продукта

Содержание нитрат - ионов в мг/кг

Овощи, купленные в магазине

Овощи, выращенные на собственном участке

МОРКОВЬ

183

91,9

СВЁКЛА

284

231

КАПУСТА

903

717

По данным исследования видно, что продукты купленные в магазине содержат больше нитрат - ионов, чем выращенные на собственном участке. Однако, во всех исследуемых пробах, концентрация ионов не превышает среднего допустимого значения.

Отсюда можно сделать вывод, что не вся продукция, искусственно выращенная, вредна для нашего здоровья. Всё зависит от поставщика товара. Ведь в наше время информация о некачественной той или иной продукции распространяется очень быстро. Поэтому при покупке необходимо поинтересоваться, кто поставщик данной продукции. Но лучше всего употреблять овощи с собственного огорода. А нашей главной задачей как потребителя состоит в том, чтобы в процессе приготовления снизить содержание нитратов.

2. Нитрат- тест помогает быстро определить содержание нитратов в продуктах. Однако этот тест не применяется при анализе продуктов, имеющих интенсивно окрашенный сок (свекла, морковь). Это эксперимент я проводила дома и выбрала следующие продукты: картофель, яблоки, огурец, помидор, груша.

Ход работы:

  1. Картофель, томаты, огурцы, яблоки, груши промыть водой, обтереть досуха чистой тканью;

  2. Разрезать крестообразно вдоль ростовой оси;

  3. Анализировать сок, выступивший в средней части корнеплода (при необходимости кусочек продукта перетереть до кашеобразного состояния)

  4. Извлечь индикаторную полоску из пакета, отрезать от полоски рабочий участок размером около 5 мм. Не снимая полимерного покрытия опустить полоску в раствор на 5-10 сек. или смочить соком. Через 3 мин. сравнить окраску участка с образцами контрольной шкалы

Результаты нитрат-тестирования:

По данным исследования лидером на содержание нитратов оказался огурец, концентрация нитрат-ионов которого на много превышает предельно допустимый уровень. Можно сделать вывод, что свежие огурцы, продаваемые зимой, выращиваются в теплицах, поэтому в них накапливаются в больших количествах нитраты. На яблоки и груши тест почти не подействовал, что и требовалось ожидать. Ведь, как правило, по мере продвижения нитрат - соединений по стволу дерева, они вступают во множество химических реакций и на плодах особо не отражаются. Почти не подействовала индикаторная бумага на помидоре. Что же касается картофеля, то здесь получился неожиданный результат. Оказывается, мой дедушка летом использовал азотные минеральные удобрения, но скрыть этого ему не удалось. Несмотря на то, что прошло достаточно долгое время, тест- система выявила содержание нитратов. Но не стоит ссылаться только на использование удобрения. Ведь как выяснилось, одним из важных факторов являются и климатические условия (лето было нежаркое и дождливое).

Заключение

Проблема токсичного накопления нитратного азота на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных. Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но, несмотря на пристальное внимание к этой проблеме, до сих пор радикального решения пока не найдено.

В результате своей работы я сделала следующий выводы:

1. Лучше всего употреблять овощи с собственного огорода и овощи, выращенные в открытом грунте.

2. Не всегда в растениях, выращенных на собственных участках, содержание нитратов минимально. Это зависит от нашего способа выращивания той или иной культуры и от погодных условий.

3. Для уменьшения содержания нитратов в овощах и фруктах рекомендуется срезать те части овощей, в которых их концентрация максимальна. То есть, в капусте – это кочерыжка и зеленые верхние листья, в корнеплодах – это низ (корень), а в огурцах, кабачках и т.п.– это место крепления плодоножки.

4. Каждой порядочной хозяйке необходимо овладеть способами уменьшения концентрации нитратов в овощах и фруктах (в процессе приготовления) с целью обеспечения здорового питания всей семьи.

От данной работы я получила много удовольствия и полезной новой информации. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты и нитрозамины поможет вам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

.

Список литературы

1. Гайлите М., Гайлитис М. Ещё раз о нитратах, «Наука и мы», № 6, 1990 г.

2. Грицайчук В. В., Кисилевская Е. Я. Обнаружение нитратов в растениях, «Биология в школе», № 3, 1989 г.

3. Крискунов Е. А. и др. Экология: 9 класс: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. - М.: Дрофа, 1995 г.

4. Пасечник В.В. Школьный практикум. Экология.9 кл.- М.: Дрофа, 1998 г.

5. Соколов О. А. Нитраты под строгий контроль, «Наука и жизнь», № 3, 1988 г.

6. Соколов О. А. Особенности распределения нитратов и нитритов в овощах. Картофель и овощи, «Наука и жизнь», № 6, 1987 г.

7. Сухова Т. С. Контрольные и проверочные работы по биологии. 6-8 кл.: Метод. Пособие – М.: Дрофа, 1996 г.

8. Тест - система для экспресс-анализа содержания нитратов. Предельно допустимые уровни содержания нитратов. Научно – производственное объединение ЗАО «Крисмас+». Кампания «Детство», Калининград.

9. Чапкявиченс Э. С. Как уменьшить содержание нитратов и нитритов в овощах, «Здоровье», №3, 1988 г.

10. Эвенштейн 3. Нитраты, нитриты, нитрозамины, «Общественное питание», №3, 1989 г.

