Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области «Ершовский агропромышленный лицей» Проект по химии Нитраты в продуктах питания Автор работы: Богданова Анастасия обучающаяся 4 курса 44 группы по профессии «Хозяйка (ин) усадьбы. Руководитель: Тимофеева Лидия Васильевна, преподаватель химии и биологии. Ершов – 2018 г. Оглавление Введение 3 Актуальность 3 Цели и задачи проекта 4 1. Теоретическая часть 4 1.1. Содержание нитратов в продуктах и их влияние на здоровье человека. 4 2. Практическая часть 6 2.1. Методика проведения исследований и исследования 6 2.2. Результаты исследований 8 2.3.Анализ полученных результатов 9 2.4. Рекомендации по предупреждению отравлений нитратными продуктами и снижению количества нитратов 10 3. Выводы и предложения 12 4. Ожидаемые результаты 13 5. Используемые источники 14 Приложение 1 15 Приложение 2 16 Введение Данная тема заинтересовала нас потому, что в последнее время большое внимание уделяется содержанию нитратов в продуктах питания, поскольку их избыточное количество может привести к ряду негативных для человека последствий. Каждый знает, что фрукты, овощи и зелень очень полезны, несут в себе массу витаминов и других полезных веществ. Это действительно так, однако люди часто вмешиваются в естественные природные процессы в погоне за урожаем и прибылью. Злоупотребление всевозможными минеральными удобрениями и стимуляторами роста привело к тому, что большое количество нитратов обнаруживается в овощах и фруктах, а также в воде и мясе. Концентрация нитратов в некоторых продуктах превышает допустимую норму в десятки, а порой и сотни раз. По правилам, все овощи и фрукты, перед тем как попасть на рынок или в магазины, должны проходить тест на содержание нитратов с помощью специального прибора для измерения нитратов. Но сегодня эти требования часто не выполняются, и на наши прилавки попадают опасные для здоровья продукты. Люди собственными руками наносят серьезный вред своему здоровью, часто даже не подозревая Актуальность Актуальность работы связана с проблемой содержания нитратов в продуктах питания, поскольку их избыточное количество может привести к ряду негативных для человека последствии. Проблема содержания вредных химических веществ в продуктах питания в последнее время особенно актуальна, т.к. идет усиленная программа оздоровления населения и мер профилактики болезней. Ниже излагается материал об определении нитратов в овощах приобретенных в сетевом маркете «Магнит», маркете «999» и Центральном районном рынке с помощью иономера "И-130 ". Данный иономер используют в Агрохимической лаборатории «Ершовская». Цели и задачи проекта Цели: 1. Определить содержание нитратов в овощах и фруктах, реализуемых в городе Ершове. 2. Разработать предложения по решению проблемы обеспечения города Ершова экологически чистыми продуктами растениеводства. Задачи: 1. Определение содержания нитратов в овощах, фруктах и зелени, реализуемых в сетевых маркетах и рынке города Ершова. 2. Анализ и сравнение результатов, полученных в ходе исследований. 3. Разработать предложения по решению проблемы обеспечения города Ершова экологически чистыми овощами и фруктами. 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1. Содержание нитратов в продуктах и их влияние на здоровье человека. Нитраты (селитры) - соли азотной кислоты HNO3 - являются нормальным продуктом обмена азотистых веществ любого живого организма: растительного и животного. Нитраты - это твёрдые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, токсичные. Соли азотной кислоты получают при действии кислоты на металлы, их оксиды и гидроксиды. Некоторые нитраты щелочных и щелочноземельных металлов и аммония называют селитрами (аммиачная NH4NO3, калийная KNO3, кальциевая Ca(NO3)2, натриевая NaNO3). Все они применяются, как азотные удобрения. Нитраты являются нормальными продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает. В естественных условиях нитраты встречаются в питьевой воде, мясе, овощах, фруктах, зелени и почве. Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70% поступает с овощами, 20% – с водой и 6% – с мясом и консервированными продуктами. Пагубное влияние нитратов на здоровье проявляется лишь в случае превышения допустимых суточных норм их употребления. Оказавшись в большом количестве в организме человека, нитраты не успевают метаболизироваться и накапливаются, образуя очень опасные соединения нитриты. Избыток нитратов и нитритов приводит к образованию метгемоглобина - нехарактерного для здорового человека соединения гемоглобина, который не в состоянии переносить кислород от легких к тканям. На рисунке 1 представлена схема превращения нитратов. Нитрат-ион → Нитрит-ион → Кето-кислоты → Гипонитрит-ион → Гидроксиламин → → ἁ-аминокислоты → Белки Рис. 1. Превращение нитратов Незначительное превышение допустимой суточной нормы нитратов (325 мг) не вызовет острого отравления и значительных внешних проявлений. Но при систематическом поступлении в организм избыточного количества нитратов возникают хроническое отравление. Это приводит к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, крови, почек, печени и других органов и систем. Особую опасность представляет собой высокая канцерогенность нитратов. Современные исследования показывают, что острое отравление нитратами наступает при единовременном употреблении 1000-4000 мг нитратов с продуктами и водой. При этом самочувствие человека резко ухудшается, нарастает слабость, возникает тошнота и рвота, одышка, общая слабость, головокружение, боли в затылочной области. Смертельная доза нитратов для среднестатистического взрослого человека составляет 800014000 мг, человек просто задыхается, несмотря на достаточный доступ воздуха в легкие. Особенно опасны нитраты для детей, употребление с пищей, соками и водой 600-800 мг нитратов уже может привести к серьезному отравлению. Хроническое отравление нитратами достоверно вызывает у детей задержку умственного и физического развития. 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1. Методика проведения исследований и исследования Исследование на содержания нитрат - ионов в овощах и фруктах было проведено на ИОНОМЕРЕ И-130 Агрохимической лаборатории «Ершовская». Рис. 2. ИОНОМЕР И-130. Для проведения исследования были сделаны закупки овощей и фруктов по ранее составленному перечню из сетевого маркета «Магнит», маркета «999» и Центрального районного рынка. Каждый закупленный образец продукта имел массу более 0,5 кг, а экземпляр кочана капусты более 2 кг. Затем проведены измерения содержания нитратов в выбранных образцах овощей и фруктов по следующему алгоритму: 1. Закупленные образцы плодоовощной продукции промыли проточной водой и высушили. Все продукты имели свежий вид, не имели повреждений. 2. Продукты измельчали на терке и взвешивали по 10 г каждого образца. 3. К каждому образцу измельченной массы долили алюмокалиевые квасцы С=10 г/дм3 по 50 мл. 4. 20 мин перемешивали раствор. 5. Приготовили экстрагирующие растворы 10(-4), 10(-3), 10(-2), 10(-1) 10,0 г алюмокалиевых квасцов, взвешенных до первого десятичного знака и перенесли в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и растворили в дистиллированной воде. 6. Иономером измерили рСNO3 растворов. 