Нитраты, нитриты и пестициды в продуктах питания
Содержание
Введение
. Содержание нитратов и нитритов в продуктах питания
. Влияние нитратов и нитритов на организм человека
. Пестициды: понятие, классификация и их воздействие на окружающую среду
. Способы снижения количества нитратов, нитритов и пестицидов в продуктах питания
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Проблема отрицательного влияния загрязнения окружающей среды на здоровье человека становится все более острой. Она переросла национальные границы и стала глобальной. Интенсивное развитие промышленности, химизация сельского хозяйства приводят к тому, что в окружающей среде появляются в больших количествах химические соединения, вредные для организма человека. Последние исследования ученых Российского института экологии человека показали, что через пищу в организм человека проникает до 70 % вредных веществ из окружающей среды, оставшиеся 30% - через воду и воздух. Поэтому неудивительно, что во всем мире безопасность и качество пищевых продуктов отнесены к основному фактору, определяющему здоровье нации и сохранение ее генофонда.
Во всех странах получило широкое применение различных химических и природных соединений с целью продления срока хранения продуктов, ускорения технологии производства и улучшение качества продуктов питания. Эти соединения называются пищевыми добавками, в состав которых входят нитраты, нитриты и пестициды.
Цель работы: охарактеризовать нитраты, нитриты и пестициды в продуктах питания.
Основные задачи:
ознакомиться с понятиями «нитраты» и «нитриты», их свойствами и видами;
рассмотреть содержание нитратов и нитритов в продуктах питания;
изучить влияние нитратов и нитритов на организм человека;
дать подробную характеристику пестицидам;
изучить способы снижения количества нитратов, нитритов и пестицидов в продуктах питания.
1. Содержание нитратов и нитритов в продуктах питания
Большинство людей в мире употребляют в пищу сельскохозяйственные продукты, выращенные с применением удобрений. Производство удобрений составляет сейчас около 23 кг в год на человека, причем половина всех удобрений - азотные.
И органические, и минеральные удобрения, содержащие соединения азота, превращаются в почве в нитраты (соли азотной кислоты), вместе с водой поступающие в растения. В корневой системе, стеблях, листьях, плодах нитраты под воздействием ферментов восстанавливаются до иона аммония NH+4, который становится основой аминокислот и далее белков (т. е. минеральный азот превращается в безвредный органический азот - компонент природных соединений). Когда же удобрений поступает слишком много, растения не справляются с их переработкой, и нитраты скапливаются в плодах, попадающих к нам на стол [2].
Источники попадания нитратов в организм человека: овощи (около 70%), вода (20%), мясо и консервы (6%). Оставшиеся 4 % приходятся на хлебобулочные изделия, молочную продукцию, фрукты и лекарственные препараты и табак. Само по себе присутствие нитратов в организме человека естественно и обнаруживается даже у людей, рацион которых полностью лишен нитратов. Но опасным может быть избыток этих веществ: прежде всего возможностью восстановления до более токсичных нитритов (солей азотистой кислоты) и нитрозаминов (высокотоксичных соединений, которые при попадании в организм поражают печень, вызывают кровоизлияния, конвульсии, могут привести к коме), которое происходит как в самих продуктах питания, так и в организме человека. Нитраты превращаются в нитриты благодаря деятельности микроорганизмов, преимущественно обитающих в толстом кишечнике. У людей с пониженной кислотностью желудочного сока микрофлора толстого кишечника может проникать в верхние отделы пищеварительного тракта, и в этом случае количество восстановленных и поступивших в кровь нитритов резко увеличивается [1].
Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов 5мг на 1кг массы тела человека. Для ребёнка допустимая норма не более 50мг. 500мг - это предельно допустимая доза (600мг - уже токсичная доза для взрослого человека). Для отравления грудного малыша достаточно и 10мг нитратов. В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов - 312мг [5].
Одним из основных условий нормальной жизни человека является вода. Поэтому, именно загрязненная питьевая вода вызывает 70 - 80% всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/л нитратов, гораздо меньше их в воде из артезианских колодцев. Нитраты попадают в подземные воды с различными химическими удобрениями (нитратные, аммонийные), которые стекают с полей и выбрасываются химическими предприятиями по производству этих удобрений. Наибольшее количество нитратов содержится в грунтовых водах, а значит, и в колодезной воде. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20 мг/л нитратов, жители же сельской местности - 20 - 80 мг/л нитратов.
