Реферат: Нитраты
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.
[sms]С овощами и фруктами в организм человека поступают до 70 - 80% нитратов. Сами по себе они не представляют опасности для здоровья, тем более что большая часть этих соединений выделяется с мочой (65 - 90% за сутки). Однако часть нитратов (5 - 7%) при избыточном их содержании в овощах, в желудочно-кишечном тракте может перейти в нитриты (соли азотистой кислоты), которые оказывают вредное воздействие на организм.
Вредное воздействие нитратов и нитритов на организм проявляется в следующем.
Во-первых, попадая в кровь, нитриты окисляют двухвалентное железо в трехвалентное. При этом образуется метгемоглобин, неспособный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье. Угроза для жизни начинает возникать тогда, когда уровень метгемоглобина в крови достигает 20% и выше. Снижается давление крови, и нарушаются функции печени. В результате чего уменьшается физическая и умственная активность человека.
Особенно чувствительны к действию нитритов и нитратов дети раннего возраста, что связано со слабым функционированием у них ферментативной системы. Именно поэтому в некоторых странах, например, в Швеции, не рекомендуется давать детям раннего возраста отдельные виды овощных растений, выращенных с применением искусственных удобрений, если даже содержание нитратов в них не превышает допустимого уровня.
К группе повышенной опасности поражения организма нитратными соединениями кроме детей относятся также лица, страдающие заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем, беременные женщины, пожилые люди, у которых и без воздействия солей азотной или азотистой кислоты наблюдается недостаточная обеспеченность кислородом органов и тканей. Чувствительность повышается в горной местности; при содержании в воздухе окислов азота, угарного газа, углекислоты. Усиливает их токсичность также прием спиртных напитков.
Во-вторых, опасность поступления нитратов и нитритов в организм в повышенных количествах связывается с их выраженным канцерогенным действием.
Косвенным подтверждением канцерогенности нитратов и нитритов остается тот факт, что у лиц с пониженной кислотностью желудочного сока более высокая частота рака желудка.
Доказано, что аскорбиновая кислота, а также витамины А и Е, являясь ингибиторами, нейтрализуют вредное действие попавших в организм нитратов и нитритов. Факт признанный, но все зависит от поступившей дозы нитратов и нитритов, ведь количества аскорбиновой кислоты в зеленых растениях, овощах и фруктах тоже лимитировано.
Решить проблему нитратов возможно за счет нормального внесения азота на основе почвенной и растительной диагностики, применения медленнодействующих удобрений и ингибиторов нитрификации, выращивания овощных растений с пониженным уровнем нитратов, сбалансированного питания растений по фосфору, калию и микроэлементам, равномерного внесения по площади, выравнивания поверхности полей (участка) и др.
Получить абсолютно безнитратный урожай овощей практически невозможно, но возможно максимально снизить в нем уровень нитратного азота. Кроме того, употреблять следует только свежеприготовленные овощные блюда. В совершенно свежих с виду, но постоявших некоторое время (пусть даже в холодильнике) салатах и других овощных блюдах нитраты преобразуются в нитриты. Поэтому не готовьте еду впрок, на несколько дней вперед.
Допустимые уровни нитратов в овощах
Разработка системы контроля посторонних веществ в сырье и готовой продукции - одна из важнейших задач, имеющих огромное значение для повышения качества продукции и главное - безопасности для здоровья людей. Решение этой весьма важной задачи возможно, в частности, путем принятия соответствующих постановлений, касающихся ограничений в содержании определенных веществ в овощной продукции.
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.
Продовольственной и сельскохозяйственной комиссией ФАО ООН установлено предельно допустимое количество (ПДК) потребления человеком нитратов в сутки - 500 мг. В странах СНГ для взрослого человека допустимая суточная доза нитратов принята равной 300 - 325 мг (среднее 312,5 мг), для детей их рассчитывают исходя из 5 мг нитратов на 1 кг массы тела.
