Нитриты и нитраты что это
Нитраты и нитриты в пищевых продуктах: что это такое, как определить и измерить
Содержание статьи:
Что такое нитраты
Нитраты калия представляют собой соли азотной кислоты, которые содержатся в большинстве живых организмов и растений. Люди получают их в основном из продуктов растительного происхождения (овощей) и воды. В наибольшем количестве они присутствуют в стеблях и листьях овощных культур. Само по себе наличие нитратов в организме не является отклонением от нормы, опасность составляет лишь их избыток, возникающий вследствие частого употребления продуктов с повышенным содержанием этих химических веществ.
В основном нитраты поступают в организм из сельскохозяйственных продуктов.
Чрезмерное накопление нитратов в растительной пище возникает под воздействием различных факторов. Сюда можно отнести:
Учитывая, что сельскохозяйственные животные употребляют в пищу различные растения и кормовые смеси, в их мясе и молочных продуктах тоже могут скапливаться нитраты, однако при соблюдении норм по уходу за скотом количество химических веществ в итоге составляет не более 10 мг/кг. Кроме того, нитраты калия (не путать с нитратами натрия) входят в состав пищевых добавок, используемых в процессе производства сыров и колбас. Их количество обычно соответствует санитарным нормам, однако чрезмерное употребление этих продуктов может вызывать превышение допустимой дозы нитратов в организме.
Существуют продукты, фактические не содержащие нитратов. К ним относятся злаковые культуры, а также большинство фруктов и ягод (исключение составляют арбузы и дыни).
Откуда берутся нитриты
Такие вещества, как нитриты, представляют собой метаболиты (продукты молекулярного роста) нитратов. Превращение нитратов в нитриты происходит уже непосредственно в организме человека за счет деятельности микроорганизмов, которые обитают в толстом кишечнике и других отделах пищеварительного тракта, особенно у людей с пониженной кислотностью желудка.
При взаимодействии с гемоглобином нитриты образуют метгемоглобин – бескислородное соединение. В крови здорового человека содержится не более 2% метгемоглобина, однако при частом употреблении нитратсодержащей пищи это количество постепенно повышается до 30% и выше, вызывая кислородное голодание и нанося серьезный ущерб всему организму.
Нитриты также опасны тем, что способны образовывать канцерогенные нитрозамиды и нитрозамины в желудочно-кишечном тракте человека при соединении с молекулами любых белковых продуктов.
Признаки и последствия отравления нитратами
По заявлению Всемирной организации здравоохранения, допустимая суточная доза нитратов составляет 3,7 мг на килограмм массы тела, а нитритов — 0,2 мг на килограмм. При этом в различных странах существуют свои представления о допустимых дозах нитратов в рационе. Например, в Германии — не более 100 мг в сутки, а в США — не более 500 мг. Большинство стран СНГ принимают за норму 300 мг нитратов в сутки.
Известно немало случаев острого отравления нитратами, которое во многом схоже с последствиями радиации. Первые признаки такого состояния возникают уже спустя несколько часов после употребления токсичной пищи. К ним относятся:
При первых симптомах отравления нитратами необходимо обратиться к за помощью инфекционисту или токсикологу.
Опасность несет и частое употребление небольших порций продуктов с высоким содержанием нитратов. Из-за роста нитритов в организме развивается хроническое кислородное голодание, которое оборачивается головными болями и головокружением, нарушением сердечного ритма, анемией. Игнорирование таких симптомов может привести к возникновению инфаркта или инсульта, а также других смертельно опасных заболеваний.
Как измерять содержание нитратов в пище
Первым определяющим фактором становится внешний вид приобретаемых овощей и фруктов. Такие продукты обычно имеют чрезмерно яркий окрас. Кроме того, чаще всего они отличаются более крупными размерами по сравнению с выращенными в натуральных условиях аналогами. Насторожить должна и чрезмерно гладкая структура овоща без каких-либо внешних проблем. Все это в большей степени относится к тепличным культурам, которые приходится покупать в межсезонье. Они требуют особенно тщательной проверки.
