Выявление количественного содержания нитратов в сырых овощах

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

Учреждение образования  «Брестский государственный университет им. А.С. Пушкина»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Научно-исследовательская работа по теме:

 

«Выявление количественного содержания нитратов в сырых овощах»

 

 

 

 

 

 

 

 

  Выполнила:

Студентка 5 курса

 Биологического факультета

Специальности «Биология.Химия»

Карпович Юлия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                Брест, 2014

 

                                   Содержание

 
Введение……………………………………………………………………………3 
 
Роль азота и его соединений……………………………………………………4 
 
Накопление нитратов в растениях……………………………………………….5 
 
Практическое исследование. Обнаружение нитратов в продуктах питания…….7 
 
Влияние нитратов на организм человека…………………………………………..8 
 
Рекомендации по снижению количества нитратов в продуктах питания………..9 
 
Используемая литература………………………………………………………………...…………11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель исследования: определить наличие нитратов в сырых овощах и предложить меры по предотвращению отравления нитратами.

 

            Задачи исследования:

 

• Изучить по литературным источникам аспекты влияния нитратов на растения и организм человека.
• Выявить экологическую ценность продуктов питания и по содержанию в них нитратов.
• Выяснить способности самоочищения организма человека от нитритов.
• Определить условия, способствующие уменьшению нитратов в продуктах питания.

 

            Объект исследования: продукты питания растительного происхождения.

 

Предмет исследования: содержание нитратов в продуктах питания растительного происхождения и в организме человека.

 

Оборудование:  набор разновесов, весы, пробирки с этикетками для стандартных растворов, мерные цилиндры, пипетки, мелкая тёрка, марля, сырые овощи, раствор дифиниламина в концентрированной серной кислоте, дистилированния вода, сухой нитрат калия.

 

 

Гипотеза.

Повышенное содержание нитратов в продуктах растительного происхождения, возможно, если:

 

1. не соблюдать оптимальные дозы внесения азотных удобрений;

 

2. территории водозабора загрязнены органическими отходами;

 

 

 

 

 

 

 

1. Роль азота и его соединений

 

 

Азот- это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений и животных, т.к. он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Растение получает азот из почвы в виде солей. 
 
       Метаболизм азота в растениях – это сложный процесс: 
 
HNO3 HNO2 (HNO)2 NH2OH + NH3 
 
       Нитраты восстанавливаются до нитритов. 
    
     При несоблюдении норм внесения азотных удобрений в почву накапливается большое количество нитратов. Выше допустимых норм они при этом содержатся не только в почве, но и в воде, в растениях- как продовольственных, так и кормовых. Сами нитраты не отличаются высокой токсичностью. Но под действием микрофлоры кишечника идёт элементарный химический процесс – восстановление их в нитриты – соли азотистой кислоты. А это уже принципиально иное дело, поскольку нитриты во много раз токсичнее – особенно для детей и пожилых людей, для больных дизбактериозом кишечника, а ещё для страдающих заболеваниями дыхательной и сердечно – сосудистой систем. И вот почему. Нитриты, взаимодействуя с гемоглобином крови, переводят его двухвалентное железо в трёхвалентное, свойственное метагемоглобину, лишая его способности транспортировать кислород и мешая тем самым нормальному тканевому дыханию. И ещё одно обстоятельство: избыточные нитриты в организме участвуют в образовании более сложных соединений – нитрозоаминов, которые считаются канцерогенными. 
 
   Высокие дозы азотных удобрений, особенно не сбалансированными с другими удобрениями или внесённых в конце вегетации, когда растение уже не успевает «переварить» избыточную пищу, далеко не исчерпывают причины высоких концентраций нитратов в овощах. На их содержание влияют характер почв, погодные условия, густота посевов и многое другое. 

 

 

 

                       2. Накопление нитратов в растениях.

 
         Различные растения в силу своих биологических особенностей обладают разной способностью к накоплению нитратов: из овощей несомненные лидеры – зеленные культуры (укроп, салат, петрушка и т. д.), за ними идёт свёкла, дальше с существенным отставанием – капуста и морковь. У картофеля, занимающего в нашем рационе особое место, к счастью, менее развита склонность к такому накопительству. 
 
     Нитраты распределяются в разных овощах неравномерно, концентрируясь в определённых зонах. Например, капуста накапливает нитраты в кочерыжке и верхних листьях, огурцы и патиссоны – в кожуре, кабачки, свёкла, морковь – в нижней части плода, картофель в середине. Специалисты рекомендуют удалять нитратные «зоны», а картофель предварительно вымачивать. 
 
