4. Регуляторы роста растений (ррр)

Применяют с целью влияния на процессы роста, развития и жизнедеятельности растений, обеспечения урожайности, улучшения качества, облегчения уборки, К этой группе соединений можно отнести также гербициды, вызывающие задержку роста и гибель растений, в зависимости от дозы они могут проявлять как ингибирующее, так и стимулирующее действие. РРР, в отличие от гербицидов, дают указанный эффект в значительно более низких дозах – граммах и миллиграммах действующего вещества на гектар.

Существующие РРР можно разделить на две группы:

Природные РРР – присущие растениям соединения, выполняющие роль фитогормонов. Они не представляют какой-либо опасности для человека, так как в процессе эволюции человеческого организма вырабатывались соответствующие механизмы их биотрансформации.

Синтетические РРР – получают химическим или микробиологическим путём. В отличие от природных могут оказывать вредное воздействие на организм человека как ксенобиотики. Степень опасности большинства РРР не изучена.

РРР используют также для увеличения сроков хранения растительных продуктов, например, картофеля, моркови, лука, репы и т.д.

Потенциальная опасность РРР для человека усугубляется стойкостью этих соединений в окружающей среде и продуктах питания.

Направления профилактических работ:

• применение наиболее безопасной технологии обработки семенного и посадочного материалов;

• соблюдение определённых условий использования: рН, температура, наличие конкретной микрофлоры, другие факторы, влияющие на стабильность и активность РРР;

• Накопление банка данных РРР по их экологической безопасности и степени опасности для человека;

• разработка доступных методов определения остаточных количеств РРР и методических подходов к оценке токсичности. [4].

Контрольные вопросы

1. Какие проблемы возникают при применении химических средств защиты растений?

2. Какие технологические способы можно порекомендовать для снижения остаточных количеств пестицидов?

3. Каким образом можно использовать молоко, содержащее пестициды?

4. Чем обусловлено применение РРР и, их потенциальная опасность для здоровья человека ?

Задания для самостоятельной работы:

1. Сделать литературный обзор;

2. Подготовить рефераты и выступления:

– Проблемы человека при использовании пестицидов.

– Виды кулинарной обработки, влияющие на содержание пестицидов в готовой продукции.

Лекция 9. Загрязнение нитратами, нитритами и нитрозосоединениями

План:

1. Нитраты и нитриты – распространение в природе.

2. Содержание нитратов и нитритов в продовольственном сырье и пищевых продуктах.

3. Нитрозосоединения.

1. Нитраты и нитриты – распространение в природе

Количество соединений этой группы велико. Нитраты и нитриты широко распространены в окружающей среде, главным образом в почве и воде, и в том числе в пищевых продуктах. Могут синтезироваться в организме человека из предшественников. Наряду с нитратами в почве содержится другой минеральный источник азота – аммоний. Последний адсорбируется почвой и нитрифицируется.

Нитраты – соли азотной кислоты (HNO₃) – являются источником азота, имеющего большое значение в жизни растений – широко распространены в природе, они являются нормальными метаболитами любого живого организма, как растительного, так и животного. Поэтому «безнитратных» продуктов в природе не существует. В организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 и более миллиграммов нитратов.

Азот входит в состав белков, нуклеиновых соединений, хлорофилла, витаминов и других биологически важных веществ. Поэтому для получения не только высоких, но и качественных урожаев в почву необходимо вносить органические или азотные удобрения

Совершенно естественно, что потребность в азоте определяется многими факторами: видом культуры, её сортом, погодными условиями, ранее применявшимися минеральными удобрениями, составом почвы и так далее. К сожалению, приходится констатировать, что проблемы нитратов в продуктах питания связаны с крайне низкой культурой земледелия как на колхозных полях, так и на приусадебных участках. Бездумное применение азотных удобрений ведёт к тому, что избыток азота в почве накапливается в виде больших количеств нитратов в растениях. . При употреблении нитратов в повышенных количествах они в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (с помощью нитрат-редуктазы НАДФН): NO₃  NO₂. Кроме того, из нитритов в присутствии аминов могут образовываться N-нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью.

По способности накапливать нитраты овощи и фрукты делятся на 3 группы:

1. с высоким содержанием (до 5 000 мг/кг сырой массы): салат кочанный, шпинат, свекла, укроп, кинза, листовая капуста, редис, зеленый лук, арбуз;

2. со средним содержанием (300…600 мг/кг): цветная капуста, кабачки, тыква, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы;

3. с низким содержанием (10…80 мг/кг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты, ягоды.

