Нитраты в овощных культурах

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

на тему: «Нитраты в овощных культурах»

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Проблема нитратов

1.2 Пути и факторы поступления азота в почву

1.3 Условия улучшения качества овощей при их выращивании

1.4 Влияние нитратов на организм человека

2. Экспериментальная часть

2.1 Какова безопасная доля нитратов

2.2 Определение содержания нитратов в овощах

2.3Расчет содержания нитратов, съеденных с продуктами одним человеком за обед

Выводы

Список использованной литературы

Введение

В последнее время появился большой интерес к содержанию нитратов в продуктах питания и к тем нарушениям в состоянии здоровья человека, которые могут быть вызваны нитратным загрязнением. Поэтому меня очень заинтересовала эта проблема. И прежде всего потому, что и мы сами, и наши родители, и другие люди, питаются тем, что есть на прилавках магазинов, а значит - нет никакой гарантии, что суточный рацион сбалансирован, что съеденная морковка, свекла, парниковый огурчик, а уж тем более зелень (петрушка, укроп) не превысят предельно допустимую суточную дозу нитратов. Обостренный интерес к нитратам возник во второй половине XX в. когда развитые страны стали переносить принципы промышленных технологий на сельскохозяйственное производство, не учитывая его экологических особенностей. Внесение неумеренных доз азотных удобрений на поля с целью резкого увеличения их продуктивности приводило к различным отрицательным последствиям, и прежде всего к накоплению излишнего количества нитратов в сельскохозяйственной продукции. Почему же говорят об опасности нитратов? Однако проблема не в самих нитратах, а в том, какое их количество попадает в организм человека. Согласно заключению Всемирной организации здравоохранения, безопасным считается количество 5мг нитратов на 1 кг человеческого тела. То есть взрослый человек может получать около 320 мг нитратов без всяких последствий для здоровья. Нитраты снижают содержание витаминов в пище, кроме того, регулярное их поступление в организм человека даже в небольших дозах уменьшает количество йода, а это приводит к увеличению щитовидной железы. Это вызвало отравлению людей, ухудшало их здоровье, что повлекло стойкую неприязнь к нитратам. Определение содержания нитратов в продуктах питания не превышающих пределов допустимой концентрации питания является актуальной задачей [1]

Цель работы: изучить литературу о нитратах, определить источники пищевых нитратов, овладеть методикой определения нитратов, определить содержание нитратов в продуктах питания, дать рекомендации по уменьшению содержания нитратов в овощах, рассчитать среднесуточный набор продуктов питания, не превышающих пределов допустимой концентрации питания, предложить рекомендации по рационному питанию.

1. Литературный обзор

1.1 Проблема нитратов

Проблема нитратов активно обсуждается в настоящее время. Нитраты - это соли азотной кислоты, например, NaNO₃, KNO₃, NH₄NO₃, Mg(NO₃)₂, они являются нормальными продуктами обмена 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 100мг. и более нитратов. Без них жить невозможно, они существовали ещё до происхождения человека. Таким образом, проблема не в них, а в количестве, которое попадает в организм человека. Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70% - поступает вместе с овощами, 20% - с водой, и 6% - с мясом и консервированными продуктами.

Растения обладают способностью поглощать из насыщенной удобрениями почвы гораздо больше соединений азота, чем им необходимо для развития. В результате чего только часть нитратов синтезируется в белки, а остальные появляются на нашем столе «в чистом виде» через плоды, корни, стебли и листья овощей. В нашем организме судьба нитратов зависит от многих факторов, в том числе и от состояния здоровья. Одни нитраты быстро выводятся из тела, другие образуют безвредные и даже полезные химические соединения, третьи - как говорят химики, восстанавливаются, то есть превращают соли снова в азотную кислоту. А это опасно! [2]

источник нитрат овощ продукт питания

1.2 Пути и факторы поступления азота в почву

Большинство растений, за исключением бобовых культур, поглощают азот только в виде ионов аммония (NH₄⁺) и нитрат- ионов (NO₃^-), а в органических удобрениях азот включен в белковые соединения. В такой форме азот не может усваиваться растениями и должен предварительно минерализоваться. Минерализация - превращение органических соединений азота в неорганические. В общем виде этот процесс можно представить следующей схемой:

Первая стадия распада органических веществ до аммиака называется аммонификацией. Она протекает под действием почвенных микроорганизмов (аммонифицирующие бактерии), которые выделяют необходимые протеолитические ферменты, при этом аминокислоты из которых состоят белки, превращаются в аммиак. Вторая стадия - нитрификация - окисления аммиака до NO₃^- (нитрат - ионов), происходящие под действием нитрифицирующих бактерий:

1) 2NH₃ + 3O₂ = 2HNO₂ + 2H₂O

2) 2HNO₂ + O₂ = 2HNO₃

Параллельно с аммонификацией и нитрификацией в почве протекает и процесс денитрификации - восстановления нитрат - ионов под действием денитрифицирующих бактерий до молекулярного азота по схеме:

Таким образом, очевидно, что аммонификация и нитрификация способствует накоплению в почве доступного для растений азота и повышению урожайности сельскохозяйственных культур; денитрификация оказывает противоположное, негативное действие.

