Нитраты – соли азотной кислоты, входящие в состав многих агрохимикатов.
Агрохимикаты – это природные или химические соединения, предназначенные для питания растений, подкормки животных. В отличие от пестицидов (которые также широко применяются в сельском хозяйстве), агрохимикаты сами по себе не являются токсичными веществами, однако, в зависимости от технологии производства, могут содержать в составе различные активные вещества, избыток которых при неправильном использовании может привести к неблагоприятным последствиям.
Бурное развитие науки и техники за последние десятилетия повлекло за собой изменения и в круговороте азота в природе. В настоящее время в атмосферу выбрасываются значительные количества связанного азота. Основными антропогенными источниками такого выброса являются стационарные установки и автотранспорт, сжигающие топливо. Ежегодно в атмосферу городов поступает с продуктами сгорания более 50 млн т окислов азота и с выбросами химической промышленности – 25 млн т. Накопление нитратов (нитритов) в окружающей среде превратилось в серьезную проблему, особенно когда возросло применение азотсодержащих минеральных удобрений. Производство и потребление минеральных удобрений увеличивается во всем мире. Нитраты в основном поступают в почву в виде высококачественных удобрений. Это аммиачная селитра, которая содержит 34– 34,5 % азота и признана универсальным азотным удобрением, нитрат аммония (используется для выращивания хлопка., льна, конопли, овощей). Ценными удобрениями являются и другие производные азотной кислоты. Калиевая селитра, например, содержит одновременно два необходимых для растений вещества – калий и азот, она входит в состав сложных удобрений, улучшая их физико-химические свойства.
Азот, включенный в состав растительных и животных организмов, рано или поздно возвращается в почву, где он минерализуется до нитритов. Нитраты как важная составная часть круговорота азота в природе присутствуют фактически во всех средах окружающего мира: в атмосферном воздухе, водоемах, почве и растениях.
Превышение норм использования азотосодержащих удобрений приводит не только к накоплению в растениях нитратов, но и к снижению пищевой ценности продуктов растениводства, что выражается в уменьшении содержания в них углеводов (сахар, крахмал), витаминов и незаменимых аминокислот, изменении состава минеральных веществ. Поэтому высокий уровень нитратов в картофеле и овощах свидетельствует о низкой пищевой ценности таких продуктов. Например, нерациональное применение азотных минеральных удобрений снижает количество витаминов С, РР, В2 и Е в овощах и картофеле, а также резко ухудшает их способность к хранению. Но главная опасность злоупотребления минеральными удобрениями связана прежде всего с накоплением в них помимо нитратов и нитритов нитрозосоединений – сильных канцерогенов (вещества, способствующие развитию злокачественных опухолей), обладающих токсическими свойствами. Установлено, что с увеличением доз минеральных удобрений повышается суммарное количество нитрозосоединений в зерновых и овощах.
Нитрозамины – продукты реакции нитратов с вторичными аминами. Они могут, передаваясь по пищевой цепи, концентрироваться в растениях. Например, кормовая капуста содержит более 3,4 % бензпирена (канцероген), что объясняют более длительным адаптационным периодом этого вида капусты, а значит, и большим накоплением этого вещества, поступающего из воздуха. Морковь и другие корнеплоды аккумулируют самые различные ядовитые вещества из почвы. При избыточном удобрении шпинат переводит нитраты в нитриты, а последние служат исходным материалом для образования нитрозаминов.
Загрязнение нитратами продуктов животного происхождения происходит в основном через корм и питьевую воду, которые потребляют сельскохозяйственные животные. Нитраты и нитриты попадают также в колбасные изделия, копчености, сыры и другие продукты при их использовании в качестве пищевых добавок (например нитритная соль). Обычно именно во втором случае в мясных продуктах, обработанных нитратами или нитритами, находят нитрозамины.
Концентрация нитрозаминов в продуктах питания существенно различается. Молочные и растительные продукты, а также напитки и соки содержат их в количествах, в основном не превышающих 2 мкг/кг.