Накопление нитратов в растениях зависит от многих причин:

• от биологических особенностей самих растений и их сортов. Например, больше нитратов накапливается в редисе сорта «Красный великан» по сравнению с другими её сортами («Розовый с белым кончиком», «Жара» и др.); морковь «Нантская» содержит нитратов в 2 раза больше, чем «Шантанэ»;

• от возраста растений. Молодые растения содержат нитратов больше, чем старые, на 50…70 % (кроме шпината и овса). Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних;

• от анатомической части растения. Нитраты концентрируются: в капусте – в кочерыжке, в огурцах и редисе – в поверхностных слоях, в моркови – в центральной части;

• от времени сбора урожая. Лиственные овощи лучше собирать в вечернее время, так как содержание нитратов в них на 30…40 % меньше, чем в утренние часы;

• от режима минерального питания растений. Микроэлементы (особенно молибден) снижают количество 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, свёклу, петрушку, картофель, шпинат. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO₃, NaNO₃, Ca(NO₃)₂), чем при применении аммонийных;

• от факторов окружающей среды. Одна из причин повышенного содержания нитратов в овощах, выращенных под плёнкой или в теплицах – недостаток света. Яркая освещённость, солнечный свет способствуют ассимиляции азота, что в итоге приводит к снижению нитратов в растениях. В теплицах содержание нитратов в растениях может увеличиваться более чем в 10 раз по сравнению с растениями открытого грунта, например, в парниковой зелени. Наличие нитратов в растениях в значительной степени зависит от температуры (повышение температуры, как правило, способствует снижению их содержания) и от влажности (при увеличении влажности их количество увеличивается). При влажном и холодном лете содержание нитратов увеличивается в 2,5 раза;

• от условий хранения овощей. Содержание нитратов в пищевых продуктах может возрастать по мере их хранения. Кроме того, в процессе хранения свежих овощей, особенно при комнатной температуре, возможно превращение нитратов в нитриты. Это связано с развитием микрофлоры, способной восстанавливать нитриты (многие представители лактобацилл, E.Coli, некоторые виды стрептококков и др.). В этой связи свежий сок детям рекомендуется употреблять в течение одного часа после его приготовления;

• от свойств почвы. Чем богаче гумусом и общим азотом почва, тем больше нитратов накапливается в корнеплодах;

• от района выращивания. У овощей, выращенных вблизи предприятий, промышленные выбросы которых включают окислы азота, аммиак, пыль азотосодержащих удобрений, мочевину, нитраты в основном поступают в растения через листья. Снизить их количество в овощах можно внесением в почву фосфорных и калийных удобрений.

Исходя из вышесказанного, можно порекомендовать возможные технологические способы снижения нитратов в сырье и готовой пищевой продукции.

При промышленном производстве продуктов питания из овощей следует учитывать их вид и сорт. Предпочтение целесообразно отдавать тем сортам, которые обладают меньшей способностью аккумулировать нитраты. Для растений, у которых способность накапливать нитраты особенно сильно выражена, например листовой зелени, кольраби, редиса, необходимо пересмотреть агротехнику.

Желательно ограничивать рыхление почвы при выращивании овощей под плёнкой, что может способствовать повышению содержания нитратов в овощах. Следует правильно выбирать участки для выращивания овощей, исключая затенённые места. Сбор урожая желательно проводить во второй половине дня.

В консервированных овощах, обладающих способностью аккумулировать нитраты (пюре из шпината быстрозамороженное) возможно восстановление нитратов в нитриты при хранении размороженной продукции или повторном нагревании.

При производстве мясо-овощных консервов необходимым условием безопасности является предотвращение комбинирования нитрофильных овощей с копчёностями.

При кулинарной обработке сырья количество нитратов снижается: при очистке, мойке, вымачивании – на 5…15 %, варке – на 80 % (в капусте – на 58 %, столовой свёкле – на 20 %, картофеле – на 40 %) в связи с переходом в отвар нитратов, инактивацией ферментов, восстанавливающих нитраты в нитриты. При более жёсткой тепловой обработке нитраты разрушаются с образованием оксидов азота и кислорода.

При консервировании овощей, особенно огурцов, капусты, содержание нитратов уменьшается на 20…25 %, так как они уходят в рассол и маринад, которые поэтому не используют. При квашении капусты количество нитратов уменьшается в 2,3 раза, при мариновании в 2,1 раза.

Для снижения количества нитратов в старых клубнях картофеля его следует залить 1%-м раствором поваренной соли.

В связи с тем, что нитраты концентрируются в кожуре овощей и плодов, их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать полностью от кожуры, а у пряных трав следует использовать только листья, а не стебли. У патиссонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.

Хранить свежие овощи и плоды следует в охлаждаемом месте, так как при температуре +2 °С невозможно превращение нитратов в нитриты. При повышенной температуре хранения происходит микробиологическое восстановление нитратов под действием фермента нитрат-редуктазы, в связи с чем опасно хранить овощные блюда длительное время на мармите.

Для уменьшения содержания нитратов в организме человека необходимо вводить в рацион продукты, богатые витаминами С и Е, которые снижают их вредное воздействие. Поэтому салаты, закуски, блюда из свежих овощей и фруктов рекомендуется готовить непосредственно перед их употреблением, так как при хранении их в течение 6 часов в измельчённом виде теряется более 50 % витамина С.

Необходимо строго контролировать количество нитратов и нитритов, введенных в качестве пищевых добавок при производстве мясопродуктов для придания им характерного цвета. При введении в колбасный фарш, ветчинные изделия, солёные мясопродукты они взаимодействуют с красящим пигментном мяса (миоглобином), в результате чего образуется нитрогемохромоген, который и придаёт мясным изделиям ярко-розовый цвет. Цвет мяса становится ярко-красным благодаря пигменту оксимиоглобину при насыщении миоглобина кислородом.

