Загрязнение пищевых продуктов нитратами и их определение
опыты и эксперименты по биологии на тему

Загрязнение пищевых продуктов нитратами

и их определение

Цель занятия: определить нитраты в пищевых продуктах.

Методические рекомендации к занятию

При подготовке к лабораторно-практической работе необходимо хорошо знать теоретический материал по данной теме, уметь выполнять опыты и готовить калиброчные растворы.

Описание опытов должно сопровождаться необходимыми уравнениями химических реакций и заканчиваться сформулированным выводом, который следует из результатов опыта.

План занятия

1.        Вопросы для обсуждения

• Различие видов и сортов растений по накоплению и содержанию нитратов.
• В каких органах растений содержится наибольшее количество нитратов?
• Какой   болезнью   может   заболеть   человек   в   результате   употребления
  продуктов, содержащих повышенное количество нитратов?
• Почему в желудочно-кишечном тракте избыточное количество  нитратов
  превращается в токсичные нитриты, а далее в нитрозоамины (сильные канцерогенные
  яды).

2.        Лабораторная работа: Определение нитратов в1 различных овощных культурах.

Задание 1. Определение нитратов в соке растений.

Материалы и оборудование: ступки малые с пестиками, предметные стекла, марлевые салфетки, мелкие емкости - пузырьки из-под пенициллина с пробками, пипетки химические на 5 мл, пипетки медицинские, скальпели, 1 %-ный раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, исходный раствор NaNO3 для построения калибровочной кривой, дистиллированная вода, термостойкий химический стакан на 0,5-1 л для кипячения овощей, электроплитка, части различных овощей, содержащих наибольшее количество нитратов, с неокрашенным соком (капуста, огурцы, кабачки, картофель, дыня и др.)

Ход работы

За несколько дней до занятия студентам дается задание принести различные овощи, купленные в магазине или с собственного участка. Овощи следует вымыть и обсушить.

В один из пузырьков наливают 10 мл исходного раствора NaNO3, соответствующего по концентрации максимальному содержанию нитратов в овощах (см. табл.6) - 3000 мг на кг. Следует отметить, что в отдельных органах растений встречаются и значительно большие концентрации.

Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции и их допустимые уровни

(мг/кг сырой массы по нитрат-иону)

Таблица 6

Окончание таблицы 6

Готовят серию калибровочных растворов путем разбавления пополам предыдущего (например, к 3 мл исходного раствора прибавляется 3 мл дистиллированной воды, взбалтывается и т.д.). Получают серию растворов с разным содержанием нитратов: 3000, 1500, 750, 375, 188, 94,47, 23 мг/кг.

Под предметное стекло подкладывается лист белой бумаги, на стекло капают две капли  изучаемого  раствора  и  две  такие  же  капли  дифениламина  в трехкратной повторности. Описывают реакцию согласно следующей градации, которую  можно использовать для калибровочных растворов и двух типов анализов (по Церлинг, 1965).

Таблица 7

Окончание таблицы 7

. Необходимо отметить, что основой для определения содержания нитратов в соке должны быть собственные исследования, а не табличные данные, так как окраска может варьировать в зависимости от качества реактивов, срока их годности, температуры в помещении и т.д.

Овощи и плоды разделяют на части: зонная, примыкающая к плодоножке, кожура, периферийная часть, серединная часть, кочерыжка (у капусты), жилки, лист без жилок. Вырезанные части мелко режут ножом и быстро растирают в ступке, сок отжимают через 2-3 слоя марли. Две капли сока капают на чистое предметное стекло, положенное на белую бумагу, добавляют 2 капли дифениламина. Быстро описывают все наблюдаемые реакции согласно схеме (табл. 8). Повторность опыта трехкратная. В случае сомнений в содержании нитратов в определенной части овощной продукции капают рядом калибровочный раствор с известной концентрацией вещества и повторяют реакцию с дифениламином.

Схема записи

Содержание нитратов в различных овощах и плодах

Таблица 8

Анализ начинают с сока капусты и картофеля, затем помещают эти овощи в

термостойкий химический стакан с кипящей дистиллированной водой и кипятят 10-15

мин, после чего анализируют отварные овощи и отвар. За время варки делают анализ

• различных частей других овощей и плодов (не менее четырех видов на занятие).