Если есть возможность, стоит изучить срез овоща, попросив продавца устроить своеобразную «презентацию» своих товаров. Неблагоприятным признаком является наличие любых подозрительных уплотнений в мякоти либо разрастания сокопроводящих путей, из-за чего различные участки мякоти получают разный окрас. Кроме того, важное значение имеет вкус: овощи с химическими добавками практически не имеют ярко выраженного вкуса и обычно кажутся излишне водянистыми и пресноватыми, что не сочетается с их ярким и привлекательным внешним видом.
Количество нитратов в пище значительно снижается после ее тепловой обработки.
Для более точного измерения нитратов следует купить специальный портативный аппарат – нитрат-тестер. Сделать замер прибором несложно: достаточно проделать небольшой прокол в проверяемом продукте при помощи специального зонда, и на цветном дисплее со счетчиком отобразится точное количество химических веществ. В памяти большинства современных устройств заложены данные по нормам содержания нитратов в различных овощах и фруктах.
Нитраты и нитриты в пищевых продуктах
Нитраты и нитриты — это химические неорганические соединения, соли и эфиры 
азотистой (HNO2) и азотной (HNO3) кислот. Они попадают в организм с пищей, водой, соками и молоком. Нитраты образуются и в нашем собственном организме, выполняя роль антимикробного агента в слюне, а также участвуя в работе сердечно-сосудистой системы, регулируя кровяное давление.
Чем опасны нитраты и нитриты
Под воздействием ферментов организма и некоторых бактерий, обитающих в кишечнике и полости рта, избыточные нитраты превращаются в гораздо более токсичные нитриты.
Нитриты, поступая в кровь, переводят гемоглобин в метгемоглобин, имеющий коричневый цвет и не способный переносить кислород и углекислый газ; нарушается тканевое дыхание. Некоторое количество метгемоглобина — около 2%, под воздействием ферментов способно восстанавливаться в гемоглобин.
Если количество метгемоглобина в крови достигает 30%, то начинается острое отравление, удушье, тошнота, рвота, диарея, тахикардия, боль в затылке, слабость, снижается давление. 50% метгемоглобина в крови может привести к смерти, если не оказать срочную помощь (принять активированный уголь, солевые слабительные, обеспечить приток свежего воздуха, обратиться в больницу для промывания желудка).
Кроме этого, нитриты в пищеварительной системе человека, в кислой среде, в присутствии аминов превращаются в нитрозамины — сильные канцерогены.
Регулярное употребление пищи и воды с повышенным содержанием нитратов может вызвать аллергические заболевания, заболевания щитовидной железы, болезни обмена веществ. Нитраты уменьшают содержание витаминов в растительных продуктах, отрицательно влияют на микрофлору кишечника, воздействуют на гормональную систему человека, вызывая выкидыши у женщин и импотенцию у мужчин.
Еще одна неприятная особенность нитратов — они могут накапливаться в организме.
Нормы содержания нитратов
Особенно опасны нитраты и нитриты, содержащиеся в воде. Исследования показали, что они оказывают более сильное токсическое воздействие, чем те, что поступают в организм с пищей.
Очень опасны нитриты для детей до года, так как ферменты, которые восстанавливают метгемоглобин обратно в гемоглобин, отсутствует у детей до трех месяцев. Поэтому Министерство здравоохранения РФ определяет разные допустимые суточные нормы потребления нитритов для взрослых и для детей. Для взрослых считается безопасным употребление 0,2 мг нитритов на 1 кг тела человека (в ЕС эта норма вдвое ниже). Для нитратов норма составляет 5 мг на килограмм веса взрослого человека. То есть человек массой около 60 кг может безопасно для себя съесть и выпить в день около 300 мг нитратов.
Норма для воды: концентрация нитратов не должна превышать 45 мг/л.
Существуют нормы содержания нитратов и для различных продуктов питания.
Как нитраты и нитриты попадают в пищу
Нитриты в пищу обычно попадают с мясными продуктами (колбасами, беконом, ветчиной, сосисками). Они используются при копчении, солении, мариновании в качестве консерванта, антибактериального и подсаливающего ингредиента. Термообработка и высокое содержание белка способствуют превращению нитритов в канцерогены-нитрозамины. Впрочем, нужно заметить, что современные мясные продукты содержат в разы меньшие количества нитритов, чем еще десять лет назад.
