В процессе работы над индивидуальным исследовательским проектом по окружающему миру на тему «Способы уменьшения содержания нитратов в овощах» обучающаяся 2 класса разобралась во влиянии разных способов обработки овощей на содержание в них нитратов. Рассмотрела методику экспресс-анализа, а также определила на практике содержание нитратов в часто используемых в нашем рационе овощах при различных способах обработки, занеся результаты в таблицы.

В исследовательском проекте (работе) о способах уменьшения содержания нитратов в овощах ученица 2 класса пришла к выводу о том, что при избыточном количестве нитратов в почве они не перерабатываются в полном объеме, накапливаются в растениях и попадают в организм человека. Последствия употребления продуктов с избыточным количеством нитратов: раковые заболевания, кислородное голодание, одышка и нарушение работы сердца.

Оглавление

Введение
Глава 1. Характеристика нитратов
1.1. Роль химического элемента азота в жизнедеятельности растения
1.2. Влияние избытка нитратов на здоровье человека
1.3. Способы уменьшения количества нитратов в овощах
Глава 2. Практическая часть: исследование содержания нитратов в овощах
2.1. Методика проведения экспресс-анализа содержания нитрат - ионов.
2.2. Определение содержания нитратов в овощах при различных способах обработки.
Заключение
Библиографический список
Приложение

Актуальность. Летом я с семьей часто езжу на дачу, где у нас есть огород. Однажды я увидела, как бабушка что-то добавляла в воду для полива. Она объяснила мне, что это полезные удобрения для роста и рассказала, что бывают удобрения, которые нельзя добавлять в большом количестве. Что же это за удобрения и почему их нельзя много добавлять?

Я обратилась за помощью в ответе на этот вопрос к родителям и бабушке и узнала, что некоторые производители (фермеры), выращивающие овощи для получения высоких урожаев вносят большое количество азотных удобрений. Эти удобрения накапливаются в овощах и проводят к большому количеству нитратов, которые попадают в организм человека и вызывают острое отравление, одышку, слабость, головную боль, нарушение работы сердца, вызывает раковые заболевания.

Здоровье человека во многом определяется количеством и качеством пищи. Но что же можно предпринять для защиты своего здоровья и здоровья семьи? Мы решили провести исследование, как в домашних условиях снизить содержание нитратов в овощах, которые составляют основу нашего рациона.

Объект исследования: нитраты.

Предмет исследования: содержание нитратов в овощах при различных способах обработки.

Гипотеза: уменьшить содержание нитратов можно путем вымачивания, термической обработки овощей.

Цель: исследовать влияние различных способов обработки овощей на содержание нитратов.

В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой были определены следующие задачи исследования:

1. Изучить научно-популярную литературу по теме исследования.
2. Освоить методику экспресс-анализа содержания нитрат-ионов в овощной продукции.
3. Определить содержание нитратов в наиболее употребляемых в нашем рационе овощах при различных способах обработки.

Методы исследования:

• теоретические: изучение научно-популярной литературы;
• практические: наблюдение, сравнение, измерение.

Практическая значимость исследования состоит в том, что изучив содержание нитратов в овощной продукции после различных способов их обработки, были выработаны рекомендации по уменьшению их содержания в домашних условиях.

Для нормального роста и развития растений необходимо около 20 различных химических элементов. При недостатке даже одного элемента растения заболевают, плохо растут, дают меньший урожай, ухудшается качество плодов. О недостатке того или иного питательного элемента можно судить по внешнему виду растений [2].

Основной питательный элемент для всех растений – это азот. Химический элемент азот входит в состав всех белков, многих витаминов и других органических соединений, образующихся в растениях[2]. Соединения азота играют большую роль в процессах обмена веществ и фотосинтеза.
При длительной нехватке азота бледно-зеленая окраска листьев приобретает различные тона желтого, оранжевого и красного цвета, листья высыхают и преждевременно опадают, это ведет к уменьшению образования органических веществ в растениях. Тем самым снижается урожайность культурных растений [4].

Основные источники поступления элемента азота в почву являются [4]:

• органические удобрения – навоз, компост;
• азотфиксирующие бактерии, живущие в симбиозе с бобовыми растениями;
• азотные удобрения.

При выращивании культурных растений используются следующие азотные удобрения: сульфат аммония, натриевая селитра, кальциевая селитра, аммиачная селитра, мочевина (карбамид). У каждого вида удобрений свои нормы для внесения в почву [5]. При несоблюдении норм внесения азотных удобрений в почву накапливается большое количество нитратов, что приводит к загрязнению окружающей среды. А также оказывают отрицательное влияние на здоровье человека и животных.