Исследования показали, что оптимальные условия для минерализации азота в почве - это влажность 60-70%, температура 25-32⁰С, близкая к нейтральной реакции почвенного раствора, хорошая аэрация. Денитрификация интенсивно идет в анаэробных условиях, в мере увлажненной почве с щелочной реакцией среды, в присутствии избытка доступного микроорганизмам органического вещества. Кроме того, необходимо иметь в виду, что существуют азотфиксирующие бактерии, способные фиксировать азот воздуха и превращать его в доступную для растений форму. Эти бактерии живут в симбиозе с бобовыми культурами.

Примерно 1/3 связанного бобовыми азота остается в послеукосненых и корневых остатках и после их минерализации может использоваться культурами, следующими за ними в севообороте. При хорошем урожае клевер может накапливать 150-160кг/га, люпин - 100-170кг/га азота. А ведь при недостатке азота растение медленно растет, имеет мелкие, бледные, преждевременно желтеющие листья, при избытке азота бурно развивается вегетативная часть растений, а генеративная (наряду с клубнями и корнеплодами) оказывается в угнетенном состоянии. Избыточное поступление азота в почву особенно опасно потому, что приводит к его накоплению в растениях.

1.3 Условия улучшения качества овощей при их выращивание

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).

Важную роль играет форма применяемых азотных удобрений и сроки их внесения. Максимальное количество в овощной продукции накапливается при применении аммиачной и натриевой селитры, а минимальное при внесении мочевины, сульфата аммония и мочевинно-формальдегидного удобрения. 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. [4]

В норме плоды, достигшие полной (биологической) зрелости, уже не содержат нитратов - произошло полное превращение соединений азота в белки. Но у многих овощей ценится именно незрелый плод (огурцы, кабачки). Вот почему они могут быть причиной отравления нитратами. Удобрять такие культуры азотными удобрениями желательно не позднее за 2-3 недели до уборки урожая (после 10-15 июля их лучше не вносить). Кроме того, полному превращению нитратов в белки препятствуют плохая освещенность, избыточная влажность и несбалансированность питательных элементов (недостаток фосфора и калия). Пестициды нужно применять с осторожностью, так как вместе с нитратами они могут создать дополнительный неблагоприятный фон. Следует подбирать сорта растений, рыхлить почву, широко использовать биологические средства защиты растений. Соблюдение перечисленных условий позволит увеличить урожай и улучшить их качество.

Растения усваивают азот и зольные элементы из почвы в форме минеральных солей, растворенных в почвенном растворе. При этом используются как восстановленные (соли аммония), так и окисленные (соли азотной кислоты) соединения азота. Растения могут усваивать некоторые относительно простые органические, азот и фосфорсодержащие вещества (некоторые аминокислоты, фитин), однако практическое их значение в питании ничтожно. Источником энергии в растении для поглощения элементов питания является дыхание. Более молодые, интенсивно дышащие корни больше усваивают из почвенного раствора минеральных солей.

Большинство культур и почвенных микроорганизмов лучше развивается при слабокислой или нейтральной реакции почвы. Однако отдельные виды культурных растений значительно различаются по требовательности как к наиболее оптимальному для их роста интервала рН, так и к смещению в ту или другую сторону.

Недостаток в почве кальция и магния вызывает резкое ухудшение физических и физико-химических свойств почвы. В почвенном растворе являются свободные ионы алюминия и марганца, токсичные для растений. Подвижность же ряда микроэлементов уменьшается, растения испытывают в них недостаток. Повышенная кислотность угнетает почвенные организмы, прежде всего нитрификаторы и азотофиксирующие бактерии, почвенную фауну. В целом биологическая активность кислой почвы несравненно ниже, чем нейтральной.

В растениях, выращенных в оптимальных условиях, нитраты содержатся в низких концентрациях. При нарушении обмена в растениях их накапливается значительное количество. Мероприятия, предупреждающие накопление излишков нитратов в продуктах питания. Органические удобрения вносить только полуразложеными. Растения должны хорошо освещаться. Содержание нитратов уменьшается в очищенных от кожицы и отваренных овощах. [4,5]

1.4 Влияние нитратов на организм человека

Почему же говорят об опасности нитратов? Однако проблема не в самих нитратах, а в том, какое их количество попадает в организм человека.