7. Иономером измерили рСNO3 овощей и фруктов. На основе данных «И – 130», рассчитали концентрации экстрагирующих растворов с максимальной ошибкой = 0,8% и концентрацию содержания нитратов в исследуемых овощах. Таким образом нами получены следующие результаты: (NO3-) огурец = 3,77 mV; (NO3-) капуста=3,34; (NO3-) морковь = 4,41 mV; (NO3-) лук=3,97 mV; (NO3-); томаты=4,07 mV; (NO3-) Яблоки=4,20 mV. Полученные значения концентраций нитратов рСNO3 перевели в массовую долю нитратов мг/кг NO3- по таблицам (Приложение 1), (Приложение 2). Рис. 3-Рис. 6. Богданова Анастасия обучающаяся 4 курса 44 группы по профессии «Хозяйка (ин) усадьбы в Агрохимической лаборатории «Ершовская» исследует овощи и фрукты на наличие в них нитратов. В проведении исследований помогала работник Агрохимической лаборатории «Ершовская» Савенкова Елена Викторовна 2.2. Результаты исследований Результаты проведенных исследований занесли в таблицы. В таблице 1 представлены предельно допустимые концентрации нитратов в овощах и содержание нитратов в исследуемых овощах и фруктах, реализуемых в городе Ершове. Таблица 1. Содержание нитратов в овощах и фруктах Вид продукции Показания иономера И-130, ПДК, мг/кг Содержание нитратов, мг/кг рСNO3 Огурцы 3,77 150 62,1 Капуста 3,34 500 167 Морковь 4,41 250 29,7 Лук 3,97 80 38,5 Томаты 4,07 150 28,1 Яблоки 4,20 60 26,8 Таблица 2. Содержания нитратов в овощах и фруктах, реализуемых в торговых точках города Ершова Содержание нитратов в продуктах, № Наименование ПДК пп исследуемых продуктов Мг/кг приобретенных в торговых точках, мг/кг Сетевой Центральный маркет районный «Магнит» рынок Маркет «999» 1. Огурцы 3,77 2. Капуста 3,34 167 3. Морковь 4,41 29,7 4. Лук 3,97 5. Томаты 4,07 6. Яблоки 4,20 62,1 38,5 28,1 26,8 2.3.Анализ полученных результатов Измерения показали, что овощи и фрукты, реализуемые в городе Ершове соответствует нормам ПДК (предельно допустимой концентрации). Такие продукты, как огурцы, капуста, морковь, лук, помидоры и яблоки можно отнести к категории экологически чистых, так как содержание нитратов в них намного меньше ПДК. Возможно, низкие показатели нитратов в большинстве исследуемых продуктов получены потому, что они долго пролежали в торговых точках, но это маловероятно, так как исследования проводились в начале ноября. Поэтому, я считаю, что для получения более достоверных результатов, необходимо продолжить исследования. 2.4. Рекомендации по предупреждению отравлений нитратными продуктами и снижению количества нитратов В целях предупреждения случаев отравления нитратными продуктами и снижения концентрации нитратов в овощах и фруктах, я предлагаю следующие рекомендации: 1. Хранить овощи и фрукты в сухих, проветриваемых хранилищах, где уровень нитратов снижается. 2. Зелень: петрушку, укроп, салат и др. - нужно ставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2-3 часов полностью перерабатываются. 3. В соленых и маринованных овощах содержание нитратов снижается за счет перехода в рассол, но в первую неделю соленья не рекомендуется употреблять: в них образуется много нитритов, потом за 1 -2 недели количество их снижается. 4. В растениях нитраты имеют свойство накапливаться в определенных частях: - у капусты - в кочерыжке и в верхних кроющих листьях; - у огурца, щавеля, укропа — в черешке (хвостике); - у моркови, редьки — в нижней части корня и в сердцевине; - у свеклы – в верхней части и кончике корнеплода; - в зеленых овощах – в стеблях и черешках листьев; - у яблока и картофеля – в кожуре, у банана – на кончике плода. Поэтому эти части растения целесообразно удалить. 