11. Электронный журнал « Аналитическая химия».

refdb.ru

Исследовательская работа "Качественное определение нитратов в овощах и фруктах"

Качественное определение нитратов

в овощах и фруктах

Мясников Игорь, 8б класс,

ученик СОШ №90 Кировского района

городского округа город Уфа РБ

Научный руководитель: Яковлева Е.Г.,

Учитель химии СОШ №90

Уфа - 2008

Содержание:

Введение

  1. Теоретическая часть.

    1. Роль азота в жизни растений.

    2. Влияние нитратов на организм человека.

    3. Накопление нитратов в овощах и фруктах.

  2. Практическая часть.

    1. Методика определения нитратов.

    2. Результаты исследований.

Выводы.

Список литературы.

Введение

Азот – один из основных элементов, необходимых для животных и растений. Азот, наряду с фосфором и калием, необходим растениям в больших количествах.

Азот входит в состав белков, являющихся частью растительных и животных клеток. Некоторые соединения азота, являющиеся промежуточными звеньями его превращений, такие как нитраты и нитриты, вредны для живых организмов, могут вызвать болезни и гибель. В организм человека нитраты поступают 70% - с овощами, 20 % - с водой, 10 % - с мясом и консервированными продуктами.

Впервые о нитратах и нитритах заговорили в нашей стране в 70 – х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой. В мировой науке о них заговорили гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и живых организмов.

Целью данной работы является качественное определение нитратов в овощах и фруктах, продающихся в микрорайоне школы №90, а также в овощах с собственного участка.

  1. Теоретическая часть

1.1. Роль азота в жизни растений

Без азота невозможен рост растений. Наряду с фосфором он необходим в больших количествах. Растения могут поглощать азот в виде простых неорганических соединений (аммиак, нитриты, нитраты). Животные, в том числе и человек, поглощают азот только в виде органических веществ (главным образом – белков) растительного происхождения или из тканей других животных.

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:

NO3 - → NO2 - → (HNO)2 → Nh3OH → Nh4

Нитрат нитрит гипонитрит гидроксиламин аммиак

В этих процессах участвуют различные металлы (молибден, железо, медь, марганец) и при этом происходит разрушение углеводов, так как на восстановление азота тратится энергия.

1.2. Влияние нитратов на организм человека

Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитритов, 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.

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

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, понижение работоспособности; одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания; при выраженном отравлении – смерть.

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

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

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

Нитраты способны вызвать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровеное давление.

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

Нитраты попадают в организм человека через продукты питания (растительного и животного происхождения), через питьевую воду, 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 хлебо–булочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами их поступает всего 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 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 2 млрд человек на Земле, из которых 3,5 млн умирает (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/л нитратов, гораздо меньше их находится в воде из артезианских колодцев.

Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25 мг/кг в мясе и 2-15 мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляют и в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопченой колбасе нитратов содержится 150 мг/кг, а в вареной колбасе – 50-60 мг/кг. Также нитраты попадают в организм человека через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500 мг нитратов на 100 г сухого вещества.

1.3. Накопление нитратов в овощах и фруктах

Само по себе присутствие нитратов в растениях - нормальное явление, т.к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т.к. они обладают высокой токсичностью для человека, сельско–хозяйственных животных. Нитраты в основном накапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах. Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Из разных сельско–хозяйственных растений больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе: в свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в сердцевине; в капусте – в кочерыжке, в толстых черешках листьев и в верхних листьях. Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего содержится нитратов в их кожице. По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на три группы:

1.С высоким содержанием (до 5000 мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы.

2. Со средним содержанием (300-600 мг/кг): цветная капуста, тыква, репа, кабачки, редька, белокачанная капуста, хрен, морковь, огурцы.

3. С низким содержанием (10-80 мг/кг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

Предельно допустимые уровни содержания нитратов

в продуктах растительного происхождения

Пищевой продукт

Содержание нитратов, мг/кг

Из открытого грунта

Из защищённого грунта

Арбузы

60

-

Виноград столовых сортов

60

-

Листовые овощи (салат, шпинат, щавель, петрушка, сельдерей)

2000

3000

Дыни

90

-

Кабачки, баклажаны

400

400

Капуста белокочанная ранняя

- поздняя

900

450

-

Картофель

250

-

Морковь

250

-

Огурцы

150

400

Перец сладкий

200

400

Томаты

75

300

Яблоки, груши

60

-

Свекла столовая

1400

-

Лук - репка

80

-

Лук - перо

300

800

  1. Практическая часть

2.1. Методика определения нитратов

Для определения нитратов в овощах и фруктах используем 1% -ный раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте.

Измельчили исследуемые образцы в ступке, поместили кашицу в марлю, выжали сок. Каплю сока поместили в углубление планшета, добавили 2 капли раствора дифениламина.

По интенсивности окраски раствора определяем наличие нитратов.