По данным Института питания Российской академии медицинских наук нашей страны [5], годовая потребность в овощах в различных районах страны составляет от 128 до 146 кг в год на душу населения. Безопасным для взрослого человека является употребление 200-300 мг нитратов в сутки.

Для детей младшего возраста безопасным является употребление до 10 мг в сутки, для более старших – до 50 мг. Токсической дозой является употребление 600-700 мг нитратов в сутки.
Практически среднесуточное потребление нитратов в пище не превышает 100 мг. Примерно треть нитратов попадает со свеклой, чуть меньше – с капустой и картофелем. На остальные овощи и фрукты – менее 10%[4].

Пагубное влияние нитратов на здоровье проявляется лишь в случае превышения допустимых суточных норм их употребления. Сами нитраты не отличаются высокой токсичностью. Но под действием микрофлоры кишечника идёт химический процесс – восстановление нитратов в нитриты, которые во много раз токсичнее – особенно для детей, пожилых людей, людей, страдающих заболеваниями дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

Нитриты взаимодействуют с гемоглобином крови. В результате этого уменьшается количество кислорода в крови человека, наблюдается кислородное голодание, которое проявляется в слабости, сонливости, потере работоспособности. Избыток нитритов в организме приводит к развитию онкологических заболеваний, в первую очередь рака желудочно-кишечного тракта [5].

Большая часть нитратов поступает в организм человека с пищей растительного происхождения. Содержание нитратов у разных видов растений различно. Наибольшей способностью к накоплению нитратов отличаются капуста, тыква, сельдерей, помидоры, огурцы, кабачки, укроп, салат, петрушка, свёкла, морковь, картофель.

Содержание нитратов в разных частях растений неодинаково [4]. Больше всего нитратов в жилках листьев, листовых черешках, стеблях, в кожице и поверхностных слоях плодов. Например, капуста накапливает нитраты в кочерыжке и верхних листьях, огурцы и патиссоны – в кожуре, кабачки, свёкла, морковь – в нижней части плода, картофель− в кожуре. Специалисты рекомендуют удалять нитратные «зоны», предварительно вымачивать перед употреблением [1].

Нитраты хорошо растворяются. Именно поэтому овощи следует варить. При варке картофеля и моркови в воде окажется до 60%, у свеклы до 40%, а у капусты до 70% нитратов, содержащихся в этих продуктах.

Кроме того, необходимо помнить, что корни и стебли более «богаты» нитратами, поэтому их лучше срезать или же варить дольше, чем обычно и тоже в большом количестве воды.
При солении, мариновании или квашении число нитратов значительно уменьшается (в рассол уходит до 60%). Например, в квашенной капусте содержится намного меньше нитратов, чем в сырой.

Существуют различные способы определения содержания нитратов в овощах в химических лабораториях [3]. В своей работе я определяла содержание нитратов с помощью специального прибора – нитратомера.

Нитратомер «СОЭКС» стал первым российским прибором, прошедшим полную сертификацию и отвечающим всем современным требованиям для приборов подобного класса. Эти приборы профессионального уровня служат для измерения нитратов в продуктах питания (свежих овощах и фруктах).

Особенность нитрат-тестера «СОЭКС» в том, что его работа построена исключительно на цифровых технологиях, благодаря чему он обладает очень высокой точностью измерений, но при этом миниатюрен, полностью автономен и удивительно прост в использовании. Благодаря данным характеристикам нитратомер «СОЭКС» идеально подходит для эксплуатации в бытовых условиях.

Измерение содержания нитратов в обработанных различными способами образцах овощей проводили по следующему алгоритму:

1. Подготовили образцы овощной продукции.
2. После включения прибора выбирали в меню «Измерение» и находили название нужного продукта из списка.
3. После выбора продукта на экране появляется текст: «Убедитесь, что зонд не воткнут в проверяемый продукт и нажмите далее».
4. Протирали зонд и насухо высушивали салфеткой.
5. После нажатия кнопки (знак стрелки «направо») начинается подготовка к измерениям (самокалибровка), затем появляется текст «Воткните зонд в продукт, нажмите кнопку (знак стрелки «направо»)». Во время ожидания на экране присутствует текст «Подождите, идет подготовка к измерениям».
6. После появления текста «Воткните зонд в проверяемый продукт» втыкали зонд максимально перпендикулярно плоскости продукта в направлении к его центру и нажимали кнопку. В процессе измерения на экране присутствует текст: «Подождите, идет измерение». При этом нельзя вертеть зондом внутри продукта, давить на продукт. Глубина ввода зонда может быть от 10 мм до полного погружения в проверяемый продукт. Заостренный конец зонда не должен выходить наружу из продукта со стороны, противоположной месту ввода в испытуемое тело. Конец зонда должен находиться в равномерной мягкой сочной массе продукта.
7. Записывали результат измерения. Кроме цифрового значения на экран выходит одна из четырех надписей: «Содержание нитратов в норме», «Незначительное превышение нормы», «Недопустимая концентрация нитратов». В каждом исследуемом образце замеры проводились в трех разных частях, и средняя величина заносилась в таблицу.

