I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИТРАТОВ И НИТРИТОВ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ РАЗЛИЧНОГО ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО МЕСТОПРОИЗРАСТАНИЯ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Еременко С.М. 1

---

1

Кравцова Е.Ю. 1

---

1

Работа в формате PDF

350.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение 3

Глава 1. Обзор литературы по теме исследования. 5

1. 1. Содержание и накопление нитратов в растениях 5

1. 2. Вредное воздействие нитратов и нитритов на организм человека 7

1. 3. Пути попадания нитратов в организм 7

1. 4. Допустимые нормы нитратов для человека 9

1.5. Способы снижения вреда нитратов в растениях 9

Глава 2. Методы исследования 10

2. 1. Обнаружение нитратов дифенил аминовым методом 10

2. 2. Количественное определение содержания нитратов и нитритов 10

2. 3. Результаты исследования 12

Заключение

Список используемой литературы 14

Приложения

1.Анкета 15

2.Графики по результатам анкетирования 16

3.Симптомы нитратно-нитритных отравлений 18

4. Обнаружение нитратов и нитритов в растениях 19

Введение

Питание - одна из составляющих здоровья и имеет первостепенное значение для решения многих вопросов снижения степени риска заболеваний, обеспечения нормального физиологического и психического состояния человека в самых различных условиях общественного производства и окружающей среды.

Одним из основных направлений определяющих здоровье населения и сохранение его генофонда - обеспечение безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. И в этих условиях на первый план необходимо выносить вопросы правильного питания, чтобы в организм человека поступали все необходимые компоненты для нормального его функционирования.

Актуальностьработы.

Перед исследованием мною был проведен социологический опрос, показавший актуальность данного исследования и практического применения.

Целью нашей работы является: рассмотреть вопрос о безопасности растительных продуктов питания различного местопроизрастания, употребляемых человеком.

Для достижения данной цели решались следующие задачи:

1. рассмотреть влияние нитратов и нитритов на организм;

2. провести качественный и количественный анализ нитратов и нитритов в продуктах питания различного территориального местопроизрастания;

3. провести поиск возможных путей снижения содержания нитратов и нитритов в продуктах питания.

Гипотеза: если в исследуемых продуктах питания будет высокое содержание нитратов и нитритов (превышающее ПДК), то это скажется прежде всего, на здоровье человека.

Объектыисследования: растительные продукты питания различного территориального местопроизрастания (Краснодар, Подмосковье, Турция, школьная столовая): яблоки, картофель, помидоры, огурцы, морковь, капуста.

Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы при разработке рекомендаций по применению наиболее безопасных продуктов питания и доступных по цене.

Перед началом исследования нами был проведен социологический опрос (Приложения 1,2), в котором приняли участие 56 респондентов, среди них учащиеся старших классов (8- 10, 9- 10, 10- 10,11- 10), учителя - 6, прохожие – 8, специалисты – 2 человека. Нами удалось выявить, что наиболее часто респонденты употребляют в пищу следующие продукты растительного происхождения: яблоки, помидоры, огурцы, картофель, капусту, морковь. Большинство участников опроса 85,7% считают, что наибольшее количество нитратов и нитритов содержится ранней весной в помидорах и огурцах. А вот употребление моркови, капусты, яблок, картофеля безопасно для нашего организма. Как удалось выяснить, преимущественно в пищу употребляются продукты любого местопроизрастания – 42,9% и южного местопроизрастания – 25%. Социологический опрос показывает, что на сегодняшний день более доступными по цене, как считают 64% респондентов, являются растительные продукты местного местопроизрастания. Очень мало участников опроса 26,8% знают какое влияние оказывают на организм нитраты и нитриты и 21,4% какую помощь необходимо оказывать при отравлениях. А ведь столкнуться с нитратно-нитритным отравлением может каждый из нас. Поэтому, на наш взгляд, очень важно знать, как правильно оказать первую помощь при нитратно-нитритных отравлениях. Подавляющее число участников 75% хотели бы узнать, насколько безопасны растительные продукты питания ранней весной. Практически все участники нашего опроса 96,4% употребляют растительные продукты питания ранней весной (каждый день – 39,3%, иногда – 57.1%).

