Исследовательская работа на тему:"Могут ли овощи и фрукты принести вред организму".

Антоненко Анна Сергеевна

Краснодарский край, Отрадненский  район, село Петровское.

МБОУ  СОШ № 4      9класс

«Могут ли овощи и фрукты принести вред организму».

Научный руководитель: Дворядкина Вера Николаевна, учитель биологии МБОУ СОШ  №4

Аннотация.

Данная тема заинтересовала меня, потому что в последнее время большое внимание уделяется содержанию нитратов в продуктах питания, поскольку их избыточное количество может привести к ряду негативных для человека последствий. Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельскохозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека 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

Цель моей работы:  определение содержания нитратов в  овощах и фруктах Краснодарского края.

Задачи работы:

- изучить литературу о нитратах и нитритах;

- овладеть методикой их определения;

Методы работы:  эксперимент, наблюдение, сопоставление, анализ.

Предмет изучения: фрукты, овощи.

Объект изучения: содержание нитратов в этих продуктах питания.

Содержание.

1. Введение……………………………………………………………..3
2. Общая характеристика нитратов………………………………….. 5

1. 2.1 Нитраты………………………………………………………………... 5
2. 2.2 Нитраты в продуктах питания………………………………………..  7
3. 2.3 Влияние нитратов на организм человека…………………………….10
4. 2.4 Пути попадания нитратов в организм человека……………………..12
5. 2.5 Допустимые нормы нитратов для человека………………………….13

3. Экспериментальная часть…………………………………………..14
4. Заключение………………………………………………………….17
5. Литература…………………………………………………………..18

I.Введение

 Общеизвестно, что самое дорогое у человека – это его здоровье, которое невозможно купить и на которое прежде всего влияют такие проблемы как неблагоприятная экологическая обстановка, курение, алкоголизм. Однако не стоит забывать и о том, что наше здоровье  во многом зависит от правильного питания. Недаром существует пословица: «Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, чем ты болеешь».

В последнее время часто слышим слово «нитраты», которое обсуждается людьми в магазинах, на рынке. В словаре выяснили, что означает слово «нитраты».  Нитраты – это соли (соединения) азотной кислоты или продукты обмена азотистых веществ любого живого организма. Нитраты образуются в растениях в процессе роста, а также после применения азотистых удобрений. При неправильном применении азотистых удобрений в большей степени овощи и фрукты  накапливают в себе опасное для человеческого организма количество нитратов.

 Нитраты, нитриты и другие азотсодержащие соединения в настоящее  время привлекают особое внимание гигиенистов. Они проявляют большой интерес к вопросу об остаточном содержании нитратов в продуктах питания и тем нарушениям в состоянии здоровья человека, которые могут быть вызваны нитратным загрязнением. Систематическое поступление в организм повышенных количеств нитратов, чревато неблагоприятными сдвигами в жизнедеятельности организма, возрастанием риска онкологических заболеваний.  Учитывая актуальность данной темы, связанной с тем, что повышенное содержание нитратов в  продуктах питания опасно для здоровья человека, целью моего исследования было определение содержания нитратов в  овощах и фруктах

Для достижения поставленной цели  я решала следующие задачи:

- изучила литературу о нитратах и нитритах;

- используя методику по обнаружению нитратов, я определяла их примерное содержание в овощах и фруктах.

II. Общая характеристика нитратов.

2.1 Нитраты.

Нитраты – это соли азотной кислоты (селитра), которые находятся в овощах и фруктах. Существовали они еще до происхождения человека. Тем не менее, разговоры о вреде нитратов для здоровья не прекращаются. 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.

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.

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. В дальнейшем одни нитраты быстро выводятся из тела, но другие образуют различные химические соединения. Какие-то из этих соединений безвредны и даже полезны для организма, но другие превращают соли снова в азотную кислоту, и именно это представляет наносимый нитратами вред для здоровья.

Излишек азотных удобрений ведёт к снижению качества растительной продукции, ухудшению её вкусовых свойств, снижению выносливости растений к болезням и вредителям, что, в свою очередь, вынуждает земледельца 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 животных продуктах (мясо, молоко, рыба) содержание нитратов весьма незначительно. 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). 

У растений максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности при созревании плодов. Поэтому недозрелые овощи (кабачки, баклажаны) 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 (не только минеральных, но и органических). Например, при внесении их незадолго до уборки урожая.

