10А класс. Определение содержания нитратов в овощах и фруктах
Руководитель: , учитель химии Сибирского лицея
Оглавление
1. | Введение…………………………………………………………………………………………… | 3 |
2. | 1. «Общая характеристика нитратов»…………………………………………….. | 4 |
3. | 2. «От чего зависит показатель нитратов в продуктах?»…………………….. | 5 |
4. | 3. «Как уберечь свое здоровье?»……………………………………………………… | 6 |
5. | 4. «Способы определения нитратов»………………………………………………… | 7 |
6. | 5. «Практическая часть»………………………………………………………………. | 8 |
7. | Заключение…………………………………………………………………………… | 9 |
8. | Список использованной литературы………………………………………………………… | 10 |
9. | Приложение 1…………………………………………………………….. | 11 |
10. | Приложение 2………………………………………………………………………….. | 12 |
Введение
Актуальность. В последнее время внимание общественности обращено к проблеме здорового питания, т. к. одной из основных составляющих полноценной жизни является здоровье. К сожалению, не все продукты, которые мы употребляем в пищу, несут пользу для нашего организма. Остра проблема накопления нитратов в с\х продуктах, а, соответственно, и в теле человека. Решением данной проблемы заняты многие научные круги, но, несмотря на это, кардинального решения пока не найдено.
Гипотеза: Содержание нитратов в зеленых овощах и корнеплодах значительно больше, чем в других частях растения.
Объект изучения: продукты питания.
Предмет изучения: методики определения нитратов в зеленых овощах, корнеплодах и фруктах.
Цель: определение содержания нитратов в зеленых овощах, корнеплодах и фруктах.
Методы исследования: наблюдение, эксперимент, анализ полученной информации, сопоставление информации.
Задачи работы:
· Овладеть методикой определения содержания нитратов в продуктах.
· Изучить литературу по данной теме.
· Изучить последствия употребления продуктов с повышенным содержанием нитратов.
1. Общая характеристика нитратов
|
Рисунок 1. Аммиачная селитра |
Нитраты и нитриты - соли азотной (HNO3) и азотистой (HNO2) кислот. Тривиальным названием солей азотной кислоты является – селитра. Важнейшими в сельском хозяйстве селитрами являются: аммиачная селитра (NH4NO3),представлена на рис.1, калийная селитра (KNO3) и чилийская селитра (NaNO3), которые входят в состав азотных удобрений.
Азотные удобрения вносятся в почву для увеличения объема урожая, т. к. растения используют их для построения клеток организма, создание хлорофилла. Растения обладают способностью поглощать из насыщенной удобрениями почвы гораздо больше соединений азота, чем им необходимо для развития. Как следствие из этого, только часть нитратов синтезируются в белковые молекулы, а остальные накапливаются в различных органах растений, которые человек может употребить в пищу.
Почему же так вредны эти нитраты?
Попадая в организм человека, нитраты с помощью ферментов восстанавливаются до нитритов, которые, в свою очередь, могут образовывать соединения, способные связываться с белком эритроцитов – гемоглобином и создавать соединение метгемоглобин. Метгемоглобин не выполняет функцию переноса кислорода из альвеолярных пузырьков к тканям организма и переноса углекислого газа из тканей к легким для удаления из организма.
Впервые заговорили о вреде нитратов на организм человека в нашей стране в 70-х годах XX века, когда из-за чрезмерной подкормки аммиачной селитрой арбузов случилось несколько массовых отравлений в Узбекистане.
Главной проблемой в данном вопросе являются не сами нитраты, а их избыток в продуктах питания.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) установила предельно допустимую концентрацию нитратов и нитритов. Суточная допустимая доза нитратов составляет 3,7 мг на 1 кг массы тела, а нитритов – 0,2 мг на 1 кг массы тела. Это означает, что человек массой 70 кг может без опасности для своего организма потреблять до 250 мг нитратов в сутки, а нитритов до 15 мг в сутки.
Однако нитраты поступают в организм не только с пищей. Определенное их количество попадает с питьевой водой. Доказано, что влияние нитрат-ионов, содержащихся в пище, почти на четверть слабее, чем растворенных в воде.
2. От чего зависит показатель нитратов в продуктах?
Первым фактором накопления нитратов является погода, при которой выращивали растения. Так, в дождливые года накопление нитратов в растениях происходит лучше, чем при солнечной погоде. Это связано с тем, что, во-первых, нитраты растворимы в воде, а, следовательно, больше впитываются растениями, и во-вторых, из-за недостатка света растения активно запасают питательные вещества, что и вызывает быстрое накопление нитратов.
