Введение.Пища — одна из основ здоровья человека, его работоспособности, жизнедеятельности и долголетия. Но это достигается только при правильном питании, при своевременном снабжении организма всеми необходимыми ему разнообразными веществами в нужном количестве и соотношении [1].
Для постоянной созидательной работы организма, для обмена веществ, требуются не только богатые энергией химические соединения, но и определенный качественный состав этих соединений.
Мы понимаем, что не можем в полной мере защитить своё здоровье от потребления вредной продукции.
В то же время, наука может дать точные оценки вредности того или иного товара на основе накопления факторов использования и влияния на организм человека.
Исследования влияния нитратов на жизнедеятельность человека начались в середине прошлого столетия. Учёные анализировали данные по малораспространённому заболеванию — метгемоглобинемии.
Оно представляет собой кислородную недостаточность, связанную с тем, что гемоглобин крови, отвечающий за перенос кислорода ко всем клеткам и тканям, превращается в метгемоглобин, не участвующий в газообмене.
Исследователи установили, что самой распространённой причиной развития этого недуга является избыток нитратов в питьевой воде. Позднее, в 1960-е годы прошлого столетия, были исследованы пути поступления солей азотной кислоты с пищей [2].
Соли азотной кислоты проникают в наш организм с продуктами и водой. Опасным является не присутствие нитратов в овощах и фруктах, а избыточное количество этих веществ в соке и мякоти плодов.
Цель исследования.Всвязи с этим, целью данного исследования является знакомство с методами определения нитратов в пищевых продуктах, определить наличие нитратов в сырых овощах на примере капусты и томата.
Также была поставлена цель, ознакомиться с методами снижения количества нитратов в пищевых продуктах, проанализировать воздействие нитратов на организм человека, допустимые нормы нитратов.
Место проведения эксперимента.Впервые в Аскинском районе Республики Башкортостан проведено исследование продукции растениеводства урожая 2015 года, тепличных овощей, выращенных на собственном участке и продаваемых в продовольственных магазинах села. Эксперимент проводился в сентябре 2015 года, в школьной лаборатории МБОУ СОШ № 1 с.Аскино Республики Башкортостан.
Теория вопроса.Многие из нас слышали про такие вредные вещества, как нитраты, но не каждый человек представляет, какой вред они могут причинить организму. Соли азотной кислоты — это то, что собой представляют нитраты, они способны накапливаться в воде и продуктах, если овощи и фрукты выращивать неправильно: слишком много вносить удобрений, обильно поливать, то в них также появится большое содержание этих вредных веществ [3].
В результате употребления продуктов, содержащих повышенное количество нитратов, человек может заболеть метгемоглобинемией.
Метгемоглобинемия — это гипоксия или кислородное голодание, возникшее из-за того, что клетки гемоглобина, которые отвечают за доставку кислорода к тканям, атакованные нитритами, превращаются в метгемоглобин. В таком виде данные кровеносные клетки не могут транспортировать кислород [4].
Если метгемоглобина в крови будет более одной четверти, то у человека появляется сонливость и вялость, тахикардия, отдышка, судороги и даже потеря сознания. Стоит занять метгемоглобину половину всего гемоглобина, как тут же наступит смерть, ее симптомы напоминают удушье.
В желудочно-кишечном тракте избыточное количество нитратов под действием микрофлоры кишечника превращается в токсичные нитриты, а далее возможно их превращение в нитрозоамины — сильные канцерогенные яды, вызывающие опухоли.
Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества — токсины, в результате чего идёт интоксикация, т. е. отравление организма [5].
Основными признаками нитратных отравлений являются: (1) синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек; (2) тошнота, рвота, боли в животе; (3) жидкий стул, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз; (4) головные боли, повышенная усталость, сонливость, низкая работоспособность; (5) одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания; (6) 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.
Накопителями нитратов являются семейства тыквенных, капустных, сельдерейных. Наибольшее количество нитратов содержится в сосущих и проводящих органах растений — корнях, стеблях, черешках и жилках листьев [6].
