Загальна біологія (Шарабарова С.С.)

Азот — это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений, т. к. он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Растение получает азот из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных)

В растениях азот подвергается сложным превращениям. Метаболизм азота в растениях — это сложный процесс, и нитраты занимают в нём промежуточное положение:

HNO3 – HNO2 – (HNO)2 – NH2OH + NH3 |

(нитрат) (нитрит) (гипонитрит) (гидроксиламин) (аммиак)

Нитраты в растениях восстанавливаются до нитритов. В этом процессе участвуют различные металлы (молибден, железо, медь, марганец), и при этом происходит интенсивная трата углеводов, т. к. на восстановление требуется энергия, источником которой являются углеводы. Нитриты могут накапливаться в растениях и этим подавлять их рост. Но основная часть нитритов, подвергаясь дальнейшим превращениям, даёт аммиак (NH3). Аммиак русский учёный Д.М. Прянишников назвал альфой и омегой в питании растений. Вредное воздействие нитратов на организм человека

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами из-за их чрезмерной подкормки аммиачной селитрой (1).

В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и домашних животных:

1. Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём 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), в результате чего накапливаются молочная кислота, холестерин, резко падает количество белка.

2. Особенно опасны нитраты для грудных детей, т. к. их ферментная основа несовершенна, а восстановление метгемоглобина в гемоглобин идёт медленно.

3. Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества — токсины, в результате чего идёт токсикация, т. е. отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:

- синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;

- тошнота, рвота, боли в животе;

- понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз;

- головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;

- одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;

- при выраженном отравлении — смерть.

4. Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.

5. У беременных женщин возникают выкидыши, у здоровых мужчин — снижение потенции.

6. При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.

7. Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.

8. Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление.

При всём вышеизложенном следует помнить, что вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях. Допустимые нормы нитратов для человека

Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов — 5 мг на 1 кг массы тела человека, т. е. 0,25 г на человека весом в 60 кг. Для ребёнка допустимая норма составляет не более 50 мг.

Сравнительно легко человек переносит дневную дозу нитратов в 15 – 200 мг; 500 мг — это предельно допустимая доза (600 мг — уже токсичная доза для взрослого человека). Для отравления грудного малыша достаточно и 10 мг нитратов.

Пути попадания нитратов в организм человека Нитраты попадают в организм человека различными путями (9).

1. Через продукты питания:

- растительного происхождения;

- животного происхождения.

2. Через питьевую воду.

3. Через лекарственные препараты.

Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40 – 80% суточного количества нитратов).

Незначительное количество нитратов поступает с хлебными изделиями, фруктами, с молочными продуктами.

Часть нитратов может образоваться в самом организме человека при его обмене веществ.

Также нитраты поступают в организм человека с водой, которая является одним из основных условий нормальной жизни человека. Загрязнённая питьевая вода вызывает 70 – 80% всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. По данным ВОЗ по этой причине заболевает более 2 млрд. человек на Земле, из которых 3,5 млн. умирает (90% из них составляют дети младше 5 лет). 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 через различные химические удобрения (нитратные, аммонийные), с полей и от химических предприятий по производству этих удобрений. Наибольшее количество нитратов содержится в грунтовых водах. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20 мг/л нитратов, жители же сельской местности — 20 – 80 мг/л нитратов.

Нитраты содержатся и в животной пище. 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 добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150 мг/кг, а в варёной колбасе — 50 – 60 мг/кг.

Также нитраты попадают в организм человека через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500 мг нитратов на 100 г сухого вещества. Содержание и накопление нитратов в растениях

Само по себе присутствие нитратов в растениях — нормальное явление, т. к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т. к. они (как мы уже знаем) обладают высокой токсичностью для человека и домашних  животных.

Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах.

Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе:

- в свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в его сердцевине;

- в капусте — в кочерыжке, в толстых черешках и в верхних листьях.

Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего нитратов содержится в их кожице.

По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы (2):

- с высоким содержанием (до 5000 мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы;

- со средним содержанием (300 – 600 мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы;

- с низким содержанием (10 – 80 мг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

С физиологической точки зрения количество нитратного азота в растениях определяется соотношением:

- процессов поглощения;

- транспорта;

- ассимиляции;

- распределения его в разных органах и частях растения.

И все эти процессы обусловлены совокупностью почвенно-экологических условий, агротехнических и генетических факторов.

Таким образом, накопление нитратов в растениях зависит от комплекса причин:

- от биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта “Красный великан” по сравнению с другими её сортами (“розовый с белым кончиком”, “жара” и др.).

- от возраста растений: в молодых органах их больше (кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.

- от режима минерального питания растений. Так, микроэлементы (особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий — в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное, халатное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их приводят к сильному накоплению нитратов, особенно в столовых корнеплодах. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO3, NaNO3, Ca(NO3)2), чем при употреблении аммонийных. За последние годы (по словам руководителя лаборатории пищевой токсикологии института питания Т. С. Хотимченко) произошло существенное снижение нитратов в продуктах отечественного растениеводства по причине меньшего использования химических удобрений в виду их дороговизны. Если в 1988 – 89 годах ПДК по нитратам превышал 15% у овощей, то теперь — не более 3%.

- от факторов окружающей среды (температуры, влажности воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):

- чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;

- при влажном и холодном лете (1985 г.) количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.

- при повышении температуры до 20 °С количество нитратов снизилось в столовой свекле в 3 раза. Нормальная освещённость растений снижает содержание нитратов, поэтому в тепличных растениях нитратов больше (10).

При употреблении фруктов в пищу мы должны внимательно следить за их качеством. Чтобы яблоки дольше хранились, их покрывают эмульсионным налётом и насыщают консервантами. Такие яблоки внешне очень привлекательны, но порой в них нет ни вкуса, ни запаха, ни живой сочности, а консерванты в них убивают в кишечнике человека полезную микрофлору. Такие же консерванты используются и для хранения других продуктов (растительного масла, сосисок, колбас). Поэтому надо внимательно следить за сертификатами импортных продуктов.

Вопрос накопления нитратов в растениях нашей области стал изучаться СахНИИ с/х с 1989 года, сотрудники которого выяснили, что на Сахалине в связи с особыми агрометеорологическими условиями содержание нитратов в растениях увеличивается:

- большое количество дней, частые туманы;

- заниженная солнечная радиация;

- более низкие температуры воздуха и почвы;

- сильные ветра. Способы снижения вреда нитратов в растениях на организм человека

Очень важно не только знать, в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся нитраты, но и не менее важно знать, как уменьшить содержание этих ядовитых веществ для организма, поэтому предлагается ряд ценных советов:

- Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (13) (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Так, при вымачивании — на 20 – 30%, а при варке — на 60-80%.

- в капусте — на 58%;

- в столовой свекле — на 20%;

- в картофеле — на 40%.

При этом следует помнить, что при усиленной мойке и бланшировании (обваривании кипятком) овощей в воду уходят не только нитраты, но и ценные вещества: витамины, минеральные соли и др.

- Чтобы снизить количество нитратов в старых клубнях картофеля, его клубни следует залить 1%-ным раствором поваренной соли.

- У кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.

- Т. к. нитратов больше в кожуре овощей и плодов, то их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать от кожуры, а у пряных трав надо выбрасывать их стебли и использовать только листья.

- У огурцов, свеклы, редьки надо срезать оба конца, т. к. здесь самая высокая концентрация нитратов.

- 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).

- Выяснено, что при консервировании на 20 – 25% уменьшается содержание нитратов в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, т. к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые надо выливать.

- Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и съедать сразу. 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.

http://medbookaide.ru/books/fold1002/book1004/p22.php