V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экспресс - оценка качества продуктов питания по содержанию в них нитратов с помощью нитрат - тестера «СОЭКС»

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Балабанова В.А. 1

---

1МАОУ СОШ №10

Герасимова Н.К. 1

---

1МАОУ СОШ №10

Работа в формате PDF

2.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Есть вещи, без которых человек не может прожить. Это, конечно, еда. Проблема нитратов в продуктах питания активно обсуждается общественностью. Нитраты, оказавшись в организме человека, превращаются в более опасные нитриты, вызывая кислородную недостаточность в тканях, и даже образование злокачественных опухолей [1]. Поэтому важно знать о содержании нитратов в растительных продуктах, которые мы используем для питания. Для исследования было решено взять овощи и фрукты, купленные в магазинах города Чайковский и выращенных на садово-огородном участке. Они стали объектами исследования, а предметом исследования – содержание нитратов в овощах и фруктах.

Цель работы: экспресс-оценка качества продуктов питания по содержанию в них нитратов с помощью нитрат - тестера «СОЭКС». Задачи исследования: 1. Изучить литературу о роли нитратов в питании растений и влиянии избытка нитратов на здоровье человека. 2.Овладеть методикой определения нитратов с помощью нитрат- тестера «СОЭКС». 3. Определить содержание нитратов в продуктах и оценить их пригодность для питания. 4.Сравнить содержание нитратов в продуктах питания в течение зимнего периода; в черешках и листьях зелени; до и после тепловой обработки. 5.Составить перечень практических рекомендаций по снижению содержания нитратов. Гипотеза. 1. В домашних условиях можно быстро и достоверно оценить качество продуктов питания по содержанию в них нитратов. 2. Мы предположили, что в растительных продуктах, которые мы употребляем в пищу, ПДК нитратов не превышает норму. 3. Тепловая обработка и вымачивание в воде овощей снижает содержание нитратов в продуктах питания. Практическое значение работы заключается в том, что полученные результаты исследований дают возможность проинформировать население о качестве сельскохозяйственной продукции на основе знаний о содержании в них нитратов. Методы исследования: измерение, эксперимент, математическая обработка данных.

Глава 1. Обзор литературы

Оценка качества пищевых продуктов

Пищевые продукты - это продукты в натуральном или переработанном виде, употребляемые человеком в пищу [3]. Качество пищевых продуктов - это совокупность свойств, отражающих способность продукта обеспечивать органолептические характеристики, потребность организма в пищевых веществах, безопасность для его здоровья, надежность при изготовлении и хранении [7]. Пищевые продукты по своему качеству должны соответствовать требованиям [4]. Санитарная оценка продуктов питания проводится по органолептическим и лабораторным методам. [15]. 1.2. Влияние нитратов на живые организмы Нитраты – соли азотной кислоты, являющиеся главным строительным материалом растений [14]. Их высокая концентрация в почве способствует усиленному росту и более высокому урожаю [12]. Опасное воздействие нитратов заключается в их способности преобразовываться в нитриты. Нитриты приводят к гипоксии организма человека, снижают содержание витаминов в пище, способствуют развитию вредной кишечной микрофлоры, большие дозы вызывают отравление, провоцирует рак желудка. В организм человека нитраты попадают через продукты питания, питьевую воду, лекарственные препараты [11]. Загрязнение почв и поверхностных вод нитратами обусловлено бесконтрольным использованием азотных удобрений в сельском хозяйстве [10].

1.3. Нормы содержания нитратов в овощах и фруктах

Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов 5мг на 1кг массы тела человека. В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов - 312мг. Предельно допустимая доза – 500 мг. Токсичная доза – 600 мг (для взрослых), 10 мг (для грудного ребенка) [6]. Нормы содержания нитратов в некоторых овощах и фруктах представлены в приложении 2, таблице 1.

