Теоретическое введение. Нитраты являются главным элементом питания растений

Нитраты являются главным элементом питания растений. Поэтому вся растительная продукция содержит нитраты, и это нормально. Вопрос в их количестве. В естественных условиях (в лесу или на лугу) содержание нитратов в растении небольшое (1-30 мг/кг сухой массы). Они почти полностью переходят в аминокислоты, белки и другие органические соединения. Неграмотное применение их в сверхвысоких дозах в погоне за большим урожаем приводит к чрезмерному поступлению нитратов из почвы в продукцию (до 12000 мг/кг сухой массы).

Наибольшим содержанием нитратов отличаются свекла столовая, овощи семейств тыквенных, крестоцветных, зонтичных, особенно листовые овощи и корнеплоды: капуста, редька, редис, петрушка, укроп, сельдерей,. наименьшим - томаты, баклажаны, чеснок, зеленый горошек, яблоки (таблица 1). Сильные различия существуют и между сортами. Зимние сорта капусты и позднеспелый картофель накапливают меньше нитратов по с равнению с летними, а убранные в конце вегетации морковь и столовая свекла меньше, чем летние пучковые. Наибольшее количество нитратов содержится в сосущих и проводящих органах растений – корнях, стеблях, жилках листьев (рисунок 1). Наружные листья кочана содержат в 2 раза больше нитратов, чем внутренние. У кабачков и огурцов содержание нитратов убывает от плодоножки к верхушке.

При употреблении продуктов, содержащих повышенное количество нитратов, двухвалентное железо, входящее в гемоглобин крови, окисляется до трехвалентного и образуется метгемоглобин, который не способен переносить кислород. В результате у человека начинается кислородная недостаточность: он задыхается при физических нагрузках, испытывает сердцебиение, синеет. Возможен и смертельный исход (чаще у маленьких детей). Нитраты влияют на ферменты желудочно-кишечного тракта, снижают усвоение витаминов, и многие другие жизненно важные функции. Избыточное количество нитратов под действием микрофлоры кишечника превращается в нитриты, а далее в нитрозоамины - сильные канцерогены, т.е. вещества, вызывающие рак, особенно опасные для эмбрионов. Их образование могут блокировать витамины С и Е, являющиеся сильными антиоксидантами.

Допустимые нормы нитратов (по данным ВОЗ) составляют 5 мг (по нитрат-иону) в сутки на 1 кг массы взрослого человека (для детей – гораздо меньше), т. е. при массе 60-70 кг можно безопасно употребить за сутки 300-350 мг нитратов. Содержание нитратов можно уменьшить вымачиванием, кипячением (если отвар не используется), удалением частей, содержащих наибольшее количество нитратов.

Таблица 1 Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции и их допустимые уровни (мг/кг сырой массы по нитрат-иону)

Вид растения	Содержание нитратов	Допустимые уровни (ПДК)
Открытый грунт	Закрытый грунт
Капуста белокочанная	600-3000
Картофель	40-980
Лук репчатый	60-900
Морковь	160-2200
Огурцы	80-560
Редька черная	1500-1800
Редис	400-2700
Свекла столовая	200-4500
Томаты	10-180
Укроп	400-2200

Рисунок 1 Распределение нитратов в растении (мг/кг сырой массы)

Оборудование: различные овощи, скальпели, 1%-ный раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, чашки Петри.

Задание 1 Сделайте срезы принесенных овощей и плодов, расчлените их на части: лист, стебель, зона, примыкающая к плодоножке, кожура, серединная часть, кочерыжка (у капусты), жилки и т. д.. Положите их в чашку Петри и накапайте на различные части среза по капле 1%-ного раствора дифениламина. Отметьте окрашивание и оцените концентрацию нитратовпо шкале (таблица 2). При этом в случае малых концентраций нитратов в продукции и при отсутствии синей окраски может наступить порозовение ткани. Полученные результаты оформите в виде таблицы 3, внося в нее те культуры, которые использовались.

Таблица 2 Окраска срезов растений, обработанных 1%-ным раствором

дифениламина в зависимости от содержания нитратов

Баллы	Характер изменения окраски под действием реактива	Содержание нитратов, мг/кг
	Срез окрашиваются быстро и интенсивно в иссиня-черный цвет. Окраска устойчива и не пропадает	>3000
	Срез окрашиваются в темно-си­ний цвет. Окраска сохраняется некоторое время
	Срез окрашиваются в синий цвет. Окраска наступает не сразу
	Окраска светло-синяя, исчезает через 2-3 минуты
	Окраска быстро исчезает, окрашиваются, главным образом, проводящие пучки
	Следы голубой, быстро исчезающей окраски
	Нет ни голубой, ни синей окраски.	около 0

Таблица 3 Содержание нитратов в образцах овощей и плодов

Культура	Исследуемая часть растения	Баллы	Содержание нитратов (мг/кг)
Картофель	а) клубень под кожурой б) клубень серединная часть
Капуста	а) кочерыжка б) жилка в) тонкий лист
…

Задание 2 Исходя из нормативов ВОЗ по поступлению с пищей нитратов, посчитайте, сколько картофеля, капусты, огурцов, редиса и укропа, содержащих максимально допустимое их количество (см. таблицу 1), можно употреблять в пищу за сутки человеку весом 70 кг. Рассчитайте, сколько можно ему употреблять тех овощей, которые Вы обследовали.

Сделайте вывод о безопасности исследованных овощей, исходя из того, что экологически безопасная продукция должна содержать вредных веществ не более ПДК. ПДК – (предельно допустимая концентрация) – это максимальная концентрация данного вещества, которая еще не наносит вреда здоровью.

Контрольные вопросы

1. Наблюдается ли различие видов растений по накоплению нитратов? В каких овощах их может оказаться больше всего?

2. Почему вредно для человека употреблять в пищу овощи, содержащие большие количества нитратов?

3. Как регламентируют количество нитратов в с.-х. продукции?