Глава 1. Обзор литературы по теме исследования.

1.1. Содержание и накопление нитратов в растениях.

Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего содержатся нитраты в их кожице. По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы: 1) с высоким содержанием (до 5000мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы. 2) со средним содержанием (300-600мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы. 3) с низким содержанием (10-80мг): 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. Все эти процессы обусловлены совокупностью почвенно-экологических условий, агротехнических и генетических факторов. 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. Накопление нитратов зависит и 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 (1985г.) 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.

Содержание нитратов в растениях зависит и от свойств почвы. Чем богаче гумусом и общим азотом почва, тем больше накапливаются нитраты в корнеплодах моркови. На содержание нитратов влияют и условия хранения растений. Установлено, что при хранении овощей в открытых ёмкостях вместе с гнилыми овощами увеличивается содержание нитратов в них, а также не следует перерабатывать корнеплоды моркови или плоды томатов, повреждённые гнилью. Лучше употреблять овощи своего сезона, т.е. когда овощи выросли под открытым небом, а не в теплице зимой. Овощи, богатые нитратами следует хранить в течение короткого времени и, желательно, в прохладном и тёмном месте. Овощи лучше собирать с огорода вечером. 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 его полезную микрофлору. Советуем бдительно следить за сертификатами импортных продуктов.

1. 2. Вредное воздействие нитратов и нитритов на организм человека .

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. Таким образом, вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

1. 3. Пути попадания нитратов в организм.

Изучая литературу по данной теме, мы выявили пути попадания нитратов в организм: 1. Через продукты питания: а) растительного происхождения; б) 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 хлебобулочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами попадает их - 1% (10-100мг на литр). 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 2млрд человек на Земле, из которых 3,5млн. умирает (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод содержится до 200мг/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, а значит, и в колодезной воде. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20мг/л нитратов, жители же сельской местности - 20-80мг/л нитратов. 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). Существует мнение, что нитриты могут вызывать развитие опухолей, а также, что нитриты, уменьшая содержание витаминов в органах, снижают устойчивость организма к действию онкогенных факторов. При введении нитратов через желудочно-кишечный тракт организм человека в 2,5 раза более чувствителен, чем многие лабораторные модельные животные. Было установлено, что длительное применение нитратов во время беременности приводило к аномалии развития плода: гематомы, нарушение развитие костной ткани. С помощью радио биохимических исследований установлено, что мишенью действия больших доз нитратов являются ядра печеночных клеток и нуклеиновый обмен.

1. 4. Допустимые нормы нитратов для человека.

Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов 5мг на 1кг массы тела человека, т.е. 0,25г на человека весом в 60кг. Для ребёнка допустимая норма не более 50мг. Сравнительно легко человек переносит дневную дозу нитратов в 15-200мг; 500мг - это предельно допустимая доза (600мг - уже токсичная доза для взрослого человека). Для отравления грудного малыша достаточно и 10мг нитратов. В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов - 312мг, но в весенний период реально она может быть 500-800мг/сутки. Если нитраты поступают в организм в больших количествах, то происходит их частичное восстановление до нитритов, токсичность которых в 100 раз больше токсичности нитратов.

1.5. Способы снижения вреда нитратов в растениях.

Очень важно знать, как уменьшить содержание этих ядовитых веществ для организма, поэтому предлагается ряд ценных советов: 1) Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (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. 2). Чтобы снизить количество нитратов в старых клубнях картофеля, его клубни следует залить 1%-ным раствором поваренной соли. 3). У паттисонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке. 4). 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. 5). У огурцов, свеклы, редьки к тому же надо срезать оба конца, т.к. здесь самая высокая концентрация нитратов. 6). Хранить овощи и плоды надо в холодильнике, т.к. при температуре +2°С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества - нитриты. 7). 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). 8). Выяснено, что при консервировании уменьшается на 20-25% содержание нитратов в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, т.к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые поэтому надо выливать при употреблении консервированных овощей в пищу. 9). Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и сразу съедать.