Допускается содержание нитритов в пищевых продуктах до 50 мг/кг, в солонине из говядины и баранины – 200 мг/кг, в экспортируемых – до 30 мг/кг. Для обеспечения указанных нормативов нитриты используют в следующих количествах: засолка говядины, баранины, конины – 0,1…0,12 % от массы рассола, для свинины – 0,06…0,08 %, в колбасных изделиях – 0,003…0,005 % от массы мяса.

Нитриты и нитраты образуются в пищевых продуктах при -облучении, которое применяют с целью стерилизации и увеличения продолжительности хранения. При химической активизации -излучений происходят многочисленные реакции между азотом воздуха и кислородом, парами воды и веществами продуктов. Образующиеся азотистые соединения окисляются до ионов нитратов и концентрируются в продуктах.

Основными источниками поступления нитратов в организм человека являются растительные продукты (80…90 %), в основном овощи, нитритов – мясные продукты (50…60 %). В потреблении этих соединений с суточным пищевым рационом доля молока и молочных продуктов может составить не более 5 %. При тепловой обработке молока содержание нитратов и нитритов повышается из-за высвобождения окислов азота, которые окисляются кислородом воздуха до нитратов.

ДСД нитрита – 0,2 мг/кг массы тела, кроме детей грудного возраста. Острое отравление отмечается при одноразовой дозе 200…300 мг, летальный исход – дозе 300…2 500 мг. ДСД нитратов – 5 мг/кг массы тела, ПДК в пищевой воде – 45 мг/л.

Содержание нитратов в пищевых продуктах может возрастать по мере их хранения. Это связано с развитием микрофлоры, способной восстанавливать нитраты. Восстанавливающими свойствами обладают многие представители лактобацилл, некоторые виды стрептококков, картофельная палочка, другие микроорганизмы. В этой связи сок детям рекомендуется употреблять в течение 1 часа после его приготовления. Концентрация в растениях колеблется от нескольких до тысяч мг и зависит от многих факторов, среди которых определяющим является увеличение нитратов в почве за счёт интенсификации процесса нитрификации или в связи с неконтролируемым использованием азотных удобрений. Последний фактор является основным. У нас по всей стране установлены такие допустимые концентрации нитратов, которые не оказывают вредного воздействия на человека. Так, например, в картофеле содержание нитратов установлено до 240 мг на 1 кг сырого продукта. Следует помнить, что при выращивании картофеля не рекомендуется использовать аммиачную воду, безводный аммиак, резко повышающих содержание нитратов в клубнях. С этой точки зрения наиболее предпочтительным является, например, сульфат аммония, содержащий серу, способствующую превращению нитратов в белковые соединения. Этот препарат хорошо дозируется, снижает поражённость картофеля паршой.

А какие ПДК (предельнодопустимые количества) нитратов в картофеле в других странах? В Болгарии – 250 мг/кг, в Нидерландах – 400, в Германии – до 300 мг/кг.

Суммарно безопасное потребление нитратов для человека составляет 300…350 мг в сутки. А это значит, что мы можем смело потреблять все продукты, входящие в наш рацион.

Ну и совсем недопустимо искусственное введение нитратов в продукты питания. Многие хозяйки для придания мясным продуктам домашнего приготовления красивого, аппетитного вида используют селитру (нитрат натрия или калия). Это опасно для здоровья, так как трудно, а чаще и невозможно точно дозировать количество применяемой селитры.

Не упрощая проблемы присутствия нитратов в пищевых продуктах, не следует их и слишком драматизировать. Разнообразное, рациональное питание, достаточное количество витаминов, правильная кулинарная обработка, обоснованное применение азотных и других удобрений предохраняют нас от вредных последствий избыточных количеств нитратов.

Основные поставщики нитритов – мясные продукты (мясные консервы, колбасные изделия и мясокопчёности), на долю которых приходится 53…60% от общего поступления нитритов в организм человека. Механизм токсического действия нитритов на организм заключается в их взаимодействии с гемоглобином крови. ДСД нитрита – 0,2 мг/кг, за исключением детей грудного возраста. Острое отравление отмечается при одноразовой дозе – 200…300 мг, летальный исход – 300…2500 мг. Токсичность нитритов зависит от состава рациона, индивидуальных особенностей организма. Наряду с клиническими проявлениями интоксикации (обильное потение, синюшность кожи, одышка, головокружение) хроническое воздействие нитритов приводит к снижению содержания в организме витаминов А, Е, С, В₁, В_6. С этим связывают снижение устойчивости организма к воздействию различных факторов, в том числе онкогенных.

Нитраты, в отличие от нитритов не обладают выраженной токсичностью. Острые отравления наблюдаются у людей при случайном приёме 1…4 г нитратов, доза 8…14 г может оказаться смертельной. Главной причиной острой интоксикации является восстановление нитратов в нитриты, что может протекать в пищевых продуктах или пищеварительном канале.