Очень важно не только знать, в каких растениях, в каких их частях, употребляемых в пищу содержатся нитраты, но и не менее важно знать, как уменьшить содержание ядовитых веществ, вредных для здоровья человека.
Ниже, в Таблице 1 приведены предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в продуктах растениеводства.
Таблица 1
|
Продукт |
Содержание (мг/кг) |
|
Картофель |
250 |
|
Капуста белокочанная ранняя |
900 |
|
Капуста белокочанная 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 |
|
Дыня |
90 |
|
Арбуз |
60 |
|
Виноград |
60 |
Определение нитратов в овощах.Для определения нитратов были использованы капуста и томаты, выращенные в огороде и купленные в магазине. Овощи вымыли и обсушили. В один из пробирок налили 10 мл исходного раствора нитрата натрия NaNO3, соответствующего по концентрации максимальном содержании нитратов в овощах — 3000 мг на кг. В отдельных органах растений встречаются и большие концентрации.
Приготовили серию калибровочных растворов путем разбавления пополам предыдущего. К 3 мл исходного раствора NaNO3 прилили 3 мл дистиллированной воды и взболтали. Мы получили серию растворов с разным содержанием нитратов: 3000, 1500, 750, 375, 188, 94, 23 мг на кг.
Овощи и плоды разделили на части: (1) Зона, примыкающая к плодоножке; (2) Кожура; (3) Периферийная часть; (4) Срединная часть; (5) Кочерыжка (только у капусты); (6) Жилки; (7) Лист без жилок.
Вырезанные части мелко нарезали ножом и быстро растерли в ступке, сок отжали через 2–3 слоя марли.
Под предметное стекло положили белый лист бумаги, капнули на стекло две капли изучаемого раствора и две капли дифениламина. Опыт проводили в трехкратной повторности. Описание опыта проводили согласно следующей градации (Таблица 2), которую использовали как для калибровочных растворов, так и для анализов.
Таблица 2
|
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 окрашиваются 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. |
150 |
|
0 |
Нет ни голубой, ни синей окраски. На целых растениях возможно порозовение. |
0 |
Полученные результаты оформили в виде таблиц.
Мы выяснили, что у капусты наружные листья кочана содержат в 2 раза больше нитратов, чем внутренние. А в жилке листа или кочерыжке содержание нитратов в 2–3 раза больше, чем в листовой пластинке.
Ниже, в Таблице 3 приведены результаты исследования капусты, выращенной на собственном участке:
Таблица 3
|
Части капусты |
Характер окраски |
Баллы |
Содержание нитратов (мг/кг) |
|
Наружные листья кочана |
Окраска светло-синяя, исчезает через 2–3 минуты. |
3 |
500 |
|
Внутренние листья кочана |
Следы голубой, быстро исчезающей окраски. |
1 |
100 |
|
Кочерыжка |
Окраска светло-синяя, исчезает через 2–3 минуты. |
3 |
500 |
|
Жилки |
Окраска светло-синяя, исчезает через 2–3 минуты |
3 |
500 |
|
Лист без жилок |
Следы голубой, быстро исчезающей окраски. |
1 |
100 |
Далее, в Таблице 4 приведены результаты исследования капусты, купленной в магазине:
Таблица 4
|
Части капусты |
Характер окраски |
Баллы |
Содержание нитратов (мг/кг) |
|
Наружные листья кочана |
Окраска светло-синяя, исчезает через 2–3 минуты. |
3 |
500 |
|
Внутренние листья кочана |
Окраска быстро исчезает, окрашивается главным образом проводящие пучки. |
2 |
250 |
|
Кочерыжка |
Сок или срез окрашиваются в синий цвет. Окраска наступает не сразу. |
4 |
1000 |
|
Жилки |
Сок или срез окрашиваются в синий цвет. Окраска наступает не сразу. |
4 |
1000 |
|
Лист без жилок |
Окраска быстро исчезает, окрашивается главным образом проводящие пучки. |
2 |
250 |
В следующем опыте провели исследования над томатами. Оказалось, что в томатах наибольшее количество нитратов содержится в зоне, примыкающей к плодоножке и кожуре. В Таблице 5 приведены результаты исследования купленных томатов в магазине.
