Научно исследовательская работа Концентрация нитратов в овощах

19

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 9

Россия Краснодарский край Староминский район станица Староминская

Концентрация нитратов в овощах

Выполнила Таран Лилия Андреевна ученица 11 «Б» класса

Научный руководитель: Лупенок Марина Владимировна, учитель химии,

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя школа № 9

Ст. Староминская

2014г.

Аннотация

Цель моей работы: определить содержание нитратов в овощах, выращенных на огороде и купленных в магазине, сравнить эти данные, и разработать рекомендации по снижению концентрации нитратов в овощах перед их употреблением.

Задачи работы:

-изучить литературу о нитратах и нитритах

-овладеть методикой определения нитратов в продуктах

-разработать буклет с рекомендациями по снижению концентрации нитратов в овощах

Объектом моего исследования были выбраны наиболее употребляемые овощные культуры, произрастающие в домашних условиях: капуста, свекла, морковь, томаты, репчатый лук, огурцы, картофель. Также эти овощи, купленные в магазине.

В результате исследования было установлено, что концентрация нитратов в покупной капусте выше, чем в капусте, выращенной в домашних условиях, и превышает допустимую норму. Концентрация нитратов в картофеле одинакова в обоих образцах и не превышает допустимую норму. В образцах моркови мы наблюдаем бледное окрашивание, что свидетельствует, о допустимом значении концентрации нитратов, но в образце, сделанном из покупной моркови, концентрация нитратов несколько больше. Окраска покупных огурцов, свеклы и лука практически не отличается от тех же, выращенных в домашних условиях. Концентрация нитратов в этих овощах соответствует допустимым значениям нормы. Образец томата, купленного в магазине, стал темно-синим, это свидетельствует о том, что производитель, выращивающий эти томаты, использовал удобрений выше нормы. Мои рекомендации очень просты, но соблюдая их, мы действительно снижаем уровень нитратов. Предварительная обработка - обязательное мытье и очистка. Картофель при варке теряет до 80% нитратов, морковь, капуста и брюква- до 70%, свекла- до 40%. Никогда не ешьте свежезасоленную капусту, огурцы и другие квашения раньше, чем через 10-15 дней. Постарайтесь ввести в свой рацион больше черной, красной смородины, других содержащих витамины ягод и фруктов (в висячих плодах, кстати, нитратов практически нет), пейте зеленый чай - все это естественные нейтрализаторы нитратов, поступивших в ваш организм.

Содержание

1.Введение 3

2. Общая характеристика нитратов 4

2.1 Нитраты 4

2.2 Нитраты в продуктах питания 5

2.3 Пути попадания нитратов в организм человека 5

2.4 Допустимые нормы нитратов для человека 5

4. Заключение 8

Библиографический список 11

Приложения 12

1. Введение

Данная тема заинтересовала меня тем, что мы очень часто слышим «в этом овоще много нитратов», но мало кто задумывается, что же на самом деле такое нитраты. Хотя любой человек знает, что нитраты - это яд. Проблема накопления токсичного нитратного азота в овощах в наше время решается научно-исследовательскими учреждениями всего мира, но, не смотря на все старания ученых, решение данной проблемы пока не найдено.

Употребляя в пищу овощи, купленные в магазине, мы замечаем, что вкус их очень отличается, от тех же овощей, но выращенных на огороде. Производители, чтобы улучшить внешний вид товара, ускорить его рост и созревание, используют удобрения. Но существуют нормы допустимого количества внесения удобрения. Их избыток портит вкусовые качества продукта и даже может вызвать отравление организма, съевшего данный овощ.

Практическая значимость нашего исследования заключается в том, что моя работа позволит узнать, как снизить концентрацию нитратов в овощах, тем самым защитить себя от отравления организма. Мою работу можно использовать на уроках экологии, на родительских собраниях, в качестве ознакомления родителей с методами снижения концентрации нитратов в овощах, на классных часах, также буклеты, разработанные мной, можно распространять среди населения.

Цель моей работы: определить содержание нитратов в овощах, выращенных на огороде и купленных в магазине, сравнить эти данные, и разработать рекомендации по снижению концентрации нитратов в овощах перед их употреблением.