5. Необходимо помнить, что некоторые продукты такие как свекла, редис, укроп, листовые салаты имеют из-за своих особенностей высокие нормы ПДК, поэтому при употреблении таких продуктов в большом количестве нужно помнить о безопасных нормах потребления. 6. Содержание нитратов снижается при отваривании, чистке, вымачивании. При отваривании извлекается до 85 % нитратов из овощей, в том числе из корнеплодов (моркови, свеклы). Отвар нужно слить горячим, т.к. при остывании часть нитратов возвращается обратно. При варке и тушении удаление нитратов происходит и с паром, поэтому капусту, свеклу, кабачки в процессе приготовления не нужно закрывать крышкой. При варке картофеля в воде уровень нитратного азота падает на 40-80%, на пару – на 30-70%, при жарении в растительном масле – на 15%, во фритюре – на 60%. 7. Свежеприготовленные соки, пюре могут стать опасными при длительном хранении вследствие быстрого перехода нитратов в нитриты. Поэтому все салаты, соки и пюре для детей следует готовить непосредственно перед употреблением. 8. Нужно помнить, что в процессе сушки продукта или упаривания жидкости часто происходит увеличение количества нитратов. 9. Важно знать, что в недозрелых овощах и фруктах нитратов гораздо больше, чем в тех, что полностью поспели. Особенно сильно это относится к помидорам. 10. Не рекомендуется постоянно потреблять один и тот же овощ, имеющий высокий показатель ПДК. Особенно это касается тех, кто в большом количестве употребляет сырые овощи и фрукты. 3. Выводы и предложения По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы: 1. Изучив литературу, выяснили причину загрязнения продуктов растениеводства нитратами и их влияние на здоровье человека. При систематическом поступлении в организм избыточного количества нитратов возникают хроническое отравление, что приводит к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, крови, почек, печени и других органов и систем. Нитраты могут привести и к развитию онкологических заболеваний. 2. Все исследованные продукты растениеводства содержат нитраты, но содержание нитратов ниже ПДК (предельно допустимой концентрации). 3. Такие продукты, как, огурцы, капусту, морковь, лук, помидоры и яблоки можно отнести к категории экологически чистых, так как содержание нитратов в них намного меньше ПДК. 4. В городе Ершове реализуемые населению овощи и фрукты можно отнести к категории экологически чистых, так как в продукции содержание нитратов значительно ниже показателей ПДК. В рамках нашей исследовательской работы я предлагаю на уровне города осуществить следующие мероприятия: 1. При содействии представителей городского Управления по экологии и природопользованию организовать экологические рейды на склады оптовой реализации плодоовощной продукции с целью проведения экспрессанализа поставляемых в город овощей и фруктов с помощью нитрат тестера. Данные рейды необходимо организовать в мае-июне (в период поставки раннего урожая) и сентябре-октябре (в период осеннего урожая). 2. Опубликовывать результаты экологических рейдов в городских средствах массовой информации. 4. Ожидаемые результаты В результате проведенных исследований ожидаем следующие результаты: 1. Улучшение контроля над качеством реализуемых в городе продуктов растениеводства. 2. Улучшение информированности населения города о нитратных овощах, фруктах, реализуемых на рынках и в торговых точках. 3. Уменьшение случаев отравлений среди населения города нитратными продуктами растениеводства. 5. Используемые источники 1. Пичугина Г. В. Химия и повседневная жизнь человека. М.: Дрофа, 2009. 