Нітратне забруднення продуктів довкілля

Нинішня екологічна ситуація та стан здоров'я населення в Україні, можуть характеризуватися, як кризові. Порушення рівноваги природних процесів призвело до розвитку екологічної деградації більшої частини території нашої держави. Зростаюче забруднення навколишнього середовища значно порушило екологічну рівновагу в системі людина-довкілля. Закономірним наслідком цього явилось погіршення стану здоров'я населення, оскільки організм людини зазнає дії таких хімічних і фізичних факторів, до яких у нього не вироблено адаптації в процесі еволюції. Медицина зіткнулась з новим для себе явищем -екологічно-спровокованими хворобами. Завдяки недостатній сформованості і незрілості компенсаторно-пристосувальних та захисних механізмів, насамперед, організм дітей особливо чутливий і вразливий до дії несприятливих чинників довкілля.

Численні комплексні дослідження дітей і підлітків засвідчують наявність прямого кореляційного зв'язку між рівнями забруднення атмосферного повітря, питної води, грунтів і патологічного ураження дитячих організмів.

Для стану погіршення здоров'я дітей в цілому по Україні є характерною неравномірність його вираження в різних регіонах. Спостерігається де-яка систематичність регіональних аномалій, підвищенного рівня хворобливості, а також окремі спалахи масових захворювань невідомої етіології. Зокрема, так було в Чернівцях, Первомайському районі Миколаївської області, та в інших загальновідомих випадках. За клінічним перебігом це були достатньо різні захворювання, але всіх їх об'єднує одне - чіткий зв'язок між виникненням комплексу порушень регуляції функціональних систем організму на фоні зриву компенсаторно-захисних механізмів та станом навколишнього середовища.

Безсумнівно, що сьогодні, серед усіх екологічних факторів, впливаючих на здоров'я дітей, ведуче і особливе місце займає вода. Сам, факт, що вода в тканинах організму складає більше 70% свідчить про її надзвичайну життєву роль. Наявність в її складі антропогенних домішок може призвести до значних порушень стану здоров'я населення. Вода відтворює в собі багаторічний кумулятивний екологічний ефект і може бути використана як один з найбільш інформативних об'єктів при вивченні впливу забруднення довкілля на стан здоров'я. В цьому плані особливої уваги заслуговує забруднення питної води сполуками азоту. Порушенння їх екологічної рівноваги склалось таким чином, що із засобу мінерального харчування рослин вони перетворились в могутній антропогенний забруднювач навколишнього середовища. В першу чергу це стосується нітратів, так званих «селітр», які раніше використовувались в сільському господарстві у непомірно високих кількостях. Володіючи хорошою розчинністю у воді вони легко вимиваються з грунту, здійснюють горизонтальну та вертикальну міграцію і всередньому через 10-15 років поступають в грунтові водоносні горизонти, а звідти в шахтні колодязі громадського та індивідуального користування. Враховуючи високу патологічність дії нітратів даний факт викликає особливе занепокоєння.

Як відомо, основними джерелами надходження нітратів до організму людини є вода, продукти рослинного походження і, в меншій мірі, продукти тваринного походження. Роль кожного з них, особливо двох перших, може істотно змінюватись в залежності від багатьох чинників і в першу чергу - від рівня нітратів в питній воді, який варіює від регіона до регіона. Найбільш високі рівні нітратів виявлені в овочах, при цьому встановлена залежність вмісту нітратів від виду, сорту та умов вирощування. З водою та овочами до організму людини надходить від 75 до 90% від загальної кількості нітратів.

З'ясовано, що продукти тваринного походження: м'ясні, молочні, яйця і риба містять незначні кількості нітратів. Концентрація нітратів в консервованих і копчених м'ясних продуктах змінюється в широкому інтервалі від 0 до 70 мг NО₂ /кг/. Наявність нітритів в цих видах продуктів обумовлена їх застосуванням при консервуванні м'яса в якості стабілізаторів кольору і консервантів. Прийнято вважати, що з м'ясними продуктами надходить біля 10 мг/людину/ на добу нітратів і 1,4 мг/людину/ добу нітритів. Необхідно відзначити, що копчені і консервовані м'ясні продукти вкладають основний внесок (до 70% до споживання нітритів людиною. Встановлені ПДК нітритів для цих продуктів у більшості країн знаходяться в межах від 60 до 500 мг/кг.