Окраска раствора

Содержание нитратов

Обозначение

Бледно-голубоватая

низкое

+

Синяя

среднее

+ +

Тёмно-фиолетовая

высокое

+ + +

Исследовали следующие образцы овощей и фруктов:

Картофель собственный участок (Чишминский район)

рынок на ул. Мубарякова

магазин совхоза “Алексеевский”

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

Морковь собственный участок (Чишминский район)

рынок на ул. Мубарякова

магазин совхоза “Алексеевский”

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

Репчатый лук собственный участок (Чишминский район)

рынок на ул. Мубарякова

магазин совхоза “Алексеевский”

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

Капуста белокочанная рынок на ул. Мубарякова

магазин совхоза “Алексеевский”

Яблоки рынок на ул. Мубарякова

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

Апельсины рынок на ул. Мубарякова

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

Мандарины рынок на ул. Мубарякова

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

У картофеля, моркови, репчатого лука, яблок брали образцы из середины и около кожицы. У капусты - образцы из листьев и кочерыжки. Также исследовали количество нитратов после варки картофеля (до размягчения) и после квашения капусты (в течение 15 дней).

2.2. Результаты исследований

Название растения

Часть растения

Окраска

раствора

1. Картофель

собственный участок (Чишминский район)

сердцевина

+

около кожицы

+ + +

рынок на ул. Мубарякова

сердцевина

+ +

около кожицы

+ + +

магазин совхоза “Алексеевский”

сердцевина

+

около кожицы

+ + +

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

сердцевина

+ +

около кожицы

+ + +

2. Морковь

собственный участок (Чишминский район)

сердцевина

+ +

около кожицы

+

рынок на ул. Мубарякова

сердцевина

+ + +

около кожицы

+

магазин совхоза “Алексеевский”

сердцевина

+ +

около кожицы

+

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

сердцевина

+ + +

около кожицы

+

3. Репчатый лук

собственный участок (Чишминский район)

сердцевина

+

около кожицы

+

рынок на ул. Мубарякова

сердцевина

+

около кожицы

+

магазин совхоза “Алексеевский”

сердцевина

+

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

сердцевина

+

4. Капуста

рынок на ул. Мубарякова

кочерыжка

+ + +

листья

+

магазин совхоза “Алексеевский”

кочерыжка

+ +

листья

+

5. Яблоки

рынок на ул. Мубарякова

сердцевина

+

около кожицы

+ +

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

сердцевина

+

около кожицы

+ + +

6. Апельсины

рынок на ул. Мубарякова

сок из мякоти

+

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

сок из мякоти

+

7. Мандарины

рынок на ул. Мубарякова

сок из мякоти

+

магазин “Пятёрочка” на ул. Кувыкина

сок из мякоти

+

При варке картофеля количество нитратов снижается (окраска раствора становится менее интенсивной), при квашении капусты - также количество нитратов уменьшилось, окраска стала менее интенсивная.

Выводы

Во всех овощах и фруктах, которые мы исследовали, имеются нитраты. Безнитратных продуктов в природе не бывает, так как нитраты являются необходимым промежуточным звеном в синтезе белков растений, даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. Растения в процессе роста могут накапливать избыточное количество нитратов, что губительно сказывается на здоровье человека.

Большое количество нитратов накапливается в корнеплодах - картофеле, моркови, капусте, яблоках. В разных частях растений содержится различное количество нитратов. Так, в сердцевине клубня картофеля находится меньше нитратов, а около кожицы - намного больше; в моркови же - наоборот, основное количество нитратов скапливается в сердцевине. В капусте большое количество нитратов содержится в кочерыжке, а в яблоках - около кожицы. Апельсины и мандарины содержат небольшое количество нитратов.

Количество нитратов в овощах и фруктах зависит от биологических особенностей тех или иных овощей, а также от условий их выращивания; если соблюдается режим внесения удобрений.

Также выяснено, что при варке картофеля и при квашении капусты количество нитратов уменьшается.

Нитраты могут накапливаться не только при промышленном выращивании овощей и фруктов, но и на домашних участках, где мы не вносим избыточное количество удобрений.

В целом можно сделать вывод, что в овощах и фруктах имеются нитраты, при правильном уходе и правильной обработке их количество не угрожает здоровью человека, необходимо знать меры, при которых количество нитратов в продуктах понижается: вымачивание, варка, консервирование; фрукты лучше употреблять без кожуры, соблюдать правила хранения.

Проблема нитратов остаётся актуальной и сегодня, когда мы много знаем о ней. Введение избыточного количества нитратов ускоряет созревание растений, недобросовестные производители могут этим воспользоваться для получения большей прибыли, на всех торговых базах и в местах производства овощей.

Список литературы:

  1. Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты. Химия в школе, 2002, № 5

  2. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. М; «Дрофа», 1997

  3. Кузнецов В.Н. Экология. М; «Дрофа». 2002

  4. Научно-методический журнал «Химия в школе» №3 2000, №1 2003

  5. Алтунин В.С., Белавцева Т.М. Контроль качества воды. Справочник М. 1994

  6. Полевой В.В. Физиология растений. М.: Высшая школа, 1989;

  7. Покровская С.Ф. Пути снижения нитратов в овощах. М.: Урожай, 1988.

  8. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: М.: Мир, 1995

  9. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991

  10. Химическая энциклопедия. М.: Издательство БРЭ, 1992

infourok.ru

Определение нитратов в различных овощах и фруктах — реферат

Накопление нитратов меняется в зависимости от типа органа растения. В клубнях картофеля низкий уровень  нитратов обнаружен в мякоти клубня, тогда как в кожуре и сердцевине их содержание возрастало в 1,1—1.3 раза. Сердцевина, кончик и верхушка столовой свеклы отличаются от остальных его  частей повышенным содержанием нитратов. Поэтому у столовой свеклы необходимо отрезать верхнюю и нижнюю части  корнеплода.