Нитраты и нитриты используют для обработки и консервирования многих пищевых продуктов. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5 - 25 мг/кг в мясе и 2- 15 мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляются в готовую мясную продукцию для улучшения ее потребительских свойств и для более длительного хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопченой колбасе содержится нитритов 150 мг/кг, а в вареной колбасе - 50 - 60 мг/кг.
Нитраты попадают в организм человека также через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500 мг нитратов на 100 г сухого вещества.
В растениях нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше - в плодах.
Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего нитратов содержится в их кожице [6].
По способности накапливать нитраты овощи делятся на следующие уровни.
Таблица 1. Уровень накопления нитратов в овощах
Cодержание нитратовВиды овощных культурНизкое (10-150 мг/кг)Горох, томаты, сладкий стручковый перец, чеснок, картофель салатный цикорий, репчатый лук и поздняя морковь.Среднее (150-700 мг/кг)Огурцы, поздняя белокочанная капуста, тыква, кабачки, патиссоны, лук-порей, щавель, ранняя морковь, корнеплоды петрушки, лук-батун, цветная капуста (осенью).Высокое (700-1500 мг/кг)Ранняя цветная и белокочанная капуста, столовая свекла, капуста брокколи, корневой сельдерей, брюква, кольраби, ревень, репа, хрен, редис и редька в открытом грунте, зеленый лук в защищенном грунте.Максимальное (1500-4000мг/кг)Салат, савойская и пекинская капуста, мангольд (листовая свекла), шпинат, укроп, листья столовой свеклы и петрушки, сельдерей.
Количество нитратов в овощах снижается в процессе хранения. Через полгода хранения в картофеле остается только 30% содержащихся нитратов, в моркови - 44%. Необходимое условие для этого - хранение в сухом, проветриваемом помещении, при пониженной температуре воздуха. В ином случае под действием микроорганизмов в продукте могут образовываться нитриты и нитрозамины.
Чтобы избежать образования нитритов, овощи на хранение закладывают чистыми и сухими, без механических повреждении. Чистота - значит малое количество микроорганизмов, сухость ограничивает перемещение микробов, отсутствие повреждений затрудняет питание микробов из клеток растений, в том числе переработку нитратов. Однако не все овощи хорошо хранятся после мытья.
Риск образования нитритов возрастает с ростом температуры хранения (оптимальной считается 2-5 градусов С для различных видов овощной продукции, при этой температуре активность микроорганизмов невысокая). В замороженных овощах нитриты не образуются, но длительное размораживание способствует этому процессу. Скорость снижения количества нитратов при хранении овощей и степень риска преобразования их в нитриты в целом зависит от вида овоща, исходного содержания нитратов, тщательности подготовки к хранению и режима хранения.
В соленых и маринованных овощах содержание нитратов снижается за счет перехода в рассол. В первую неделю в соленьях идет интенсивное образование нитритов, но еще за 1 -2 недели их количество снижается. В целом соленья и маринады к весне могут потерять до 50% нитратов [1].
нитрат окружающий нитрит организм
2. Влияние нитратов и нитритов на организм человека
Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах XX в., 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 [3].
Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нем двухвалентное железо в трехвалентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), вследствие чего накапливается молочная кислота, холестерин и резко падает количество белка.
Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества - токсины, в результате чего происходит токсикация, т.е. отравление организма.
Нитраты снижают содержание в пище витаминов, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ. Происходит нарушение репродуктивной функции человека. При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы [2].
Установлено, что нитраты в значительной степени влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте. Так же, нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление.
При всем вышеизложенном следует помнить: вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определенных условиях. Например, существует гипотеза, что аномально высокое число заболеваний раком желудка в Чили по сравнению с другими регионами мира вызвано высоким содержанием в почве этой страны природных нитратов [4]. Ученые полагают, что в организме человека нитраты превращаются и в другие нитросоединения, прежде всего в нитроамины. Нитроамины способствуют образованию злокачественных опухолей и могут быть причиной 70 - 90% случаев онкологических заболеваний, возникновение которых приписывают действию факторов окружающей среды.
. Пестициды: понятие, классификация и их воздействие на окружающую среду
Слово «пестициды» образовано от лат. pestis - зараза, caedo - убиваю. Это яды, действие которых направлено на уничтожение различных живых организмов: от микроскопических грибов и растений, до насекомых и теплокровных животных. Используются пестициды как в сельском хозяйстве, так и производстве различных продуктов питания. Пестициды относят к ингибиторам ферментов - т.е. к веществам, при наличии которых замедляются или прекращаются полностью многие биологические реакции, необходимые для нормального протекания обмена веществ в организме. В состав большинства пестицидов входит азот или его соединения (нитраты, нитриты, аммиак). Концентрация именно этих веществ оказывает пагубное влияние на живые организмы [8].