Советы, как минимизировать потребление нитратов и нитритов
— Старайтесь покупать овощи и фрукты в сезон; в созревших плодах нитраты, как правило, содержатся в допустимых количествах.
— Грунтовые овощи и зелень содержат меньше нитратов, чем тепличные.
— Из растений активно накапливают нитраты зелень (петрушка, укроп, салат, щавель), свекла, редис, капуста, морковь, дыни и арбузы. Мытье и чистка овощей сокращает количество нитратов на 10%. Варка — на 40-70%. Это связано с тем, что нитраты хорошо растворяются в воде и разрушаются при нагревании. Зелень можно на пару часов поставить в воде на солнце —большая часть нитратов переработается.
— Приобретите портативный нитрат-тестер или экотестер, например, Soeks NUC-019-1, и носите его с собой, когда отправляетесь на рынок или в супермаркет.
Современные нитрат-тестеры компактны, достаточно точны, просты, а экспресс-анализ занимает не более 20 секунд.
В чем опасность нитритов и нитратов?
В 2017 году Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) опубликовало заключения, касающихся переоценки нитритов и нитратов, добавляемых в пищу. Почему нитриты и нитраты присутствуют в пищевых продуктах и как эксперты EFSA оценили их безопасность? Давайте разберемся вместе.
Нитриты и нитраты — соли, которые используют для увеличения срока годности продуктов. Их добавляют, чтобы помешать росту вредных микроорганизмов, в частности Clostridium botulinum, бактерии ответственной за опасный для жизни ботулизм. Нитриты вместе с нитратами также добавляют в мясо, чтобы сохранить его красный цвет и оригинальный вкус. В натуральном виде нитраты есть в овощах, при этом самая высокая их концентрация — в листовых овощах, таких как шпинат и салат-латук. Нитраты также могут попасть в пищевую цепь из-за того, что оказываются в воде: их используют в интенсивном сельском хозяйстве и животноводстве, и так они попадают в сточные воды.
Что происходит с нитритами и нитратами в организме?
В организме нитриты и нитраты из пищи быстро всасываются и выводятся по большей части как нитраты. Часть нитратов, поглощённых организмом, оказывается в слюнных железах, а часть — с помощью бактерий во рту преобразуется в нитриты. Нитриты окисляют гемоглобин до метгемоглобина, избыток которого снижает способность эритроцитов связывать и транспортировать кислород по организму. Нитриты в еде (и нитраты, преобразованные в теле в нитриты) могут привести к образованию группы химических соединений, известных как нитрозамины — некоторые из них считаются канцерогенами.
Каким образом EFSA произвело оценку безопасность нитритов и нитратов?
Группа экспертов EFSA по пищевым добавкам и источникам питательных веществ, добавляемым в пищу, основывала свою оценку на предыдущих научных заключениях, новой научной литературе и информации, представленной на основании публичных запросов.
В чём заключается основной вывод?
Основываясь на имеющихся данных, эксперты EFSA пришли к выводу, что существующие безопасные уровни для нитритов и нитратов, добавляемых в мясо и другие продукты питания, являются достаточно безопасными для потребителей. Используя более реалистичные данные (то есть фактические уровни концентрации в пищевых продуктах), эксперты установили, что воздействие нитратов на потребителя при использовании исключительно в качестве пищевой добавки составляет менее 5% от общего количества нитратов в пище и не превышает суточную норму. Что касается нитритов, добавляемых в еду: эксперты оценили, в каком количестве их потребляют, и пришли к выводу, что нитриты не превышают безопасный уровень во всех группах населения за исключением небольшого превышения у детей, рацион которых состоит из множества продуктов питания, содержащих этот компонент.
Если принять во внимание все источники нитратов в пище (пищевые добавки, естественное присутствие в еде и загрязнённая окружающая среда), то допустимо, что среднесуточная норма может быть превышена для представителей всех возрастных групп на средние или высокие значения. Допустимо также, что уровень нитритов из всех пищевых источников может превысить суточную норму для младенцев и детей со средним уровнем потребления нитритов, а также для людей всех возрастных групп с высоким уровнем потребления.
Какая еще работа проделана в этой области?
