III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ НИТРАТОВ В РАЗЛИЧНЫХ СОРТАХ ОВОЩЕЙ
Ненашева И.В.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Актуальность:

Проблема нитратов активно обсуждается общественностью нашей страны, но что это такое на самом деле, насколько они опасны, не каждый до конца разбирался.

Нитраты – это соли азотной кислоты, которые поглощаются растениями из почвы, превращаясь потом в растительные белки. Если же их содержание в продуктах очень большое, то они, попадают в организм не в виде белка, а в «чистом» виде», даже если полностью отказаться от применения удобрений, то наличие нитратов в растительных плодах останется неизменным.

Нитраты существовали на земле задолго до появления человека, без них, невозможна сама жизнь. Они (нитраты) являются источником азота, имеющего большое значение в жизни растений. Зачастую, их используют для нормального снабжения растений азотом, которое повышает интенсивность фотосинтеза, увеличивает ассимиляционную поверхность листьев и срок их жизни.

В малых количествах нитраты постоянно присутствуют в организме человека, как и в растениях, и не вызывают негативных явлений, но при неправильном применении азотистых удобрений в большей степени овощи и фрукты накапливают в себе опасное для человеческого организма количество нитратов.

Но главными помощниками в борьбе с нитратами являются витамины.

Витамины – активные химические соединения, участвующие в обмене веществ организма и поддерживающие нормальный гомеостаз. Одним из самых нужных и важных для здоровья человека витаминов является аскорбиновая кислота – Витамин С (аскорбиновая кислота).

В чем полезные свойства витамина С ? Он участвует в процессах кроветворения, благотворно влияет на функции иммунной, нервной системы, является стимулятором в работе эндокринных желез, без его участия невозможно нормальное усвоение железа. Также витамин С обладает мощными антиоксидантными свойствами, борется со свободным радикалами и выводит их из организма.

Цель:

Выявить особенности содержания нитратов в плодах различных овощных культур.

Задачи:

  1. Определить концентрацию нитратов в плодах различных овощных культур.

  2. Сравнить содержание нитратов в различных овощных культур.

  3. Установить наиболее безопасные в отношении нитратов плоды овощных культур.

Глава 1. Литературный обзор

  1.  
    1. Проблема распространения нитратов в природе

Нитраты и нитриты широко распространены в окружающей среде, главным образом в почве и воде. Они являются элементом питания растений, а также естественным компонентом пищевых продуктов растительного происхождения. Высокая концентрация нитратов в почве абсолютно не токсична для растений, наоборот, она способствует усиленному росту растений, более активному протеканию процесса фотосинтеза, и в конечном итоге - более высокому урожаю.

Основным источником азота для растений являются соли азотной кислоты (нитраты) и соли аммония.

В естественных условиях питание азотом происходит путём потребления растениями аниона NO3- и катиона NH4+, находящихся в почвенном растворе и в обменно-поглощенном почвенными коллоидами состоянии. Поступившие в растения минеральные формы азота проходят сложный цикл превращения, в конечном итоге включаясь в состав органических азотистых соединений — аминокислот, амидов и, наконец, белка. Синтез органических азотистых соединений происходит через аммиак, образованием его завершается и их распад.

Нитратный азот не может непосредственно использоваться растениями для синтеза аминокислот.

Нитраты в растениях изначально подвергаются ступенчатому — через нитрит, гипонитрит и гидроксиламин — ферментативному восстановлению до аммиака:

Восстановление нитратов происходит с участием ферментов, содержащих микроэлементы — молибден, медь, железо и марганец,— и требует затрат энергии, аккумулируемой в растениях при фотосинтезе и окислении углеводов. Восстановление нитратов в растениях осуществляется по мере использования образующегося аммиака на синтез органических азотистых соединений. Они являются естественными продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного, поэтому продуктов, не содержащих нитраты, в природе не бывает. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. Из них, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70% поступает с овощами, 20% – с водой и 6% – с мясом и консервированными продуктами.

Условия азотного питания оказывают большое влияние на рост и развитие растений. При достаточном снабжении растений азотом в них усиливается синтез органических азотистых веществ. Растения образуют мощные листья и стебли с интенсивно-зеленой окраской, хорошо растут и кустятся; улучшается формирование и развитие органов плодоношения. В результате - резко повышаются урожай и содержание в нём белка. Однако при одностороннем избытке азота задерживается созревание растений, они образуют большую вегетативную массу, но мало зерна или клубней и корнеплодов; у зерновых и льна избыток азота может вызывать полегание.