В белокочанной капусте наибольшее количество нитратов находится в  верхушке стебля (кочерыжке). Верхние  листья кочана содержат их в 2 раза больше, чем внутренние. И так же как  у зеленых овощей, черешки листьев  капусты отличаются более высоким  содержанием нитратного азота, чем  листовые пластинки.

Представители семейства  тыквенных (кабачки, огурцы, патиссоны, арбузы, дыни, тыква) широко представлены в ассортименте продуктов питания  человека. Содержание нитратов в огурцах  и кабачках уменьшается от плодоножки к верхушке плода, их больше в кожице, чем в семенной камере и мякоти. Поэтому перед употреблением  в пищу необходимо отрезать часть  плода, примыкающую к хвостику. То же самое необходимо еде дать и  с плодами патиссона, поскольку  больше всего нитратов находится  в этой зоне плода. Больше нитратов сосредоточено по периферии плодов, чем в их середине.

Зоны с разным содержанием  нитратов и в корнеплодах. В нижней части корнеплодов, где расположены  мелкие всасывающие корешки содержание нитратов всегда выше, чем в верхней  и средней части. В середине корнеплодов  моркови уровень нитратов выше, чем  в коре, и снижается в направлении  от кончика корня к верхушке. Высоким  он остается и в верхней части  корнеплода редьки и редиса. Свекла столовая отличается повышенной способностью накопления нитратов. У нее основное количество их содержится в верхней  части и кончике корнеплода.

По способности накапливать  нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы:

• с высоким содержанием (до 5000 мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы; • со средним содержанием (300 – 600 мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы; • с низким содержанием (10 – 80 мг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

 

 

 

 

 

 

 

2. Методика определения  нитратов.

2.1. Определение  нитратов в соке растений.

Оборудование, реактивы, материалы.

1)ступки малые  с пестиками; 2) предметные стекла; 3) марлевые салфетки; 4) мелкие емкости  – пузырьки из-под пенициллина  с пробками; 5) пипетки химические  на 5 мл; 6) пипетки медицинские; 7) скальпели; 8) 1%-ный раствор дифениламина  в концентрированной серной кислоте; 9) исходный раствор NaNO3 для построения калибровочной кривой; 10) дистиллированная вода;11) термостойкий химический стакан на 0,5 – 1 л для кипячения овощей; 12) электроплитка; 13) части различных овощей, содержащих наибольшее количество нитратов, с неокрашенным соком (капуста, огурцы, кабачки, картофель, дыня и др.).

Ход работы.

 В один из пузырьков  наливаем 10 мл исходного раствора  NaNO3, соответствующего по концентрации максимальному содержанию нитратов в овощах (см. табл. 1) – 3000 мг на кг. Следует отметить что в отдельных органах растений встречаются и значительно большие концентрации.       

 Готовят серию калибровочных  растворов  путем разбавления  пополам предыдущего ( например, к 3 мл исходного раствора прибавляется 3 мл дистиллированной воды, взбалтывается  и т.д.).получают серию растворов с разным содержанием нитратов: 3000, 1500, 750, 375, 188, 94, 47, 23 мг/кг.

Под предметное стекло подкладываем лист белой бумаги, на стекло капают две капли изучаемого раствора и  две такие же капли дифениламина в трехкратной повторности. Описываются  реакцию согласно следующей градации, которую можно использовать как  для калибровочных растворов, так  и для двух типов анализов ( по Церлинг, 1965).

 

Баллы

Характер окраски

Содержание нитратов, мг/кг

6

Сок или срез окрашиваются быстро и интенсивно в иссиня-черный цвет. Окраска устойчива и не пропадает

>3000

 

5

Сок или срез окрашиваются в темно-синий цвет. Окраска сохраняется  некоторое время

 

3000

4

Сок или срез окрашивается в синий цвет. Окраска наступает  не сразу

 

1000

 

3

Окраска светло-синяя, исчезает через 2-3 минуты

 

500

 

2

Окраска быстро исчезает, окрашиваются главным образом проводящие пучки

250

 

1

Следы голубой, быстро исчезающей окраски

 

100

0

Нет ни голубой, ни синей окраски. На целых растениях возможно порозовение

 

0

 

 

Следует отметить, что основой  для определения содержания нитратов в соке должны быть собственные исследования, а не вышеприведенная таблица, т.к. окраска может варьироваться  в зависимости от качества реактивов, срока их годности, температуры в  помещении и др.

Нами была приготовлена своя школа  для определения нитратов.(рис.1)

Рис.1 Стандартная школа  для определения нитратов в соке растений.

Овощи и плоды расчленяют на части: зона, примыкающая к плодоножке, кожура, периферийная часть, серединная часть, кочерыжка (у капусты), жилки, лист без жилок. Вырезанные части мелко режем ножом и быстро растираем в ступке, сок отжимают через 2-3 слоя марли. 2 капли сока капают на чистое предметное стекло, положенную на белую бумагу, добавляют 2 капли дифениламина. Быстро описываем все наблюдаемые реакции согласно схеме. Повторность опыта 3-кратная. В случае сомнений в содержании нитратов в той или иной части овощной продукции капают рядом калибровочный раствор с известной концентрацией вещества и повторяем реакцию с дифениламином.

Анализ начинаем с сока капусты и картофеля, затем помещаем эти овощи в термостойкий химический стакан с кипящей дистиллированной водой и кипятим 10-15 минут, после  чего анализируем и отварные овощи, и отвар. За время варки делаем анализ различных частей других овощей и плодов.