Задачи работы:

-изучить литературу о нитратах и нитритах

-овладеть методикой определения нитратов в продуктах

-разработать буклет с рекомендациями по снижению концентрации нитратов в овощах

Методы работы: эксперимент, сравнение, анализ, измерение.

Объект исследования: овощи, выращенные в домашних условиях и купленные в магазине.

Предмет изучения: концентрация нитратов в овощах.

2. Общая характеристика нитратов

2.1. Нитраты

Нитраты – это соли азотной кислоты (селитра), которые находятся в овощах. Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём двухвалентное железо в трехвалентное. В результате образуется метгемоглобин, который не способен снабжать ткани кислородом. Поэтому развивается тканевая гипоксия, уменьшается физическая и умственная активность человека.[1]

Нитраты способствуют развитию патогенной кишечной микрофлоры, которая выделяет токсины и ведёт к отравлению организма.

У беременных женщин при отравлении нитратами  возникают выкидыши, а у мужчин – снижение потенции.

При длительном потреблении нитратов в организме человека уменьшается количество йода, что приводит к нарушению функций щитовидной железы.

Отравление нитратами организма человека характеризуется рядом признаков:

усиленное сердцебиение, одышка, возможна потеря сознания, снижение работоспособности, сонливость, повышенная усталость, головные боли, боли в животе, рвота и тошнота, желтизна белков глаз, увеличение печени, понос (зачастую с кровью), синюшность  видимых слизистых оболочек, губ, лица и ногтей.

Однако проблема не в самих нитратах, а в том, какое их количество попадает в организм человека. Согласно заключению Всемирной организации здравоохранения, безопасным считается количество 5 мг нитратов на 1 кг человеческого тела. То есть, взрослый человек может получать около 350 мг нитратов безо всяких последствий для здоровья.[2]

Растения обладают способностью поглощать из насыщенной удобрениями почвы гораздо больше соединений азота, чем им необходимо для развития. В результате только часть нитратов синтезируется в растительные белки, а остальные попадают в организм человека в чистом виде через плоды, корни и листья овощей. Излишек азотных удобрений ведёт к снижению качества растительной продукции, ухудшению её вкусовых свойств, снижению выносливости растений к вредителям и болезням, что, в свою очередь, вынуждает фермера увеличивать применение ядохимикатов. Особенно резко проявляется отрицательное действие удобрений и ядохимикатов при выращивании овощей в закрытом грунте. Это происходит потому, что в теплицах вредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потоками воздуха. После испарения они оседают на растения.

2.2.Нитраты в продуктах питания

В продуктах животного происхождения содержание нитратов незначительно. Нитраты и нитриты добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и усиления вкусовых качеств.

У растений максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности при созревании плодов. Поэтому недозрелые овощи и картофель, а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости. Кроме того, содержание нитратов в овощах может резко увеличиться при неправильном применении азотистых удобрений.

Для овощей и фруктов установлены определенные значения предельно допустимых концентраций нитратов (ПДК). ПДК -  количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним. [3]

2.3. Пути попадания нитратов в организм человека

Через продукты питания растительного и животного происхождения. Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах.

Через питьевую воду. 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.[4]

2.4 Допустимые нормы нитратов для человека

В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов - 312мг, но в весенний период реально она может быть 500-800мг/сутки. Существует таблица минимальных и максимальных значений содержания нитратов в овощах.[5] Приложение I

3. Экспериментальная часть.

Объектом нашего исследования были выбраны наиболее употребляемые овощные культуры, произрастающие в домашних условиях: капуста, свекла, морковь, томаты, репчатый лук, огурцы, картофель. Также берем эти овощи, купленные в магазине.

Подготовка материала для исследования: исследуемый материал очищаем от загрязнений, затем отрезаем кусочки разных частей исследуемого растения и кладем на предметные стекла. В качестве реагента для определения  нитрат-ионов  используем 1% раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, который по каплям капаем на пробы исследуемых овощей. Визуально наблюдаем изменение окраски объектов исследования.

Бледно-голубое окрашивание – низкое содержание нитрат-ионов (более 0,001 мг/л),  голубое – среднее (более 1 мг/л),  синее – высокое  (более 100 мг/л).

Приложение II отражает результаты проведенного эксперимента.

