Практическая работа №1. Определение содержания нитратов в овощах и фруктах

«Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, чем ты болеешь…»
Нитраты – это соли азотной кислоты
или продукты обмена азотистых веществ любого живого организма.
Нитраты образуются в растениях в процессе роста,
а также после применения азотистых удобрений.
При неправильном применении азотистых удобрений
в большей степени овощи и фрукты накапливают в
себе опасное для человеческого организма количество
нитратов.

Нитраты в продуктах питания
В животных продуктах (мясо, молоко, рыба) содержание нитратов незначительно. Но нитраты и нитриты добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях).
У растений максимальное накопление нитратов происходит в период созревания плодов. Поэтому недозрелые овощи (кабачки, баклажаны) и картофель, а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости. Кроме того, содержание нитратов в овощах может резко увеличиться при неправильном применении азотистых удобрений (не только минеральных, но и органических). Например, при внесении их незадолго до уборки урожая.

Растения – «накопители» нитратов
(в 1 кг продукции)
больше 5 г (все виды салатов, петрушка, редис);
до 5 г (шпинат, редька, кольраби, свекла,
зеленый лук);
до 4 г (белокочанная капуста, морковь,
репчатый лук);
до 3 г (лук-порей, ревень, укроп, тыква);
менее 1 г (огурцы, арбузы, дыни, помидоры, баклажаны, картофель).

Распределение нитратов в растениях
у СВЕКЛЫ нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода – до 65%;
у МОРКОВИ: в сердцевине – 90% и в наружной части – 10%;
у КАПУСТЫ – в кочерыжке и в толстых черешках листьев;
у КАРТОФЕЛЯ в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных. Сосредоточены они под кожурой;
маленькие огурцы содержат нитратов меньше, чем большие, в огурце, сорванном утром, нитратов меньше.

На уменьшение количества нитратов в овощах влияет…
Оптимальный срок посева при посадке овощных растений обеспечивает лучшее вызревание овощей и получение экологически безопасной продукции.
На концентрацию нитратов влияют сроки хранения. Исследования показали, что после 6 месячного хранения их количество в корнеплодах снижается в 1,5 – 2 раза. Нитраты почти не обнаруживаются в овощах, хранящихся на зиму.
Овощи нельзя хранить при повышенной температуре, особенно размороженные. Установлено, что чем выше температура хранения и чем больше концентрация нитратов, тем интенсивнее протекает процесс их восстановления и больше образуется нитритов.

Для овощей и фруктов установлены определенные значения предельно допустимых концентраций нитратов (ПДК)

Влияние нитратов на организм человека
усиленное сердцебиение, одышка, возможна потеря сознания;
снижение работоспособности, сонливость, повышенная усталость, головные боли;
боли в животе, рвота и тошнота;
желтизна белков глаз, увеличение печени;
синюшность видимых слизистых оболочек, губ, лица и ногтей;
канцерогенное действие – возникновение раковых опухолей желудочно – кишечного тракта.

Пути попадания нитратов в организм человека
1. Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40-80% суточного количества нитратов). Незначительное количество нитратов поступает с хлебо - булочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами попадает их - 1% (10-100мг на литр). Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25мг/кг в мясе, и 2-15мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150мг/кг, а в варёной колбасе - 50-60мг/кг
2. Через питьевую воду. В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/л нитратов, гораздо меньше их в воде из артезианских колодцев. Нитраты попадают в подземные воды через различные химические удобрения (нитратные, аммонийные), с полей и от химических предприятий по производству этих удобрений.
3. Через лекарственные препараты и табак.
4.Часть нитратов может образоваться в самом организме человека при его обмене веществ.

Допустимые нормы нитратов для организма
Допустимое содержание нитратов для взрослого человека составляет 5 мг на 1 кг массы тела. Относительно легко организм человека справляется с дневной дозой нитратов, равной 15-200 мг, а предельно допустимая доза равна 500 мг.
Для взрослого человека токсичной дозой становится 600 мг.
10 мг нитратов будет достаточно для отравления грудного ребёнка.
В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов - 312мг, но в весенний период реально она может быть 500-800мг/сутки.

Измерение концентрации нитрат – ионов в соках огурца и яблока при помощи тест - системы
Извлечь кусочек индикаторной полоски и погрузить его с помощью пинцета в исследуемый раствор на 5 – 10 секунд.
Извлечь индикаторную полоску из раствора и через
3 минуты сравнить окрашивание с цветовой шкалой.