Глава 2. Методика и материалы исследования

2.1. Материалы и оборудование

Для исследований нам потребовались:

Прибор нитрат-тестер «СОЭКС», предназначенный для экспресс-анализа содержания нитратов в свежих овощах и фруктах (прил.1, прил. 3 рис.1) [9]. 2) Овощи и фрукты для проведения измерений. 3) Блокнот, карандаш для фиксации результатов измерений. 4) Компьютер для оформления результатов учебно-исследовательской работы.

2.2. Методика исследования (прил. 1, рис.2.)

1. Выбирали продукты, имеющие здоровый, аппетитный вид, осматривали на наличие гнили, отсутствие на поверхности следов от ударов или укусов грызунов, мыли без использования моющих средств, только чистой водой. 2. На экране нитрат-тестера «СОЭКС» в «меню» выбирали нужный продукт. 3. Протирали зонд проспиртованным тампоном, а затем насухо чистой салфеткой. 4. Нажимали кнопку «OK». При этом начиналась подготовка к измерениям (самокалибровка). 5. Ждали появления сообщения: «Воткните зонд в продукт. Нажмите «ОК». 6. Опускали зонд в проверяемый продукт, удерживая прибор перпендикулярно плоскости продукта, в направление к его центру. Зондом внутри продукта не двигали, не давили на продукт. Глубина ввода зонда может быть от 10 мм до полного погружения в проверяемый продукт. Заостренный конец зонда не должен выходить наружу, попадать в зону созревания семени, в район косточки, во внутренние пустоты, а должен находиться в равномерной мягкой сочной массе продукта, наиболее часто употребляемой в пищу. Нажимали кнопку [ОК]. После этого начинался процесс измерения. 7. Ждали появления результатов измерений. Во время ожидания на экране отображалось информационное сообщение«Подождите, идет измерение». В это время старались держать прибори измеряемый продукт неподвижно. 8. Знакомились с результатом измерения и фиксировали это в таблицу измерений. 9. Доставали зонд из проверяемого продукта. Нажимали кнопку «НАЗАД» для возврата в меню.

Глава 3. Результаты исследования.

Измерения проводились в три этапа: ранней осенью, поздней осенью, зимой. Определяли содержание нитратов в овощах и фруктах, купленных в магазинах города 23 сентября 2017 года, 18 ноября 2017 года, и 21 января 2018 года: картофель, морковь, свекла столовая, капуста белокочанная, кабачок тепличного комбината «Завьяловский» УР РФ; помидоры и огурцы Чайковского тепличного комбината Пермского края РФ; яблоки сорта «Айдаред» Краснодарского края РФ; виноград сорта «Тайфи из Молдовы; хурма сорта «Восточная или Японская» из Узбекистана; банан из Эквадора.

Закупка овощей и фруктов производилась в супермаркетах города Чайковский: «Магнит», ул. Вокзальная, д.7/2 (прил.3, рис.3); «Пятерочка», ул. Вокзальная, д.2(прил.3, рис.4); «Гастроном», ул. Промышленная, д. 13(прил.1, рис.5); «Миндаль», ТЦ «Джамбо», ул. Ленина, д. 87 (прил.3, рис.6, 7). Производитель продуктов определялся по товарным этикеткам продаваемых товаров в супермаркетах. Также проверялись овощи и фрукты, выращенные на дачном участке по адресу: г. Чайковский, ул. Родничковая, д.3/1: картофель, морковь сорта «Нантская», свекла сорта «Красная столовая», капуста белокочанная сорта «Слава».

В таблицах 2, 3, 4 приложения 2 представлены замеры, произведенные 23.09.2017, 18.11.2017, 21.01.2018 гг. Динамика содержания нитратов в овощах и фруктах представлена в диаграммах рисунков 1 и 2. Результаты тестирования позволяют говорить о снижении содержания нитратов с течением времени в продуктах питания. Из полученных данных видно, что содержание нитратов превышает нормы ПДК: в винограде, купленном в разное время и во всех торговых точках от 142% до 170%; хурме, купленной в магазинах «Магнит», «Пятерочка» и «Миндаль», до 170%; яблоках, купленных в магазине «Магнит», до 110% от ПДК. Мы не можем достоверно оценить динамику уровня нитратов в овощах, купленных в магазине, так как по количеству нитратов овощи сильно отличаются в разных партиях. Полученные результаты показывают следующее.