Поскольку овощи в сыром виде употребляют относительно небольшими порциями (на порцию в качестве приправы расходуется 35 г салата, для гарнира вместе с другими продуктами - 75 г), то опасность нитратного отравления практически невелика. Токсичной является доза 700 мг нитратов для взрослого человека массой 70 кг. Для получения такой дозы человек должен съесть в один прием 1750 г тепличных огурцов, 1165 г капусты, 1750 г моркови, 777 г свеклы, 875 г редиса или 1000 г салата (по максимальному уровню). Так как эти овощи в таких количествах не употребляются, это снижает опасность нитратного отравления при включении их в рацион питания.
Регламенты допустимого содержания нитратов в продуктах питания разработаны с учетом реальных уровней нитратов, обнаруживаемых в овощах Украины, их суточной нагрузки на население, а также с учетом возможности практического достижения рекомендуемых концентраций. В ряде стран гигиенические регламенты имеют большие величины. Во всех странах ЕЭС нормативы установлены только для листовых и салатных овощей (до 3000 - 2500 мг/кг) и для детского питания, к нему требования жестче (200 мг/кг).
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) при ФАО, установила ПДК нитратов и нитритов. Суточная допустимая доза составляет 3,7 мг нитратов на 1 кг массы тела, а нитритов - 0,2 мг на кг массы тела. Это означает, что человек массой 70 кг может без опасности для своего организма потреблять до 250 мг нитратов в сутки (в пересчете на нитрат натрия до 350 мг) и нитритов до 15 мг в сутки.
Однако нитраты поступают в организм не только с овощами. Определенное количество их попадает с питьевой водой. Доказано, что влияние нитрат-ионов, содержащихся в пище, почти на четверть слабее, чем растворенных в воде. Причем в воде они в чистом виде, не в связанном, как в растениях, а именно "чистые" нитраты для организма намного опаснее. По ГОСТу в одном литре воды может содержаться до 45 мг/л нитратов. В среднем человек выпивает 2 л воды в сутки. Поэтому на долю растительных и других продуктов остается до 235 мг. Это количество распределяется на все основные виды растительных продуктов (мясные и молочные в расчете не учитываются, поскольку содержание нитратов в них незначительно).
Исследования показали: избыточное накопление нитратов отмечено в продукции защищенного грунта. Особенно много их обнаружено в тепличном салате, редисе и луке зеленом, а в отдельных случаях - и в огурцах. Это связано с выращиванием растений на богатых органикой и азотным питанием грунтах, и неблагоприятными, особенно в зимний период, условиями синтеза нитратов.
Но учитывая, что ассортимент и удельная масса потребления ранних овощей (с коротким вегетативным периодом) и овощей из защищенного грунта, сравнительно велики, регламенты для них увеличены в 2 раза. В продуктах детского питания (консервированные овощи) допустимо иметь не более 200 мг нитратов в расчете на 1 кг сырой массы (в Болгарии и Венгрии - 400 мг).
В настоящее время в Европе появляются так называемые "чистые" фермерские хозяйства. В данных хозяйствах абсолютно вся продукция выращивается в значительном удалении от каких бы то ни было возможных источников загрязнения, а также без применения не только любых видов удобрений, но и использования сельскохозяйственной техники (только ручной труд). Для защиты, например, от вредителей в таких хозяйствах применяют не химические способы, а естественных врагов и конкурентов для насекомых вредителей. Вся продукция маркируется специальным символом, который отличает ее от других на рынке продуктов питания. В основном продукция с таких хозяйств используется для детского питания, хотя продукты, полученные таким способом, являются весьма дорогостоящими, они находят своего покупателя.
Биологические особенности растений и накопление нитратов
Накопление нитратов в овощных растениях во многом определяется их биологическими особенностями - разные виды обладают неодинаковой способностью аккумулировать нитраты.
К овощам, характеризующимся способностью аккумулировать большое количество нитратов, относятся зеленые - салат кочанный, шпинат, укроп, кольраби, ревень, редис, редька и свекла столовая. Склонны к избыточному поглощению таких соединений патиссоны и тыквы. В них содержание этих веществ колеблется от 1200 до 5000 мг/кг сырой массы. Среднее положение (100 - 1000 мг/кг) занимают баклажаны, дыни, капуста, морковь, огурцы, петрушка, сельдерей, чеснок, фасоль. Сравнительно низкая концентрация нитратов (60 - 90 мг/кг) свойственна арбузам, зеленому горошку, картофелю, луку, перцам, томатам. Как правило, концентрация нитратов в овощах защищенного грунта больше в 2 раза, чем в овощах открытого грунта. По возрастанию концентрации нитратов тепличные растения располагаются в следующем порядке: томаты, огурцы, лук репчатый на зелень, капуста цветная, редис, салат кочанный, салат листовой.