Концентрація нітратів в молочних продуктах звичайно не перевищує 5 мг/л. Сири, вироблені без додавання нітратів, містять малі їх кількості (1,0-5,8 мг/кг), якщо ж технологія вироблення включає додавання нітратів, рівні їх в таких продуктах можуть збільшуватись до 48 мг/кг

Аналіз даних вмісту нітратів у свіжій рибі показує, що їх вміст, як правило не перевищує 22 мг/кг, хоча в деяких випадках виявлені більш високі їх рівні, які досягали 100 мг/кг. Вміст нітритів у свіжій рибі знаходиться у межах 0,7-3,3 мг/кг

Концентрація нітратів у фруктах і фруктових соках звичайно низька, до 7 мг/кг. Нітрити, як правило, відсутні.

Вміст нітратів і нітритів у зерні і зернових продуктах низький, рівень нітратів коливається в межах 0,4-13 мг\кг; нітритів - 0,7-3,3 мг/кг. Підраховано, що з продуктами переробки зернових до організму людини із звичайною дієтою надходить від 1,5 до 2,7 мг нітратів на добу.

Відомо, що визначаючим фактором у формуванні надходження нітратів і нітритів до організму людини є характер харчування. Переважання рослинного компонента збільшує надходження нітратів. В той же час рослинні продукти є незамінними джерелами вітамінів, мінеральних речовин, клітковини, фітонцидів та інших біологічно активних речовин.

Зниження надходження нітратів в організм не може бути за рахунок зниження частки рослиних продуктів в раціоні людини. Прийнятим і єдиним шляхом зменшення нітратного навантаження є зниження рівня нітратів у воді та рослинних продуктах.

Один із підходів зниження вмісту нітратів оснований на вибиранні частин рослини з більш низькими рівнями вмісту нітратів у них. Показано, що вміст нітратів у вегетативних частинах рослин на 60-80% вище, ніж генеративних. Найбільша кількість нітратів знаходиться в тканинах, розташованих ближче до кореня. У листі петрушки, сельдерея, кропа нітратів на 30-40% менше, ніж в черешках і на 60_70% менше ніж в кочерижці. Накопичення нітратів у шкірці кавунів в 3,5-8 разів більше, ніж в м'якоті. При вивченні впливу дозрілості овочів на накопичення нітратів встановлено, що на початок дозрівання кавунів, томатів, огірків вміст нітратів знижується в 2-3 рази у порівнянні з недозрілими і потім, при повному дозріванні, кількість нітратів не змінюється. Встановлено, що такі культури, як огірки, дині, баклажани, кабачки, кавуни мають пошарове розподілення нітратів, яке збільшується від центра плода до периферії і досягає максимума біля шкіри і самій шкірці. Концентрація нітратів у різних частинах вказаних овочів іноді змінюється в десятки разів.

Морква характеризується більш високими рівнями нітратів в серцевині і в стебловій частині. Найбільш високі концентрації у столовому буряку виявлені у верхній частині коренеплода - 65% від всієї кількості нітратів у овочі. За оцінкою різних авторів підхід, заснований на видаленні частин з більш високими концентраціями в них нітратів дозволяє знизити надходження нітратів з овочами на 20-50%.

Нітрати добре розчиняються у воді, причому з підвищенням температури розчинність їх зростає, тому прийоми, в основі яких полягає обробка продукту водою, вимочування, бланшування, від зварювання і т.д. сприяють зниженню вмісту нітратів у продукті. Зниження вмісту нітратів у овочах при обробці їх водою відбувається за рахунок переходу нітратів у воду, яка при цьому обов'язково видаляється. Інтенсивність переходу нітратів у відвар залежить від багатьох причин, в тому числі і від виду овочів і при інших рівних умовах при відварюванні різних видів овочів вміст нітратів в них знижується на 13-79,4%.

