тх абдул. Нитриты и нитраты (токсичность, методы определения в пищевых продуктах и биологическом материале)

• Название: Нитриты и нитраты (токсичность, методы определения в пищевых продуктах и биологическом материале)
• Дата: 24.07.2019
• Размер: 52.6 Kb.
• Имя файла: тх абдул.docx
• Тип: Документы; #84449

Нитриты и нитраты (токсичность, методы определения в пищевых продуктах и биологическом материале).

Нитриты - соли азотистой кислоты, представляющие собой продукты неполного окисления аммиака под влиянием микроорганизмов в процессе нитрификации.

Нитраты - соли азотной кислоты – конечные продукты минерализации органических веществ бактериями, присутствующими в почве и в воде с достаточным содержанием кислорода. 

Широкое использование средств химизации сельского хозяйства, а также пищевых добавок приводит в ряде случаев к чрезмерному накоплению в пищевом сырье и в продуктах питания вредных соединений, в том числе нитратов и нитритов.

В настоящее время наукой установлено, что в точно дозированных количествах препараты, используемые в сельскохозяйственной технологии и технологии переработки пищевых продуктов, являются не только безвредными, но и необходимыми для формирования «вкусового букета», добавками.

Нитраты расширяют сосуды (их применяют для снятия приступов стенокардии), но в нормальном здоровом организме расширение сосудов нежелательно.

Нитриты натрия или калия в желудке под действием соляной кислоты превращаются в азотистую кислоту, обладающую мутагенным действием.

1. 
   Нитраты и нитриты в пищевых продуктах
   

Нитраты широко распространены в природе, они являются нормальными метаболитами любого живого организма, как растительного, так и животного; даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах более 100 мг нитратов.

Нитраты – непременный атрибут круговорота азота в природе, необходимая часть азотного питания растений. Они были, есть и бу­дут, даже если полностью отказаться от применения удобрений.

Почему же говорят об опасности нитратов? При потреблении в повышенном количестве нитраты (NO₃^) в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (NO₂^) по схеме:



Нитриты реагируют в организме с вторичными алифатическими аминами, образуя нитрозамины:



Нитрозамины – сильнейшие канцерогены. Поступление диметилнитрозамина или диэтилнитрозамина, в течение одного месяца, в дозе 20 мг/л, вызывает злокачественное перерождение печени ≈ в 80-90%. Нитрозамины летучи – это делает их еще более опасными, т.к. они могут проникать в организм через дыхательные пути.

Вторичные амины и нитриты являются постоянными компонентами пищи: первые содержатся в рыбных продуктах, ароматических добавках к пище, вторые – в продуктах растениеводства (овощах, фруктах, укропе, салате, шпинате и т.д.), кроме того, чтобы окраска сырого и вареного мяса была розовато-красной, к рассолу или в посолочную смесь добавляют нитраты и нитриты.

Основной источник нитратов для человека – питьевая вода и овощные культуры (свекла, капуста, петрушка, укроп, морковь, салат, сельдерей и зеленый лук). Поэтому овощные культуры, особенно теп­личные, необходимо употреблять в умеренных количествах. Немного нитратов поступает с молоком, мясом и соком. По усредненным данным человек получает с овощами 70-80% нитратов, с питьевой водой 10-15%, остальные 5-20% с мясопродуктами, молоком, фруктами и соками.

Нитраты сами по себе не обладают выраженной токсичностью, однако одноразовый прием 1-4 г нитратов вызывает острое отравление, а доза 8-14 г может оказаться летальной. Допустимая суточная доза (ДСД), в пересчете на нитрат-ион, составляет 5 мг/кг массы тела.

Избыточное количество нитритов в организме токсично, т.к. они взаимодействуют с гемоглобином крови с образованием метгемоглобина, неспособного связывать и переносить кислород. Один миллиграмм нитрита натрия (NaNO₂) может перевести в метгемоглобин около 2000 мг гемоглобина.

Согласно данным ВОЗ, ДСД (допустимая суточная доза) составляет 0,2 мг/кг массы тела, исключая грудных детей. Острая интоксикация отмечается при одноразовой дозе с 200-300 мг, летальный исход при 300-2500 мг. Токсичность нитритов будет зависеть от пищевого рациона, индивидуальных особенностей организма, в частности, от активности фермента метмиоглобинредуктазы, способного восстанавливать метгемоглобин в гемоглобин. Хроническое воздействие нитритов приводит к снижению в организме витаминов А, Е, С, В₁, В₆, что, в свою очередь, сказывается на снижении устойчивости организма к воздействию различных негативных факторов, в том числе и онкогенных.

Предельно допустимая концентрация в мясе NО₂^- – 5 мг на 100 г мяса.

2. 
   Определение нитритов в мясе и мясных продуктах
   

Принцип метода основан на фотоколориметрическом измерении интенсивнос­ти окраски, образующейся при взаимодействии нитрита с сульфанил­амидом и – (1-нафтил) амином. Реакция специфична для нитрит-иона и протекает в две стадии:

а) диазотирование нитрит-иона в кислой среде сульфаниловой кислотой или ее производными;

б) взаимодействие диазосоединения с нафтиламином и образование окрашенного азосоединения.

Метод основан на реакции Грисса.

Подготовка к анализу. Реактив Грисса: Смешивают равные объемы растворов 1 и 2. Раствор 1: 0,5 г сульфаниловой кислоты растворяют в 150 см³ раствора уксусной кислоты; раствор 2: 0,2 г нафтиламина кипятят с 20 см³ воды, раствор фильтруют и прибавляют к фильтрату 180 см³ раствора уксусной кислоты. Раствор хранят в темной склянке. В случае появления при смешивании растворов розовой окраски добавляют цинковую пыль, взбалтывают и фильтруют.

Проведение анализа. С колбасных изделий снимают оболочку; с фаршированных колбас и языков в шпике – поверхностный слой шпика и оболочку; с окорочков лопаток, рулетов, корейки и грудинки – поверхностный слой шпика, затем пробы дважды измельчают на мясорубке с отверстиями решетки диаметром от 3 до 4 мм. Полученный фарш тщательно перемеши­вают, помещают в стеклянную или пластмассовую банку вместимостью от 200 до 400 см³, заполнив, закрывают крышкой. Пробу хранят при температуре 4±2°C до окончания анализа;

20 г пробы подготовленной к анализу, взвешивают с погрешностью не более 1,01 г и помещают в химический стакан. Заливают 35-40 см³ дистиллированной водой, нагретой до 55°С, и настаивают, периодически перемешивая, в течение 10 минут. Затем вытяжку фильтруют через ватный фильтр в мерную колбу вместимостью 200 см³. Навеску несколько раз промывают и переносят на фильтр, где еще промывают водой, затем раствор охлаждают и доводят водой до метки.

В коническую колбу вместимостью 100 см³ помещают 5 см³ прозрачного фильтрата, полученного после осаждения белков, 1 см³ раствора аммиака, 2 см³ раствора соляной кислоты, 2 см³ дистиллированной воды и для усиления окраски 5 см³образцового раствора азотисто-кислого натрия, содержащего 1 мкг в 1 см³. Затем в колбу приливают 15 см³ реактива Грисса и через 15 мин измеряют интенсивность окраски на спектрофотометре при длине волны 538 нм или на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром (№ 6) в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 2 см в отношении раствора сравнения.

Обработка результатов. Массовую долю нитрита (X₁) в процентах вычисляют по формуле

,

где М₁ – массовая концентрация нитрита натрия, найденная по градуировочному графику, мкг/ см³;

m – масса навески продукта, г;

10⁶ – коэффициент перевода в граммы.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений и вычисляют с точностью до 0,0001% . 

3. Ионометрический метод определения нитратов в растительных образцах

Принцип метода основан на извлечении нитратов раствором алюмокалиевых квасцов с последующим измерением концентрации нитратов с помощью ионоселективного нитратного электрода и является экспрессным.

Проведение анализа. 

В соках, напитках, коктейлях определение проводят непосредственно в продуктах без разведения, добавляя 1 г алюмокалиевых квасцов на 100 г продукта;

10 г сушеных овощей или фруктов помещают в плоскодонную или коническую колбу, приливают 100 см³ раствора алюмокалиевых квасцов, нагревают на водяной бане до размягчения продуктов (около 5 мин), охлаждают до комнатной температуры, встряхивают на аппарате в течение 5 мин. Испытываемую пробу перемешивают, помещают в стеклянный стаканчик, погружают в нее электроды и измеряют потенциал электродной пары Е, мВ. По полученному значению Е по градуировочному графику находят значение рС_NO3
Обработка результатов. Содержание нитратов, мг/кг, или массовую концентрацию, мг/дм³, находят по значению рС_NO3. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допустимое расхождение между которыми по отношению к среднему арифметическому при Р = 0,95 не должно превышать : 30 – при содержании нитратов до 200 мг/кг; 25 – при содержании нитратов от 200 мг/кг и выше.

Предельно допустимое содержание нитратов в овощах и фруктах:

Вид продукции	ПДК для открытого грунта, мг/кг сырого продукта
Картофель	150
Капуста поздняя	400
Лук перьевой	400
Лук репчатый	80
Томаты	100
Огурцы	150
Кабачки, тыква	200
Салат, щавель, укроп, петрушка	1500
Морковь	200
Свекла столовая	1400
Яблоки, груши	60
Дыни	90
Редис	1500
Перец сладкий	200
Баклажан	300
Арбуз, виноград	60

4. 
   Метод количественного определения нитратов в биологических средах
   

Количественное определение нитратов основано на восстановлении нитратов в нитриты с помощью металлического цинка, реакции азосочетания диазотированного α-нафтиламина с сульфаниловой кислотой и фотометрическом определении интенсивности полученного при этом окрашенного соединения.

Реактивы:

1) Составной реактив: сульфат бария (высушенный до постоянной массы при 110 град.С) – 50 г; сульфат марганца (моногидрита) – 5 г; металлический цинк (порошок) – 1 г; лимонная кислота – 37,5 г; сульфаниловая кислота – 2 г; α-нафтиламин – 1 г. Поместить в фарфоровую ступку вначале навески кислот и измельчить, а затем навески остальных веществ и все вместе растереть до однородной массы. Полученный реактив хранить в склянке из темного стекла до 2 лет. Для опыта готовят навески составного реактива по 0,15 г в соответствии с количеством определяемых проб.

2) 20% р-р уксусной кислоты 1 л.

Ход определения: К 0,5 мл сыворотки крови, слюны или профильтрованной мочи добавляют 4,5 мл 20 % р-ра уксусной кислоты и 0,15 г составного реактива. Пробирку закрывают пробкой, энергично встряхивают в течение 2-х мин., затем дают отстояться или центрифугируют при 5000об/мин. – 5 мин. После этого верхний слой аккуратно отсасывают и колориметрируют на фотоэлектроколориметре в кюветах с толщиной слоя 1 см при длине волны λ–540 нм против контрольной пробы.

Для контрольной пробы берут 4,5 мл 20 % р-ра уксусной кислоты и 0,5 мл воды дистиллированной, добавляют 0,15 г составного реактива, а далее как описано для опытной пробы. Окраска устойчива в течение 6 часов. Количество нитрит иона в сыворотке рассчитывают по калибровочному графику и выражают в мг/л сыворотки крови.

Заключение

Проблема токсичного накопления нитратов и нитритов на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных. Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но, несмотря на пристальное внимание к этой проблеме, до сих пор радикального решения пока не найдено. Поэтому, что бы хоть немного снизить уровень вредных веществ, поступающих с пищей в организм, необходимо соблюдать простые правила здорового рационального питания.