В атмосферу пестициды попадают непосредственно при применении путем опрыскивания или опыливания, а также в результате испарения с поверхности почвы или растений и с поверхности воды. Чем выше летучесть вещества, тем большее количество его попадает в атмосферу.
Пестициды могут попадать в водоемы или непосредственно, или из атмосферы и почвы, а также в виде продуктов жизнедеятельности животных и человека.
Загрязнение почвы может происходить как непосредственно в результате прямого внесения в почву, так и через растения, животных, и из воды.
Из атмосферы, почвы и водоемов пестициды попадают в организм человека, животных и рыб, что может являться источником их отравлений.
По токсичности пестициды делятся на: высокотоксические вещества-- ЛД50 до 50 мг/кг, токсичные -- ЛД50 50--200 мг/кг, среднетоксичные -- ЛД5о 200--1000 мг/кг, малотоксичные -- ЛД50 более 1000 мг/кг, где ЛД50-полулетальная доза.
Пестициды в зависимости от объекта подразделяются на гербициды - для уничтожения сорной растительности; инсектициды - против вредных насекомых; зооциды - для борьба с грызунами; фунгициды - с возбудителями грибковых заболеваний. К пестицидов относят и репелленты и антифиданты вещества, способные отпугивать вредные организмы; аттрактанты - привлекающие вещества, которые используют для дезориентации, контроля или последующего уничтожения определенных видов животных; гормональные инсектициды и хемостерилизаторы - препятствуют нормальному развитию и размножению, а также вещества, по механизму действия родственные гербицидам: регуляторы роста растений влияют на процессы роста и развития растений, дефолианты - удаляют листья, дефлоранты - для удаления цветков, десиканты - подсушивают растения.
Каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, является официальным документом, содержит перечень пестицидов и агрохимикатов, разрешенных для применения гражданами и юридическими лицами в сельском, лесном, коммунальном и личном подсобном хозяйствах в 2014 году, а также основные регламенты применения пестицидов, установленные в ходе их регистрационных испытаний [7].
Любое химическое соединение, относящееся к пестицидам, оказывает на организм человека пагубное действие, даже в незначительных количествах. Происходит нарушение биологических и физиологических процессов, после чего могут возникать различные формы заболеваний и отравлений.
Пестициды классифицируются и по способу действия:
) Общеядовитые
) Раздражающие
) Удушающие
) Нервно-паралитические
Общеядовитыми называют те вещества, которые оказывают влияние навесь организм в целом.
Раздражающие действуют на покровные ткани организма (кожа) и на слизистые оболочки. При длительном контакте с подобными соединениями у человека возникает сильная аллергия. Появляется кожный зуд, сильное раздражение слизистой оболочки носа, чихание, кашель. Все эти симптомы в последствии могут перейти в хронические заболевания, такие как псориаз.
Удушающие - это группа веществ, которые чрезвычайно опасны для нашей дыхательной системы. Распространяются обычно такие ядохимикаты аэрозольным способом (распылением). Если человек вдохнул критическую дозу этого пестицида, мгновенно произойдёт отёк гортани, что приведет к сужению дыхательных путей. Смерть наступит, если не вывести пострадавшего из зоны высокой концентрации ядовитого вещества или не ввести противоядие.
Последняя группа - нервно-паралитические. На самом деле практически все пестициды плохо влияют на центральную нервную систему (ЦНС). При интоксикации этими веществами возникают серьёзные психические и физиологические расстройства. Они затрагивают как центральную, так и периферическую нервную систему, вызывая различные нарушения работы организма. Например, нарушается координация движений, возникают кратковременные галлюцинации, так же характерны психические расстройства и заболевания, возможна амнезия. Эта группа считается самой опасной для человека, так как требует очень продолжительного лечения, а последствия могут быть непредсказуемы [8].