Международное агентство по изучению рака (МАИР) пересмотрело имеющиеся в 2010 году данные по нитритам и нитратам, но не прокомментировало допустимые суточные дозы, установленные ранее другими организациями. Оценка МАИР включает в себя рассмотрение последствий воздействия нитратов на животных и людей в ходе эпидемиологического исследования.
В 2015 году МАИР классифицировало переработанное мясо как канцероген (Группа 1), упомянув, что образование нитрозаминов также вносит вклад в этот результат. В то время как МАИР оценивает канцерогенные свойства, EFSA в своих оценках рисков также определяет вероятность и уровень воздействия веществ, то есть потенциальную опасность, которую они представляют для различных групп населения.
Уважаемые читатели!
Спасибо, что читаете наш блог! Получайте самые интересные публикации раз в месяц оформив подписку. Новым покупателям при первом заказе дарим 12 бутылок (2 упаковки) минеральной воды BioVita или питьевой воды Stelmas. Операторы свяжутся с Вами и уточнят детали. Тел. 8 (800) 100-15-15
* Акция для Москвы, МО, Санкт-петербурга, ЛО
Нитриты и нитраты
NO2 / NO3 — Нитриты и нитраты в аквариумной воде.
Следует обратить внимание аквариумистов на некоторые моменты кругооборота азота, происходящего в воде, поскольку, с одной стороны, соединения азота крайне нужны растениям и рыбам, а с другой — могут оказать сильное токсическое воздействие. Органические вещества метаболизмов, остатки корма, мертвые растения и т.д., преобразуются нитрифицирующими фильтрующими бактериями, живущими в грунте, в аммиак (яд), в нитриты (яд, токсичны и чрезвычайно опасны для населения аквариума) и затем в относительно безобидные нитраты (яд, но только в больших количествах, являются как бы промежуточным продуктом), которые лишь частично поглощаются растениями. Нитраты значительно менее токсичны, хотя в больших концентрациях приводят к снижению иммунитета, ухудшению окраски и в дальнейшем к гибели рыбы.
Чем больше будет в аквариуме разлагающихся старых листьев растений, экскрементов рыб и не съеденного рыбами корма, тем выше будет уровень нитрита [NO2] и аммония [NH4]. Нитрификацией называется дальнейшее разложение растворенного аммиака особыми бактериями, окисляющими ядовитый аммиак через нитрит [NО2] в нитрат [NО3]. Эти “специализированные” бактерии (Nitrosomonas и Nitrosococcus) сначала преобразовывают аммиак в нитрит, а потом другая группа бактерий (Nitrobakter и Nitrocystis) обеспечивает окисление нитрита в нитрат. Эти бактерии в процессе своей деятельности потребляют кислород, и при его недостатке процесс замедляется и вода обогащается аммиаком и нитритом. Чтобы они перешли в нитраты, в водоеме должны быть хорошие кислородные условия.
В верхнем слое грунта аквариума, где много кислорода, поселяются аэробные бактерии перерабатывающие аммоний до нитрата. Но уже на глубине нескольких сантиметров в грунте уже недостаточно кислорода для протекания нитрификации. Здесь начинает развиваться другой вид бактерий — анаэробные, те, что живут без кислорода. Могут вступить в действие анаэробные бактерии, не нуждающиеся в кислороде в воде, превращая нитрат в нитрит и аммиак. Образовавшиеся в первой части азотного цикла нитраты вовсе не являются конечным продуктом разложения аммиака. Они используются анаэробными, денитрифицирующими бактериями для извлечения кислорода. Часть нитратов преобразуется анаэробными обратно в нитриты, а они используются денитрифицирующими анаэробными бактериями, окисляясь до азота. Завершают процесс азотного цикла денитрифицирующие бактерии, расщепляющие соединения до двуокиси азота и, в конце концов, до его газообразной формы.
Преобразование аммиак NH3 —> нитрит NO2 —> нитрат NO3 называется процессом нитрификации. Преобразование нитрат —> нитрит —> азот называется денитрификацией. Денитрификация происходит только в анаэробных, с недостатком кислорода участках грунта, которые обычно находятся под его поверхностью.