При недостатке азота - рост растений резко замедляется, листья бывают мелкие, бледно-зеленой окраски, что связано с нарушением синтеза хлорофилла, преждевременно желтеют, стебли становятся тонкими и слабо ветвятся. Ухудшаются также формирование и развитие репродуктивных органов и налив зерна, сильно снижаются урожай и содержание белка в нём.

Избыточное количество нитратов вызывает не нормальный ход функционирования природных экосистем и живых организмов, происходит снижение биологической ценности продукции и возрастает негативное воздействие на человека и животных.

Образование и накопление нитратов в почве и в воде становится экологическим фактором, определяющим не только режим питания растений, обмен веществ и продуктивность, но и качество урожая, воды и воздуха. Содержание нитратов в избыточных количествах ухудшает биологическое качество растительной продукции, создает потенциальную опасность для здоровья человека и животных. Ярким примером может послужить их действие на развитие вредной микрофлоры кишечника, что приводит к попаданию в организм человека токсинов, т.е. ядовитых веществ, интоксикации и отравлению организма.

Нитраты заметно снижают концентрацию витаминов, которые, в свою очередь, способствуют сопротивляемости организма неблагоприятным воздействиям внешней среды, в результате чего замедляется обмен веществ в организме. 4

  1.  
    1. Проблема содержания нитратов в овощах и меры по их предотвращению

Нитраты (соли азотной кислоты) - это необходимый атрибут круговорота азота в природе, важная часть азотного питания растений, без которых невозможны сложные биологические процессы синтеза белка. Сами нитраты в растениях восстанавливаются до нитритов, которые, подвергаясь дальнейшим превращениям, дают аммиак (NH3), основу питания растений.

Азот необходим растениям для строительства белка. Если его недостаточно, растения становятся бледными, их листья желтеют. В них замедляется или полностью прекращается синтез хлорофилла, такое заболевание называется хлороз.

В почве азот накапливается очень медленно. Ежегодно снимая урожай, человек получает значительную часть азотных соединений из почвы. Они не успевают там восстанавливаться, и их содержание все время падает. Получить высокий урожай без достаточного количества азота в почве невозможно.

Само по себе присутствие нитратов в растениях – нормальное явление, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т.к. они обладают высокой токсичностью для человека, вернее, их восстановленная форма – нитриты.

По нормам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), допустимой суточной дозой нитратов является 5 мг на 1 кг веса. Если взять за средний вес человека 75 кг, то получится допустимая дневная доза - 375 мг.

Накопление нитратов в овощах зависит не только от доз и сроков внесения минеральных подкормок, но и от своих биологически-видовых особенностях и способностей к накоплению нитратов. Среди факторов внешней среды на их содержание в растениях больше всего влияет влажность, свет, температура воздуха и почвы, которые, действуя в комплексе, усиливают или ослабляют свое взаимодействие.

Так же изменение влажности сильно сказывается на накоплении нитратов, интенсивное увлажнение почвы усиливает поглощение нитратов корнями, что в сочетании с пониженными температурами ведёт к избыточному накоплению нитратов.

В снижении их содержания в овощной продукции может помочь выбор оптимальных сроков уборки урожая. Так, уборку листовых овощей следует проводить в вечерние часы, так как в это время в них содержится на 30—40% меньше нитратов. 5

Существуют простые способы уменьшения содержания нитратов:

- тщательно промывать овощи и фрукты – уменьшает на 10%;

- механическая очистка – на 15-20%;

- варка овощей, особенно очищенных и нарезанных, – на 50%;

- зелень вымачивать перед употреблением в холодной воде 1-1,5 часа – 20-30%;

- уменьшается содержание нитратов при квашении, солении, мариновании.

В этом случае основное средство профилактики — сокращение сроков хранения.

Все салаты, а особенно овощные соки и пюре для детей, следует готовить или вскрывать консервированные непосредственно перед употреблением.

При необходимости готовые продукты хранить лучше в холодильнике, и не больше суток. Стерилизация (кипячение) соков, супов - убивая микрофлору, также подавляет образование нитритов.

Приобретая овощные культуры в магазине или на рынке, мы не знаем всех подробностей ухода за ними. Поэтому выбор овощей стоит производить грамотно и правильно.