купленными в магазинах. Самое низкое содержание нитратов показали свекла (5 – 9% от ПДК) и капуста (7 – 13% от ПДК).

Наименьшее содержание нитратов оказалось в свекле (9% от ПДК) и капусте (9% от ПДК), наибольшее в винограде (144% от ПДК) и хурме (134% от ПДК).

Концентрация нитратов при анализе во всех измерениях 23.09.2017, 18.11. 2017, 21.01.2018гг не превысила в таких продуктах как картофель, морковь, свекла столовая, капуста белокочанная, кабачок тепличного комбината «Завьяловский» УР РФ; помидоры и огурцы Чайковского тепличного комбината Пермского края РФ; банан из Эквадора.

Мы сравнили содержание нитратов в разных частях зелени петрушки (прил.3 рис.8). Содержание нитратов в листьях оказалось 109 мг/кг, а в стеблях 230 мг/кг (ПДК нитратов в зелени составляет 2000 мг/кг). Можно говорить о том, что не все части растения содержат одинаковое количество нитратов. Также решили проверить, влияет ли замачивание в воде продуктов на величину содержания нитратов (прил.2, табл.5,6, прил.3 рис.9, 10).

Результаты измерений показывают, что при замачивании содержание нитратов уменьшается. За 2 часа замачивания в зелени петрушки содержание нитратов уменьшилось на 19%; в сырых клубнях картофеля содержание нитратов уменьшилось на 19% без смены воды и 25% со сменой воды. Это можно объяснить тем, что часть этих веществ выходит в воду.

Влияние тепловой кулинарной обработки овощей при варке и в микроволновой печи представлено в таблицах 7,8 (прил.2 табл.7,8, прил.3 рис. 11,12). Измерения показали, что содержание нитратов после 5 минут варки в воде увеличивается содержание в картофеле и в моркови, а при обработке в микроволновой печи возрастает во всех исследуемых овощах. Хотя последующие значения содержания нитратов в овощах при кулинарной обработке уменьшаются. Но содержание нитратов оказывается выше, чем до тепловой обработки. Объяснить этот факт пока мы не можем. Попытаемся ответить на этот вопрос в следующих исследованиях.

Заключение и выводы

В ходе работы над учебно-исследовательской работой мы: изучили литературу о роли нитратов в питании растений и влиянии избытка нитратов на здоровье человека; овладели методикой определения нитратов с помощью нитрат- тестера «СОЭКС», определили содержание нитратов в продуктах и оценили их пригодность для питания; сравнили содержание нитратов в продуктах питания в течение полугода, до и после тепловой обработки, в черешках и листьях зелени и пришли к ниже изложенным выводам.

1.Нитрат-тестер «СОЭКС» позволяет быстро определить содержание нитратов в продуктах питания и сравнить это содержание с предельно- допустимыми концентрациями, определенными «Гигиеническими требованиями безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» СанПиНа [16].

2. Такие продукты питания как картофель, морковь, свекла столовая, капуста белокочанная, кабачок, произведенные тепличным комбинатом «Завьяловский» Удмуртской республикиРФ; помидоры и огурцы, произведенные Чайковским тепличным комбинатом Пермского края РФ; банан, выращенный в государстве «Эквадор» соответствует требованиям ГОСТ и СанПиН 2.3.2.1078-01 и не превышают ПДК на содержание нитратов [5,16].

3. Не соответствуют «Гигиеническим требованиям безопасности пищевых продуктов» [16] яблоки сорта «Айдаред» (Краснодарский край РФ), виноград сорта «Тайфи»; (Молдова),

хурма сорта «Восточная или Японская» (Узбекистан). Превышение ПДК в этих продуктах может достигать до 170% в винограде и хурме, и до 110% в яблоках.