Глава 2. Методы исследования

2.2. Количественное определение содержания нитратов и нитритов

Количественное определение суммарного содержания нитратов и нитритов проводят с помощью реактива Грисса.

Нитраты предварительно переводят в нитриты цинковой пылью в кислой среде при рН = 3.

Затем 10 капель исследуемого раствора подкисляют 10 каплями уксусной кислоты и прибавляют 8–10 капель реактива Грисса.

Через 5–10 мин появляется характерное окрашивание, интенсивность которого зависит от количественного содержания нитритов.

Для получения сока исследуемых продуктов все образцы были измельчены, и с помощью ткани из кашицеобразной массы отжимался сок.

Приготовление реактива Грисса. Реактив состоит из двух растворов.

1) растворяют 0,5 г сульфаниловой кислоты при нагревании в 50 мл 30%-го раствора уксусной кислоты.

2) кипятят 0,4 г -нафтиламина в 100 мл дистиллированной воды. К бесцветному раствору, слитому с сине-фиолетового осадка, приливают 6 мл 80%-го раствора уксусной кислоты.

Перед применением оба раствора смешивают в равных объемах.

Работа проводится в трёх повторностях.

Для определения количественного содержания нитрит - ионов используют серию стандартных растворов.

Сначала готовят основной раствор, содержащий 1000 мг нитратов в литре. С этой целью 1,645 г нитрата калия, высушенного до постоянной массы при температуре 105 °С, растворяют в 1 л дистиллированной воды в мерной колбе. Из основного раствора готовят рабочие стандартные растворы (в день проведения анализа) с содержанием 100, 50, 25 и 10 мг/л разбавлением его соответственно в 10, 20, 40 и 100 раз. При проведении анализа с градуировочным раствором проводят те же операции, что и с анализируемой пробой. Затем интенсивность окраски исследуемого образца сравнивают с окраской эталонных растворов визуально.

Ориентировочное содержание нитритов

2.3 Результаты исследования

По данным, представленным в таблицах 1 и 2 (приложение 4), наибольшее содержание нитратов и нитритов в картофеле из Подмосковья. При тепловой обработке количество нитратов снижается.

Из данных, представленных в таблице 3 и 4 (приложение 4), наибольшее количество нитритов и нитратов содержится в Турецких яблоках, а наименьшее - в яблоках из Краснодара. При термообработке количество нитратов снижается.

Как видно из данных, представленных в таблице 5 и 6 (приложение 4), повышенное содержание нитратов и нитратов имеют помидоры из Турции.

Из данных, представленных в таблице 7 и 8 (приложение 4), в огурцах грунтовых наблюдается повышенное содержание нитратов и нитритов.

Как видно из данных, представленных в таблиц 9 и 10 (приложение 4), наибольшее количество нитритов и нитратов содержится в моркови из школьной столовой.

Как видно из данных, представленных в таблице 11 и 12 (приложение 4), наибольшее количество нитритов и нитратов содержится в капусте из школьной столовой.

Полученные результаты требуют установления местопроизрастания и закупки школьной столовой таких растительных продуктов, как морковь и капуста, которые ежедневно входят в рацион школьника.

На круговой диаграмме представлены данные по максимальному содержанию нитритов в исследуемых продуктах питания.

Где, 1 – картофель, 2 – яблоки, 3 - помидоры, 4 – огурцы, 5 – морковь, 6- капуста.

Как видно их данных диаграммы в наибольшем количестве нитриты в данное время года содержатся в огурцах.

Заключение

1. присутствие нитратов и нитритов в растительных продуктах, особенно зимой и весной, оказывают негативное воздействие на организм человека;
2. проведя количественный анализ на содержание нитратов и нитритов в растительных продуктах питания было установлено, что в наибольшем количестве они содержатся в огурцах, где их содержание превышает ПДК.
3. одним из способов снижения нитратов и нитритов в продуктах питания является их термообработка. Но так как при тепловой обработке продуктов снижется количество витаминов, то необходима тщательная промывка овощей или их соление, квашение, маринование и вымачивание.

