ВСТУП
Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва - природний процес, властивий епосі науково-технічного прогресу. По суті, це якісно новий рівень антропогенного впливу на навколишнє середовище, при якому досягнення науки і техніки спрямовані на збільшення рівня виробництва харчових продуктів. За даними Інституту харчування Академії медичних наук нашої країни, річна потреба в овочах в різних районах нашої країни становить від 128 до 146 кг на рік на душу населення. Тому особняком у харчовій промисловості стоять продукти рослинного походження. В основі вирішення проблеми, пов'язаної з виробництвом достатньої кількості продуктів лежать сучасні агротехнічні прийоми, а також застосування регуляторів росту, хімічних засобів боротьби з хворобами і шкідниками рослин і внесення мінеральних добрива. Це принесло свої плоди в плані підвищення врожаїв, але в свою чергу породило іншу проблему - необхідність забезпечення хімічної безпеки та високої якості продуктів харчування.
Великий інтерес останнім часом гігієністи проявляють до питання про залишковий змісті нітратів у продуктах харчування і тих порушень в стані здоров'я людини, які можуть бути викликані нітратним забрудненням.
Глава 1. Нітратів, нітритів ТА ШЛЯХИ ЗНИЖЕННЯ ЇХ Вміст в овочах
Азотомісткі з'єднання та їх вплив на організми
Солі азотної кислоти, нітрати, є елементом живлення рослин і природним компонентом харчових продуктів рослинного походження. Їх висока концентрація в грунті абсолютно не токсична для рослин, навпаки, вона сприяє посиленому росту надземної частини рослин, більш активному протіканню процесу фотосинтезу, кращому формуванню репродуктивних органів і в кінцевому підсумку - більш високому врожаю. Наприклад, якщо в період вегетації в рослинах салату і шпинату нітратів буде менше 2000 мг/кг, то високого врожаю не чекай: листя будуть дрібні, грубі, непридатні для реалізації. Під час масового утворення качанів і черешків листя капусти нітратів повинно бути 2000-3000 мг/кг.
Оскільки в органічні сполуки рослин включається тільки амонійний азот, нітрат-аніони, поглинені рослиною, повинні відновитися в клітинах до аміаку. Утворенням аміаку завершується і розпад органічних речовин - амінокислот, амідів, білків. За образним висловом академіка Д.Н.Прянішнікова, аміак В«є альфа і омега в обміні азотистих речовин у рослин В».
Нітрати, що надійшли в рослини, відновлюються за схемою:
Перший етап відновлення нітрату протікає відповідно до рівнянням:
де NAД (Р) H - нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат відновлений, NAД (Р) + - нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат окислений.
нітратредуктази - фермент класу оксидоредуктаз, синтезується в клітинах у відповідь на надходження NO 3 - ; їм особливо багаті молоде листя й кінчики коренів.
Утворені нітрити не накопичуються, а швидко відновлюються до NH 4 + за допомогою ферменту - нітрітредуктази:
де ФД - ферредоксин - залізовмісний білок, що виконує функції переносника електронів.
Нітрітредуктаза - фермент, активність якого в 5-20 разів вище, ніж нітратредуктази. Ефективність цього ферменту така висока, що вільні проміжні продукти при відновленні NO 2 - до NН 4 + (гіпонітріт (HNО) 2 , гідроксиламін NН 2 ОН) в рослині не накопичуються. Нітрітредуктаза може міститися і в листах, і в коріннях.
Аміак, що надійшов в рослину ззовні, що утворився при відновленні нітратів або в процесі фіксації молекулярного азоту, далі засвоюється рослинами з утворенням різних амінокислот і амідів. Таким чином, нітрати є природним азотистим компонентом рослинного організму.
У той же час у тварин і людини високі дози нітратів можуть викликати отруєння і навіть призвести до смерті. Токсична дія нітратів пов'язано з відновленням їх до нітритів, аміаку, гідроксиламіну під впливом мікрофлори травного тракту і тканинних ферментів. Якщо в організм людини надходять високі дози нітратів, через 4-6 год з'являються нудота, задишка, посиніння шкірних покривів, діарея. Одночасно відчувається загальна слабкість, запаморочення, болі в потилиці і серцебиття. Першою медичною допомогою при цьому є рясне промивання шлунка, прийом активованого вугілля та сольових проносних. Вживання протягом довгого часу їжі і води з високим вмістом нітратів викликає також алергію, порушення діяльності щитовидної залози, призводить до виникнення численних хвороб в результаті порушення обміну речовин, опорно-рухового апарату та нервової системи.
Чим же зумовлено таке токсичну дію на організм нітратів? Справа в тому, що нітрати, перетворившись в шлунково-кишковому тракті в нітрити, потрапляють в кров і окислюють двовалентне залізо гемоглобіну в тривалентне. При цьому утворюється метгемоглобін, не здатний переносити кисень до тканин і органам, в результаті чого може спостерігатися задуха.
Виявлено два способи окислення гемоглобіну HbFe 2 + . При прямому окисленні роль окислювача грають нітрит-аніони:
3HbFe 2 + + 2NO 2 - + 14H + = 3HbFe 3 + + 2NH 3 + 4H 2 O.
Під час непрямого окислення гемоглобіну спочатку нітрити окислюються до нітратів з утворенням пероксиду водню, потім останній вступає в реакцію із залізом гемоглобіну:
NO 2 - + Про 2 + Н 2 О = NO 3 - + Н 2 Про 2 ,
HbFe 2 + + 2Н 2 Про 2 + 4Н + = HbFe 3 + + 4Н 2 Про .
Загрозою для життя є накопичення в крові 20% і більше метгемоглобіну (HbFe 3 + ).
Найбільша ж небезпека підвищеного вмісту нітратів у організмі полягає в здатності нітрит-іона брати участь в реакції нітрозування амінів і амідів, в результаті якої утворюються Нітрозосполуки, що володіють канцерогенним і мутагенним дією.
Освіта нітрозосоєдіненій відбувається при взаємодії азотистої кислоти з вторинними амінами як в продуктах харчування у процесі їх кулінарної обробки, так і всередині організму:
(R 2 ) NH + Н NO 2 = (R) 2 N-NO + Н 2 Про .
N-нітрозосоєдіненія мають загальну структуру:
Їх можна розділити на два класи з різними властивостями: нітрозаміни, де R 1 і R 2 - алкільні або арільние групи, і нітрозаміди, де R 1 - алкільних або арільная група, R 2 - Ацильних група.
Проведені на тварин досліди показали, що N-нітрозосоєдіненія сприяють утворенню пухлин у всіх органах, крім кісток.
Найчастіше контролюють наявність у продуктах N-нітрозодіметіламіна (НДМА) і N-нітрозодіетіламіна (НДЕА).
Допустиме добове споживання нітратів для людини не повинно перевищувати 5 мг на 1 кг маси тіла, тобто не більше 350 мг на добу для людини масою 70 кг.
В організм людини нітрати надходять (в%): з овочами - 70, з водою - 20, з м'ясними, молочними та консервованими продуктами - 6. Найбільш небезпечно отруєння нітратами, розчинними у воді, тому що це збільшує швидкість всмоктування їх у кров, тому зміст нітрат-аніону у воді не повинно перевищувати 45 мг/л.
Вміст нітратів і нітритів у продуктах тваринництва невелика, наприклад в молоці та молочних продуктах їх міститься не більше 10 мг/кг. Нітрати і нітрити використовують як консерванти при виробництві сирів, і їх сумарний вміст не перевищує 50 м...