4. В овощах, выращенных на дачном участке, содержится меньшее количество нитратов по сравнению с содержанием их в продуктах питания магазинов.

5. Разные органы растения содержать разное количество нитратов. 6.Кулинарная обработка продуктов питания уменьшает содержание нитратов в продуктах. Вымачивание зелени петрушки в воде уменьшает содержание нитратов на 19%; сырые клубни на 19% - 25%.

Полученные результаты исследований дают возможность проинформировать население о качестве сельскохозяйственной продукции на основе знаний о содержании в них нитратов.

При выполнении учебно-исследовательской работы подтверждены гипотезы о том, что в домашних условиях можно быстро и достоверно оценить качество продуктов питания по содержанию в них нитратов; вымачивание в воде овощей снижает содержание нитратов в продуктах питания. Оказалось, что тепловая обработка в микроволновой печи не снижает, а увеличивает содержание нитратов в овощах. Предположение, что в растительных продуктах, которые мы употребляем в пищу, ПДК нитратов не превышает норму, подтверждено частично. В винограде и хурме ПДК нитратов превышено на 170% и до 110% в яблоках.

Мы не смогли достоверно оценить динамику уровня нитратов в овощах, купленных в магазине, так как по количеству нитратов овощи сильно отличаются в разных партиях. Не можем объяснить факта увеличения содержания нитратов в овощах после кулинарной обработки в микроволновой печи.

На основе проведенных исследований мы можем рекомендовать следующие способы снижения уровня нитратов: замачивать сырые овощи и фрукты в воде на 15-30 минут; срезать части овощей и фруктов, в которых больше всего скапливается нитратов.

В перспективе мы собираемся продолжить оценку качества пищевых продуктов на содержание нитратов: в большинстве фруктов и ягод, которые человек употребляет в пищу; сравнить содержание нитратов в раннеспелых и позднеспелых овощах и в продуктах питания от разных производителей.

Список литературы

Витченко С. А., Ледовская Г.Д. Оценка качества продуктов питания по содержанию в них нитратов // Юный ученый. – 2017. №1. С.76-80.

Драгомилов Р.Д, Маш Р.Д. Биология. Человек: Учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений [Текст] / Р.Д. Драгомилов, Р.Д Маш. – М.: Вентана - Граф, 2002, - 224с, с.87

Электронные ресурсы

Википедия. Пища [Электронный ресурс]. Режим доступа: ru.wikipedia.org› Пища- Загл. с экрана.

Википедия. Национальный стандарт. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki - Загл. с экрана.

ГОСТ ISO 1956-2-2014 Фрукты и овощи [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://standartgost.ru2014 - Загл. с экрана.

Допустимые нормы нитратов для человека [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://allrefs.net/c49/1ghsk/p1/ - - Загл. с экрана.

Качество пищевых продуктов. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://poznayka.org/s92038t1.html - Загл. с экрана.

Качество продуктов питания- пережиток прошлого или основа жизни [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://tainy.net/52663 - Загл. с экрана.

Нитрат- тестер СОЭКС. Сохрани здоровье себе и своим близким [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://vk.com/page-17060667_19968419 u - Загл. с экрана.

Нитратная загрязненность продуктов питания [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.informio.ru – Загл. с экрана.

Нитраты и нитриты - вредное воздействие на организм человека [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://mydozimetr.ru/articles/nitraty - Загл. с экрана.

Нитраты, нитриты и пути снижения их содержания в овощах [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://him.1september.ru/2001/31/no31_01.htm - Загл. с экрана.

Нитраты и Нитриты - что это? [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://prodobavki.com - Загл. с экрана.

Ранние овощи: где больше нитратов? [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://budvtemi.com/2016 - Загл. с экрана.