В качестве исследуемых образцов были выбраны овощи, составляющие основу рациона в нашем регионе: картофель, свекла, морковь.
В одном и том же образце каждого из овощей определялось содержание нитратов до и после различных способов обработки.

Для исследования были выбраны следующие способы обработки овощей:

• предварительное вымачивание в холодной воде (15 и 60 минут).
• варка 15 минут.

Полученные результаты исследования представлены в таблицах (Приложение).
Анализируя данные таблиц, мы видим, что предварительное вымачивание в течение 15 минут снижает содержание нитратов от 7 до 21 мг/кг; в течение 60 минут – от 10 до 30 мг/кг.
При варке овощей концентрация нитратов уменьшилась на 38 мг/кг в моркови, на 72 в картофеле и на 50 в свекле.

Выдвинутая нами гипотеза подтвердилась: уменьшить содержание нитратов можно путем вымачивания, термической обработки (варка) овощей.

Таким образом, в процессе исследовательской работы в рамках проекта по окружающему миру на тему «Способы уменьшения содержания нитратов в овощах», мы выяснили, нитраты хорошо усваиваются растениями и необходимы для нормального роста, развития и плодоносить растений.

Однако внесение неумеренных доз азотных удобрений на растения приводит к различным отрицательным последствиям, и, прежде всего к накоплению излишнего количества нитратов в овощах. При избытке нитратов в почве они полностью не перерабатываются, накапливаются в растительной продукции и попадают в организм человека.

Последствиями употребления продуктов с избыточным содержанием нитратов являются: раковые заболевания, кислородное голодание, одышка и нарушение работы сердца.

Я провела замеры нитратов с помощью нитратометра «СОЭКС» трех часто потребляемых в семье продуктов: картофеля, моркови и свеклы, а так же определили как в домашних условиях снизить показатели нитратов в указанных продуктах. На основе полученных данных оказалось, что уменьшить содержание нитратов можно путем вымачивания, термической обработки (варки). Выдвинутая нами гипотеза подтвердилась.

В дальнейшем планируется изучение концентрации нитритов в различных частях (например, в картофеле: в кожуре, сердцевине и в мякоти), так как хочется узнать в каких частях будет больше нитритов и, соответственно, какую часть лучше не употреблять в пищу.

1. Глунцев Н.М., Дмитриева Л. В., Макарова С. О. Как снизить содержание нитратов в продукции. Картофель и овощи. – 1990. – №1. –С.24 – 28.
2. Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты. Химия в школе. – 2002. – № 5. –С.45.
3. Методические указания по определению нитратов и нитритов в продукции растениеводства, Москва 1989г.
4. Соколов О. А. Особенности распределения нитратов и нитритов в овощах. Картофель и овощи. – 1997. – №6. – С.23.
5. Хата Ж.И. Здоровье человека в современной экологической обстановке. – М.: Грант, 2001.

Таблица 1
Содержание нитратов в исследуемых исходных образцах овощей

Образец	Концентрация нитрат - иона, мг/кг			Среднее значение	ПДК, мг/кг
Картофель	115	115	130	120	250
Морковь	68	75	68	70	250
Свекла	82	84	86	84	1400

Таблица 2
Содержание нитратов в образцах овощей после вымачивания

Образец	Время вымачивания 15 минут				Уменьшилось	Время вымачивания 60 минут				Уменьшилось
	Концентрация нитрат-иона, мг/кг			Среднее значение		Концентрация нитрат-иона, мг/кг			Среднее значение
Картофель	90	120	114	108	12	93	105	102	100	20
Морковь	55	65	69	63	7	65	50	58	58	10
Свекла	50	68	71	63	21	50	56	56	54	30

Таблица 3
Содержание нитратов в образцах овощей после варки.

Образец	Время варки - 15 минут				Уменьшилось
	Концентрация нитрат-иона, мг/кг			Среднее значение
Картофель	46	60	38	48	72
Морковь	26	38	32	32	38
Свекла	29	39	34	34	50