Нитриты и нитраты

     Введение

     Многие  из нас слышали про такие вредные  вещества, как нитраты, но не каждый человек представляет, какой же все-таки вред они могут причинить организму. Соли азотной кислоты – это то, что собой представляют нитраты, они способны накапливаться в воде и продуктах, если овощи и фрукты выращивать неправильно: слишком много вносить удобрений, обильно поливать, то в них так же появится большое содержание этих вредных веществ

           С овощами и фруктами в организм  человека поступают до 70 – 80%

нитратов. Сами по себе они не представляют опасности  для здоровья, тем более, что большая часть этих соединений выделяется с мочой (65 – 90% за сутки). Однако часть нитратов (5-7%) при избыточном их содержании в овощах, в желудочно-кишечном тракте может перейти в нитриты ( соли азотистой кислоты ), которые оказывают вредное воздействие на организм.

     Решить  проблему нитратов возможно за счет нормального  внесения азота на основе почвенной и растительной диагностики, применения медленно-действующих удобрений и ингибиторов нитрификации, выращивания овощных растений с пониженным уровнем нитратов, сбалансированного питания растений  по фосфору, калию и микроэлементам, равномерного внесения по площади, выравнивания поверхности полей (участка) и др.

     Избыточное  количество нитратов вызывает не нормальный ход функционирования природных  экосистем и живых организмов, происходит снижение биологической  ценности продукции и возрастает негативное воздействие на человека и животных. Образование и накопление нитратов в почве и в воде становится экологическим фактором, определяющим не только режим питания растении, обмен веществ и продуктивность, но и качество урожая, воды и воздуха. Содержание нитратов в избыточных количествах ухудшает биологическое качество растительной продукции, создает потенциальную опасность для здоровья человека и животных.

Нитраты, нитриты и нитрозосоединения 

     Нитраты — соли азотной кислоты — не относятся к ядовитым веществам, но представляют опасность тем, что  из них образуются нитриты — соли азотистой кислоты. Именно нитриты  могут оказывать токсическое  действие на человека, как прямое, так  и опосредованное, через образование  других вредных веществ, например нитрозаминов. Считается, что нитриты опасней  нитратов в 30 раз. В организме человека нитраты и нитриты быстро всасываются  в желудочно-кишечном тракте. Нитраты  выводятся с мочой и частично превращаются в нитриты, а нитриты, особенно при поступлении в больших  количествах, реагируют с гемоглобином крови, образуя его соединение —  метгемоглобин. Это вещество не может  выполнять функции переносчика  кислорода, как гемоглобин, что приводит к гипоксии (кислородному голоданию) тканей. В результате — ухудшение  самочувствия, снижение работоспособности, общая слабость. У человека в крови  в норме метгемоглобин может  составлять до 2% от общего количества гемоглобина. 

       Кстати, прекрасным антидотом (противоядием) от метгемоглобинемии является  обычная аскорбиновая кислота  (витамин С). Если содержание метгемогло-бина  достигнет 10%, то наблюдается бессимптомный  цианоз (синюннюсть), при 20—50% появляются  выраженные признаки гипоксии  — одышка, тахикардия, потеря сознания, при метгемоглобинемии свыше  50% наступает смерть. Однако негативная  роль в этом нитратов явно  преувеличена. 

       Достаточно вспомнить, как широко  используется в клинической практике  нитроглицерин и другие лекарственные  формы нитратов (сустак, нитронг,  нитросорбид) без всяких опасений  нитритной интоксикации. Причина в том, что у взрослых людей под воздействием восстанавливающих ферментных систем метгемоглобин быстро превращается в оксигемоглобин (насыщенный кислородом гемоглобин). Иное дело — грудные дети, особенно до 3-месячного возраста, у которых нужные ферментные системы еще не сформированы. Поэтому в мире регистрировались отдельные случаи острых отравлений (метгемоглобинемии) младенцев питательными смесями, приготовленными на воде с высоким содержанием нитратов, а также при кормлении малышей пюре из шпината (шпинат обладает поистине уникальной способностью накапливать нитраты). 