Измерение концентрации нитрат – ионов аппаратным методом. При помощи цифровой лаборатории RELAB, программы RelabLite, датчика нитрат – ионов, ионоселективного электрода и электрода сравнения.

Схема ионоселективногоэлектрода
1 – внутренний электрод сравнения (хлорсеребряный);
2 – исследуемый раствор;
3 – ионообменный раствор;
4 – пластиковый корпус устройства;
5 – жидкая мембрана, приготовленная из пористой диафрагмы, пропитанной ионообменным раствором.
Электрод перед измерением обязательно калибруется по стандартным растворам.
Между измерениями хранится в конденсирующем растворе нитрат – иона с концентрацией 0,01 моль/л в течение 8 – 24 часов
Электроды, на поверхности которых протекают реакции обмена иона

Схема электрода сравнения
Перед началом измерений следует снять защитный колпачок, открыть заливочное отверстие и промыть нижнюю часть электрода дистиллированной водой.
Во время проведения измерений заливочное отверстие должно быть открыто.
Уровень электролита в электроде при измерениях должен быть выше уровня анализируемого раствора.
Между измерениями электрод рекомендуется хранить в дистиллированной воде в вертикальном положении и с закрытым заливочным отверстием.
Предназначен для создания опорного потенциала при проведении экспериментов совместно с ионоселективными электродами.
Электрод, потенциал которого постоянен и не зависит от концентрации ионов в растворе

Начало работы
С помощью кабеля подключить электронный блок к регистратору данных через разъем USB.
Подключить к соответствующим разъемам ионоселективный электрод и электрод сравнения.
Запустить программное обеспечение RelabLite.
1 – электронный блок
2 – разъем USB, для подключения датчика к регистратору данных
3 – разъем для подключения электрода сравнения
4 – разъем для подключения ионоселективного электрода

Подведение итогов измерения

Практическая работа №2.
Определение концентрации ионов – кальция в продуктах питания

КАЛЬЦИЙ - самый широко распространенный в организме минерал. Около 99% этого элемента содержится в скелете и зубах. Кальций влияет на рост и развитие организма, повышает свертываемость крови, регулирует и координирует функции всех органов. Кальций помогает в лечении болезней суставов, кожи, нервов, крови, сердца, желез внутренней секреции, желудочно-кишечного тракта, кариеса, переломов костей и т. д. Дефицит кальция может вызвать различные заболевания и физиологические аномалии. Недостаток кальция в организме проявляется судорогами мышц, нервозностью, бессонницей и др. симптомами.

Потребность организма человека в кальции
Потребность в кальции у взрослых составляет 0,8-1,1 грамм в сутки,
у детей до 7 лет – 1 грамм в сутки,
у подростков 1,4 грамма в сутки,
у беременных и кормящих женщин 1,5-2 грамма в сутки.
Процессы обновления кальция в организме у детей происходят через один— два года, у взрослых— через 10— 12лет, у пожилых людей обновление кальция протекает еще медленнее.

Лучшие источники кальция
Лучшими источниками кальция являются семена кунжута, орехи, семечки, морская капуста, вся зелень и сухие фрукты (инжир, курага, изюм, финики, чернослив, ежевика), а также абрикосы, апельсины, яблоки, черная смородина, грейпфрут и другие фрукты.
Один из источников кальция - питьевая вода (в 1 литре его содержится до 350-500 мг). С питьевой водой поступает 10-30% кальция (в зависимости от жесткости воды).

Определение концентрации ионов кальция в молоке и минеральной воде аппаратным методом. При помощи цифровой лаборатории RELAB, программы RelabLite, датчика ионов - кальция, ионоселективного электрода и электрода сравнения.

Схема датчика ионов кальция
С помощью кабеля подключить электронный блок к регистратору данных через разъем USB.
Подключить к соответствующим разъемам ионоселективный электрод и электрод сравнения.
Запустить программное обеспечение RelabLite.
1 – электронный блок
2 – разъем USB, для подключения датчика к регистратору данных
3 – разъем для подключения электрода сравнения
4 – разъем для подключения ионоселективного электрода
Перед работой датчик калибруется и выдерживается в течение 24 – 72 ч в растворе хлорида кальция концентрацией 0,01 моль/л