   Чтобы оценить пригодность овощей в пищу, потребовались ориентиры. Большой группой специалистов созданы нормативы, утверждённые Минздравом России. Вот эти цифры: допустимое содержание нитратов (в мг/ кг по нитрат – иону) в картофеле – 80, капусте белокочанной – 300, моркови – 300, томатах – 60, луке репчатом – 60, в огурцах – 150, в арбузах – 45, дынях – 45, свёкле – 140. Для ранних овощей и выращенных в защищённом грунте эти нормативные цифры увеличиваются вдвое. При повышении норматива до двухкратного овощи используют в условиях рассредоточения, т. е. в составе многокомпонентных блюд вроде салатов. Или после отваривания: в отвар переходит до 50% исходного количества нитратов и более, особенно, если овощи перед варкой были нарезаны. Сочетание этих способов – рассредоточение и варка – вполне приемлемо и даже полезно использовать в домашних условиях. 
 
     Как избавится от нитратов в продуктах? Нитраты хорошо растворяются. Именно поэтому овощи следует варить. В отвар уйдёт большая часть вредных соединений. При варке картофеля и моркови в воде окажется до 60, у свеклы до 40, а у капусты до 70% нитратов, содержащихся в этих продуктах. Кроме того, необходимо помнить, что корни и стебли более «богаты» нитратами, поэтому их лучше срезать или же варить дольше чем обычно и тоже в большой воде. 
 
       3. Экспериментальные исследования продуктов питания растительного происхождения на наличие нитратов.

 

                                                     Ход работы.

 
1. Готовим стандартные растворы по известным значениям ПДК нитрат – анионов в сырых овощах ( картофель - 80 мг/кг, огурцы – 150 мг/кг, морковь – 300 мг/кг), используя нитрат калия. Реактивом на нитрат – анион служит раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, дающий синее окрашивание разной интенсивности.

 
2. Из приготовленных растворов отбираем наиболее интенсивно окрашенные и проводим исследование тех продуктов, ПДК нитрат – анионов которых соответствует отобранным растворам.

 Для  этого сок каждого растения  наливаем в пробирки и проводим реакцию с дифиниламином, сравнивая окраску раствора со  
стандартным раствором для данного продукта. По разнице окраски можно судить о превышении ПДК. Можно определить приблизительное значение концентрации нитратов в данном продукте, сравнивая окраску с другими стандартными растворами.

 
Используя полученные данные, рассчитываем массу нитратов, съеденных с продуктами одним человеком. Результаты заносим в таблицу:

 

Название продукта	Значение  концентрации  NO3- , мг/кг	m продукта  съеденного  семьёй, кг	m (NO3-),  съеденного  всей  семьёй с продуктами	Число членов семьи, съевших продукт, h	m (NO3-), съеденного с\  продуктами  одним членом семьи
Картофель	100	1,5	60	4	15
Огурцы	250	0,5	0,5	4	0,125
Морковь	350	0,3	42	4	10,5

 

 

Итого: один член семьи съел нитрат – анионов 15+0,125+10,5= 25,625 мг 
 
Вывод: С пищей человек потребляет огромное количество нитратов. 

3. Рекомендации по уменьшению  нитратов в продукции растительного  происхождения 

и в организме человека.

 
1. Термическая обработка снижает количество нитратов в овощах на 60-80%.

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

 
2. Вымачивание овощей способствует выведению нитратов: 

 
в капусте на 58%; в свёкле на 20%; в картофеле на 40%. 
 
3.Овощи следует очищать от кожуры.

 
У огурцов, свёклы, редьки необходимо срезать оба конца.  
Хранить овощи нужно в холодильнике.

 
4.  Маринад консервированных овощей не рекомендуется употреблять в пищу – в нём содержится до 70% нитратов.

 
5. Зелень – петрушку, укроп, салат и другое – необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2-3ч почти полностью перерабатываются. 

 
6. Естественные нейтрализаторы нитратов – это черная и красная смородина, другие ягоды и фрукты, зелёный чай.

 
7. Салаты следует готовить непосредственно перед употреблением и сразу съедать, не оставляя на потом.(8:91)

 
8. Чтобы оградить себя от влияния нитратной пищи, необходима физическая активность, не следует переедать даже самые полезные овощи. 

 
 

                            Используемая литература:

1. Боговский П.А., «Азотные удобрения и проблемы рака», Орел, «Вестник», 1980.
2. Борисов В.А., «Экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде», Москва, «Просвещение», 1990.
3. Габович Р.Д. Припутина Л.С., «Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ.», Новосибирск, «Синяя птица», 1990.
4. Э. Гроссе, Х. Вайсмантель, «Химия для любознательных», Ленинград, «Химия», 1979
5. Зарубин Г.П. Дмитриев М.Т. Приходько Е.И. Мищихина В.А. «Гигиеническая оценка нитратов в пищевых продуктах.» «Гигиена и санитария.», Мурманск, «Дракон», 1990.
6. В.И. Крицман, «Книга для чтения для неорганической химии», Москва, Просвещение. 1984
7. Ж.И. Хата, «Здоровье человека в современной экологической обстановке», Москва, «Грант», 2001