2.2.Определение  нитратов в целых растениях.

Отрезаем у свежих растений части в виде толстых срезов: куски  стеблей, черешков, плодов. Кладем их на плоскую восковую бумагу. Капаем на различные части среза по несколько  капель 1%-ного раствора дифениламина в  серной кислоте, отмечем окрашивание  согласно выше приведенной шкале. При  этом в случае малых концентрации нитратов в продукции и при  отсутствии синей окраски может  наступить порозовение ткани, вследствие ее обугливания от h3SO4 в реактиве дифениламина.

Указанный метод дает возможность  оценить и сравнить разные ткани  овощных и других растений прямо  в поле. Он проверен и хорошо действует  на хлебных злаках, картофеле, корнеплодах, овощах, бобовых, многолетних трав для  оценки обеспеченности различных сельхозкультуразотом. Показано, что нитраты исчезают в фазе цветения, но их много в период вегетативного роста, который и должен быть использован для оценки. Нитраты сразу утилизируются (не проявляются в анализах) в меристемах, в почках, бутонах и цветках различных сельхоз культур.

 

2.3.Приготовление  реактивов.

1) 1%-ный раствор дифениламина  в серной кислоте:  1г дифениламина  растворяют в 99 г концентрированной  серной кислоты (плотностью 1,84). Это  соответствует приблизительно 54 мл  h3SO4 .

Расчет: p = m/V;   V = m/p = 53,8мл,  где: р – плотность,m – масса,V – объем.

2) Исходный раствор NaNO3 для построения калибровочной кривой. Если растворить 1 г NaNO3 в 1 л воды, то это будет соответствовать 729 мг/кг нитратов (по нитрат-иону):

85 – 1000 мг (1 г)

62 – Х

Х = 62*1000/85 = 729 мг/кг

где:

85 – молекулярный вес  NaNO3

62 – молекулярный вес  нитрат-иона (NO3)

однако, согласно табл. 1, наибольшее содержание нитратов в распространенных видах овощей – 3000 мг/кг

729 – 1000 мг (1 г)

3000 – Х

Х = 3000*1000/729 = 4,11 г

т.е. надо растворить 4,11 г  соли в литре дистиллированной воды. Однако при небольшом количестве анализов в учебных целях достаточно и 100 мл, т.е. 411мг NaNO3 нужно растворить в 100 мл воды.

3. Результаты выявления  нитратов в овощах и фруктах.

Таблица №1 «Содержание нитратов в различных овощах»

 

Исследуемое растение

 

Часть растения

 

Баллы

 

ПДК мг/кг

 

Содержание нитратов в мг/кг.

Картофель свежий

(свой)

а)под кожурой

 

б)серединная часть

а) 3 балла

 

б) 2 балла

250

500

 

250

Картофель отварной(свой)

а)под кожурой

 

б)серединная часть

а) 5 баллов

 

б) 3 балла

250

3000

 

500

Капуста

лист

6 баллов

500

 

>3000

Капуста

отварная

лист

 

в) 5 баллов

 

 

3000

Редис

 

5 баллов

400-1500

3000

Редька

(своя)

 

0 баллов

1000

 

0

Огурец

 

0 баллов

150-400

0

Кабачок

 

5 баллов

400

3000

Томаты

 

1 балл

150-300

0

Морковь

 

2 балла

250-400

250

Морковь варёная

 

1 балл

 

0

Редька

 

6 баллов

1500-1800

>3000

Свекла

 

5 баллов

1400

3000

Лук репчатый

 

0 баллов

80

0

 

 

 

Таблица №2 «Содержание нитратов в фруктах и зелени».

Исследуемое растение

Часть растения

Баллы

ПДК мг/кг

Содержание нитратов в мг/кг.

Груша

 

0 баллов

60

0

Банан

 

3 балла

200

500

Мандарин

 

0 баллов

100-114

0

Яблоко

 

0 баллов

60

0

Арбуз(на сентябрь)

 

0 балл

60

0

ЗЕЛЕНЬ

   

Укроп

Стебель:

Листья:

5 баллов

5 баллов

400-2200

3000

Петрушка

Стебель:

Листья:

5 баллов

5 баллов

1700-2500

3000

Лук.Зеленый

Стебель:

Листья:

5 баллов

3 балла

400-2200

 

3000

500

Выводы: Проверка продукции растениеводства, сделанная  в лаборатории колледжа, показала наличие нитратов в разном количестве в плодах, корнеплодах и зелени. Особенно велико содержание этих веществ в сельскохозяйственной продукции, выращенной в теплицах (зелень). Много – в кабачках и кочерыжке капусты. Причины связаны с видовой принадлежностью продуктов растениеводства и концентрацией нитратов в определённых частях растения, а также с условиями выращивания этих культур

 

Заключение.

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.

Сейчас общеизвестно, что  нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельско-хозяйственных животных.

freepapers.ru

ученица 11 «А» класса Мещерякова Анна

МОУ СОШ №5

«Обнаружение нитратов в овощах и фруктах»

Автор: ученица 11 «А» класса

Мещерякова Анна

Руководитель: преподаватель

биологии и экологии

Журило Татьяна Васильевна

г. Гусев

2010 год

Содержание

  1. Введение…………………………………………………………...3
  2. Обзор литературы: «Нитраты и их влияние на организм»…….4
  3. Практическая часть: «Обнаружение нитратов в овощах и фруктах……………………………………………………………10
  4. Заключение……………………………………………………….14
  5. Список литературы………………………………………………15

Введение

Общеизвестно, что самое дорогое у человека — это его здоровье, которое невозможно купить и которое во многом зависит от правильного питания. Недаром существует пословица: “Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, чем ты болеешь”.

