НИТРАТЫ И НИТРИТЫ:
|
Нитраты могут содержаться
|
Проблема нитратов активно обсуждается
общественностью нашей страны. Попробуем
разобраться в этом вопросе и мы.
Нитраты – соли азотной кислоты, например NaNO3,
KNO3, NH4 NO3,
Mg(NO3)2. Они являются нормальными
продуктами обмена азотистых веществ любого
живого организма – растительного и животного,
поэтому «безнитратных» продуктов в природе не
бывает. Даже в организме человека в сутки
образуется и используется в обменных процессах
100 мг и более нитратов. Из нитратов, ежедневно
попадающих в организм взрослого человека, 70%
поступает с овощами, 20% – с водой и 6% – с мясом и
консервированными продуктами.
Но почему же говорят об опасности нитратов? При
потреблении в повышенных количествах нитраты в
пищеварительном тракте частично
восстанавливаются до нитритов (более токсичных
соединений), а последние при поступлении в кровь
могут вызвать метгемоглобинемию. Кроме того, из
нитритов в присутствии аминов могут
образоваться N-нитрозамины, обладающие
канцерогенной активностью (способствуют
образованию раковых опухолей). 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.
Исследования показали, что токсическое действие
нитратов пищевых продуктов проявляется слабее,
чем содержащихся в питьевой воде, примерно в 1,25
раза. Фактически безопасно с пищевыми продуктами
потреблять 320 мг нитратов в сутки.
Для овощей и фруктов установлены следующие
значения предельно допустимых концентраций
нитратов (табл. 1).
Таблица 1
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 |
Каковы же основные источники пищевых нитратов? Практически это исключительно растительные продукты. В животных продуктах (мясо, молоко) содержание нитратов весьма незначительно. Максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности растений при созревании плодов. Чаще всего максимальное содержание нитратов в растениях бывает перед началом уборки урожая. Поэтому недозрелые овощи (кабачки, баклажаны) и картофель, а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости. Кроме того, содержание нитратов в овощах может резко увеличиться при неправильном применении азотистых удобрений (не только минеральных, но и органических). Например, при внесении их незадолго до уборки.
Овощи – источники нитратов |
Мы говорили об общей закономерности
накопления нитратов. Однако у различных растений
есть и свои индивидуальные особенности. Известны
«накопители» нитратов. К ним относятся зеленые
овощи: салат, ревень, петрушка, шпинат, щавель,
которые могут накапливать до 200–300 мг нитратов
в 100 г зелени. Свекла может накапливать до
140 мг нитратов (это предельно допустимая
концентрация), а некоторые сорта и больше. А вот в
других овощах нитратов значительно меньше.
Фрукты, ягоды и бахчевые содержат нитратов очень
мало (меньше 10 мг в 100 г плода).
В растениях нитраты распределены неравномерно. В
капусте, например, нитраты больше всего
накапливаются в кочерыжке, в огурцах и редисе – в
поверхностных слоях, в моркови – наоборот. В
среднем при мойке и зачистке овощей и картофеля
теряется 10–15% нитратов. Еще больше – при
тепловой кулинарной обработке, особенно при
варке, когда теряется от 40% (свекла) до 70% (капуста,
морковь) или 80% (картофель) нитратов. Поскольку
нитраты химически довольно активные соединения,
то при хранении овощей их содержание уменьшается
за несколько месяцев на 30–50%.
Теперь, когда все известно о пищевых нитратах,
попробуем представить их реальную опасность для
здоровья. Рассмотрим основные источники
нитратов. Начнем с зеленых овощей (салат,
петрушка, укроп и т.д.). Их потребление
практически редко превышает 100 г в день, а чаще
всего около 50 г, т.е. с одной порцией можно
получить менее трети от безопасной суточной
дозы. (Выше отмечалось, что с учетом
биоэквивалента безопасная доля нитратов в
пищевых продуктах составляет около 320 мг.)
Теперь перейдем к свекле. Ее, как известно,
потребляют только в отваренном виде. Поскольку
при варке (40%) и зачистке (10%) теряется половина
нитратов, а общественное питание рекомендует
порцию отваренной свеклы в 125 г, то со свеклой
мы можем получить 100 мг нитратов (меньше трети
суточной дозы). Картофель и капуста в отваренном
виде потребляются порциями по 300 г. С учетом
потерь при зачистке и кулинарной обработке с
одной порцией этих продуктов можем потребить
около 60 мг нитратов.
Аналогичные расчеты были сделаны и по остальным
овощам и другим кулинарным обработкам.
Оказывается, при обычном рациональном
потреблении овощей в свежем виде или
кулинарнообработанном виде мы с пищевыми
продуктами практически никогда не сможем
превысить безопасную суточную дозу нитратов. Тем
более что в соответствии с рекомендациями по
рациональному питанию не следует постоянно
питаться одними и теми же продуктами, например
картофелем или капустой.