Всего обследовано 24 образца, по 4 каждого вида. В результате исследования было установлено, что концентрация нитратов в покупной капусте выше, чем в капусте, выращенной в домашних условиях, и превышает допустимую норму. Концентрация нитратов в картофеле одинакова в обоих образцах и не превышает допустимую норму. В образцах моркови мы наблюдаем бледное окрашивание, что свидетельствует, о допустимом значении концентрации нитратов, но в образце, сделанном из покупной моркови, концентрация нитратов несколько больше. Окраска покупных огурцов, свеклы и лука практически не отличается от тех же, выращенных в домашних условиях. Концентрация нитратов в этих овощах соответствует допустимым значениям нормы. Образец томата, купленного в магазине, стал темно-синим, это свидетельствует о том, что производитель, выращивающий эти томаты, использовал удобрений выше нормы.

[pic]

свекла

лук

томат

картофель

капуста

морковь

огурец

Выращенные на огороде

Также было отмечено, что нитраты в овощах распределяются неравномерно. Так, верхние кроющие листья кочана капусты содержат нитратов примерно в два раза больше, чем внутренние, наибольшее количество содержится в кочерыжке. В картофеле низкий уровень отмечается в мякоти клубня, тогда как в  кожице и сердцевине в 1,2 - 1,5 раза больше. В огурцах количество нитратов в поверхностном слое больше, чем во внутренней части плода. В моркови в корнеплоде содержится в 1,5 раза больше нитратов, чем в наземной части, причем в сердцевине – 90% , а в наружной части – 10%. У свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода – до 65%. В мелких клубнях картофеля содержится больше нитратов, чем в крупных, сосредоточенны они под кожурой. Маленькие огурцы содержат нитратов меньше, чем большие, в огурце, сорванном утром, нитратов меньше.

Содержание нитратов связано с морфологическими признаками и физиологическими особенностями отдельных органов растений. Больше всего их в тех  частях, в которых находится больше ксилемных тканей и в которых хорошо развиты вакуоли, то есть в частях, обеспечивающих транспортировку из почвы питательных веществ. В генеративных органах растений нитратов мало. В кожице и поверхностных слоях плодов содержание нитратов значительно выше. Концентрация нитратов зависит от того какая селитра использовалась, в каком количестве и для каких целей. Экспериментально установлено, что калиевая селитра влияет на рост зеленой массы растений, следовательно, ее концентрация выше в капусте и зеленых наземных органах растений, взятых для эксперимента. Натриевая селитра употребляется для улучшения и ускоренного роста корневой системы, поэтому ее используют как подкорму для свеклы, моркови, лука. Аммиачная селитра используется для подкормки всех растений, так как ускоряет созревание и общий рост растения, но аммиачную селитру нельзя использовать с органическими удобрениями, так как возможно самовозгорание.

В результате всего эксперимента мы пришли к выводам, что концентрация нитратов в овощах зависит от следующих факторов:

-вид селитры

-количество вносимого удобрения

-наличие ксилемных тканей у растения, которое подкармливают селитрой.

Также был сделан вывод, что производители, у которых покупают овощи магазины, используют удобрения в допустимых нормах, исключения составляют томаты и капуста.

4. Заключение

Целью всей моей работы было определить содержание нитратов в овощах, выращенных на огороде и купленных в магазине, сравнить эти данные, и разработать рекомендации по снижению концентрации нитратов в овощах перед их употреблением.

Мои рекомендации очень просты, но соблюдая их, мы действительно снижаем уровень нитратов. Предварительная обработка - обязательное мытье и очистка - снизит количество нитратов в овощах на 10-15%.При длительном (в течение двух часов) вымачивании в воде листьев петрушки, укропа, салата из них вымывается 15-20% нитратов. Чтобы снизить на 25-30% содержание нитратов в картофеле, моркови, столовой свекле, брюкве, капусте, достаточно час подержать их в воде. Кстати, о воде. Напомним, что и вода может содержать нитраты. Особенно это касается источников, в которые беспрепятственно проникают грунтовые воды (по большей части, к сожалению, во всем мире занитраченные). Старайтесь при приготовлении пищи использовать водопроводную воду, прошедшую соответствующую всем ГОСТам очистку. Потери нитратов при отваривании овощей происходят за счет их диффузии в воду, а потому многое зависит как от качества воды, так и от степени измельчения овощей, времени их отваривания.