В растениях, выращенных в оптимальных условиях, нитраты содержатся в низких концентрациях. При нарушении обмена в растениях их накапливается значительное количество (таблица 1).
Содержание нитратов связано также с морфологическими признаками и физиологическими особенностями отдельных органов растений: типов листьев, размеров листовых черешков и жилок, диаметром корнеплодов, длиной и диаметром плода. В различных частях растений содержится разное количество нитратов. Больше всего их в тех частях, в которых находится больше ксилемных тканей и в которых хорошо развиты вакуоли, то есть в частях, обеспечивающих транспортировку из почвы питательных веществ в другие части растения. В генеративных органах растений нитратов мало. Наибольшее количество нитратов содержится в корнях, жилках и черенках листьев, стеблях, наименьшее - в мякоти листьев и плодах. В кожице и поверхностных слоях плодов содержание нитратов значительно выше. Зная особенности накопления и распределения нитратов в различных органах овощных растений при технической или биологической спелости, можно определить степень использования их в питании человека. В капусте белокочанной нитраты распределяются неравномерно. Верхние кроющие листья кочана содержат нитратов примерно в два раза больше (150 мг на 1 кг сырой массы), чем внутренние (78 мг/кг). Поэтому перед употреблением срезают верхние листья и из кочана удаляют кочерыжку. Её можно употреблять отдельно, но в очень ограниченных количествах.
Удобрения неодинаково воздействуют на накопление нитратов в различных органах растений. Пример: с увеличением доз азота количество нитратов у капусты цветной в большей степени возрастает в стеблях, чем в головках.
Таблица 1
Минимальное и максимальное накопление нитратов в овощах
Продукты
Количество нитратов в мг/кг
максимальное
минимальное
Арбузы
38
96
Баклажаны
55
303
Зеленый горошек
4
112
Капуста белокочанная
30
1520
Кольраби
283
1540
Картофель
10
362
Лук репчатый
10
200
Морковь
115
606
Огурцы
20
359
Перцы сладкие
26
220
Ревень
300
350
Редис
70
3520
Редька
350
13320
Салат кочанный
63
6690
Свекла столовая
306
8969
Сельдерей
226
2860
Томаты
9
136
Тыквы
200
3250
Укроп
310
3250
Фасоль, стручки
44
970
Шпинат
62
6900
Щавель
663
3000
В картофеле низкий уровень нитратов отмечен в мякоти клубня (51,5 мг), тогда как в кожице и сердцевине их содержится в 1,1 - 1,3 раза больше. Чтобы снизить количество нитратов в загрязненных клубнях, их моют, очищают, а затем на сутки 1% оставляют в растворе поваренной соли или аскорбиновой кислоты. В плодах перца сладкого красного количество нитратов невысокое, лишь в плодоножке оно повышается. Поэтому перед употреблением у плодов срезают верхнюю часть, примыкающую к плодоножке. Подобное распределение нитратов характерно и для плодов баклажана.
Овощные растения семейства тыквенные (огурец, кабачок, патиссон, тыква, арбуз, дыня) характеризуются повышенной способностью к накоплению нитратов в плодах. Однако распределяются они неравномерно. В огурцах количество нитратов возрастает от верхушки плода к его основанию (от 61 до 147 мг), в поверхностном слое значительно больше (255 мг), чем во внутренней части плода (40 мг). Если сорвать огурцы с грядки, то в жидкости, вытекающей из плодоножки, может находиться до 90% нитратов от общего их количества в соке. Чтобы уменьшить количество нитратов в огурцах, их лучше всего перед употреблением тщательно помыть, очистить от кожицы и отрезать плодоножку.