Кроме погоды, на накопление нитратов влияют условия произрастания данной культуры. Затенение при загущенных посевах, выращивание одних культур под покровом других приводит к накоплению нитратов. Общеизвестно: у овощей, выращенных в открытом грунте, в то время, когда продолжительность светового дня большая, питательная ценность больше, чем у тех, которые были выращены в закрытом грунте или в конце лета, когда световой день короче.
Третьим фактором накопления нитратов в растениях является несоблюдение инструкции по подкормке растений. Т. к. нитраты нужны для синтеза органических веществ растению, то наибольшее их количество нужно культурам ранней весной-летом. Если вносить азотистые удобрения поздним летом или в начале осени, то это может не только привести к увеличению содержания нитратов в плодах, но и замедлить подготовку растения к зиме, что, в свою очередь, может привести к его гибели.
Данные факторы не нарушают круговорот азота в природе ( рис.2), а, наоборот, являются его частью.
|
Рисунок 2. Круговорот азота в природе |
3. Как уберечь своё здоровье?
Существует ли опасность отравления нитратами или это очередная рекламная «утка» производителей, которые хотят подзаработать на лозунгах «Без нитратов» и «Все натуральное»? Да, действительно, отравиться продуктами вполне реально, но не стоит преувеличивать, так как нитраты химически активны и даже при обычном хранении их содержание в овощах и фруктах быстро уменьшается.
Что стоит помнить, когда мы приобретаем или выращиваем на своем дачном участке продукты?
· Не стоит увлекаться внесезонными тепличными овощами. К примеру, употребление в пищу около 2 кг тепличных огурцов за один прием может вызвать опасное для жизни отравление.
· Не рекомендуется покупать раньше конца августа бахчевые культуры (арбуз, дыня). Отравления этими продуктами одни из самых частых в летнее время.
· При выращивании культур на дачном участке, необходимо следовать инструкции прописанной на упаковке удобрений.
Какие есть способы уменьшения содержания нитратов в продуктах питания?
· Нитраты хорошо растворимы в воде, поэтому свёклу, кабачки, картофель, капусту, тыкву и другие овощи перед приготовлением необходимо нарезать кубиками и 2-3 раза залить водой, выдерживая в ней по 5-10 минут.
· Термическая обработка (варка, обжаривание, паровая обработка), квашение, соление уменьшают содержание нитратов, а сушка, наоборот, повышает.
· У капусты необходимо выбрасывать кочерыжку и снимать верхние кроющие листья.
· Очищенный картофель лучше залить на сутки 1%-ным раствором поваренной соли или аскорбиновой кислоты.
· У свёклы и моркови нужно срезать верхнюю и нижнюю части корнеплода.
· Огурец нужно очищать от кожицы и отрезать у него хвостик.
· При мытье и чистке теряется около 10-15%, а при варке 40-70% нитратов.
· Нужно помнить, что самое высокое содержание нитратов (мг\кг) отмечается в свёкле (200-4500), капусте (600-3000), салате (400-2900) и петрушке (1700-2500).
Примерное содержание нитратов в разных продуктах приведено в Приложении №1.
Какие из растительных продуктов не содержат нитратов вообще или содержат в минимальных количествах и их можно есть без опасности отравления?
Такими продуктами являются: бобовые (горох, фасоль, соя), репчатый лук. В этих продуктах редко показатель количества нитратов превышает 80 мг\кг.
Продукты, которые содержат большое количество аскорбиновой кислоты, практически не содержат нитратов вообще. Витамин С (аскорбиновая кислота) разрушает азотные соединения, поэтому, сколько бы ни кормились эти культуры нитратами, человек от них не пострадает.
4. Способы определения нитратов
Основными способами для определения нитратов в быту являются:
· Определение с помощью Нитрат-тестера
· .Дифениламин + концентрированная серная кислота (H2SO4)
· Индикатор нитратов
I. Нитрат-тестер.
Первый способ является наиболее простым и лёгким для потребителя. Главными его плюсами являются: легкость в использовании, компактный размер, точность (относительно небольшая погрешность при использовании), общедоступность (можно приобрести в специализированных магазинах в любом городе России).
К сожалению, данный прибор имеет довольно большие минусы, такие как: дорогая цена (средняя цена по России колеблется от 2600-4500р), недолговечность (в среднем данный прибор работает от 1 до 4 месяцев), большое количество фальсификата данного продукта на рынке РФ.
II. Определение содержание нитратов с помощью индикатора нитратов.
Данный способ используется чаще всего для определения содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции на экспериментальных фермах, в селекционной отрасли, но также может использоваться для подбора здорового рациона питания, как и нитрат-тестер.
Плюсами этого тестера являются: относительная легкость в использовании, небольшая цена (средняя цена ~200-400р.), доступная инструкция с описанием соответствии цвета индикатора и содержания нитратов в продукте, доступность (можно также приобрести в любом специализированном магазине).
Минусами являются: относительная токсичность веществ, используемых в индикаторе, недолговечность хранения (при комнатной температуре не более 5 месяцев в герметично закрытой упаковке).
Данный способ я использовал для своего эксперимента.
III. Дифениламин (C12H10NH) + концентрированная серная кислота (H2SO4).
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).
Плюсами данного метода являются: эффектность эксперимента, быстрота исследования.
Минусами являются: опасность получить химические ожоги серной кислотой, тяжелая доступность реагентов.
5. Практическая часть
Оборудование: индикатор нитратов, кухонный нож.
Для исследования были взяты овощи и фрукты с собственного дачного участка и из продуктового магазина для сравнения содержания нитратов в них.(рис.3)
Ход работы:
1. Вскрываю упаковку индикатора нитратов, отрезаю небольшие кусочки от фруктов и овощей.
2. Выжимаю сок и увлажняю участок индикатора с диском.
3. Наблюдаю за сменой окраски индикатора( при наличии нитратов в продукте) или наоборот, ничего не наблюдаю ( при отсутствии нитратов в продукте).
4. Сравниваю результаты с ориентировочной цветовой шкалой, которая представлена в инструкции к индикатору нитратов. Данная шкала представлена в приложении № 2 вместе с фотографиями исследования (рис.4).
5. Данную процедуру повторяю для остальных овощей и фруктов.
6. Полученные результаты вписываю в таблицу №2
Таблица 2
№ | Продукт | Содержание нитратов (в мг.) |
1. | Петрушка (прод. магазин) | 800 и более |
2. | Морковь (дачный участок) | Не более 270 |
3. | Лук репчатый (прод. магазин) | Не более 40 |
4. | Базилик (прод. магазин) | 800 и более |
5. | Банан () | Нет окраски |
6. | Огурец () | Не более 90 |
7. | Укроп () | Не более 240 |
8. | Чеснок (дачн. участ.) | Не более 40 |
9. | Яблоко () | Не белее 40 |
10. | Белокочанная капуста () | Не более 270 |
11. | Картофель (дачн. участ.) | Не более 80 |
12. | Салат () | Не более 240 |
7. Неиспользованные остатки продуктов и индикатора утилизировал.
Вывод. Во всех продуктах содержание нитратов в норме. В белокочанной капусте, моркови, петрушке, салате, базилике содержание нитратов выше, чем в других продуктах. Таким образом, зеленые части растений, где происходит синтез аминокислот из нитратов и корнеплоды, где они запасаются, содержат больше нитратов, чем другие части растений.
Заключение
Подводя итоги, хочется отметить, что:
· Не стоит слишком сильно бояться нитратов в продуктах, т. к. они - часть жизнедеятельности растений, а, следовательно, всегда присутствуют в них.
· Для того, чтобы вырастить здоровые продукты питания, необходимо соблюдать инструкцию по применению удобрений.
· Чтобы сохранить своё здоровье на долгие годы, стоит соблюдать гигиену питания и пользоваться термической обработкой продуктов.
· Все продукты, которые попадают к нам на стол из магазинов, проходят тщательную проверку на содержание вредных для нас веществ.
· Зеленые овощи и корнеплоды являются источниками большого количества нитратов
|
Рисунок 3. Овощи из продуктового магазина |
Библиография
Первое сентября» 2015. № 3.С. 24.
Первое сентября 2013. № 2. С.21.
Химия в школе. 2016. № 8. С. 30.
Химия в школе. 2015. №5. С. 43.
Приложение
Норма содержания нитратов в некоторых продуктах
Продукт | Содержание, мг\кг |
Картофель | 250 |
Капуста белокочанная ранняя | 900 |
Капуста белокочанная поздняя | 500 |
Морковь ранняя | 400 |
Морковь поздняя | 250 |
Томаты | 150\300 |
Огурцы | 150\400 |
Свёкла столовая | 1400 |
Лук репчатый | 80 |
Листовые овощи (салат, петрушка, укроп) | 2000 |
Перец сладкий | 200 |
Кабачки | 400 |
Дыни | 90 |
Арбузы | 60 |
Виноград | 60 |
Яблоки, груши | 60 |
Приложение
Ориентировочная цветовая шкала для продуктов питания
Наименование продуктов | ||
Жидкости | Огурцы, томаты, салат, баклажан, капуста, лук, кабачки, патиссоны, щавель, перец, морковь, сельдерей, дыня, арбуз, тыква. | Картофель, сахарная свёкла, петрушка, артишоки, чеснок, яблоки, слива, персик, абрикос и др. |
Не более 50 | Не более 45 | Не более 40 |
Не более 100 | Не более 90 | Не более 80 |
Не более 300 | Не более 270 | Не более 240 |
1000 и более | 900 и более | 800 и более |
|
Рисунок 4. Результаты исследования на полоске индикатора |