В процессе отваривания моркови, свеклы наиболее интенсивный переход нитратов в отвар происходит впервые 30-40 минут, далее процесс практически приостанавливается. Картофель при варке теряет до 80% нитратов, морковь, капуста и брюква- до 70%, свекла- до 40%. Конечно, отвар надо вылить, а из овощей приготовить салат, винегрет, подать их к столу просто в, отварном виде. И вот еще от чего хочется предостеречь. Салаты и овощные соки ешьте и пейте только свежеприготовленными. Хранение их даже не очень длительное и в холодильнике способствует размножению микроорганизмов, превращающей нитраты в более опасные для нашего здоровья нитриты. А многократная смена температуры (из холодильника на стол и обратно) резко усиливает этот процесс. Для салатов предпочтительнее использовать растительное масло, а не майонез и сметану: в их среде очень быстро и активно развивается микрофлора, ускоряющая переход нитратов в нитриты. Если же вы хотите приготовить овощной суп, предварительно нарезанные овощи вымочите в воде, слейте ее, а овощи опустите в кипящую воду. Готовя борщ, сначала овощи припустите в воде. Сделайте эту тонкость кулинарии своим союзником. Тушите овощи (можно сердцевинки морковки и прожилки капусты) в небольшом количестве воды и перед тем, как закладывать их в кастрюлю, отвар слейте.[6] Тушение овощей снижает содержание в них нитратов примерно на 10%, жарение картофеля во фритюре- на 40%.

Если вы заготавливаете овощи впрок, правильное хранение (в прохладном темном месте) позволяет к весне снизить количество нитратов на 10-30%. Однако помните: одновременно резко падает в овощах и содержание витаминов.

Квашение, консервирование, соление, маринование тоже имеют свою специфику, когда речь идет о нитратах. Первые 3-4 дня идет усиленное образование нитритов из нитратов. Поэтому никогда не ешьте свежезасоленную капусту, огурцы и другие квашения раньше, чем через 10-15 дней. Что же касается непосредственно нитратов, то при консервировании (при условии, что маринад не идет в пищу и при его приготовлении не использовался, например укроп, имеющий высокое содержание нитратов) можно уменьшить количество нитратов в готовом продукте на 50% по сравнению с овощами, которые закладывались в банки в свежем виде.[7]

Возникает вопрос: «А можно ли и нужно ли совсем избавиться от нитратов в том или ином овоще?» Практически такое невозможно, а теоретически даже вредно. Ибо борясь с нитратами, вы одновременно уничтожаете и витамины, особенно витамин С. Поступайте разумно. Постарайтесь ввести в свой рацион больше черной, красной смородины, других содержащих витамины ягод и фруктов (в висячих плодах, кстати, нитратов практически нет), пейте зеленый чай - все это естественные нейтрализаторы нитратов, поступивших в ваш организм.[8]

От данной работы я получила много удовольствия и полезной новой информации. Я достигла поставленных перед собой задач. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты и нитрозамины, а также выполнение моих рекомендаций поможет вам правильно питаться и сохранить свое здоровье. Так же я разработала буклет с рекомендациями по снижению нитратов в овощах. Он широко используется в нашей школе, висит в столовой, и ребята, которые идут кушать, останавливаются и читают, делают для себя выводы и по возможности используют данные мной рекомендации.

Моя работа будет продолжена, я продолжу исследование овощей на другие вредные соединения. Мы должны знать, что едим, и как это сказывается на нашем организме! Зная это, сможем предотвратить некоторые заболевания.

Библиографический список

1. Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека. - М.: Дрофа, 2004.

2. Покровская С.Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах. М.: 1988г.

3. Покровский  А.А. Беседы о питании. –  М. Экономика 1994 г.

4.Соколов О., Семёнов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде. Пущино, 1990г.

5. Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты. // Химия в школе, № 5, 2002 г.

6. Барбалат Ю.А., Брыкиеа Г.А. и др. Основы аналитической химии.- М.: Высшая школа, 2001г.

7. Гайлите М., Гайлитос М. Еще раз о нитратах.// Наука и мы.- №6, 1990 г.

8. Соколов О.А. Нитраты под строгий контроль // Наука и жизнь. .-№ 3, 1988 г.

9. Скурихина И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика.- М.: Высшая школа, 1991г.

Приложения

Приложение I

Таблица минимальных и максимальных значений содержания нитратов в овощах