Санитарная оценка пищевых продуктов [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://poznayka.org - Загл .с экрана.

СанПиН 2.3.2.1078-01 Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru - Загл. с экрана.

Приложение 1

Принцип работы нитрат-тестера «СОЭКС»

В исследовании использовали нитрат-тестер «СОЭКС». Он предназначен для первичной экспресс - оценки содержания нитрат - ионов в свежих плодах и овощах и подходит для самостоятельного использования.

Принцип работы нитрат-тестера «СОЭКС» основан наизмерении электропроводности среды плодов и овощей. Каждый плод иовощ содержит в своем составе необходимые для ихжизнедеятельности ионы калия, магния, железа, меди, хлора,множество органических кислот и других веществ в определенныхконцентрациях, необходимых для их нормального развития.Содержание каждого конкретного вещества (в ионном илимолекулярном виде) определяется биохимией конкретного растения(имеется базовый уровень содержания ионов), а также составом воды ипочвы, на которой оно растет. Для эффективного роста растений оченьчасто используются удобрения, например, в виде солей (нитратные,фосфатные и другие удобрения). Нитраты или фосфаты, растворяясь вводе, достигают растения, которое охотно впитывает их в виде солевыхионов. Распространяясь по растению, солевые ионы (нитраты, фосфатыи др.) накапливаются в различных частях растения, в том числе иплодах, что повышает содержание электролитов и соответственноэлектропроводность среды плода (овоща). Таким образом, измеряянитрат - тестером «СОЭКС» электропроводность плодов и овощей исравнивая это значение с электропроводностью, обусловленнойбазовым уровнем содержания ионов, можно с определеннойвероятностью говорить о наличии в исследуемом продуктеповышенного содержания ионов.

Результат экспресс-анализа выдается нитрат-тестером «СОЭКС»в виде концентрации нитрат -ионов и сравнения ее с предельнодопустимой концентрацией для измеряемого продукта. Анализ с помощью нитрат - тестера «СОЭКС» происходит в считанные секунды, а единственное, что необходимо прибору для работы в течениедлительного времени - это замена батареек или подзарядкааккумуляторов, как у обычного сотового телефона.

Прибор измеряет содержание нитратов на килограмм массы продукта.

Необходимо знать, что полученный результат являетсяоценочным и не может заменить собой количественный химическийанализ в специализированной химической лаборатории.

Приложение 2

Содержание нитратов в продуктах

Таблица 1

Нормы содержания нитратов в овощах и фруктах [5,16].

*В зеленых культурах (салат, укроп, петрушка, сельдерей, кинза и др.) максимум содержания нитратов приходится на основание листа, для измерения необходимо измельчить небольшое количество продукта до кашеобразного состояния.

Таблица 2

Содержание нитратов в продуктах 23.09.2017 (в мг/кг)

Таблица 3

Содержание нитратов в продуктах 18.11.2017 (в мг/кг)

Таблица 4

Содержание нитратов в продуктах 21.01.2018 (в мг/кг)

Таблица 4

Содержание нитратов в овощах с дачного участка

Таблица 5

Содержание нитратов в зелени петрушки при замачивании, в мг/кг

Таблица 6

Содержание нитратов в картофеле при замачивании, в мг/кг

Таблица 7

Содержание нитратов в овощах при варке, в мг/кг

Таблица 8

Содержание нитратов в овощах после тепловой обработки

в микроволновой печи, в мг/кг

Приложение 3

Фотоотчет о проделанной работе

Автор фотографий Балабанова Валерия

Рис. 8. Подготовка и измерение содержания нитратов в разных частях зелени петрушки

Рис. 9. Подготовка и измерение содержания нитратов в зелени петрушки при замачивании

Рис. 10. Измерение содержания нитратов в картофеле при замачивании

Рис. 11. Измерение содержания нитратов в овощах при варке

Рис. 12. Измерение содержания нитратов в овощах после тепловой обработки в микроволновой печи