2. Покровская С. Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах. М.: 2008г., с.42-46. 3. Покровский А. А. Беседы о питании. – М. Экономика 2010 г. 4. Соколов О., Семёнов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде. Пущино, 2012г., с.216-238. 5. Химия в школе, № 5, 2012. Дорофеева Т. И. Эти двуликие нитраты. 6. МУ 5048-89. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НИТРАТОВ И НИТРИТОВ В ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА. МОСКВА 1989 г. 7. http://agro-archive.ru/ekspertiza-kormov/1872-opredelenie-nitratov-i-nitritovionometricheskim-sposobom.html 8. https://nauchforum.ru/conf/med/viii/30026 Приложение 1 Таблица 2. Перевод значений в массовую долю нитратов в (млн-1, мг/кг) при анализе вытяжки из картофеля, столовой свеклы, лука-репки, винограда (Н:V) = 1:5) 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 ,00 9033 7175 5699 4527 3596 2856 2269 1602 1432 1137 903 717 570 456 366 286 227 180 143 114 90,3 70,7 57,0 45,4 36,0 ,01 8827 7012 5570 4424 3514 2791 2217 1761 1399 1111 883 701 557 442 351 279 222 176 140 111 88,3 70,1 55,7 44,2 35,1 ,02 8826 6652 5443 4323 3434 2728 2167 1721 1367 1066 863 685 544 432 343 273 217 172 137 109 86,3 68,5 54,4 43,2 34,3 ,03 8430 6696 5319 4225 3356 2666 2117 1682 1336 1061 843 670 522 422 336 267 212 168 134 106 84,3 70,0 53,2 42,2 33,6 Сотые доли ,04 ,05 8238 8050 6544 6375 5198 5079 4129 4035 3280 3205 2605 2546 2069 2022 1644 1606 1306 1276 1037 1016 824 805 654 639 520 508 413 403 328 320 261 255 207 202 164 161 131 128 104 101 82,4 80,5 65,4 63,9 52,0 50,8 41,3 40,3 32,8 32,0 ,06 7867 6219 4964 3943 3132 2488 1976 1570 1247 990 787 625 496 394 313 249 198 157 125 99 78,7 62,5 49,6 39,4 31,3 ,07 7688 6107 4851 3853 3061 2431 1931 1534 1218 968 769 611 485 385 306 243 193 153 122 97 76,9 61,1 48,5 38,5 30,6 ,08 7513 5968 4740 3765 2991 2376 1837 1499 1191 946 751 597 474 377 299 238 189 150 119 95 75,1 59,7 47,4 37,7 29,9 ,09 7342 5832 463З 3680 2923 2322 1844 1465 1164 924 734 583 463 368 292 232 184 146 116 92 73,4 58,3 46,3 36,8 29,2 Приложение 2 Таблица 3. Перевод значений в массовую долю нитратов в (млн-1, мг/кг) при анализе вытяжки из капусты белокочанной, моркови, томатов, огурцов, лука-перо, дыни, арбузов, тыквы, перца сладкого, кабачков, зеленых культур, яблок, груш (H:V = 1:5) 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 ,00 9188 7299 5798 4605 3658 2906 2308 1833 1456 1157 919 730 580 461 366 291 231 183 146 116 91,9 73,0 58,0 46,1 36,6 ,01 8979 7133 5666 4500 3575 2840 2256 1792 1423 1130 898 713 567 450 357 284 226 179 142 113 89,8 71,3 56,7 45,0 35,7 ,02 8775 6970 5537 4398 3493 2775 2204 1751 1391 1105 877 697 554 440 349 277 220 175 139 110 87,7 69,7 55,4 44,0 34,9 ,03 8575 6812 5411 4298 3414 2712 2154 1711 1359 1080 858 681 541 430 341 271 215 171 136 108 85,8 68,1 54,1 43,0 34,1 Сотые доли ,04 ,05 8380 8189 6656 6505 5287 5167 4200 4104 3336 3260 2650 2590 2105 2057 1672 1634 1328 1298 1055 1031 838 819 666 650 529 517 420 410 334 326 265 259 210 206 167 163 133 130 105 103 83,8 81,9 66,6 65,0 52,9 51,7 42,0 41,0 33,4 32,6 ,06 8003 6357 5049 4011 3186 2531 2010 1597 1268 1007 800 636 505 401 319 253 201 166 127 101 80,0 63,6 50,5 40,1 31,9 ,07 7821 6212 4935 3920 3113 2473 1964 1560 1259 985 782 621 493 392 311 247 196 156 124 98 78,2 62,1 49,3 39,2 31,1 ,08 7643 6071 4822 3830 3043 2417 1920 1525 1211 962 764 607 482 383 304 242 192 152 121 96 76,4 60,7 48,2 38,3 26,4 ,09 7469 5933 4712 3743 2973 2362 1876 1490 1184 940 747 593 471 374 297 236 188 149 118 94 74,7 59,3 47,1 37,4 29,7
