Нитраты, природа и человек - Экология - Скачать бесплатно
Введение
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.
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 и
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 75г ), 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 учитывается,
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 6 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 кочерыгу. 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.
| |Количество нитратов в мг/кг |
|Продукты | |
| |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% раствором 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 сократиться на треть. У моркови, с большим загрязнением
нитратами, выбрасывают сердцевину и счищают кожицу. Однако такой способ
неэкономен6 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 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.
| |Длина плода, см |
|Сорт | |
| |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 а
ассимиляции нитратов. Характер распределения нитратов определяется
биологической особенностью растений и строением органа.
Корнеплоды моркови диаметром 1,3 – 1,6 см содержат в 1,4 раза больше
нитратов, чем корнеплоды диаметром 2,5 – 3,0 см.
Сорта, имеющие выраженные морфологические различия, накапливают разное
количество нитратов. Фактор неустойчивого содержания их следует учитывать
при селекции и подборе выращиваемых сортов. Возможно подобрать сорта и
гибриды овощных растений, которые генетически не могут накапливать большое
количество нитратов в продуктовых органах. Влияние сорта растения на
содержание нитратов обусловлено рядом факторов. Одним из них является
морфологическая особенность растений того или иного сорта. Способность
растений аккумулировать азот может быть также связана с активностью
фермента нитратредуктазы, которая обусловлена генетической особенностью
сорта. При выращивании в одних и тех же условиях содержание нитратов в
отдельных сортах варьирует от 200 до 500 мг. В этой связи выращивание
сортов, обладающих пониженной способностью к накоплению нитратов, можно
считать одним из реальных путей снижения их в овощах.
У капусты белокочанной обнаружено повышенное содержание нитратов у
раннеспелых сортов ( №1) и среднеспелых ( «Слава 1035» ). В позднеспелых
лежких сортах ( «Амагер 611», «Харьковская зимняя» ), оно было значительно
ниже.
Промежуточное положение занимали среднепоздние сорта капусты
«Лангендейкер децима» и «Вьюга». Установлено, что сорта с более коротким
вегетативным периодом содержат нитратов больше, чем с длинным. Низким
содержанием нитратов характеризуются гибриды томата для защищенного грунта
– «Сюжет», «Гамаюн», «Совет». Если овощное растение характеризуется низким
содержанием нитратов, то различия между сортами по этому показателю
незначительны.
Исследования показывают, что на одинаковом фоне минерального питания
различные сорта огурцов по накоплению нитратов разнятся
|