Таблица 5
|
Части томата |
Характер окраски |
Баллы |
Содержание нитратов (мг/кг) |
|
Зона, примыкающая к плодоножке |
Окраска светло-синяя, исчезает через 2–3 минуты. |
3 |
500 |
|
Кожура |
Окраска быстро исчезает, окрашиваются главным образом проводящие пучки. |
2 |
250 |
|
Срединная часть |
Следы голубой, быстро исчезающей окраски. |
1 |
100 |
Наконец, в Таблице 6 приводим результаты исследования выращенных томатов на собственном участке:
Таблица 6
|
Части томата |
Характер окраски |
Баллы |
Содержание нитратов (мг/кг) |
|
Зона, примыкающая к плодоножке |
Окраска быстро исчезает, окрашиваются главным образом проводящие пучки. |
2 |
250 |
|
Кожура |
Следы голубой, быстро исчезающей окраски. |
1 |
100 |
|
Срединная часть |
Следы голубой, быстро исчезающей окраски. |
1 |
100 |
Выводы и заключения.Из проделанных опытов результаты исследований показали, что капуста купленная в магазине и выращенная в собственном огородном участке соответствует показаниям ПДК.
Томаты, купленные в магазине, не соответствуют показателям ПДК, так как содержание нитратов превышают норму, а томаты, выращенные в собственном огородном участке, соответствуют показаниям ПДК. Опытным путем, мы доказали, что содержание нитратов в овощах разное.
Полученные результаты дали возможность проинформировать население села о состоянии сельскохозяйственной продукции на наличие нитратов через местные средства массовой информации, а также предложить фермерским хозяйствам района рекомендации по их уменьшению.
В погоне за высоким урожаем фермерские хозяйства и страны, импортирующие овощи и фрукты увеличивают норму внесения удобрения. Тем самым идет накопление нитратов в плодах выше допустимой нормы [7].
Таким образом, проблема нитратов в продуктах питания носит как экологический, так и социальный характер. Задача же состоит в том, чтобы в ближайшее время заложить основы для получения продукции с минимальным уровнем нитратов, что является реальной основой для улучшения здоровья населения нашей страны. Рассматриваемая проблема в настоящее время стоит особенно остро.
Необходимо развивать фермерские хозяйства на территории нашей страны для того чтобы уменьшить ввоз импортных продуктов питания с повышенным содержанием нитратов [8].
Альтернативы азотным удобрениям пока нет. Ставить вопрос — химия или жизнь — беспочвенно. Выход один — разумно пользоваться тем, что предоставила природа в наше распоряжение.
Литература:
1. Дорофеева Т. И. Эти двуликие нитраты. — М., 2002. — 45 с.
2. Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище. — М.: Высшая школа, 1991. — 288 с.
3. Щитова Э. П. Опыты по химии с экологической направленностью. — Благовещенск, 1993. — 27 с.
4. Дерягина В. П. Ах, нитраты! И кто же вас выдумал? // Здоровье. — № 9. — М., 1989. — с.15–18.
5. Покровская С. Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах. — М., 1988. — 236 с.
6. Соколов О., Семёнов В., Агаев В. Нитраты в окружающей среде. — Пущино, 1990. — 117 с.
7. Сопильняк Н. Т., Федотова Л. С. Удобрения и качество продукции. // Картофель и овощи. — № 5. — М., 1987. — с.23–25.
8. Чапкявиченс Э. С. Как уменьшить содержание нитратов и нитритов в овощах. // Здоровье. — № 3. — М., 1988. — с.7–9.