Стоит отметить важность правильной кулинарной обработки продуктов. Так, жаренье бекона нитритного посола существенно повышает концентрацию в нем нитрозаминов.
Воздействие на организм нитратов, нитритов и нитрозаминов.
В нашей стране принята допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека – 300–325 мг; для детей она рассчитывается исходя из массы тела ребенка и допустимой дозы, равной 5 мг нитратов на 1 кг массы тела.
В зависимости от уровня поступления нитратов в организм и длительности воздействия можно говорить об остром или хроническом отравлении. Чаще оно отмечается у людей, страдающих заболеваниями желудочно-кишечного тракта и дыхательной системы.
Возможны токсичные эффекты от действия повышенных количеств нитратов и нитритов: нарушение функции ферментных систем и пищеварения; отрицательное воздействие на центральную нервную систему, обмен веществ, эндокринные железы и сердечно-сосудистую систему; иммунологические расстройства; эмбриотоксическое действие.
Под действием кишечной микрофлоры нитраты восстанавливаются в организме в нитриты, которые пагубно влияют на гемоглобин крови, способствуя развитию метгемоглобинемии. Повышенное содержание нитритов в некоторых растениях (например, в шпинате) может вызвать метгемог-лобинемию у детей.
Нитрозамины оказывают разнообразное отрицательное воздействие на организм человека, преимущественно поражая печень и способствуя к развитию злокачественных опухолей.
Клинические признаки отравления проявляются уже через 1-6 часов и характеризуются расстройствами пищеварения с увеличением печени, пожелтением склер глаз. Возможны также общая слабость, сильные головные боли, сонливость, головокружение, потемнение в глазах, нарушение координации. Сосудорасширяющий эффект нитратов приводит к снижению артериального давления, синусовой аритмии, болям в груди, одышке.
Профилактика отравлений нитратами, нитритами и нитрозаминами.
Как правило, в результате кулинарной обработки концентрация нитратов в продуктах снижается. Например, уже в процессе холодной обработки часть нитратов удаляется вместе с очистками и промывной водой. В зависимости от особенностей накопления нитратов в различных частях растений тщательная очистка от кожицы картофеля, моркови, свеклы, огурцов, удаление верхних листьев и кочерыжки у капусты дают хорошие результаты. Существенное снижение нитратов отмечается при вымачивании очищенных продуктов.
Следует учесть, что при хранении очищенных и измельченных овощей или продукции их переработки – соки, пюре – содержание в них нитратов и нитритов может возрастать. Так, нестерилизованные овощные соки уже через несколько часов хранения при комнатной температуре могут стать опасными для детей, поскольку под воздействием микрофлоры из нитратов быстро образуются нитриты. Наибольшее количество нитратов выявлено в соках, приготовленных из овощей, выращенных в защищенном грунте. Поэтому сельскохозяйственную продукцию с повышенным содержанием нитритов не следует использовать для получения соков, сушеных продуктов, а также для употребления в сыром виде (салаты).
Значительно снижается содержание нитратов в продуктах (вследствие их перехода в раствор) при засолке и мариновании. Однако не рекомендуется использование консервированных продуктов в течение первой недели с момента готовности. Нельзя в этом случае употреблять в пищу рассолы и маринады.
В меньшей степени снижается содержание нитратов в готовом продукте при варке на пару, а жаренье, тушение, пассерование овощей не только не снижает, а в ряде случаев даже повышает содержание нитратов в блюдах (за счет потери влаги). В связи с упариванием жидкости в несколько раз увеличивается содержание нитратов и в сушеных продуктах при их кулинарной обработке.
Существует возможность снижения образования нитрозаминов в мясных продуктах благодаря пищевым добавкам. К числу таких активных веществ, препятствующих образованию нитрозаминов в пище, относятся витамины С и Е.
Чтобы не снижать витаминную ценность рациона питания в связи с указанными выше способами обработки продуктов, рекомендуется добавлять в пищу витамины А, С, Е, а также кисломолочные продукты, так как эти витамины и молочная кислота препятствуют переходу нитратов в нитриты и нитрозамины. В этом отношении полезны также танины (чай).