Нитриты образуются в процессе окисления солей аммиака в соли азотной кислоты. Бактерии аммиак и аммоний переводят в нитрит, допустимой является концентрация 0,1 мг/л, но не более 0,2 мг/л, т.к. он станет опасен для рыб. Затем вступают в действие бактерии, которые превращают нитрит в нитрат, опасный для рыб лишь в большой концентрации — от 50 мг/л, но для разных видов он очень различается. Следует, однако, заметить, что бактерии окисляют аммиак и нитриты только до нитратов. В природе эти бактерии заселяют верхний слой грунта (где есть кислород) и другие поверхности, но в аквариуме у нас значительно меньше площади для поселения бактерий в пересчете на одну рыбку, чем в природе, поэтому нужен биофильтр.
Если процесс биофильтрации нарушен, количество нитрита нарастает, что может привести к гибели рыб. В аквариумах с большим количеством растений и хорошо работающей биофильтрацией избытка нитритов обычно не возникает. Нитрит ядовит почти так же, как аммиак, а потому содержание нитрита тоже нужно держать под контролем! Дополнительным признаком, указывающим на значительное содержание в воде органики и продуктов ее распада, является образование стойкой пены при аэрации воды (в нормальных условиях пузырьки воздуха лопаются через 2-3 секунды). Для точного определения концентрации азотистых соединений используют специальные наборы. Об удалении всех вредных веществ и продуктов жизнедеятельности должен позаботиться владелец аквариума.
Нитрат — это конечный продукт нитрификации. Нитраты являются питательным веществом для растений, но, к сожалению, стимулируют рост водорослей. Хотя теоретически возможно добиться равновесия, при котором все нитраты, образующиеся из продуктов жизнедеятельности рыб, будут потребляться растениями, в действительности это практически недостижимо. В таком “совершенном” аквариуме обязательно должно быть очень мало рыб, а для большинства аквариумистов это далеко не идеальный вариант. Так как растения не в состоянии использовать все количество соединений азота в качестве питательных веществ, а бактерии справиться со всеми отходами, то их концентрация будет постоянно повышаться. Сами по себе нитраты малотоксичные, но если не следить за их концентрацией, начнется обратный переход нитратов в нитриты. В больших концентрациях приводят к снижению иммунитета, ухудшению окраски и в дальнейшем к гибели рыбы. Это один из важнейших питательных элементов водорослей.
В богатой нитратами емкости низшая растительность появляется практически неизбежно. А вот своевременное удаление нитратов из воды, наоборот, ведет к снижению количества водорослей — они просто погибают от голода. При отсутствии растений и перенаселенности аквариума рыбами происходит избыточное скапливание нитратов, что в свою очередь приводит к превращению нитратов в нитриты. Бурный рост водной растительности и постоянная подмена воды замедляет скорость накопления нитратов. Надо помнить, что нитраты, конечный продукт распада органики, из воды уже не выводятся, а постепенно накапливаются. Поэтому биофильтрация ни в коем случае не заменяет подмену воды. Подмена воды в любом случае обязательна, какие бы биофильтры не стояли.
Особо критично высокий уровень нитратов для дискусов и прочих обитателей бассейна Амазонки. При обнаружении с помощью теста, надо начать менять воду. Регулярные замены воды самый дешевый, самый безопасный и наиболее эффективный путь сохранения концентрации нитрата в разумных пределах. При каждой частичной замене вместе со старой водой убирается и нитрат. Но из этого не надо делать вывода, что в водопроводной воде нитрат вовсе не содержится. После мытья фильтров и подмены воды рН может заметно возрасти. В итоге, аммиак и нитраты будут действовать на рыб одновременно. Подмена воды приводит к тому, что спустя час-два рыбки начинают вяло плавать у поверхности воды.
А происходит вот что: подмена воды снизила концентрацию нитратов всего лишь на одну треть, но концентрация аммиака поднялась в несколько раз. Он попал в аквариум вместе со свежей водой, и его выделили рыбы. Производительность биофильтра со временем падает. Происходит это из-за засорения мусором фильтрующего элемента. Поэтому периодически необходимо его промывать. Мытые биофильтры заметно теряют эффективность, не окисляют аммиак с нужной скоростью. Все это означает, что без вмешательства аквариумиста уровень содержания нитратов в воде будет постепенно расти и медленно, но верно вызывать у рыб проблемы со здоровьем. Нитрат можно удалить из воды с помощью ионообменных смол.