Первинна обробка рослинних продуктів: видалення зелених покриваючих листів кочанів і кочережки капусти, товстих черешків листя у зелених, рібних коренів буряка, моркви, глибоке обрізання основ і верхівки огірка дозволяє знизити вміст нітратів від 20 до 30%.

Промивання водою і механічна очистка продуктів: картоплі, буряка, моркви, брюкви, капусти та інш. Знижує вміст нітратів на 10%. Вимочування протягом 1 години картоплі, моркви, столового буряка, брюкви, капусти призводить до зниження концентрації нітратів на 5-30%. Результати вимочування овочів: капусти, буряків, моркви, картоплі у воді не відрізнялись від результатів, отриманих при їх вимочування в 1% розчині столової солі і аскорбінової кислоти. Збільшення часу вимочування призводить до більш повного переходу нітратів з овочів у розчин - так, вимочування в 1% розчині столової солі і аскорбінової кислоти протягом доби дозволило знизити вміст нітратів майже на 90%. Величина зниження нітратів при вимочуванні залежить також від форми вимочуваних овочів, так, при вимочуванні у воді подрібненого буряка, моркви, капусти, картоплі зниження в 1,5-4,4 разів більше, ніж при вимочуванні цілих овочів.

Різні результати отримані при відварюванні овочів в шкірці і без неї. Шкірка перешкоджає переходу нітратів з овочів у розчин. Видалення шкіри в 2-6 разів підвищувало перехід нітратів у воду при відварюванні буряка, моркви, картоплі.

Істотне зниження нітратів спостерігається, якщо подрібнені овочі підлягають глибокій кулінарній обробці: бланшуванню з подальшою заміною бланшировочної води новою порцією гарячої води і варці до готовності. Обробка буряка, моркви, капусти, картоплі таким способом дозволила досягнути високого ступеня зниження нітратів, який складав 59-80%.

Приготовування за стандартною технологією популярних делікатесних виробів з картоплі: смаженої у фритюрі, чипсів і сушених картопляних кубиків призводило до зниження нітратів при перерахуванні на суху речовину на 70-80%. Високий відсоток зниження можна пояснити високою питомою площею поверхні напівфабриката та інтенсивною обробкою напівфабриката спочатку водою, потім жиром.

Проведені спроби встановити залежність між кількістю нітратів, яка переходить у відвар, від температури і часу нагрівання при відварюванні шпіната. На основі числених експериментальних результатів, отриманих в цих дослідженнях, побудовані нормограми для визначення % зниження нітратів при відварюванні шпината. Цінність цих даних, а з ними і нормограм, падає від того, що автори не вказали співвідношення об'ємів (або мас) води і шпіната, тому ці нормограми не можна використовувати при інших вибраних співвідношеннях води і шпината.

Зниження нітратів методами: відварюванням, маринуванням, консервуванням та ін. можливе лише за умови низьких концентрацій нітратів у воді, що використовується. Однак, вода може містити високий рівень нітратів, особливо вода з колодязів, що знаходяться в районах інтенсивного землеробства і промислового тваринництва. Результати досліджень, отримані при відварюванні картоплі у воді, вміст нітратів в якій склав 10 мг/л, показують, що після відварювання в такій воді концентрація нітратів у картоплі не тільки не зменшилась, але і зросла від 53 мг/кг -первинне значення - до 58 мг/кг - у кінці відварювання такому випадку необхідно використовувати інше джерело води з низьким рівнем нітратів.

У роботі В.І.Анохиної наведений розширений порівняльний аналіз різних видів кулінарної обробки на вміст нітратів і збереження вітаміна С у гарбузі різного ступеня подрібнення. Досліджували відварювання, бланшування, припускання, запікання, маринування гарбуза у формі кубиків і ломтиків. Встановлено, що маринування є найбільш щадним способом зниження нітратів, оскільки при максимальній величині зниження нітратів - 43%, найбільш повно зберігається вітамін С - 83,4%, в той час, як при відварюванні втрата вітаміна С склала 47,2%.