  1.  
    1. Предельно допустимые концентрации содержания нитратов в овощах

Предельно допустимые концентрации нитратов в продуктах растениеводства

(данные института питания РАМН)

Продукт

Содержание, мг/кг

Картофель

250

Капуста белокочанная ранняя

900

Капуста белокочанная поздняя

500

Морковь ранняя

400

Морковь поздняя

250

Томаты

150/300

Огурцы

150/400

Свекла столовая

1400

Лук репчатый

80

Листовые овощи (салат, петрушка, укроп)

2000

Перец сладкий

200

Кабачки

400

Баклажаны

400

Дыни

90

Редис

1500

Арбузы

60

Виноград

60

Яблоки, груши

60

  1.  
    1. Индивидуальные особенности некоторых овощных культур в отношении накопления нитратов.

Накопление нитратов носит наследственно закрепленный характер. Зерновые культуры практически не накапливают нитратов. Среди семейств овощных культур наибольшей способностью к накоплению нитратов отличаются Капустные, Тыквенные, Сельдерейные.

Наибольшее количество нитратов накапливают: редька, свекла столовая, капуста, салат шпинат, редис, картофель.

Пределы содержания нитратов в товарной части урожая у этих растений составляют 600-3000 мг/кг сырой массы.

Томаты, перец сладкий, баклажан, чеснок, горох - отличаются низким содержанием нитратов- 20-300 мг/кг.

У ряда овощных и бахчевых культур выявлена сортовая специфика накопления нитратов.

Низким содержанием нитратов характеризуются сорта моркови Шантанз, Консервная, высоким -Лосиноостровская, Нантская. Столовая свекла сорта Бордо имеет более низкое содержание нитратов, чем Египетская плоская. Сорта огурца Лель, Парад, Московский тепличный, томата - Утро, Факел отличаются низким накоплением нитратов и тд.

Видовые и сортовые различия по накоплению нитратов обусловлены генетически закрепленными возможностями редуцирующей системы растений, в частности уровнем нитратредуктазной активности, а также разной реакцией на условия окружающей среды и режим минерального питания.

Видовые различия накопления нитратов часто обусловлены локализацией нитратов в отдельных органах растений, что, в свою очередь, связано с физиологической специализацией и морфологическими особенностями отдельных органов, типом и расположением листьев, размером листовых черешков и жилок, диаметром центрального цилиндра в корнеплодах.

Нитраты практически отсутствуют в зерне злаков и сосредоточены, в этом случае, в листьях и стеблях. Зеленые культуры накапливают большое количество нитратов в стеблях и черешках листьев. Это вызвано тем, что стебли и черешки являются путями транспорта нитратов к другим органам растений.

Накопление нитратов меняется в зависимости от типа органа растения. В клубнях картофеля низкий уровень содержания нитратов обнаружен в мякоти клубня, тогда как в кожуре и сердцевине их содержание было больше по сравнению со средней частью в 1-1,3 раза.

Сердцевина, кончик и верхушка столовой свеклы отличаются от остальных частей корнеплода повышенным содержанием нитратов.

В белокочанной капусте наибольшая концентрация нитратов наблюдается в верхней части стебля. Верхние листья содержат в два раза больше нитратов, больше, чем внутренние. Особенно велико содержание нитратов в черешках листьев.

В моркови высокое содержание нитратов наблюдается в верхушке и на конце корнеплода, а также в сердцевине, причем содержание нитратов уменьшается от кончика к верхушке.

Содержание нитратов в сочных плодах семейства Тыквенные уменьшается от плодоножки к верхушке. Семенные камеры отличаются более низким содержанием нитратов, чем мякоть и кора. Поэтому перед употреблением в пищу необходимо отрезать часть плода, примыкающую к хвостику.

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Экспресс-метод определения нитратов в плодах овощных культур

Самым оптимальным методом является измерение нитратов приборами предназначенными для данных целей. Но также возможно выбирать овощи без специальных устройств.

Как выбрать овощи не содержащие нитраты без вспомогательных приборов?

Так как, допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325 мг в сутки, то чтобы уложиться в эти допуски (300 – 325 миллиграммов нитратов в сутки), совсем необязательно иметь собственные дорогостоящие приборы для определения нитратов или ходить за покупками с индикаторными бумажками. Положитесь на государственный контроль, который, конечно, не без трудностей, но постепенно повсеместно налаживается, и воспользуйтесь нашими советами.

  • Первым признаком наличия нитратов является "химический" цвет – слишком яркий, искусственный. Старайтесь употреблять овощи с естественной окраской.

  • Второй признак размер. Они отличаются, прежде всего размером: минимальное содержание нитратов чаще бывает в овощах среднего размера, Большинство мелких плодов — преимущественно молодые растения, для которых характерен избыток нитратов, как запас на будущее. Необычно крупные плоды — часто результат избыточного питания, в том числе и азотного. После этого следует оценить содержание нитратов индикаторными бумагами.