Нитраты снижают содержание витаминов в пище. Под действием микро флоры кишечника восстанавливается до нитритов и далее переходят в канцерогенные нитрозоамины. Кроме того нитриты всосавшись из кишечника в кровь, вступают в реакцию с гемоглобином крови, они лишают красные кровяные тельца возможности насыщать клетки кислородом. Это явление называется - метгемоглабинемия. Содержание 2% метгемаглобина в крови нормально для человека, но при 30% появляются симптомы острого отравления (отдышка, тахикардия, цианоз, слабость, головная боль). В результате нарушается обмен веществ, дестабилизируется нервная система, ослабевают защитные функции организма. [3]

Кроме того, из нитратов в присутствии аминов могут образоваться N-нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью, что способствует образованию раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте. В здоровом теле превращение нитратов в нитриты существенно замедлено по сравнению с ослабленным организмом. Значительная часть нитратов просто выводится, немало их преобразуется в полезные соединения. Защитные механизмы на нитраты в общем-то предусмотрены природой, нормальный обмен даже предполагает какое-то наличие этих солей. Весь вопрос в дозах. Наиболее чувствительны к избытку нитратов новорожденные и дети младшего возраста, ведь отличие от взрослых, их пищеварительная система не научилась бороться со многими вредными веществами. Также в группе риска находятся люди пожилого возраста, страдающие анемией, заболеваниями дыхательной и сердечнососудистой систем. Особенно опасны нитраты для будущих мам, поскольку могут быть причиной срыва беременности и появление врожденных пороков сердца. При приеме высоких доз нитратов 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.

2. Экспериментальная часть

2.1 Какова же безопасная доля нитратов

В питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45мг/л. Потребление питьевой воды (первые, третьи блюда, чай, кофе) составляет 1,5-2,0 л в день, то есть с водой взрослый человек может употреблять 67-90 мг нитратов в день. На продукты питания остается 230-253 мг нитратов. Если же за один раз принять 600-650 мг нитратов, то у взрослых уже развивается выраженное отравление. Для продуктов растениеводства установлены следующие предельно допустимые концентрации нитратов. [6]

Таблица №1

Используя таблицу №1 , я провел расчеты суточного набора продуктов питания и дал рекомендации по рационному питанию.

Результаты: с учетом потерь нитратов при варке овощей (до 40%) и очистке (до 100%) (т.е. до 50% нитратов теряется) был составлен рационный среднесуточный набор продуктов питания. Содержание нитратов в наборе не превышает предельно допустимой дозы - 320 мг в сутки.

Среднесуточный набор продуктов питания

Таблица №2

Из таблицы №2 следует что:

1. При умеренном потреблении овощей в свежем и отварном виде человек с продуктами питания не сможет превысить безопасную суточную дозу нитратов.

Если нарушить принципы питания, например, питаться одними овощами, то тогда можно нарушить безопасную дозу питания почти в 2 раза.

2. Не рекомендуется постоянно потреблять одни и те же овощи и фрукты. Необходимо разнообразить питание.

3. Отказываться от овощей и фруктов в питании из-за опасности нитратного отравления не следует т.к. это лишит человека необходимых витаминов. [6]

2.2 Определение нитратов экспресс-методом

Для определения нитратов были взяты овощи и фрукты, выращенные в подсобном хозяйстве при ДГСХА. Исследования проводились в «Лаборатории ветеринарно-санитарной экспертизы №1» расположенном на рынке №2 г. Махачкалы.

Отечественное научно-производственное объединение «КВАНТ» разработало экспресс-метод фонометрического анализа нитратов в овощах и фруктах с помощью портативного прибора «Морион». Методика пользования прибором проста. Зонд в виде толстой иглы с вмонтированными электродами (сравнения и нитрат-селективным) вводят в мякоть плода. Стрелочный измеритель сразу показывает процентное содержание нитратов по отношению к ПДК. Содержание нитратов в мг продукта вычисляют по формуле

мг/кг

где n - показатель измерения; LIMIT - уровень ПДК нитратов, установленный для данного продукта.

Значение ПДК для нитратов в плодоовощной продукции России приводятся в описании к прибору. Чувствительность прибора высокая и составляет ⁺_- 0,6 мг/кг. Нитрат - тестеры марки «Морион» широко используют сейчас в лабораториях, обслуживающих рынки, СЭС, ветстанции и т.д.

Поскольку такой прибор по простоте безопасности и относительной дешевизне доступен для школ (им, кстати, можно измерять и кислотность почвы), мы попробовали применить его для определения содержания нитратов в некоторых овощах, выращенных в подсобном хозяйстве при ДГСХА. В эту почву под осеннюю вспашку был внесен в умеренных количествах перегной.