Однако у различных растений есть и свои индивидуальные особенности. Известны «накопители» нитратов. К ним относятся зеленые овощи: салат, ревень, петрушка, шпинат, щавель.  В других овощах нитратов значительно меньше. Фрукты, ягоды и бахчевые содержат нитратов очень мало (меньше 1г в 1 кг плода).

По способности накапливать нитраты растения можно разделить на пять групп – по содержанию в 1 кг продукции:

• больше 5 г (все виды салатов, петрушка, редис);
•  до 5 г (шпинат, редька, кольраби, свекла, зеленый лук);
• до 4 г (белокочанная капуста, морковь, репчатый лук);
•  до 3 г (лук-порей, ревень, укроп, тыква);
•  менее 1 г (огурцы, арбузы, дыни, помидоры, баклажаны, картофель).
  В растениях нитраты распределены неравномерно:

1) у свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода – до 65%;

2) у моркови: в сердцевине – 90% и в наружной части – 10%;

3) у капусты – в кочерыжке и в толстых черешках листьев;                                                                                                                                            

4) у  картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных, сосредоточены они под кожурой;

5) маленькие огурцы содержат нитратов меньше, чем большие, в огурце, сорванном утром, нитратов меньше.  

Оптимальный срок посева при  посадке овощных растений обеспечивает лучшее вызревание овощей и получение экологически безопасной продукции.

Качество урожая ухудшается при запаздывании с посадкой. Поскольку посеянные в разное время растения развиваются в неодинаковых условиях, нитраты в них накапливаются по-разному. Если в созревшей моркови, семена которой были посеяны 10 – 12 мая, содержалось 145 мг/кг нитратов, то в посеянной на 11 –12 суток позже – уже 357 мг/кг. Такая же закономерность наблюдается и при выращивании капусты белокочанной.

На концентрацию нитратов влияют сроки хранения. Исследования показали, что после 6 месячного хранения их количество в корнеплодах снижается в 1,5 – 2 раза. Нитраты почти не обнаруживаются в овощах, хранящихся на зиму.

Овощи нельзя хранить при повышенной температуре, особенно размороженные. Установлено, что чем выше температура хранения и чем больше концентрация нитратов, тем интенсивнее протекает процесс их восстановления и больше образуется нитритов.

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.  

2.3 Влияние нитратов на организм человека.

В настоящее время общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека.

Нитраты под действием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые вступают во взаимодействие с гемоглобином крови, что приводит к окислению в нём двухвалентного железа в трёхвалентное. При этом образуется метгемоглобин, неспособный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье.

Угроза для жизни начинает возникать тогда, когда уровень метгемоглобина в крови достигает 20% и выше. Снижается давление крови, и нарушаются функции печени. В результате чего уменьшается физическая и умственная активность человека.

Наибольшую опасность представляют нитраты для грудных детей, так как восстановление метгемоглобина в гемоглобин протекает крайне медленно, а ферментная основа отличается своим несовершенством. Нитраты помогают в развитии вредной микрофлоры кишечника, что приводит к попаданию в организм человека токсинов, ядовитых веществ. Происходит интоксикация или отравление организма. 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.

К группе повышенной опасности поражения организма нитратными соединениями кроме детей относятся также лица, страдающие заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем, беременные женщины, пожилые люди, у которых и без воздействия солей азотной или азотистой кислоты наблюдается недостаточная обеспеченность кислородом органов и тканей. Чувствительность повышается в горной местности; при содержании в воздухе окислов азота, угарного газа, углекислоты. Усиливает их токсичность также прием спиртных напитков.

Опасность поступления нитратов и нитритов в организм в повышенных количествах связывается с их выраженным канцерогенным действием.

Косвенным подтверждением канцерогенность нитратов и нитритов остается тот факт, что у лиц с пониженной кислотностью желудочного сока более высокая частота рака желудка.

Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ. У беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин - снижение потенции.

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

Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека. Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление.

2.4 Пути попадания нитратов в организм человек

Нитраты попадают в организм человека через различные пути.

  1. 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.

Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40-80% суточного количества нитратов). Незначительное количество нитратов поступает с хлебо-булочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами попадает их - 1% (10-100мг на литр). Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25мг/кг в мясе, и 2-15мг/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 150мг/кг, а в варёной колбасе - 50-60мг/кг

2. 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.

3. Через лекарственные препараты и табак.

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

2.5 Допустимые нормы нитратов для человека

Допустимое содержание нитратов для взрослого человека составляет 5 мг на 1 кг массы тела. Относительно легко организм человека справляется с дневной дозой нитратов, равной 15-200 мг, а предельно допустимая доза равна 500 мг.