По количеству нитратов овощи сильно отличаются как внутри одной партии, так в разных партиях. Поэтому выбрать малонитратные овощи можно всегда, особенно в период массовой уборки.

  • Третий признак содержания химии в овощах и фруктах – это запах. Большинство овощей и фруктов не пахнут. Они напичканы нитратами и прочей химией.

  • Четвертый признаквкус. Плоды горьковатого вкуса или вообще безвкусные также не стоит покупать.

Таким образом, мы можем немного управлять содержанием нитратов в продуктах потребления, но следует помнить, что вместе с нитратами ликвидируются и витамины.

Введите в свой рацион ягоды и фрукты, которые являются висячими плодами, в них нитратов мало.

Употребление зеленого чая может нейтрализовать нитраты, которые уже попали в организм. 10

Глава 3. Экспериментальное исследование

3.1 Особенности содержания нитратов в плодах различных овощных культур

Для измерения нитратов в овощах был использован прибор «СОЭКС Нитрат тестер». Количество нитратов в овощах измерялось в мг/кг. Результаты исследования заносим в таблицу.

Содержание нитратов в различных овощах

Название овоща

Предельная норма

(мг/кг)

1

2

3

4

5

Итог мг/кг

Томат сорт

Баллада

150

120

113

101

119

139

118,4

Томат сорт Джина

150

89

123

135

78

114

107,8

Огурец сорт Бенефис

150

71

109

106

110

122

103,6

Лук сорт Золотистый

80

111

129

117

99

103

111,8

Картофель сорт Невский

250

146

148

191

174

167

165,2

Морковь сорт Лосиноостр-ская

400

75

63

47

10

39

46,8

Баклажан сорт Алмаз

300

55

54

49

97

79

66,8

Кабачок сорт Грибовский

400

110

111

27

126

16

120

Перец сладкий сорт Ласточка

200

45

38

17

25

37

167,4

Редис сорт Селеста

1500

148

149

146

187

172

160,4

 

Предельно допустимые концентрации нитратов в продуктах растениеводства (см. в пункте 1.3)

 

Выводы:

  1. Результаты наших исследования показали, что наибольшая концентрация нитратов содержится в сладком перце, картофеле и редисе, при этом для данных культур характерно высокое содержание нитратов. Перец сладкий сорт Ласточка (при ПДК 200мг/кг)-167,4мг/кг; картофель сорт Невский (при ПДК 250 мг/кг)-165,2мг/кг; редис сорт Селеста (при ПДК 1500 мг/кг)-160,4 мг/кг (см. Приложение 1)

  2. Наибольшее превышение ПДК по нитратам нами отмечено у лука сорта Золотистый на 31,8 мг/кг (см. Приложение 1)

  3. Таким образом нами установлено наименьшая концентрация нитрата характерная для моркови сорта Лосиноостровская (46,8 мг/кг) и баклажана сорта Алмаз (66,8 мг/кг), поэтому все исследованные сорта образцы можно считать экологически безопасными в этом отношении, за исключением лука сорта Золотистый, где нами отмечено превышение нитратов, при норме 80 мг/кг, более чем на 30 мг/кг, что можно объяснить, как индивидуальными особенностями данного сорта в отношении накоплений нитратов, так и почвенно-климатическими условиями его выращивания (см. Приложение 1)

Приложение 1

Список используемой литературы

  1. Иванова И.В. «Вредное воздействие нитратов и нитритов на организм человека»

  2. Тиво П.Ф, Саскевич Л.А. «Нитраты. Слухи и Реальность»

  3. Пагуже Г.В. «Химия и повседневная жизнь человека»

  4. Харьковская Н.Л, Лященко Л.Ф, Барышова Н.В. «Острожно- нитраты!»

  5. Варкошкина Н.М. «Нитраты в растенях»

  6. Лихолат Т.В. «Снижение нитратов в продукции растениеводства. Школа и производство»

  7. Соколов О. Нитраты - под строгий контроль. Наука и жизнь

  8. Сельскохозяйственный словарь-справочник. — Москва - Ленинград : Государстенное издательство колхозной и совхозной литературы «Сельхозгиз». Главный редактор: А. И. Гайстер. 1934.

  9. roman.by

  10. studfiles.ru

  11. bestreferat.ru

  12. xreferat.com

  13. med-lib.ru

  14. ovoport.ru