Воздействие нитратов на организм человека

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Лицей №22 города Белово»

Воздействие нитратов на организм человека

Исследовательская работа

Выполнила: Коровина Светлана Павловна

учитель технологии

2019

Содержание

1. Овощи и фрукты как основа правильного питания……….…………….3

2. Воздействие нитратов на организм человека……………………..……..4

3. Практическая часть...……………………………………………………. 11

3.1Методы определения нитратов и нитритов..…………………………11

4. Заключение...........………………………………………………................18

5. Литература....................................................................................................19

6. Приложение………………………………………………………………..20

Овощи и фрукты как основа правильного питания

От количества пищи и ее качества зависят наши работоспособность, жизнерадостность и долголетие.

Всем известно, что пища обеспечивает наш организм не только необходимым строительным материалом, но и энергией. В идеале надо есть ту пищу, чтобы она позволяла обеспечить нормальную жизнедеятельность организма.

Овощам и фруктам необходимо уделять особое внимание в питании школьников. Их даже называют «защитными» продуктами, так как часто они являются единственными источниками многих исключительно важных для организма веществ, которые не содержатся в других продуктах. Они обеспечивают потребность организма в водорастворимых витаминах и минеральных солях. Это источник необходимых организму органических кислот, сахаров, клетчатки.

Овощи и фрукты содержат особое вещество, так называемую тартроновую кислоту, которая тормозит превращение углеводов в жир, а также ряд важных для лечебного питания веществ – фитонциды, ферменты, дубильные, пектиновые вещества и др.

Установлено, что при употреблении овощей повышается усвоение белков пищи. Это происходит потому, что усиленное жевание, которое требуется при потреблении овощей и фруктов, особенно сырых, способствует усиленному отделению желчи и лучшему усвоению пищи.

Минеральный состав овощей и фруктов отличается значительным содержанием калия и незначительным – натрия, что благотворно действует на работу сердечно – сосудистой системы. Соли магния, пектиновые вещества и клетчатка способствуют нормальному функционированию кишечника.

Ассортимент овощей и фруктов должен быть разнообразным, только в этом случае недостающие витамины и минеральные соли одних продуктов могут быть компенсированы другими.

Воздействие нитратов на организм человека

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой. В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных:

1. Нитратыпод воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём 2-х валентное железо в 3-х валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.

Особенноопасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа несовершенна и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идёт медленно.

Нитраты способствуют развитию патогенной кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт токсикация (отравление организма). Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:

- синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;

- тошнота, рвота, боли в животе;

- понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз;

- головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;

- одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;

- при выраженном отравлении – смерть.

Нитратыснижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.

Убеременных женщин возникают выкидыши.

Придлительном поступлении нитратов в организм человека (даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.

Нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.

Нитратыспособны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление.

Однако следует знать, что вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

Пища должна быть не только полезной, но и качественной, «здоровой».

В последние годы из-за применения интенсивных технологий возделывания растений, предусматривающих использование удобрений, накопление нитратов в продукции становится избыточным. Они в организме человека, особенно ослабленном недостатком витаминов или каким-либо заболеванием, окисляются до нитритов и взаимодействуют с гемоглобином – белком, содержащимся в эритроцитах. Он при этом теряет свою красную окраску, приобретая темно-коричневую. В результате развивается болезнь метгемоглобинея. Она проявляется в появлении потемнения кожи, снижении кровяного давления, легочной и сердечной недостаточности.

Нитраты нарушают активность ферментов пищеварительного тракта, деятельность щитовидной железы, повреждают печень, приводят к образованию опухолей, вызывают аномалии при развитии плода.

Во многих продуктах в той или иной степени содержатся нитраты. Когда они в избытке, то представляют собой серьезную опасность для людей. Международная организация здравоохранения (ВОЗ) определила их предельно допустимую концентрацию (ПДК) в количестве 5мг в сутки на 1кг массы человека. Конкретно для овощей Министерством здравоохранения приняты ПДК, которые приведены в приложении ( см. таблицу 2).

И так, что же такое НИТРАТЫ? Это соли азотной кислоты(селитры), которые существовали на Земле задолго до появления человека и без которых, вообще – то невозможна сама жизнь. Суть проблемы не в них, а в том, когда мы сталкиваемся с их избытком в продуктах питания. А это возможно. Растения обладают способностью поглощать из насыщенной удобрениями почвы в несколько раз больше соединений азота, чем требуется для их развития. В итоге лишь часть нитратов синтезируется в необходимый нам белок, а остальные поступают на стол в «чистом виде» - в плодах и корнях, в стеблях и листьях. Одни нитраты беспрепятственно выводятся, другие вступают в безвредные или даже полезные для нас химические соединения, третьи, восстанавливаются, превращаются в соли азотистой кислоты – нитриты. Вот они то и представляют наибольшую опасность. Именно нитриты реагируют с гемоглобином крови, лишая красные кровяные тельца возможности питать кислородом клетки тела. В результате нарушается обмен веществ, страдает центральная нервная система, снижается способность организма противостоять болезням.