Для большинства уже не секрет, что для укрепления здоровья лучше есть больше фруктов, овощей и меньше животной пищи. Но фрукты и овощи должны быть полезными и чистыми от таких веществ, как нитраты и нитриты.

Цель работы: обнаружение нитратов в овощах и фруктах.

Задачи работы:

- изучить литературу о нитратах и нитритах;

- овладеть методикой их определения;

- определить содержание нитратов и сравнить его в сельскохозяйственной продукции, купленной в магазине и выращенной на собственном огородном участке.

Обзор литературы:

«Нитраты и их влияние на организм»

  1. Общая характеристика нитратов.
Азот — это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений, т. к. он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Растение получает азот из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных). Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами из-за их чрезмерной подкормки аммиачной селитрой (1). Корневые системы растений хорошо усваивают нитраты. В растениях азот подвергается сложным превращениям. Метаболизм азота в растениях — это сложный процесс, и нитраты занимают в нём промежуточное положение: HNO3 – HNO2 – (HNO)2 – Nh3OH + Nh4 |(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 требуется энергия, источником которой являются углеводы. Нитриты могут накапливаться в растениях и этим подавлять их рост. Но основная часть нитритов, подвергаясь дальнейшим превращениям, даёт аммиак (Nh4) (1).

Аммиак реагирует с некоторыми органическими кислотами, в результате чего образуются три аминокислоты: глутаминовая, аспаргиновая и аланин (процесс первичного амминирования). Производные аминокислот – амиды являются материалом для построения остальных 17 аминокислот в процессе переамминирования (2). Если по каким – либо причинам цепь этих превращений нарушается (например, в результате избытка азотных удобрений в почве), то нитраты не успевают полностью превратиться в аминокислоты. Часть их может пройти через паренхиму корня, подняться с восходящим током и отложиться в различных органах растения. Аминокислоты безвредны, они являются строительным материалом для белков, из которых построено всё живое на Земле. Нитраты же в больших количествах вредны (2).

Излишек азотных удобрений ведёт к снижению качества растительной продукции, ухудшению её вкусовых свойств, снижению выносливости растений к болезням и вредителям, что, в свою очередь, вынуждает земледельца увеличивать применение ядохимикатов. Особенно резко проявляется отрицательное действие удобрений и ядохимикатов при выращивании овощей в закрытом грунте. Это происходит потому, что в теплицах вредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потоками воздуха. После испарения они оседают на растения (3).

2. Влияние нитратов на организм человека.

В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека (5):

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

2. Установлено, что нитраты могут угнетать активность иммунной системы организма, снижать устойчивость организма к отрицательному воздействию факторов окружающей среды;

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

4. 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 (3, 5).

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

6. У беременных женщин возникают выкидыши, у здоровых мужчин — снижение потенции.

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

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

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

10. Снижается работоспособность человека, возникает головокружение и даже потеря сознания, в крови увеличивается содержание молочной кислоты, холестерина, лейкоцитов, снижается количество белков, блокируется гемоглобин (2).

Выше уже было сказано о том, что нитраты при некоторых условиях могут восстанавливаться в нитриты. В кислой среде нитриты дают азотистую кислоту, а она, взаимодействуя с вторичными и третичными аминами, образует канцерогенные нитрозамины (1):

. Из растительных продуктов нитрозамины обнаруживаются в основном в солено-маринованных изделиях, а из напитков – в пиве, где суммарное содержание их может достигать 12 мкг/л.

В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов — 312 мг, но в весенний период реально она может достигать 500 – 800 мг/сутки.

Пути попадания нитратов в организм человека:

1. Через продукты питания растительного и животного происхождения;

2. Через питьевую воду;

3. Через лекарственные препараты.

В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/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 (1). Само по себе присутствие нитратов в растениях — нормальное явление, т. к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т. к. они (как мы уже знаем) обладают высокой токсичностью для человека и домашних  животных. Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах. Однако следует запомнить, что допустимое суточное потребление нитратов с пищей составляет 5 мг на 1 кг веса человека. (6)

3.Предельно допустимые концентрации нитратов в продуктах растениеводства (8):

Продукт Содержание,мг/кг
Kартофель 250
Kапуста белокочанная ранняя 900
Kапуста бело-кочанная поздняя 500
Морковь ранняя 400
Морковь поздняя 250
Томаты 150/300
Огурцы 150/400
Свекла столовая 1400
Лук репчатый 80
Листовые овощи(салат, петрушка, укроп) 2000
Перец сладкий 200
Kабачки 400
Дыни 90
Арбузы 60
Виноград 60
Яблоки, груши 60
Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе:

- в свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в его сердцевине;

- в капусте — в кочерыжке, в толстых черешках и в верхних листьях (7).

Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего нитратов содержится в их кожице. (6)

По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы (6):

- с высоким содержанием (до 5000 мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы;

- со средним содержанием (300 – 600 мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы;

- с низким содержанием (10 – 80 мг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

4.Накопление нитратов в растениях зависит от комплекса причин:

- от биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта “Красный великан” по сравнению с другими её сортами (“розовый с белым кончиком”, “жара” и др.).

- от возраста растений: в молодых органах их больше (кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.

- от режима минерального питания растений. Так, микроэлементы (особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий — в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное, халатное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их приводят к сильному накоплению нитратов, особенно в столовых корнеплодах. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO3, NaNO3, Ca(NO3)2), чем при употреблении аммонийных. За последние годы (по словам руководителя лаборатории пищевой токсикологии института питания Т. С. Хотимченко) произошло существенное снижение нитратов в продуктах отечественного растениеводства по причине меньшего использования химических удобрений в виду их дороговизны. Если в 1988 – 89 годах ПДК по нитратам превышал 15% у овощей, то теперь — не более 3%.

- от факторов окружающей среды (температуры, влажности воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):

- чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;

- при влажном и холодном лете количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.

- при повышении температуры до 20 °С количество нитратов снизилось в столовой свекле в 3 раза. Нормальная освещённость растений снижает содержание нитратов, поэтому в тепличных растениях нитратов больше (6).

5. Способы уменьшения содержания нитратов в овощах и фруктах:

- Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Так, при вымачивании — на 20 – 30%, а при варке — на 60-80% (2, 8):

- 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. (9).

- Тщательное промывание овощей уменьшает содержание в них нитратов на 10 %, механическая очистка дает снижение ещё на 15 – 20 % (2).

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

- У кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.

- 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.

- У огурцов, свеклы, редьки надо срезать оба конца, т. к. здесь самая высокая концентрация нитратов.

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

- 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.

- Выяснено, что при консервировании на 20 – 25% уменьшается содержание нитратов в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, т. к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые надо выливать.

- Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и съедать сразу.

- Перед употреблением вымачивать в холодной воде в течение 1-1,5ч, что снижает содержание нитратов на 20-30% (2, 9). Свеклу, кабачки, капусту, тыкву и другие овощи перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2–3 раза залить теплой водой, выдерживая по 5–10 мин (11).

-Уменьшает содержание квашение, соление, маринование. А вот сушка, приготовление соков, пюре, наоборот, повышают (2)!

- Зелень – петрушку, укроп, салат необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2–3 ч полностью перерабатываются и потом практические не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасений употреблять в пищу (11).

Для определения нитратов существует множество специальных методик. Самый простой способ – это попробовать на вкус. Дело в том, что овощи с очень большим содержанием нитратов имеют, как правило, неестественный вкус. Их неприятно жевать и глотать, они не доставляют никакого удовольствия. Причем "на вкус" выявляется не отдельно нитратность или что-либо еще, а сумма качеств того, что мы жуем. Такая оценка, собственно, заложена природой. Ведь наш язык - чрезвычайно чувствительный орган, если не притуплять его восприимчивость неподходящей едой. Дегустаторы различают тончайшие вкусовые оттенки даже тогда, когда лабораторными исследованиями не удается уловить разницу.

6. Способы определения нитратов в сельскохозяйственной продукции.

1. ГОСТ 29270-95 рекомендует определять нитраты в овощах способом восстановления нитратов до нитритов на кадмиевой колонке; затем нитриты переводят в окрашенное азосоединение, которое и фотометрируют (11).

2. Ионометрический метод определении нитратов с помощью нитратного электрода.

3. Использование нитрат – теста (8).

4. Качественная реакция нитратов на 1%- раствор дифениламина (или использование антипирином (пирамидон), стрептоцидом), которые выполняют функцию восстановителя, при этом появляется характерное окрашивание (2, 4).

Практическая часть

«Обнаружение нитратов в овощах и фруктах»

Для решения своей цели я поставила следующие задачи:

1. Исследовать продукты на содержание нитратов с помощью иономера;

2. Исследовать продукты на содержание нитратов с помощью тест- системы для экспресс- анализа содержания нитратов в продуктах питания;

3. Сделать вывод о проделанном исследовании и составить рекомендации.

Работа проводилась с 12 января 2009 года по 28 февраля 2009г. Исследования проводила на базе СЭС города Гусева и в домашних условиях.

1. В лаборатории СЭС я определяла содержания нитратов в овощах ионометрическим методом. Сущность метода состоит в извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов и последующим измерении концентрации нитратов с помощью ионоселективного электрода. Для исследования были взяты овощи, выращенные на собственном земельном участке и купленные в магазине: морковь, капуста и свёкла.

Ход работы:

  1. Выбранные продукты моют водой, вытирают чистой тканью, и разрезают крестообразно вдоль оси на 4 равные части.

  2. Капусту необходимо прокрутить на мясорубке, а остальные корнеплоды натереть на мелкой тёрке.

  3. Взять одинаковое количество (10 г) обработанных продуктов, поместить в колбы и добавить алюмокалиевые квасцы.

  4. В течение 2 мин. помешивать содержимое колбы.

  5. Провести калибровку иономера.

  6. Измерить с помощью электродов содержание нитрат - ионов в мг/кг.

  7. Сравнить с допустимым значением и сделать вывод.

Результаты исследования:

Наименование продукта

Содержание нитрат - ионов в мг/кг

Овощи, купленные в магазине

Овощи, выращенные на собственном участке

МОРКОВЬ

183

91,9

СВЁКЛА

284

231

КАПУСТА

903

717

По данным исследования видно, что продукты купленные в магазине содержат больше нитрат - ионов, чем выращенные на собственном участке. Однако, во всех исследуемых пробах, концентрация ионов не превышает среднего допустимого значения.

Отсюда можно сделать вывод, что не вся продукция, искусственно выращенная, вредна для нашего здоровья. Всё зависит от поставщика товара. Ведь в наше время информация о некачественной той или иной продукции распространяется очень быстро. Поэтому при покупке необходимо поинтересоваться, кто поставщик данной продукции. Но лучше всего употреблять овощи с собственного огорода. А нашей главной задачей как потребителя состоит в том, чтобы в процессе приготовления снизить содержание нитратов.

2. Нитрат- тест помогает быстро определить содержание нитратов в продуктах. Однако этот тест не применяется при анализе продуктов, имеющих интенсивно окрашенный сок (свекла, морковь). Это эксперимент я проводила дома и выбрала следующие продукты: картофель, яблоки, огурец, помидор, груша.

Ход работы:

  1. Картофель, томаты, огурцы, яблоки, груши промыть водой, обтереть досуха чистой тканью;
  2. Разрезать крестообразно вдоль ростовой оси;
  3. Анализировать сок, выступивший в средней части корнеплода (при необходимости кусочек продукта перетереть до кашеобразного состояния)
  4. Извлечь индикаторную полоску из пакета, отрезать от полоски рабочий участок размером около 5 мм. Не снимая полимерного покрытия опустить полоску в раствор на 5-10 сек. или смочить соком. Через 3 мин. сравнить окраску участка с образцами контрольной шкалы
Результаты нитрат-тестирования:

По данным исследования лидером на содержание нитратов оказался огурец, концентрация нитрат-ионов которого на много превышает предельно допустимый уровень. Можно сделать вывод, что свежие огурцы, продаваемые зимой, выращиваются в теплицах, поэтому в них накапливаются в больших количествах нитраты. На яблоки и груши тест почти не подействовал, что и требовалось ожидать. Ведь, как правило, по мере продвижения нитрат - соединений по стволу дерева, они вступают во множество химических реакций и на плодах особо не отражаются. Почти не подействовала индикаторная бумага на помидоре. Что же касается картофеля, то здесь получился неожиданный результат. Оказывается, мой дедушка летом использовал азотные минеральные удобрения, но скрыть этого ему не удалось. Несмотря на то, что прошло достаточно долгое время, тест- система выявила содержание нитратов. Но не стоит ссылаться только на использование удобрения. Ведь как выяснилось, одним из важных факторов являются и климатические условия (лето было нежаркое и дождливое).

Заключение

Проблема токсичного накопления нитратного азота на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных. Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но, несмотря на пристальное внимание к этой проблеме, до сих пор радикального решения пока не найдено.

В результате своей работы я сделала следующий выводы:

1. Лучше всего употреблять овощи с собственного огорода и овощи, выращенные в открытом грунте.

2. Не всегда в растениях, выращенных на собственных участках, содержание нитратов минимально. Это зависит от нашего способа выращивания той или иной культуры и от погодных условий.

3. Для уменьшения содержания нитратов в овощах и фруктах рекомендуется срезать те части овощей, в которых их концентрация максимальна. То есть, в капусте – это кочерыжка и зеленые верхние листья, в корнеплодах – это низ (корень), а в огурцах, кабачках и т.п.– это место крепления плодоножки.

4. Каждой порядочной хозяйке необходимо овладеть способами уменьшения концентрации нитратов в овощах и фруктах (в процессе приготовления) с целью обеспечения здорового питания всей семьи.

От данной работы я получила много удовольствия и полезной новой информации. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты и нитрозамины поможет вам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

.

Список литературы

1. Гайлите М., Гайлитис М. Ещё раз о нитратах, «Наука и мы», № 6, 1990 г.

2. Грицайчук В. В., Кисилевская Е. Я. Обнаружение нитратов в растениях, «Биология в школе», № 3, 1989 г.

3. Крискунов Е. А. и др. Экология: 9 класс: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. - М.: Дрофа, 1995 г.

4. Пасечник В.В. Школьный практикум. Экология.9 кл.- М.: Дрофа, 1998 г.

5. Соколов О. А. Нитраты под строгий контроль, «Наука и жизнь», № 3, 1988 г.

6. Соколов О. А. Особенности распределения нитратов и нитритов в овощах. Картофель и овощи, «Наука и жизнь», № 6, 1987 г.

7. Сухова Т. С. Контрольные и проверочные работы по биологии. 6-8 кл.: Метод. Пособие – М.: Дрофа, 1996 г.

8. Тест - система для экспресс-анализа содержания нитратов. Предельно допустимые уровни содержания нитратов. Научно – производственное объединение ЗАО «Крисмас+». Кампания «Детство», Калининград.

9. Чапкявиченс Э. С. Как уменьшить содержание нитратов и нитритов в овощах, «Здоровье», №3, 1988 г.

10. Эвенштейн 3. Нитраты, нитриты, нитрозамины, «Общественное питание», №3, 1989 г.

11. Электронный журнал « Аналитическая химия».

l.120-bal.ru






23.10.2014
14.10.2014
13.10.2014
Статьи

  
Vershok-Koreshok | Все права защищены © 2018 | Карта сайта