Содержание нитратов в плодах кабачка уменьшается от плодоножки (170,1 мг) к верхушке (92,0 мг), у патиссона - от поверхностного слоя (115,3 мг) к сердцевине (28 мг). Семенная часть плодов кабачка и патиссона характеризуется более низким содержанием нитратов по сравнению с мякотью или поверхностным слоем. У кабачков перед употреблением следует срезать кожицу, а у патиссонов - верхнюю часть, примыкающую к плодоножке. У арбузов и дынь весь вред - в корке и в примыкающих к ней недостаточно зрелых частях. У лука порея самая "богатая" нитратами часть - утолщенный нижний отрезок стебля (ложная луковица).
В свекле, редьке, репе, редисе транспортными артериями для питательных веществ из почвы являются сами корнеплоды, и поэтому нитратов в них в 5 - 10 раз больше, чем в моркови. В нижней части корнеплодов, где расположены мелкие всасывающие корешки содержание нитратов всегда выше (520 - 833 мг), чем в верхней и средней части. В середине корнеплодов моркови уровень нитратов выше (107 мг), чем в коре (47 мг), и снижается в направлении от кончика корня к верхушке. Высоким он остается и в верхней части корнеплода редьки (204 мг) и редиса (325 мг). Свекла столовая отличается повышенной способностью накопления нитратов. У нее основное количество их содержится в верхней части (431 мг) и кончике (520 мг) корнеплода. Причем в сердцевине в 2 раза больше по сравнению с поверхностным слоем и остальной частью массы. В пучковой продукции свеклы черешки содержат больше нитратов, чем листья. Чтобы снизить потребление нитратов, следует использовать овощи с меньшим содержанием вредных веществ или же удалять ту часть растения (корнеплода, плода), которая содержит их в большом количестве. У редиса отрезают хвостик, у свеклы столовой - верхнюю и нижнюю часть корнеплода. Кроме того, перед тем как положить в борщ, свеклу бланшируют в малом количестве воды 5 -10 минут. Воду после бланширования не используют. Таким образом опасность сократится на треть. У моркови, с большим загрязнением нитратами, выбрасывают сердцевину и счищают кожицу. Однако такой способ неэкономен, большая часть овощей с наиболее ценными питательными веществами (витамины, минеральные соли) уходит в отходы.
В зелёных овощах большая часть нитратов (163 - 833 мг) находится в стеблях и черешках листьев, меньше их в жилках листа, а минимальное количество - в листовых пластинках. В стебли и черешки листа поступает из почвы основное количество солей азота (табл. 2). В корне шпината, кориандра, укропа содержится от 74 до 384 мг/кг, а в листьях - 14 - 231 мг. В листовых пластинках шпината обнаружено в три раза меньше нитратов, чем в стебле, а кориандра и укропа - примерно в 5 - 12 раз. Высший уровень нитратов отмечен в корнях укропа.
Таблица 2
Содержание нитратов в органах зелёных растений (мг/кг)
Орган
Шпинат
Кориандр
Укроп
Корень
74
90
384
Стебель
833
163
487
Черешок листа
814
165
441
Лист
213
14
95
Во внешних листьях салата кочанного и кресс-салата нитратов в 4,2 раза больше, чем во внутренних. Много их находится и в жилках внешних листьев.
Уменьшить потребление нитратов (в среднем на 15 - 20 %) возможно, если употреблять в пищу листья с небольшим нежным стеблем петрушки, сельдерея, укропа, щавеля. В связи с этим при уборке зелени следует применять высокий срез над зеленой массой, оставляя на грядке черешки листьев и стебли. При производстве детского питания учитывают различное содержание нитратов в отдельных частях растений (пример: черешки и листья шпината, внешние и внутренние слои моркови). Для этих целей используют только экологически безопасные виды и части растений.
Установлена зависимость содержания нитратов от размера продуктового органа овощей. Исследования профессора А. С. Болотских показывают, что содержание в плодах огурца нитратного азота зависит не только от сортовых особенностей, но и от размера. Наименьшее количество нитратов - (56 - 140 мг/кг) имеют плоды длиной 7,1 - 12 см и больше. Мелкие плоды (пикули и корнишоны) содержали примерно в 2 раза больше нитратов (от 61 до 249 мг).