Где же выход? Как спасти детей и взрослых от поражения нитратами? Мы провели исследование и определили, что 73% опрошенных постоянно употребляют овощи в вареном, тушеном, жареном и свежем виде, а 26% - редко, или иногда.

Над этой проблемой работают ученые многих институтов мира. Они пришли к выводу, что одним из возможных способов предохранения организма человека от поражения нитрозосоединениями является употребление экологически чистой овощной продукции. Это объясняется тем, что реакция нитрозирования при взаимодействии нитритов со вторичными аминами подавляется – аскорбиновой кислотой, токоферолом(витамином Е), таннином, пектиновыми веществами, полифенолами, содержащимися в значительных количествах в овощах. Есть данные, что аскорбиновая кислота подавляет образование и метгемоглобина. В овощах присутствует высокое содержание клетчатки, которая подавляет всасывание нитратов в кровь, поглощает их и выводит из организма.

Особенно большое значение имеет обеспечение экологически чистыми овощами детей и подростков, так как их употребление повышает сопротивляемость детского организма к инфекциям, ускоряет выздоровление, повышает работоспособность, внимание, улучшает зрение и общий тонус.

По данным, проведенным в ходе анкетирования, мы выяснили, что 93% из числа опрошенных занимаются выращиванием овощей, фруктов и ягод у себя на приусадебном участке. И поэтому очень важно знать, как получить экологически чистую овощную продукцию, содержащую минимальное количество нитратов.

Рациональные способы выращивания растений

позволяющие снизить уровень нитратов в продукции

- Выращивание на открытых солнечных местах.

- В закрытом грунте содержание нитратов намного выше, чем в открытом.

- Внесение удобрений в рядки, а не вразброс.

- Уменьшение глубины обработки почвы с 15-17 до 8-10 см.

- Заделка в почву резаной соломы.

- Полностью отказаться от минеральных удобрений, использовать только органику – навоз, компост.

- Предпосевная обработка семян микроэлементами: молибденом, кобальтом, марганцем. Это снижает уровень нитратов, например в капусте, в 1,5-2 раза. При этом семена намачивают в растворах 0,005% -ной концентрации в течение 5-6 ч, подсушивают и высевают.

- Сбор овощей в период физиологической зрелости.

Например, в ранней моркови и крупных перезрелых корнеплодах содержание нитратов в два раза выше, чем в корнеплодах средних размеров. Ранняя овощная продукция содержит больше нитратов, чем последующая.

Ну а для тех, кто покупает овощи, в магазине или на рынке, остается следовать советам биологов и медиков и более тщательно обрабатывать овощи перед тем, как подать на стол .

Разные растения обладают различной способностью накапливать нитраты. Например, к избыточному содержанию нитратов склонны свекла, капуста, салат, петрушка, сельдерей, кинза, укроп и т.д. По заключению Всемирной организации здравоохранения, безопасным для человека можно считать ежесуточное употребление вместе с водой и пищей 5мг нитратов на килограмм веса тела, то есть примерно 350 мг. А как сообщают из лаборатории токсикологии Института питания АМН, большинство из нас никогда не достигает установленной нормы. Такие данные необходимо знать всем. Интересно будет узнать, в каких частях растения особенно много вредных веществ, как самостоятельно снизить содержание нитратов в приготовляемых ими блюдах (приложение, таб.2) .

Так, например, в картофеле нитратов содержится больше всего в мелких и крупных клубнях. Они накапливаются в кожуре. Картофель необходимо тщательно чистить, причем особое внимание надо уделять области глазков: там скапливается больше всего нитратов. Поэтому сейчас не рекомендуют отваривать картофель в «мундире». Чтобы вывести нитраты, клубни нужно залить однопроцентным раствором поваренной соли или аскорбиновой кислоты( то есть развести в отношении 1:100). Если варите картофель сразу без вымачивания, то воду из – под нее уже ни для чего не используйте. После отваривания картофеля в кожуре уничтожается только около 40% нитратов. Целый или разрезанный на две части очищенный картофель теряет уже около 60%, а разрезанный на 5-6 частей – до 75-80 %. Если к тому же приготовить потом из него оладьи, то остаток нитратов будет мизерным.

В капусте нитраты сосредотачиваются в кочерыжке и верхних листьях, а также в мясистых частях, расположенных близко к центру.