Практически все виды пестицидов вызывают патологии в сердечно- сосудистой системе. В качестве примера можно взять аритмию, резкое изменение артериального давления (гипертония, гипотония), в тяжёлых случаях изменяется состав крови (густота, химический состав). Из-за этого кровь уже не способна выполнять свою функцию - транспорт кислорода к клеткам, и углекислого газа от клеток. В последствии возникает болезнь анемия - недостаток кислорода в клетках. Симптомы: гипотония, слабый пульс, слабость, быстрая утомляемость. Во время лечения врачи рекомендуют употреблять в пищу продукты с высоким содержанием железа и гемоглобина (яблоки, гранаты, печень). Так же советуют больше времени проводить на свежем воздухе.
Раздражающие и удушающие пестициды обычно вызывают аллергическую реакцию. Но при длительном контакте с этими веществами кратковременная аллергия перерастает в хроническую. Если у человека возникает отёк верхних дыхательных путей необходимо срочно ввести в его организм антидот, иначе пострадавший умрёт от удушения. Но самым опасным является то, что пестициды могут спровоцировать синтез раковых клеток в организме человека. При попадании с пищей пестициды накапливаются в кишечнике, а затем всасываются в кровь. Как только уровень пестицидов в организме начинает превышать критический, происходит изменение состава клеток, что приводит к их неограниченному делению соматических клеток, другими словами - образование раковой опухоли [7].
. Способы снижения количества нитратов, нитритов и пестицидов в продуктах питания
Очень важно не только знать, в каких растениях, в каких их частях, употребляемых в пищу содержатся нитраты, но и не менее важно знать, как уменьшить содержание ядовитых веществ, вредных для здоровья человека.
) Перед приготовлением пищи обязательно мыть овощи перед приготовлением. Это снижает количество нитратов на 20%;
) Замачивать на длительное время (за 2 часа в воду переходит до 60% нитратов)
) Удалять перед употреблением части, которые содержат высокое количество нитратов.
) При бланшировании, тушении и жаренье содержимое нитратов в готовых кушаньях уменьшается на 10%. При варке большинства овощей на пару интенсивность снижения концентрации нитратов на 10-15 % ниже, чем при варке в воде.
) При варке овощи гораздо лучше класть в холодную воду без соли. Солить к концу варки. Воду брать в количестве 1,0-1,2 л на 1 кг овощей, (соотношение вода: овощи должно быть 3:1). В картофеле, моркови, свекле, брюкве после чистки и мытья концентрацию нитратов снижается, соответственно, на 65%, 35%, 25% и 70 %. Слив первый отвар, можно дополнительно снизить количество нитратов.
) В случае приготовления многокомпонентных кушаний на овощной основе, технология которых которые предусматривают отваривание и жарение, концентрация нитратов снижается на 35 - 40 %.
) При квашении капусты содержание нитратов уменьшается в 2-3 раза, а при мариновании - в 3 раза. Заквашенную капусту употреблять лучше не раньше, чем через неделю, когда большая часть нитратов переходит в рассол.
) Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и съедать сразу.
) Хранить овощи и плоды надо в холодильнике, т. к. при температуре +2°С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества - нитриты.
) Чтобы уменьшить содержание нитритов в организме человека, надо в достаточном количестве использовать в пищу витамин С (аскорбиновую кислоту) и витамин Е, т. к. они снижают вредное воздействие нитратов и нитритов [4].
Заключение
Проблема токсичного накопления нитратного азота на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных.
Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но, несмотря на пристальное внимание к этой проблеме, до сих пор радикального решения пока не найдено.
Список используемой литературы
1. Андрющенко В.К. Нитраты в овощах и пути их снижения. Кишинев.1983.- 230 с.
. Антипина В.Д., Фалунина З.П., Моисеев Ю.В., Рощина Н.Я. «Нитратная проблема» и пути ее решения. М.:НПО «Хранение».1990. - 98 с.
. Горелов А.А. Экология. Учебник / А.А. Горелов. - М.: Academia, 2006. - 400 с.
. Покровская С.Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах. М., 1988г.,
. Ревич Б.А. Основы оценки воздействия загрязненной окружающей среды на здоровье человека. Пособие по региональной экологической политике / Б.А. Ревич, С.Л. Авалиани, Г.И. Тихонова. - М.: Центр экологической политики России, 2004. - 268 с.
. Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов / А.С. Степановских. - М.: ЮНИТИ, 2001. - 510 с.
. Черных А.М. Угрозы здоровью человека при использовании пестицидов // Гигиена и санитария. - 2003. - №5.
.Чубирко М.И. Гигиеническая оценка воздействия пестицидов на окружающую среду и здоровье населения // Здравоохранение Российской Федерации. - 2002. - №1.