Предлагалось выявить влияние сорта овощей, сроков посадки и уборки, а так же ранней подкормки всходов мочевинной на содержание нитратов в овощах. Из таблицы №2 видно влияние сорта овощей на содержание нитратов. В ранних сортах моркови и капусты, у которых срок вегетации значительно меньше, чем у поздней, содержание нитратов выше. По литературным данным в моркови ранних сортов содержание нитратов превышало в 1.6 раз, а в капусте содержание нитратов составляет 648 мг/кг. Во многих регионах России при ранней и засушливой весне насекомые и болезнь быстро губят всходы. Чтобы предотвратить это, рекомендуют поливать всходы разбавленным раствором мочевины. Растения быстро крепнут, смыкают кроны, резко уменьшая иссушение почвы и дают хороший урожай.

Интересно было проверить, как это влияет на содержание нитратов в продукции. Для проверки проводилась подкормка растений один раз в неделю в течении месяца поливом под корень 0,05% мочевины при этом на 1 м² расходовалась около 10 литров раствора, а под каждый корень капусты вносилось 1,5% раствора. На контрольных грядках раствор не вносили.

Таблица №3

Из таблицы №3 видно, что при подкормке мочевиной содержание нитратов в овощах было выше. В свекле оно увеличилось на 40% в моркови в среднем на 55%, хотя азот вносили аммонийной, а не в нитратной форме. Очевидно внесение мочевины замедляет восстановление нитрат-ионов и способствует их накоплению в растениях. И всё же, несмотря на подкормку растений мочевиной под корень на ранних стадиях вегетации, общее содержание нитратов овощах заметно ниже ПДК.

2.3 Расчет содержания нитратов, съеденных с продуктами одним человеком за обед

Используя данные таблицы, я провел расчеты суточного набора продуктов питания и дал рекомендации по рационному питанию.

Результаты: с учетом потерь нитратов при варке овощей (до 40%) и очистке (до 100%) был составлен рациональный среднесуточный набор продуктов питания. Содержание нитратов в наборе не превышает предельно допустимой дозы - 320 мг в сутки.

Я попытался рассчитать массу нитратов, съеденных с продуктами одним человеком за обед.

Обед состоял из: борща со свеклой и свежей капустой, картофельного пюре и котлеты, чай с лимоном.

При расчете я учитывал, что овощи при варке теряют до 40% нитратов, а также, что овощи были очищены. Результаты представлены в таблице №4.

Таблица №4

Рассматривая таблицу №4 мы видим, что масса нитратов, съеденных за обедом одним человеком, составила 240 мг. 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. [7,8]

Выводы

1. Если в почву вносят в разумных количествах органические удобрения (перегной) или азот в аммонийной форме в начале вегетации, то содержание нитратов в овощах ниже ПДК.

2. Для получения овощей с низким содержанием необходимо: использовать чередование культур в севообороте, правильно использовать полив, оптимально сажать овощи, не заглушать посевы, рационально применять удобрения. Содержание нитратов увеличивается в тепличных растениях из-за недостаточного освещения. Минеральные удобрения лучше вносить вместе с органическими.

3. Используя нитрат-тестер «Марион-ОК2» , можно проводить полезные исследования химико-экологического характера.

4. С нитратами, разумеется, приходится считаться, но, в общем-то, они не так страшны. В большинстве случаев их содержание все же приемлемо, а когда продукт непригоден, язык всегда помогает это распознать, надо только ему доверять. Особых проблем здесь нет. Но все же бывают печальные исключения. Желательно иметь представление, что мы едим, а для этого надо научиться так или иначе оценивать качество пищи и если моя работа помог вам узнать что-то новое и полезное, то я надеюсь, что справился с целью своей работы.

Список использованной литературы

1. Болоцких А.С «Настольная книга овощевода», - Харьков. 1999г.

2. Соколов О. Нитраты - под строгий контроль. Наука и жизнь. 1988 №8.

3. Михалева М.В., Мартыненко Б.В., Изилянова Э.М. Экспресс-анализ овощей на содержание нитратов. Химия в школе. №1.2003

4. Лихолат Т.В. Снижение нитратов в продукции растениеводства. Школа и производство. 1997 №2

5. Советы огородникам: справочное пособие, - М.: изд-во «Колос». 1997г.

6. Схурихин И. М., Негаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991.

7. «Сад, огород, усадьба: Энциклопедия для начинающих» - М.: «Молодая гвардия», 1990г.

8. Краткий справочник овощевода. - М.: «Московский рабочий», 1984

Размещено на Allbest.ru