В моркови нитраты прячутся в сердцевине, ее легко можно отделять от основной мякоти. В средних по размеру морковинах нитратов, как правило, меньше, чем в мелких и крупных.

У патиссонов и сладкого перца надо срезать верхушку с плодоножкой.

У кабачков и огурцов необходимо счищать кожицу и отрезать хвостик.

Свекла больше всех остальных корнеплодов накапливает нитраты. Поэтому непременно срезайте верхнюю и нижнюю части корнеплода. Для борща свеклу нужно мелко порезать и в течение 5-10 минут проварить в небольшом количестве воды, эту воду никуда не использовать. У свеклы, если ее неправильно варить может произойти образование нитритов, а это очень вредное соединение. Когда сваренные корнеплоды свеклы оставляют в теплом месте для медленного остывания, то накопление нитритов происходит в течение 5-12 часов под влиянием биохимических процессов, в которых участвуют денитрифицирующие бактерии, они быстро развиваются при благоприятной температуре и переводят нитраты в нитриты. Это и может вызвать отравление организма.

Редис содержит меньше нитратов. У него срезают верхушку и хвостик.

Многие хозяйки не могут представить салат без зелени, а есть любители, которые употребляют ее как – гарнир к холодным и горячим блюдам. Проводились опытные исследования, которые показали содержание нитратов в различных частях растения (в процентах к максимуму)

Как видим, у зеленых овощей (не только у этих, но и у салата, щавеля, петрушки, сельдерея, кинзы) наибольшее количество азотных соединений содержится в сокопроводящих частях – стеблях и черешках листьев. Необходимо помнить об этом. Перед едой советуем подержать их, а также лук – перо хотя бы час в воде – при этом уходит до 20% нитратов.

Меньше всего накапливают азотные соединения – помидоры (60-80 мг/кг.) Их лучше употреблять в пищу в зрелом виде. В созревших овощах и фруктах меньше нитратов, чем в сорванных раньше срока.

По экспериментальным данным, в заквашенной капусте в первые три дня из нитратов активно образуются нитриты, но уже с 4- го дня их количество начинает снижаться, а после 8-го они не определяются вовсе.

Несколько слов о фруктах. Ешьте их в свежем виде, а не в пюре или соках. Кожицу с яблок и груш лучше счищать. Употребляйте в пищу полностью созревшие фрукты и ягоды.

В сухофруктах и любых плодах, кулинарная обработка которых связана с сушением или упариванием, количество соединений азота на килограмм веса, иногда возрастает до угрожающих размеров.

В овощах и фруктах содержатся витамины, танины, фенолы, хлорогеновая кислота и другие вещества. Они способны нейтрализовать действие нитратов. Во время кулинарной обработки уничтожаются и они. Поэтому варите овощи в эмалированных кастрюлях с плотно пригнанными крышками, которые предотвращают доступ воздуха. Так как в воздухе есть кислород, то он будет действовать разрушительно на витамин С, который необходим нашему организму. Реже открывайте кастрюлю, где варится еда. Опытные кулинары держат в памяти время готовности каждого овоща. Крышку у кастрюли лучше иметь непрозрачную, чтобы овощи варились в темноте. Свет способствует разложению некоторых питательных веществ, в том числе и витамина А.

Как же помочь организму выводить нитраты? Полностью не удастся, но частично можно. Свежезаваренный чай и аскорбиновая кислота «связывают» селитры и выводят их из организма.

Практическая часть

Методы определения нитратов и нитритов

1.Качественная проба. Обнаружение нитратов и нитритов может быть произведено несколькими качественными реакциями.

Реактивы:

1. Концентрированная серная кислота (не содержащая N2О5)

Дифениламин

Реактив Грисса

Бруцин(С23Н26N2O4)

Проба с дефениламином

В пробирку или фарфоровую чашечку вливают 10-15 капель концентрированной серной кислоты и опускают кристаллик дифениламина, растирают стеклянной палочкой или смачивают путем встряхивания, вносят 1 - 2 капли испытуемого раствора. При наличии в исследуемом растворе нитратов и нитритов жидкость окрашивается в синий или темно- синий цвет.

Проба с реактивом Грисса

К 1 мл фильтрата испытуемого раствора добавляют 1 мл реактива Грисса. При положительной реакции на нитраты исследуемый раствор окрашивается в розовый или красный цвет.

Дифференциальная проба с дифениламином

В колбу помещают 10-15 г содержимого раствора (сок свежего овоща), добавляют несколько капель (3-5) серной кислоты и закрывают колбу часовым стеклом с висячей каплей из 1%-ого раствора дифениламина в серной кислоте. При наличии нитритов выделившиеся окислы азота окрашивают висячую каплю в синий цвет. Нитраты в этом случае не мешают реакции. Продолжительность реакции 30 минут.