Список литературы

1.Артеменко А.И. Органическая химия и человек, М., 2000.

2.Ивченко, А.А. Макареня. Еженедельное приложение к газете «Первое сентября», №19, 2000.

3. Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия. М.: Мир, 1975;

4. Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Аналитическая химия. М.: Просвещение, 1975;

5.Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионоселективные электроды. Л.: Химия, 1980.

6.Несмеянов А. Н., Беликов В. М., Пища будущего, 2 изд., М., 1985.

7.Толстогузов В. Б. Искусственные продукты питания, М., 1978

8.Толстогузов В. Б. Роль химии в разработке перспективных методов получения пищевых продуктов, М., 1985

9.Толстогузов В. Б. Экономика новых форм производства пищевых продуктов, М., 1986

Интернет-ресурсы:

http://www.infovolga.ru/school/gimnasia6/chemistry/part_1.html

http://eslovar.ru/51987/

http://cat.tmn.fio.ru/works/46x/308/

http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200204411

http://vgershov.lib.ru/ARCHIVES/T/TOLSTOGUZOV_V._B/_Tolstoguzov_V._B..html

http://www.chemport.ru/chemical_encyclopedia_article_1452.html

http://www.vest-news.ru/show_article.php?aid=2487

http://www.ctolet.ru/articles.php?lng=ru&pg=151

Приложение 1

1. Какие растительные продукты питания Вы наиболее часто употребляете в пищу?________________________________________

2. В каких растительных продуктах питания, на Ваш взгляд, весной содержится наибольшее количество нитратов и нитритов?

а) в моркови, г) в помидорах,

б) в яблоках, д) в капусте.

в) в огурцах,

3. Растительные продукты, какого местопроизрастания Вы преимущественно употребляете в пищу?

а) местного, в) импортного ,

б) южного, г) любые.

4. Растительные продукты, какого местопроизрастания наиболее доступны по цене?___________________________________________________________

5. Знаете ли Вы, какое влияние на организм оказывают нитраты и нитриты?

а) да б) нет

6. Знаете ли Вы, каковы симптомы нитратно-нитритных отравлений? Как оказать первую помощь при отравлениях?

а) да б) нет

7.Хотелось бы Вам узнать, насколько безопасны растительные продукты питания ранней весной?

а) да б) нет

8. Как часто Вы употребляете растительные продукты питания ранней весной?

а) каждый день в) иногда

б) стараюсь не употреблять

9. Ваш социальный статус:

а) учащийся (какого класса) б) специалист в) учитель г) прохожий

Приложение 2

Структура участников опроса:

Графики по результатам анкетирования.

Результаты ответа на вопрос

«В каких растительных продуктах питания, на Ваш взгляд весной содержится наибольшее количество нитратов и нитритов»

Результаты ответа на вопрос

«Растительные продукты, какого местопроизрастания Вы преимущественно употребляете в пищу?»

Результаты ответа на вопрос

«Как часто ты употребляешь растительные продукты питания ранней весной?»

Приложение 3

Симптомы нитратно – нитритных отравлений

Приложение 4

Результаты исследования растительных продуктов различного территориального местопроизрастания на содержание нитратов и нитритов.

Таблица 2 Определение нитритов в картофеле

1 - Подмосковный

2 - Школьная столовая

3 - Краснодарский

Таблица 3Содержание нитратов в яблоках

Таблица 4 Определение нитритов в яблоках

1 - Турецкое «Семеренко»

2 - Подмосковье «неопределен»

3 – Краснодар «Превосходное»

Таблица 5 Содержание нитратов в помидорах

Таблица 6 Определение нитритов в помидорах

Таблица 7 Содержание нитратов в огурцах

Таблица 8Определение нитритов в огурцах

Таблица 9 Содержание нитратов в моркови

Таблица 10 Определение нитритов в моркови

Таблица 11 Содержание нитратов в капусте

Таблица 12 Определение нитритов в капусте

23