Тушкування може призвести до концентрування нітратів в продукті за рахунок упарювання вологи при тривалому нагріванні. Так, при тушкуванні капусти вміст нітратів в готовому продукті зріс на 23,3%. До інших висновків приходять дослідники у випадку тушкування картоплі і буряка, які стверджують, що вказаний вид кулінарної обробки дозволяє знизити вміст нітратів на 44-85%. Очевидно, різні висновки є результатом відмінностей в технології, які не оговорюються.

При вивченні впливу пасерування і смаження на вміст нітратів в продукті, дослідники також отримали різні результати, які показують, що пассерування і смаження може незначно збільшити або знизити рівень нітратів в продукті. Отримані результати можна пояснити варіабільністю умов при цих видах кулінарної обробки.

Квашення знижує вміст нітратів у продукті до 30% за рахунок їх переходу у розсіл і за рахунок мікробіологічних процесів, при яких відбувається відновлення нітратів до більш відновлених форм азота, в тому числі і газоподібних. Встановлено, що на першому етапі бродіння (до 7 днів) з'являються нітрити, потім рівень їх знижується до 0. Очевидно, руйнуванню нітритів сприяє молочна кислота, яка, накопичуючись в процесі квашення, перешкоджає утворенню нітритів. Встановлено, що нітрити можуть бути знижені шляхом інокуляції чистою культурою бактерій певних видів, з яких Ьепсопозіоз тезепіегоісіез найбільш ефективна. Відмічена властивість часникового соку інгібувати утворення нітритів і утримувати вміст нітритів на низькому рівні протягом всього процесу бродіння.

Приготування соків і сушіння овочів збільшують вміст нітратів у порівнянні з вихідною сировиною. Ступінь збільшення залежить від вмісту в продуктах клітковини (при отриманні соків) і води (при сушінні).

Експреиментальні результати впливу зберігання на вміст нітратів в овочах суперечливі. Так, при двомісячному зберіганні (з січня по березень) капусти, картоплі, моркви, буряка, брюкви вміст нітратів в них не змінився. В той же час є даніпро зниження вмісту нітратів при зберіганні капусти, морки, буряка; такаж закономірність встановлена при зберігання картоплі різних сортів, яку зберігали навалом висотою 4 м, при температурі 3-4° і відносній вологості 90-98%. При цьому вміст нітратів у картоплі зменшується в лінійній залежності від часу зберігання.

У дослідженнях по вивченню зберігання у модифікованому газовому середовищі на вміст нітритів у моркві виявлено збільшення вмісту нітратів. Ту саму тенденцію встановили і в дослідженнях при зберіганні моркви, капусти, картоплі в неохолоджуваному хранилищі звичайного типу. При зберіганні буряка в цих умовах спостерігали циклічні зміни вмісту із зниженням в грудні і лютому та збільшення в березні. На протязі іншого часу (з жовтня по березень) концентрація нітратів в буряку була близькою до вихідного рівня, встановленого при закладанні на зберігання. Доказано зниження рівня нітратів в шпинаті, капусті, квасолі, гороху, моркві і картоплі, заморожених при температурі -8°С які зберігалися на цих умовах протягом 6 місяців. При цьому відмічене збільшення вмісту нітратів до 8 мг/кг в деяких овочах. Зберігання замороженої моркви при температурі -18°С в запаяних поліетиленових пакетах протягом 10 тижнів не мало ніякого впливу на вміст нітратів, не відзначене і утворення нітритів

Зберігання пошкоджених і забруднених овочів при кімнатній температурі сприяє утворенню нітритів, які являються продуктами мікробіологічного відновлення нітратів. При цьому утворення нітритів в овочах, вирощенних із застосуванням азотних добрив збільшується із збільшенням доз добрив.

Зберігання овочевих соків і кулінарно оброблених овочів при кімнатній температурі також призводить до утворення в них нітритів, причому встановлено, що інтенсивність утворення нітритів зростає із зростанням температури в інтервалі від 20до 35°С.

Як видно способи, що існують, які ведуть до зниження вмісту нітратів в продуктах, відображають різнонаправленність і багаточисельність існуючих підходів.