Контроль вмісту нітратів і шкідливих речовин в овочах, фруктах та інших продуктах харчування. Частина 1

КРУГООБІГ АЗОТУ В ПРИРОДІ

У процесі кругообігу азоту в природі під час розщеплення білків та інших азотовмісних речовин виділяється аміак. Нітрифікуючі бактерії окислюють його до нітратів, а ті в свою чергу перетворюються на нітрити. Під впливом денітрифікуючих бактерій останні знову перетворюються на азот, який знову потрапляє в атмосферу. У ґрунт азот надходить з різними видами добрив, залишків рослин, амонієвою і азотнокислими солями, які містяться в дощовій воді.

Зміна характеру і масштабів діяльності людини протягом останніх десятиліть порушила сформовану протягом століть стійкість багатьох природних процесів і екологічних систем. Внесок азотовмісних сполук антропогенного і техногенного походження в загальному круговороті азоту за останній період стійко зростає, що обумовлює збільшення нітрат-нітритного навантаження на організм людини.

Нітрати – природний продукт біохімічного обігу сполук азоту в біосфері та основна форма, в якій неорганічний азот міститься в ґрунті. Нітрати життєво необхідні рослинам: без них неможливий їх нормальний ріст і розвиток.

Відомо, що амонійна (NH4⁺) і нітратна (NO3^-) форми азоту рівноцінні, але їх співвідношення може бути обумовлено видовою специфікою вирощуваної культури, а також факторами навколишнього середовища. Так, на тлі калію рослини краще використовують нітрати, на тлі кальцію – амоній, нітрати краще засвоюються в кислому середовищі, в той час як амоній – в лужному. Але оскільки і амідна, і амонійна форми азоту в ґрунті піддаються нітрифікації, переходячи в нітратну протягом 10–15 днів, то переважною формою мінерального азоту, що надходить в рослини, є нітрати.

Потреба культур в азоті

Потреба культур в азоті залежить від біологічних особливостей видів і сортів рослин, рівня їх потенційної продуктивності, які в свою чергу пов'язані з впливом екологічних факторів. Проте більшість ґрунтів не в змозі повністю забезпечити потребу культур в азоті, оскільки швидкість і величина утворення мінерального азоту в ґрунті не співпадають із режимом азотного живлення рослин. Тому отримання стійких урожаїв сільськогосподарських культур забезпечується тільки додатковим внесенням азоту у вигляді мінеральних або органічних добрив. У результаті участі ферментів і вуглеводів в рослинах відбувається відновлення нітратів через нітрити до амінокислот та інших азотовмісних сполук:

NO₃^-→ NO₂^-→ NH₂OH→ NH₃→ NH₂C_nH_2nCOOH 

Надлишок нітратів в рослинах

Інтенсивність синтезу азотовмісних сполук у рослинах залежить від достатньої кількості вуглеводів, які утворюються в процесі фотосинтезу, від збалансованості поживних елементів (К, Mg, Р) і достатньої кількості мікроелементів. Надлишок нітратів в рослинах виникає, якщо вони їх засвоюють в кількостях, більших, ніж це необхідно для синтезу органічної речовини. Встановлено, що підвищення кількості протеїнів і зниження кількості цукрів у рослині призводить до підвищення рівня нітратів. Крім надмірної кількості азотних добрив накопиченню нітратів в рослинних продуктах сприяють:

• Порушення оптимальних агротехнічних термінів обробки ґрунту
• Дефіцит світла
• Підвищена температура і посуха
• Низька температура у вегетаційний період
• Постійне зволоження ґрунту
• Надлишок або нестача елементів живлення
• Підвищення кількості гумусу, солей кальцію
• Механічне травмування рослин
• Застосування хімічних засобів, що прискорюють ріст рослин
• Застосування деяких гербіцидів і наявність молібдену
• Вид і сорт рослини
• Ступінь зрілості плодів
• Період зберігання врожаю

За здатністю накопичувати нітрати овочі, плоди і фрукти поділяються на 3 групи:

• Із високим вмістом (до 5000 мг/кг сирої маси): салат, шпинат, буряк, кріп, листова капуста, редис, зелена цибуля, дині, кавуни
• Із середнім вмістом (300–600 мг): цвітна капуста, кабачки, гарбузи, ріпа, редька, білокачанна капуста, хрін, морква, огірки
• Із низьким вмістом (10–80 мг): брюссельська капуста, горох, щавель, квасоля, картопля, томати, цибуля, фрукти та ягоди

Найбільш небезпечними щодо накопичення нітратів є ранні овочі, вирощені в закритому ґрунті. Вміст нітратів у них у 2-3 рази більший, ніж у вирощених у відкритому ґрунті.

Нітрати в продуктах тваринництва

У продуктах тваринного походження нітрати накопичуються в молоці великої рогатої худоби. Вміст нітратів в молоці є наслідком вживання їх разом із кормами, тому слід дотримуватися норм вмісту нітратів в кормах. Нітрати у вигляді солей натрію або калію використовуються в якості добавок у м'ясних продуктах для забезпечення кольору, смаку і захисту від мікроорганізмів.

Вплив нітратів на людину

Оціночна добова доза нітратів, споживаних людиною, досягає 75–100 мг, із яких 70% надходять з овочів і фруктів, 20% із водою, ~ 6% – м'ясо та консерви.

При малих кількостях нітратів в їжі вони легко виводяться з організму, але при їх істотному надлишку виникає небезпека отруєння. Хоча нітрати не здійснюють прямого канцерогенного впливу на людину, але під дією мікрофлори кишечника відновлюються до нітритів і далі переходять в канцерогенні нітрозоаміни. Крім того, нітрити, всмоктавшись із кишечника в кров, перетворюються в неактивний метгемоглобін, що провокує порушення дихальної функції. При цьому виникає кисневе голодування тканин, розвивається анемія і можливе ураження центральної нервової системи. Надходження нітратів в організм у великих кількостях може викликати різні порушення функціонального стану організму, аж до важких отруєнь. Токсична дія нітратів відрізняється широким спектром проявів. Крім основних проявів дії нітратів – гемічної і гістотоксичної гіпоксії – ці сполуки мають струмігенну дію, а тривале надходження в організм може викликати такі захворювання, як анемія, неоплазма та інші.

Експериментальні та епідеміологічні дослідження, проведені в ряді країн, підтверджують роль нітратів як попередників N-нітрозо-з’єднань – групи речовин із вираженою канцерогенною й ембріотоксичною дію.