Исследовательская работа Качественное определение нитратов в овощах и фруктах

Качественное определение нитратов

в овощах и фруктах

Мясников Игорь, 8б класс,

ученик СОШ №90 Кировского района

городского округа город Уфа РБ

Научный руководитель: Яковлева Е.Г.,

Учитель химии СОШ №90

Уфа - 2008

Содержание:

Введение

1. Теоретическая часть.

   1. Роль азота в жизни растений.

   2. Влияние нитратов на организм человека.

   3. Накопление нитратов в овощах и фруктах.

2. Практическая часть.

   1. Методика определения нитратов.

   2. Результаты исследований.

Выводы.

Список литературы.

Введение

Азот - один из основных элементов, необходимых для животных и растений. Азот, наряду с фосфором и калием, необходим растениям в больших количествах.

Азот входит в состав белков, являющихся частью растительных и животных клеток. Некоторые соединения азота, являющиеся промежуточными звеньями его превращений, такие как нитраты и нитриты, вредны для живых организмов, могут вызвать болезни и гибель. В организм человека нитраты поступают 70% - с овощами, 20 % - с водой, 10 % - с мясом и консервированными продуктами.

Впервые о нитратах и нитритах заговорили в нашей стране в 70 - х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой. В мировой науке о них заговорили гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и живых организмов.

Целью данной работы является качественное определение нитратов в овощах и фруктах, продающихся в микрорайоне школы №90, а также в овощах с собственного участка.

1. Теоретическая часть

1.1. Роль азота в жизни растений

Без азота невозможен рост растений. Наряду с фосфором он необходим в больших количествах. Растения могут поглощать азот в виде простых неорганических соединений (аммиак, нитриты, нитраты). Животные, в том числе и человек, поглощают азот только в виде органических веществ (главным образом - белков) растительного происхождения или из тканей других животных.

Азот - это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений, т.к. он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Азот получает растение из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных). В растениях азот подвергается сложным превращениям:

NO₃ ^- → NO₂ ^- → (HNO)₂ → NH₂OH → NH₃

Нитрат нитрит гипонитрит гидроксиламин аммиак

В этих процессах участвуют различные металлы (молибден, железо, медь, марганец) и при этом происходит разрушение углеводов, так как на восстановление азота тратится энергия.

1.2. Влияние нитратов на организм человека

Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём 2 - х валентное железо в 3 - х валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.

Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа не совершена и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идёт медленно.

Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества - токсины, в результате чего идёт токсикация, т.е. отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются: синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек; тошнота, рвота, боли в животе, понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз; головные боли, повышенная усталость, сонливость, понижение работоспособности; одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания; при выраженном отравлении - смерть.

Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.

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 вызвать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровеное давление.

При всём вышеизложенном следует помнить, организму человека вред наносит не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

Нитраты попадают в организм человека через продукты питания (растительного и животного происхождения), через питьевую воду, 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 хлебо-булочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами их поступает всего 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 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 2 млрд человек на Земле, из которых 3,5 млн умирает (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/л нитратов, гораздо меньше их находится в воде из артезианских колодцев.

Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25 мг/кг в мясе и 2-15 мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляют и в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопченой колбасе нитратов содержится 150 мг/кг, а в вареной колбасе - 50-60 мг/кг. Также нитраты попадают в организм человека через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500 мг нитратов на 100 г сухого вещества.

1.3. Накопление нитратов в овощах и фруктах

Само по себе присутствие нитратов в растениях - нормальное явление, т.к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т.к. они обладают высокой токсичностью для человека, сельско-хозяйственных животных. Нитраты в основном накапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах. Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Из разных сельско-хозяйственных растений больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе: в свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в сердцевине; в капусте - в кочерыжке, в толстых черешках листьев и в верхних листьях. Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего содержится нитратов в их кожице. По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на три группы:

1.С высоким содержанием (до 5000 мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы.

2. Со средним содержанием (300-600 мг/кг): цветная капуста, тыква, репа, кабачки, редька, белокачанная капуста, хрен, морковь, огурцы.

3. С низким содержанием (10-80 мг/кг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

Предельно допустимые уровни содержания нитратов

в продуктах растительного происхождения

Пищевой продукт

Содержание нитратов, мг/кг

Из открытого грунта

Из защищённого грунта

Арбузы

60

-

Виноград столовых сортов

60

-

Листовые овощи (салат, шпинат, щавель, петрушка, сельдерей)

2000

3000

Дыни

90

-

Кабачки, баклажаны

400

400

Капуста белокочанная ранняя

- поздняя

900

450

-

Картофель

250

-

Морковь

250

-

Огурцы

150

400

Перец сладкий

200

400

Томаты

75

300

Яблоки, груши

60

-

Свекла столовая

1400

-

Лук - репка

80

-

Лук - перо

300

800

2. Практическая часть

2.1. Методика определения нитратов

Для определения нитратов в овощах и фруктах используем 1% -ный раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте.

Измельчили исследуемые образцы в ступке, поместили кашицу в марлю, выжали сок. Каплю сока поместили в углубление планшета, добавили 2 капли раствора дифениламина.

По интенсивности окраски раствора определяем наличие нитратов.

Окраска раствора

Содержание нитратов

Обозначение

Бледно-голубоватая

низкое

+

Синяя

среднее

+ +

Тёмно-фиолетовая

высокое

+ + +

Исследовали следующие образцы овощей и фруктов:

Картофель собственный участок (Чишминский район)

рынок на ул. Мубарякова

магазин совхоза "Алексеевский"

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

Морковь собственный участок (Чишминский район)

рынок на ул. Мубарякова

магазин совхоза "Алексеевский"

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

Репчатый лук собственный участок (Чишминский район)

рынок на ул. Мубарякова

магазин совхоза "Алексеевский"

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

Капуста белокочанная рынок на ул. Мубарякова

магазин совхоза "Алексеевский"

Яблоки рынок на ул. Мубарякова

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

Апельсины рынок на ул. Мубарякова

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

Мандарины рынок на ул. Мубарякова

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

У картофеля, моркови, репчатого лука, яблок брали образцы из середины и около кожицы. У капусты - образцы из листьев и кочерыжки. Также исследовали количество нитратов после варки картофеля (до размягчения) и после квашения капусты (в течение 15 дней).

2.2. Результаты исследований

Название растения

Часть растения

Окраска

раствора

1. Картофель

собственный участок (Чишминский район)

сердцевина

+

около кожицы

+ + +

рынок на ул. Мубарякова

сердцевина

+ +

около кожицы

+ + +

магазин совхоза "Алексеевский"

сердцевина

+

около кожицы

+ + +

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

сердцевина

+ +

около кожицы

+ + +

2. Морковь

собственный участок (Чишминский район)

сердцевина

+ +

около кожицы

+

рынок на ул. Мубарякова

сердцевина

+ + +

около кожицы

+

магазин совхоза "Алексеевский"

сердцевина

+ +

около кожицы

+

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

сердцевина

+ + +

около кожицы

+

3. Репчатый лук

собственный участок (Чишминский район)

сердцевина

+

около кожицы

+

рынок на ул. Мубарякова

сердцевина

+

около кожицы

+

магазин совхоза "Алексеевский"

сердцевина

+

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

сердцевина

+

4. Капуста

рынок на ул. Мубарякова

кочерыжка

+ + +

листья

+

магазин совхоза "Алексеевский"

кочерыжка

+ +

листья

+

5. Яблоки

рынок на ул. Мубарякова

сердцевина

+

около кожицы

+ +

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

сердцевина

+

около кожицы

+ + +

6. Апельсины

рынок на ул. Мубарякова

сок из мякоти

+

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

сок из мякоти

+

7. Мандарины

рынок на ул. Мубарякова

сок из мякоти

+

магазин "Пятёрочка" на ул. Кувыкина

сок из мякоти

+

При варке картофеля количество нитратов снижается (окраска раствора становится менее интенсивной), при квашении капусты - также количество нитратов уменьшилось, окраска стала менее интенсивная.

Выводы

Во всех овощах и фруктах, которые мы исследовали, имеются нитраты. Безнитратных продуктов в природе не бывает, так как нитраты являются необходимым промежуточным звеном в синтезе белков растений, даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. Растения в процессе роста могут накапливать избыточное количество нитратов, что губительно сказывается на здоровье человека.

Большое количество нитратов накапливается в корнеплодах - картофеле, моркови, капусте, яблоках. В разных частях растений содержится различное количество нитратов. Так, в сердцевине клубня картофеля находится меньше нитратов, а около кожицы - намного больше; в моркови же - наоборот, основное количество нитратов скапливается в сердцевине. В капусте большое количество нитратов содержится в кочерыжке, а в яблоках - около кожицы. Апельсины и мандарины содержат небольшое количество нитратов.

Количество нитратов в овощах и фруктах зависит от биологических особенностей тех или иных овощей, а также от условий их выращивания; если соблюдается режим внесения удобрений.

Также выяснено, что при варке картофеля и при квашении капусты количество нитратов уменьшается.

Нитраты могут накапливаться не только при промышленном выращивании овощей и фруктов, но и на домашних участках, где мы не вносим избыточное количество удобрений.

В целом можно сделать вывод, что в овощах и фруктах имеются нитраты, при правильном уходе и правильной обработке их количество не угрожает здоровью человека, необходимо знать меры, при которых количество нитратов в продуктах понижается: вымачивание, варка, консервирование; фрукты лучше употреблять без кожуры, соблюдать правила хранения.

Проблема нитратов остаётся актуальной и сегодня, когда мы много знаем о ней. Введение избыточного количества нитратов ускоряет созревание растений, недобросовестные производители могут этим воспользоваться для получения большей прибыли, на всех торговых базах и в местах производства овощей.

Список литературы:

1. Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты. Химия в школе, 2002, № 5

2. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. М; «Дрофа», 1997

3. Кузнецов В.Н. Экология. М; «Дрофа». 2002

4. Научно-методический журнал «Химия в школе» №3 2000, №1 2003

5. Алтунин В.С., Белавцева Т.М. Контроль качества воды. Справочник М. 1994

6. Полевой В.В. Физиология растений. М.: Высшая школа, 1989;

7. Покровская С.Ф. Пути снижения нитратов в овощах. М.: Урожай, 1988.

8. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: М.: Мир, 1995

9. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991

10. Химическая энциклопедия. М.: Издательство БРЭ, 1992