       Нитраты содержатся в почве,  природных водах, растительном  и животном материале, а также  в атмосферном воздухе (в невысоких  концентрациях) при его загрязнении.  Разложение органических остатков (растений, животных, микроорганизмов  и др.) с образованием соединений  азота, которые в свою очередь  потребляются новыми растениями, микроорганизмами и т.д., — это  сущность круговорота азота в  природе. В результате деятельности  нитрофицирующих бактерий из  нитратов образуются нитриты,  но их естественная концентрация  в воде и растениях обычно  очень мала.

     Помимо  природного имеется и другой источник попадания нитратов и нитритов в  почву и фунтовые воды — антропогенный, то есть связанный с деятельностью  человека. Это городские отбросы, промышленные отходы, выхлопные газы и, конечно же, азотные удобрения. Только в бытовых отходах ежегодно накапливается примерно по 5 кг азота  на каждого человека. В промышленной сфере наибольшее поступление в  окружающую среду связанного азота  дают производства по переработке топлива, предприятия пищевой промышленности, нефтеперерабатывающие заводы. 

       Об удобрениях следует сказать  особо. В современном сельскохозяйственном  производстве без них обойтись  нельзя. Азот — это главный  питательный элемент для растений, и для бедных азотом почв просто необходимо дополнительное внесение азотных удобрений. С давних пор в этом качестве использовались органические удобрения (навоз, птичий помет). Сейчас этот арсенал пополнился большим количеством минеральных удобрений (мочевина, нитрофоска и др.). Стремление получить высокий урожай нередко приводит к избыточному применению азотсодержащих удобрений, особенно органических, которые традиционно считаются безвредными. В результате обычный уровень содержания нитратов в возделываемых почвах и водоемах может значительно возрасти. Избыток удобрений, в том числе и органических, особенно в конце периода вегетации, когда растения их почти не усваивают, является основной причиной превышения их предельно допустимых концентраций в сельскохозяйственной продукции. 

       Способность к накоплению нитратов  у разных растений существенно  отличается. «Чемпионом» является  шпинат. Много нитратов накапливают  свекла, баклажаны, репа, укроп, немного  меньше — капуста, салат, петрушка, морковь. Картофель, томаты, огурцы, горох умеренно аккумулируют  эти соединения, а фрукты, ягоды  и злаки — слабо. Из фруктов  относительно «нитратными» зарекомендовали  себя бананы и клубника. 

       Не только разные растения, но  и отдельные части одного растения  обладают различной способностью  накапливать нитраты. В стебле  укропа концентрация нитратов  гораздо выше, чем в мелких  веточках, в верхних листьях капустного  кочана — в два раза больше, чем во внутренних. Капустная  кочерыжка, сердцевина моркови,  кончики свеклы, редиски, поверхностные  слои картофеля и огурцов —  места наибольшего содержания  нитратов. В молочных продуктах  и рыбе нитратов совсем мало, в свежем мясе — только следы.  

       Содержание нитратов в овощной  продукции контролируется службой  Государственного санитарно-эпи-демического  надзора, которая руководствуется  нормативами, утвержденными Минздравом (табл. 11).

     Таблица 1 предельно допустимые концентрации нитратов в растительных продуктах

  Для ранних  овощей и фруктов, выращенных в защищенном грунте, нормативы увеличены вдвое. Нитриты образуются из нитратов не только в почве и воде, но и в продуктах растениеводства в процессе их хранения и переработки — на поверхности поврежденных овощей, при их измельчении, при варке пищи в алюминиевой посуде. Например, при хранении свежего шпината в холодильнике в нем медленно уменьшается количество нитратов, но возрастает количество нитритов, достигая 3600 мг/кг сухой массы. Такой же процесс идет при хранении открытых банок консервированного пюре из шпината, особенно при комнатной температуре. Вот почему овощные соки и пюре следует готовить непосредственно перед употреблением, а на хранение закладывать неповрежденные чистые овощи.

     Нитриты традиционно используют как консервант и стабилизатор розово-красного цвета  в колбасных изделиях, копченостях, мясных консервах, поэтому содержание в них нитритов самое высокое, в отличие от свежих овощей и фруктов, в которых этих соединений практически  нет (табл. 12). Небольшое количество нитритов обнаруживается в сыре, так  как их добавляют в молоко для  подавления газообразующей микрофлоры (во избежание вспучивания сыра).