После запуска нового аквариума уровень нитритов возможно до конца первого месяца будет высоким, а потом придет в норму. Вот именно процесс от начала до этого момента и называется “запуском аквариума”. Наконец, придет время, когда бактерии, превращающие нитриты в относительно безвредные нитраты, тоже образуют достаточно большую популяцию. Аммиак и нитриты чрезвычайно ядовиты для рыб, но если азотный цикл проходит правильно, то эти ядовитые вещества превратятся в относительно безвредные нитраты до того, как их концентрация достигнет опасного уровня. Вот тогда аквариум наконец-то станет безопасным для рыб. Весь этот процесс продолжается несколько недель. Хорошая биологическая фильтрация подразумевает устранение из воды растворенных органических соединений и полную переработку всех имеющихся в аквариуме сильнотоксичных азотных соединений в малотоксичный нитрат. Если колония бактерий в фильтре не справляется с биологической нагрузкой аквариума, в воде накапливаются токсичный аммиак/аммоний и нитриты — появляется угроза нашествия водорослей в аквариуме и заболевания рыб.
Рыбы разных видов обладают не одинаковой устойчивостью к этим ядам. Она зависит не только от вида животного, но и его возраста. Быстрее всего в этой ситуации погибают молодые рыбки. Если запустить новых рыб в аквариум, где уровень содержания нитратов выше, чем в том аквариуме, к которому они привыкли жить, рыбы испытают нитратный шок, могущий привести даже к их гибели. Нитриты вступают в реакцию с гемоглобином крови и препятствуют переносу кислорода. Внешние симптомы в обоих случаях напоминают признаки при недостатке кислорода, но наблюдаются и при хорошей аэрации воды.
Рыбы, живущие в воде с большой концентрацией этого соединения азота, постепенно приобретают бледную окраску жабр. Далее идут вспышки бактериальных инфекций. Признаками нитритного отравления являются потемнение окраски рыб и изменения в их поведении. Рыбы теряют аппетит и стоят неподвижно в углах аквариума (часто носом в угол), плавники поджаты, дыхание их учащается, нарушение координации движений, почесывание, тело слегка ослизнено, и если не принять меры, возможна гибель самых слабых особей. У погибших рыб жабры темные, коричневатые. Даже после выхода на нормальную гидрохимию, после этого катаклизма рыба может длительное время болеть. Часто разрушаются жаберные лепестки. Развиваются сложные бактериальные инфекции. Лучшее средство лечения — цифран с метронидазолом из обычной аптеки. Дозировки от 1 г цифрана в 100 л и 50 мг метронидазола на 100 л.
При обнаружении этих симптомов стоит протестировать воду на нитриты, и если они будут обнаружены принять меры. Нужно срочно предпринять частичную замену воды. При отравлении рыб нитритами воду в аквариуме резко менять нельзя! Главная ошибка новичков, приводящая к гибели рыбы — быстрая замена воды. Сменить за раз можно не более 1/4 объема воды. Лучше это делать небольшими дозами, чтобы избежать шока при резком изменении состава воды. Неплохо также добавить в воду немного кондиционера. Следующую смену можно провести часов через 5-6. Воду нужно будет менять до падения концентрации нитритов до безопасного уровня.
Ни один фильтр не сможет очистить воду от нитратов [NO3] которые постепенно накапливаются, поэтому обязательным является систематическая подмена до 30% воды. Если производительность фильтра недостаточна для конкретного аквариума, то никакая подмена воды не предотвратит от нашествия водорослей. Уголь не удаляет нитраты и фосфаты, которые являются одной из основных проблем появления водорослей в аквариуме. Наоборот, некачественный уголь будет выделять фосфаты. С другой стороны, уголь будет поглощать необходимые для растений удобрения, например, железо. Делая воду кристально прозрачной, уголь замаскирует необходимость смены воды — аквариумист будет полагать, что воду менять не надо, в то время как нитраты зашкаливают.
Как бы ни выглядел фильтр, он не может заменить регулярную подмену части воды.