Записывают в общую таблицу в тетради.

Задание 2. Определение нитратов в целых растениях.

Отрезают у свежих растений части в виде толстых срезов: куски стеблей, черешков, плодов. Кладут их на полоску восковой бумаги. Капают на различные части среза по несколько капель 1%-ного раствора дифениламина в серной кислоте, отмечают окрашивание согласно вышеприведенной шкалы. При этом в случае малых концентраций нитратов в продукции и при отсутствии синей окраски может наступить порозовение ткани, вследствие ее обугливания от H2SO4 в реактиве дифениламина.

Указанный метод дает возможность оценить и сравнить разные ткани овощных и других растений прямо в поле. Он проверен и хорошо действует на хлебных злаках, картофеле, корнеплодах, овощах, бобовых, многолетних травах для оценки обеспеченности различных сельхозкультур азотом. Показано, что нитраты исчезают в фазе цветения, но их много в период вегетативного роста, который должен быть использован для оценки. Нитраты сразу утилизируются (не проявляются в анализах) в меристемах, почках, бутонах и цветках различных сельхозкультур.

Вопросы для самоконтроля

1. Основной источник азота в биосфере.
2. Газообразные формы азота в биосфере.
3. Минеральные соединения азота.
4. Что такое аммонификация, нитрификация и денитрификация?
5. Влияние    на    здоровье    человека   нитратов,    нитритов    и    пестицидов,
   содержащихся в продуктах питания.
6. Пути попадания нитратов в организм человека.
7. Содержание и накопление нитратов в растениях.
8. Способы снижения влияния нитратов в растениях на организм человека.

Основная литература

1.        Биологический     контроль     окружающей     среды:     Биоиндикация     и биотестирование:   Учебн.   пособие  для  вузов/  Под ред.   О.П.Мелиховой  и
Е.И.Егоровой. -М.: Академия, 2007 . -287 с.

1. Бродский А.К. Общая экология: Учебник для вузов. - М.: Академия, 2006. -
   253 с.
2. Комарова Н.Г. Геоэкология и природопользование: Учебн. пособие для вузов.
   -М.: Академия, 2007. - 189 с.
3. Пехов А.П. Биология с основами экологии: Учебник для вузов. - СПб: Лань,
   2006. - 687 с.
4. Шилов И.А. Экология: Учебник для биологич. и мед. спец. вузов. -М.: Высш.
   шк., 2006.-511 с.

Дополнительная литература

1.        Биохимические основы жизнедеятельности человека: учебн. пособие для

вузов/ Под ред. Ю.Б.Филиповича и др. - М.: ВЛАДОС, 2005. - 407 с; с.23-75

 2.        Корте Ф. Экологическая химия: Основы и концепции. - М: Мир, 1997. - 395

с.;с.116-129

3.        Костантинов В.М. Охрана природы: учебн. пособие для пед. вузов. - М.:

Академия, 2000. - 238 с; с.75-98

4.        Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом

загрязнении: учебн. пособие для хим., хим.-технол., биологич. спец. и направлений вузов. -М.: Высш. шк., 1998. - 286 с; с. 12-30, 49, 57

5.        Медведев В.И., Алдашева А.А. Экологическое сознание; учебн. пособие для

вузов. -М: Логос, 2001.-376 с, с.19-45

6.        Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Основы общей Экологии: учебн. пособие для

вузов. -М.: Университет. Книга, 2005. -238 с; с. 214-216

7.        Природопользование: учебник для вузов/ Под ред. Э.А.Арустамова. - М.:

Дашков и К", 2005. - 310 с; с.45-53, 59-61

8.        Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране

окружающей среды: учебн. пособие для вузов. - М.: ВЛАДОС, 2001. - 286 с; с. 66-82

9.        Шустов СБ., Шустова Л.В. Химия и экология: учебн. пособие для уч-ся

старш. кл. - Н.Новгород: Нижегородский гуманитарный центр, 1995. - 237с; с. 126-163, 177-179