Действительно, если обратиться к рекомендуемому
рациональному среднему суточному набору
продуктов, то картофеля следует потреблять
265 г (в расчете на покупной продукт), овощей и
бахчевых – 450 г (включая 100 г капусты). Такой
рацион может дать нам максимум 200 мг нитратов.
Практически же, как показали расчеты,
среднесуточное потребление нитратов с основными
корнеплодами, овощами, бахчевыми и фруктами с
учетом данных фактического питания и
фактического содержания нитратов в пище не
превышает 100 мг. При этом примерно треть
нитратов попадает со свеклой, чуть меньше – с
капустой и картофелем. На остальные овощи и
фрукты – менее 10%. Если же нарушить принципы
рационального питания, например, питаться одними
овощами, да еще сырыми (как это рекомендуют
некоторые поклонники вегетарианства и
сыроедения, съедать до 1,5 кг сырых овощей в
день), то тут действительно можно превысить
безопасную дозу нитратов почти в два раза (более
650 мг в сутки), на что мы обращаем внимание.
Для дополнительной безопасности нелишне
вспомнить второй принцип рационального питания,
предусматривающий необходимость разнообразия
пищи. Поэтому не рекомендуем постоянно
потреблять, да еще три раза в день, на закуску
один и тот же овощ. Ограничивать же использование
овощей и фруктов в питании из-за опасности
нитратного отравления не следует, это лишит нас
необходимых витаминов. За содержанием нитратов
сейчас устанавливается строгий контроль в
местах производства овощей и на торговых базах.
Выше уже упоминалось о том, что нитраты при некоторых условиях могут восстанавливаться в нитриты. В кислой среде нитриты дают азотистую кислоту, а она, взаимодействуя со вторичными и третичными аминами, образует канцерогенные нитрозамины:
В зависимости от природы радикала могут образоваться весьма разнообразные нитрозамины, из них канцерогенным действием обладают более 100 соединений. Наиболее часто в пищевых продуктах обнаруживаются нитрозодиметиламин и нитрозодиэтиламин. Больше всего нитрозаминов встречается в копченых мясных изделиях, колбасах, приготовленных с добавлением нитритов, – до 80 мкг/кг, в соленой и копченой рыбе – до 110 мкг/кг. (В свежем мясе и рыбе нитрозамины не обнаруживаются или находятся в следовых количествах – менее 1 мкг/кг.) Из молочных продуктов нитрозамины обнаружены главным образом в сырах, прошедших фазу ферментации (до 10 мкг/кг). 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.
|
|
Качество овощей зависит от многих причин, в том
числе от вносимых удобрений и применяемых
средств защиты растений.
Нитраты используются в качестве удобрений и
известны как селитры: натриевая (чилийская),
калиевая (настоящая), аммиачная (аммонийная) и
кальциевая (норвежская). Нитраты – важнейший
компонент питания растений, поскольку входящий в
них азот – главный строительный материал клетки.
Способность накапливать нитраты у различных
культур неодинакова. Наибольшее накопление
отмечается у зеленых культур: укропа, петрушки,
зеленого лука (от 400 до 2500 мг/кг). Значительно
меньшей способностью к накоплению нитратов
обладают томаты (10–190 мг/кг), перец сладкий
(40–330 мг/кг), баклажаны (80–270 мг/кг).
Для получения овощей с низким содержанием
нитратов необходимо правильно использовать
чередование культур в севообороте, поливы и
оптимальную густоту посева или посадки,
рационально применять удобрения. Известно, что
томаты, перцы и баклажаны отличаются малым
накоплением нитратного азота в плодах, однако в
этом имеются значительные сортовые различия и
особенное влияние оказывают условия, в первую
очередь освещенность. Поэтому загущение посевов
культур увеличивает опасность накопления
нитратов. По этой же причине увеличивается
содержание нитратов в тепличных овощах.
Важную роль играет форма применяемых азотных
удобрений и сроки их внесения. Максимальное
количество нитратов в овощной продукции
накапливается при применении аммиачной и
натриевой селитры, а минимальное – при внесении
мочевины, сульфата аммония и
мочевинно-формальдегидного удобрения. Под овощи
дозы вносимого азота не должны превышать 20 г/м2.
Известкование кислых почв способствует снижению
содержания нитратов в почве в течение четырех
последующих лет. Минеральные удобрения лучше
вносить вместе с органическими в оптимальных
соотношениях, не забывая и о микроэлементах.
Азотные подкормки прекращают за 1,5 месяца до
уборки (после 10–15 июля их лучше не вносить).
На накопление нитратов в овощной продукции
оказывает влияние влажность почвы. Более
умеренное азотное питание растений отмечается
при режиме орошения на уровне 80–90% наибольшей
влажности.
Пестициды нужно применять с осторожностью, т.к.
вместе с нитратами они могут создать
дополнительный неблагоприятный фон. Следует
подбирать сорта растений, в наименьшей степени
накапливающие нитраты, регулярно уничтожать
сорняки, рыхлить почву, широко использовать
биологические средства защиты растений.
Соблюдение перечисленных условий позволит
увеличить урожай овощей и улучшить их качество.
На предметное стекло положить несколько срезов той или иной части растения. Затем на каждый срез нанести по одной капли 1%-го раствора дифениламина и следить за появлением синей окраски. Интенсивность этой окраски сравнить с табл. 2 и с цветной шкалой, показывающей степень нуждаемости растений в азотных удобрениях. Содержание нитратов снижается с возрастом растений, а к цветению они почти исчезают.
Таблица 2
Визуальные признаки окраски среза |
Содержание нитратов |
---|---|
Бледно-голубоватая, очень быстро наступает обугливание |
Низкое |
Синяя, постепенно исчезающая | Среднее |
Темно-синяя или
темно-фиолетовая, быстро наступающая, устойчивая |
Высокое |
Бледно-голубая окраска среза от дифениламина свидетельствует об острой нуждаемости растения в нитрат-ионах. Синяя окраска говорит о недостатке азота в растении, а темно-фиолетовая – о том, что растение обеспечено азотом.
Оборудование и реактивы. Лезвие,
пипетка, дифениламин (кристаллический), серная
кислота (конц.), раствор стрептоцида (таблетку
0,5 г растворить в 50 мл аптечной соляной
кислоты), раствор антипирина (одну таблетку
растворить в 50 мл аптечной соляной кислоты).
В результате участия ферментов и углеводов в
растениях происходит восстановление нитратов до
аммиака через нитриты:
Образующийся аммиак взаимодействует с органическими кислотами, в результате получаются аминокислоты:
NH3 + органическая кислота аминокислота.
Однако избыточное количество нитратов не восстанавливается и, попадая в организм человека, оказывает неблагоприятное воздействие на него. При попадании в желудочно-кишечный тракт человека нитраты превращаются в нитриты, которые вызывают отравление организма: появляется головокружение, снижается работоспособность, увеличивается содержание в крови молочной кислоты, холестерина, белков, блокируется гемоглобин, т.к. нитриты могут вступать во взаимодействие с ним, образуя метгемоглобин. В результате нарушается тканевое дыхание. При больших дозах развивается «синюха» и наступает смерть.
Ход определения
В воде на свету зелень
|
Для проведения качественной пробы на
присутствие нитритов в растениях на поверхность
свежего среза наносят несколько кристалликов
дифениламина и смачивают их двумя каплями
концентрированной серной кислоты. Интенсивное
синее окрашивание среза указывает на наличие
большого количества нитритов, розовое – на
небольшое их содержание и отсутствие
окрашивания – на отсутствие нитритов или на
очень незначительное их содержание.
Для определения нитритов и нитратов можно
воспользоваться доступными аптечными
препаратами: антипирином (пирамидон) и
стрептоцидом, которые выполняют функцию
восстановителя, при этом появляется характерное
окрашивание.
Для исследования были взяты овощи, выращенные на
собственном земельном участке и купленные в
магазине. Обнаружено, что томаты, бананы, груши и
огурцы не содержат нитратов и нитритов. Персики,
капуста, редис, перец, яблоки содержали небольшое
количество нитритов. А баклажаны, морковь и
апельсины содержали очень большое количество
нитритов. Значит, употреблять их в пищу
нежелательно. Что же делать, если в продукции
присутствует избыток нитритов?
Зелень – петрушку, укроп, салат и другое –
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. 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. Нитраты хорошо растворимы
в воде, особенно теплой, и вымываются из овощей.
Варка овощей снижает содержание нитратов на 50 и
даже 80%. Квашение, соление, маринование также
уменьшают содержание нитратов в овощах. А вот
сушка, приготовление соков и пюре, наоборот,
повышают концентрацию нитратов.
Владение информацией о накапливании нитратов в
растениях и о превращении нитратов в нитриты и
N-нитрозамины поможет вам правильно питаться и
сохранить свое здоровье.
Бандман А.Л., Волкова Н.В. и др. Вредные
химические вещества. Неорганические соединения
элементов V–VIII групп. Справочное издание. Под
ред. В.А.Филова и др. Л.: Химия, 1989, 592 с.; Дорофеева Т.И.
Эти двуликие нитраты. Химия в школе, 2002, № 5,
с. 45;
Мельниченко Г.Ф., Кирсанова В.Ф.,
Биткова Н.П. Выращивание экологически
чистой овощной продукции: томаты, перец,
баклажаны. Благовещенск, 1993, 62 с.;
Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с
точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991, 288 с.;
Щитова Э.П. Опыты по химии с экологической
направленностью. Благовещенск, 1993, 27 с.