     Таблица 2. Содержание нитритов в некоторых пищевых  продуктах

  Процесс образования  нитритов с помощью бактерий  активно происходит и в организме  человека — в полости рта  и кишечнике. Поэтому необходимо  тщательно соблюдать гигиену  полости рта: чистить зубы два  раза в день, своевременно лечить  воспалительные процессы и кариес, особенно на фоне «нитратного»  рациона питания (вегетарианство) или лечения каких-то заболеваний  препаратами нитратов. 
Таким образом, опасность нитратов для здоровья определяется не только их концентрацией в воде и пище, но и условиями, способствующими их переходу в нитриты. Поступление же нитритов оценить вообще очень сложно ввиду многообразия условий их образования.  

       Следует отметить, что нормативы  допустимого содержания нитратов  и нитритов в продуктах питания  отличаются в разных странах,  причем в странах СНГ они  значительно более жесткие, чем  во многих зарубежных. Сравните  сами: в нашей стране допустимым  считается среднее содержание  нитритов, равное 50 мг/кг продукта, в  США — 200 мг/кг. ВОЗ считает  условно допустимым суточное  потребление (ДСП) нитритов в  дозе 0,4—0,8 мг/кг массы тела человека, нитратов — 5 мг/кг. Эти дозы  более чем в 100 раз меньше  тех, которые могут принести  реальный вред здоровью. Например, если ежедневно съедать 50—  100 г колбасы, то можно получить  примерно 2,5— 5 мг нитритов, что  значительно меньше допустимого  суточного употребления (ДСП).  

     Серьезную угрозу для здоровья людей представляет группа нитрозосоединений, которые  могут содержаться в некоторых  продуктах и образовываться из нитритов уже в организме человека. Среди  этих веществ выделяют два класса соединений с различными свойствами — нитрозамиды и нитрозамины. Около 80% исследованных нитрозаминов и все нитрозамиды оказались канцерогенами и мутагенами, а в опытах на животных доказано еще тератогенное и эмбриотоксическое действие нитрозамидов. Отмечена определенная органоспецифичность опухолей, вызываемых этими соединениями: нитрозамины приводят чаще всего к раку печени, пищевода, дыхательной системы, почек, а нитрозамиды — периферической и центральной нервной системы, органов пищеварительного тракта. В эксперименте на животных показано, что имеется прямая связь между возникновением опухолей и количеством поступивших в организм нитрозосоединений, причем низкие однократные дозы их при повторном поступлении суммируются и становятся опасными. Кроме того, эти вещества разрушают витамины А, В); нарушают функцию щитовидной железы. 

       Нитрозосоединения трудно идентифицировать  и определять в продуктах и окружающей среде. Нитрозамины могут содержаться в сырой и копченой рыбе, копченых колбасах и других продуктах животного происхождения, соевом масле, табачном дыме, вине, пиве и даже в питьевой воде. В определенных условиях они способны образовываться в продуктах, а также прямо в желудке человека из неканцерогенных предшественников — нитратов и нитритов. Нитриты в кислой среде желудка соединяются с вторичными и третичными аминами (продуктами неполного расщепления белков), в результате чего образуется группа нитрозаминов. Нитритов, как указывалось ранее, мы получаем с пищей не так уж много, но в условиях пониженной кислотности желудочного сока под воздействием нитрифицирующих бактерий из нитратов (а их мы съедаем достаточно с растительной пищей) образуются нитриты. Вот по такой цепочке из вполне безобидных нитратов образуются сильнейшие канцерогены. 

       Активным ингибитором процессов  нитро-зообразования является все  та же аскорбиновая кислота.  Источником вторичных аминов  кроме белковых продуктов (мясо, рыба, творог и др.) являются овощи,  фруктовые соки. В среднем за  один прием пищи человек получает  до 100 мг вторичных аминов. 
  Нитрозосоединения могут образовываться из нитритов и при длительном хранении, а также в процессе приготовления пищи: жарении, варке, копчении, солении. Это вполне понятно: при приготовлении мясных блюд происходит распад некоторой части белков с образованием аминокислот и аминов, а дальше — известная цепочка: нитриты + амины = нитрозамины. Особенно активно процесс нитрозирования идет при копчении.