Содержание в плодах огурца нитратов в зависимости от сортового состав и длины плода (мг/кг сырой массы)
Таблица 3
Зависимость содержания нитратов от длины плода огурца
Сорт
Длина плода, см
3 - 5
5,1 - 7
7,1 - 9
9,1 - 12
12,1 - 14
"Харьковский"
249
111
111
56
39
"Кустовой"
187
61
45
67
44
"Витязь"
125
99
140
111
71
"Непсинский-12"
249
176
140
79
70
Таким образом, накопление нитратов в целом растения и в отдельных частях его происходит крайне неравномерно. Одна из причин этого - неодинаковая активность нитратредуктазы, то есть фермента, участвующего в ассимиляции нитратов. Характер распределения нитратов определяется биологической особенностью растений и строением органа.
Кулинарная обработка
Наиболее действенный способ нейтрализации нитратов - кулинарная обработка продуктов. Обработка овощей в домашних условиях (варка, тушение, жаренье), способствует снижению содержания нитратов в продуктах. Технология приготовления овощных продуктов оказывает существенное влияние на количество нитратов. При необходимой очистке, вымачивании и варке овощей теряется от 20 до 40% вредных солей. Однако следует иметь в виду, что при интенсивной мойке овощей, их варке или бланшировании, в жидкую фазу переходят не только нитраты, но и ценные питательные вещества - витамины и микроэлементы, некоторые сахара и прочее.
Мойка и очистка овощей снижает содержание нитратов на 10 - 15%, а после очистки клубней - на 43 - 66%. Если нет уверенности, что овощи прошли санитарный контроль на выявление нитратов, необходимо капусту, картофель, свеклу отварить. При варке содержание вредных соединений существенно снижается. Овощи не варят впрок, а специи и соль добавить в конце варки. Можно овощи бланшировать, с помощью этого способа в капусте можно уменьшить концентрацию нитратов на 10 - 86%.
Для приготовления овощей лучше использовать эмалированную посуду. При жарке картофеля количество нитратов уменьшается на 15%, а во фритюре - на 40%.
Хранение и переработка овощей
На концентрацию нитратов влияют сроки хранения. Исследования показали, что после 6-месячного хранения их количество в корнеплодах снижается в 1,5 - 2 раза. Нитраты почти не обнаруживаются в овощах, хранящихся на зиму. В отдельных случаях исключено даже некоторое повышение уровня нитратов в процессе хранения моркови, которая выращивалась на переудобренных азотом участках.
При хранении картофеля концентрация нитратов резко убывает. Так, если во время уборки (сентябрь) клубни могут содержать 227 мг/кг нитратов и более, то в январе и мае следующего года - 150 и 120 мг/кг соответственно.
Содержание нитратов в проращенных корнеплодах всегда ниже, чем в не проращенных, так как на образование листьев расходуется неорганический азот. При зачистке капусты после хранения следует оставлять наружную кочерыжку, наиболее богатую свободными нитратами, длиной не более 1 см.
Овощи нельзя хранить при повышенной температуре, особенно размороженные. Установлено, что чем выше температура хранения и чем больше концентрация нитратов, тем интенсивнее протекает процесс их восстановления, и больше образуется нитритов.
Содержание нитратов снижается, если перед реализацией в течение 6 - 8 суток выдержать корнеплоды при повышенной температуре.
При хранении овощей в открытых емкостях происходит более интенсивное развитие микроорганизмов, а в результате этого повышается уровень нитратов. В растительных продуктах нитраты находятся в растворимом состоянии внутри клетки и в межклеточном пространстве, благодаря чему они сравнительно легко могут быть удалены из растительных тканей при переработке. Даже обычное вымачивание овощей приводит к снижению остаточных нитратов. Нельзя хранить овощи в луженой посуде, так как под действием олова нитраты восстанавливаются до нитритов, которые более опасны для здоровья.
В заключение можно сказать, что при использовании даже небольшой части данных рекомендаций можно в значительном объеме обезопасить себя и своих близких от последствий воздействия данных опасных соединений на организм. [/sms]