Реакция с бруцином

В фарфоровую чашечку помещают 1 мл исследуемого фильтрата, добавляют 2 мл концентрированной серной кислоты, охлаждают и прибавляют кристаллик бруцина. При наличии нитратов жидкость окрашивается в розовый, а затем в желтый цвет.

Лабораторная работа: Определение нитратов в свекле

Несколько кристаллов дифениламина наносят на поверхность свежего разреза свеклы и смачивают их несколькими каплями концентрированной серной кислоты. Интенсивное синее окрашивание поверхности разреза свеклы указывает на наличие большого количества нитратов, розовое - на небольшое их и отсутствие - на незначительное.

Количественное определение

1. Определение нитритов по методу Грисса

Метод Грисса основан на способности раствора альфа- нафтиламина и сульфаниловой кислоты в растворе уксусной кислоты в присутствии нитритов давать красное окрашивание. Происходит реакция диазотирования с образование диазосоединения:

NH2 (CH3COOH) N2 (CH3COO )

/ |

C6H4 + HNO2 → C6H4 + 2H2O + H

\ |

SO3H SO3H

Которое в свою очередь реагирует с альфа - нафтиламином, окрашивая раствор в красный цвет:

N2 (CH3 COO) N2 C10 H6 NH2

/ |

C6 H4 + C10 H7 N H2 → C6 H4 + CH3 COO

\ |

SO3H SO3H

Метод Грисса удобен для определения очень малых количеств азотистой кислоты. Этим методом можно определить 0,00001 мгHNO2 в 1л. воды.

Реактивы:

1. Основной стандартный раствор нитрита натрия (NaNO2) - 0,15г

химически чистого нитрита натрия помещают в мерную колбу емкостью 1л, растворяют дистиллированной водой, объем доводят до метки. 25мл. полученного раствора переносят в мерную колбу емкостью 500мл. и разбавляют дистиллированной водой до метки. 1мл этого раствора содержит 0,0075мг нитрита натрия.

2.Реактив Грисса или 5% водный раствор из готового сухого реактива Грисса.

Нитриты в исследуемом материале определяются следующим образом. В химический стаканчик помещают 10г тщательно измельченного исследуемого объекта, добавляют 100мл дистиллированной воды и настаивают 40 минут при частом взбалтывании или помешивании стеклянной палочкой через каждые 10 минут. Во время настаивания стакан должен быть прикрыт часовым стеклом. После настаивания раствор фильтруют через фильтр.

Из полученного фильтра берут 5 мл и 15 мл вытяжки в две мерные колбы емкостью по 100мл и доводят водой приблизительно до 80 мл. Одновременно готовят стандартный раствор нитрита натрия, для чего в мерную колбу емкостью 100 мл вливают 15 мл основного стандартного раствора (реактив №1) и разбавляют дистиллированной водой приблизительно до 80 мл. Затем в колбы с испытуемым и стандартным растворами приливают по 15 мл реактива Грисса и доводят содержимое колб дистиллированной водой до метки.

Содержимое колб смешивают и оставляют на 15минут. Через 15минут помещают в цилиндры Генера и сравнивают интенсивность окраски стандартного раствора с окраской испытуемого раствора.

Содержание нитрита натрия (в мг %.) вычисляют по формуле:

Х=0, 1125h x 100 x 100 x 100

100 x H x A x b

Где: h - высота столба стандартного раствора;

Н - высота испытуемого раствора;

A - количество испытуемого раствора (в мл)

b - навеска;

0,1125- постоянный коэффициент (0,0075х 15= 0,1125).

Лабораторная работа: Проведение экспресс - контроля качества свежих овощей по критерию концентрации нитратов.

Цель:Исследование свежих и вареных овощей, выращенных на приусадебных участках на концентрацию нитратов при помощи определителя качества плодоовощной продукции « Морион ОК 2».

Оборудование: определитель качества «Морион ОК 2», овощи сырые и вареные, спирт, вата.

Последовательность выполняемой работы

Подготовить овощи к работе (помыть и протереть).

Настроить прибор для определения показаний.

Снять показания прибора и заполнить таблицу.

Заполнить таблицу и сделать выводы.

Формула определения абсолютного содержания нитратов в овощах.

С= Н х LIMIT мг/ кг.

100

Где: Н - показатель измерителя в % ;

LIMIT - уровень ПДК нитратов в измеряемом продукте.

Пример: картофель Н=50, Liмit = 250

C= 50х250 = 125 мг

100