• Для взрослого человека токсичной дозой становится 600 мг.
• 10 мг нитратов будет достаточно для отравления грудного ребёнка.

В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов - 312мг, но в весенний период реально она может быть 500-800мг/сутки.

Таблица 2. Минимальное и максимальное накопление нитратов в овощах.

III.Экспериментальная часть.

 Цель и задачи работы.

• Цели и задачи:

• определить наличие нитратов  в овощах и фруктах: картофель, свекла, морковь, капуста, лук, яблоко, мандарин, огурец, банан,
• изучить воздействие нитратов на организм человека.

Подготовка материала для исследования

  Исследуемый материал (корнеплоды овощей, листья и кочерыжка капусты, плоды фруктов) очищаем от загрязнений, затем растираем в кашицу  и отжимаем через марлю. Выжатый сок капаем на предметные стекла.

В качестве реагента для определения  нитрат-ионов  используем 1% раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, который по каплям добавляем к пробам сока исследуемых овощей и фруктов. Визуально наблюдаем изменение окраски растворов. 

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

Проведение эксперимента

Для исследования взяты овощи, купленные в магазине и выращенные дома. Результаты эксперимента занесены в таблицу №1

Ход эксперимента № 1:           

1. Из овощей выдавить сок

2. Капнуть сок на экспериментальное стеклышко

3. Добавить к соку каплю раствора дифениламина в концентрированной серной кислоты

4. Наблюдение за изменением окраски соков разных овощей

ВНИМАНИЕ!!! раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте очень опасная для человека жидкость! При работе с ней нужно одевать специальную одежду и перчатки!!!При отравлениях концентрированной азотной кислотой поражаются ткани языка, пищевода, слизистая желудка, а иногда и кожа лица, которые приобретают желтую окраску. Если произошло отравление азотной кислотой, концентрация которой

ниже 20 %, то желтая окраска кожи и других тканей может не появиться.

Ход эксперимента №2:

  1.Срезать небольшие кусочки овощей

2.Положить их на предметные стекла

 3.Капнуть на срезы раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте

  4.Наблюдение за изменением окраски .

Ход эксперимента №3:

1.Срезы овощей  положить на предметные  стекла.

2.Воспользуемя экспресс тестом на нитраты

3.После того как полоски пропитались соком, нужно их приложить к контрольной шкале

                                                                                Таблица №1

Вывод: во всех трех экспериментах результаты оказались совершенно одинаковы.

По данным исследования лидером на содержание нитратов оказалась свекла концентрация нитрат-ионов которого не превышает предельно допустимый уровень.  Это обусловлено тем, что  нарушения технологии выращивания свеклы не было, ведь эта культура очень отзывчива на азотные удобрения, но внесение избыточных доз и поздние подкормки вызывают накопление нитратов в центральных жилках и листьях.  

На втором месте морковь. Можно сделать вывод, что свежая домашняя морковь, выращивается в открытом грунте, поэтому в ней не накапливаются в больших количествах нитраты.

Исследования показали, что в образцах лука, огурца и помидора содержание нитратов не превышает ПДК.

IVЗаключение

В результате своей работы я сделала следующий выводы:

1. Лучше всего употреблять овощи с собственного огорода и овощи, выращенные в открытом грунте. Не всегда в растениях, выращенных на собственных участках, содержание нитратов минимально. Это зависит от нашего способа выращивания той или иной культуры и от погодных условий.

2. Для уменьшения содержания нитратов в овощах и фруктах рекомендуется срезать те части овощей, в которых их концентрация максимальна. То есть, в капусте – это кочерыжка и зеленые верхние листья, в корнеплодах – это низ (корень), а в огурцах, кабачках и т.п.– это место крепления плодоножки.

В природе нет абсолютно чистых продуктов питания. Нитраты в окружающей среде были и будут. Все дело в том, сколько накапливается их в продуктах. Нам необходим такой уровень нитратов, который не представляет опасности для здоровья человека.

От данной работы я получила много удовольствия и полезной новой информации. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты и нитрозамины поможет вам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

V. Список используемой литературы

1. Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека. М.: Дрофа, 2004.
2. Покровская С.Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах. М.: 1988г., с.42-46.
3. Покровский  А.А. Беседы о питании. –  М. Экономика 1994 г.
4. Соколов О., Семёнов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде. Пущино, 1990г., с.216-238
5. Химия в школе, № 5, 2002. Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты.