ЗАГРЯЗНЕНИЕ НИТРАТАМИ, НИТРИТАМИ И НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Нитраты и нитриты. Широко распространены в окружающей среде, главным образом в почве и воде. Наряду с нитратами в почве содержится другой минеральный источник азота — аммоний. Последний адсорбируется почвой и нитрифицируется. Ион N0₃^- почвой не поглощается, поэтому весь нитратный азот находится в почве в растворе, легко подвижен и доступен для растений. Нитраты быстро и легко реагируют с другими компонентами почвы.

Растения ассимилируют нитраты с помощью корневой системы двумя путями:

• • восстановлением нитратов в нитриты с помощью нитратре- дуктазы НАДФ Н;
• • восстановлением нитратов в аммиак с помощью нитрит-ре- дуктазы.

Нитритов в растениях содержится небольшое количество, в среднем 0,2 мг/кг, поскольку они представляют собой промежуточную форму восстановления окисленных форм азота в аммиак.

Концентрация нитратов в растениях колеблется от нескольких до тысяч миллиграммов, зависит от многих факторов, среди которых определяющим является увеличение нитратов в почве за счет интенсификации процесса нитрификации или — особенно — в связи с неконтролируемым использованием азотных удобрений.

Отмечено, что некоторые пестициды, другие токсические соединения, нарушая обмен веществ в растениях, усиливают накопление нитратов, например гербицида 2,4-Д — в 10—20 раз.

В табл. 17 и 18 представлены данные Института питания РАМН о содержании нитратов и нитритов в пищевых продуктах. Из таблиц видно, что наибольшие концентрации нитратов встречаются в зелени, овощах, особенно корнеплодах, бахчевых культурах.

Содержание нитратов в продовольственном сырье и пищевых продуктах (в пересчете на нитрат-ион)

Таблица 17

Таблица 18

Содержание нитритов в продовольственном сырье и пищевых продуктах (в пересчете на нитрит-ион)

Необходимо отметить, что парниковая зелень отличается более высоким содержанием нитратов, что объясняется интенсивным удобрением почвы и недостаточным освещением. Содержание нитритов в пищевых продуктах может возрастать по мере их хранения. Это связано с развитием микрофлоры, способной восстанавливать нитраты. Восстанавливающими свойствами обладают многие представители лактобацилл, Е. coli, Ps.fluorescens, некоторые виды стрептококков, В. subtilis, другие микроорганизмы. В этой связи детям рекомендуется употреблять сок в течение I ч после его приготовления.

Кулинарная обработка пищевых продуктов снижает содержание в них нитратов: очистка, мытье и вымачивание — на 5—15%, варка — до 80% (в связи с переходом нитритов в отвар, инактивацией ферментов, восстанавливающих нитраты в нитриты). При более жесткой тепловой обработке нитраты разрушаются с образованием оксидов азота и кислорода.

Механизм токсического действия нитритов на организм заключается в их взаимодействии с гемоглобином крови. В результате окисления двухвалентного железа до Fe(III) образуется метгемоглобин, который в отличие от гемоглобина не способен связывать и переносить кислород. Развивается клиническая картина гипоксии. Один миллиграмм нитрита натрия может перевести в метгемоглобин около 2000 мг гемоглобина.

ДСД нитрита — 0,2 мг/кг массы тела, за исключением детей грудного возраста. Острое отравление отмечается при одноразовой дозе 200—300 мг, летальный исход — 300—2500 мг. Токсичность нитритов зависит от состава рациона, индивидуальных особенностей организма, в частности, от активности метгемоглобинредуктазы, обладающей способностью восстанавливать метгемоглобин в гемоглобин.

Наряду с клиническими проявлениями интоксикации (обильное потение, синюшность кожи, одышка, головокружение) хроническое воздействие нитритов приводит к снижению содержания в организме витаминов А, Е, С, В,, В₆. С этим связывают снижение устойчивости организма к воздействию различных факторов, в том числе онко- генных.

Нитраты, в отличие от нитритов, не являются метгемоглобино- образователями и не обладают выраженной токсичностью. Острые отравления наблюдаются у людей при случайном приеме 1—4 г нитратов, доза 8-14 г может оказаться смертельной. Главной причиной острой интоксикации является восстановление нитратов в нитриты, что может происходить в пищевых продуктах или пищеварительном канале.

Согласно данным ФАО/ВОЗ, ДСД нитратов составляет 5 мг/кг массы тела в расчете на нитрат-ион. Мишенью действия больших доз нитратов являются ядра гепатоцитов и нуклеиновый обмен, что объясняет преимущественно эмбриотоксическое действие этих соединений.

Нормирование нитратов, нитритов как пищевых добавок. Осуществляется в связи с их использованием в производстве некоторых продуктов питания. Содержание нитритов в пищевых продуктах допускается до 50 мг/кг, в солонине из говядины и баранины — до 200 мг/кг, в экспортируемых — до 30 мг/кг. Для обеспечения указанных нормативов нитриты используют в следующих количествах: засолка говядины, баранины и конины — 0,10—0,12% от массы рассола; для свинины — 0,06—0,08%, колбасных изделий — 0,003—0,005% от массы мяса. Нитрит натрия или калия используется в качестве консерванта сыра и брынзы — 300 мг на 1 л молока.

Допустимые концентрации в рационе и продуктах питания. ДСД нитратов для человека составляет 300—325 мг. ПДК в питьевой воде — 45 мг/л, или 10 мг нитратного азота в 1 л. Если учитывать потребление питьевой воды в размере 2 л в сутки, то на долю ДСП через пищевые продукты приходится 210 мг нитратов (300 — 45 - 2 = 210). Основным источником поступления нитратов в организм человека являются продукты растительного происхождения, в частности овощи (82—92%) (табл. 19). Основные поставщики нитритов — мясные продукты, на долю которых приходится 53—60% от общего поступления нитритов в организм человека. Согласно рекомендациям ВОЗ, детей грудного возраста до 6 мес. не следует кормить продуктами с содержанием нитратов более 10 мг/кг, нитритов — более 0,05 мг/кг, поить питьевой водой с концентрацией нитратов более 1 мг/л, нитритов — более 0,005 мг/л. Важное значение для снижения уровня загрязнения пищевых продуктов нитратами и нитритами имеет квалифицированная работа агрохимической и ветеринарной служб, соблюдение имеющихся правил и ведомственных документов.

Допустимые уровни содержания нитратов в продуктах растительного происхождения

Таблица 19

Нитрозосоединения (НС). Нитрозамины (N-нитрозоамины) — органические соединения с эмпирической формулой R,NNO (где R = = Aik, Ar, Н). Общей для НС является нитрозогруппа, к которой могут присоединяться различные радикалы: алкильный, арильный, алицик- лический и др., включая эфирные, ароматические амидогруппы и т.д. НС обладают канцерогенными и мутагенными свойствами.

В настоящее время на живых организмах испытано более 300 нитрозосоединений, содержащихся в окружающей среде. Все они обладают канцерогенными, мутагенными, тератогенными и эмбриотоксическими свойствами. Канцерогенное действие этих соединений является определяющим.

В общей схеме экзогенного воздействия на человека нитрозо- соединений основное место отводится пищевым продуктам, что обусловлено широким применением в технологии их производства нитритов и коптильного дыма, содержащего оксиды азота. Нитрит и оксиды азота обладают способностью легко нитрозировать вторичные и третичные амины пищевых продуктов с образованием нитрозосоединений.

НС могут образовываться в результате технологической обработки сельскохозяйственного сырья и полуфабрикатов, варки, жарения, соления, длительного хранения. При этом чем интенсивнее термическая обработка и длительнее хранение пищевых продуктов, тем больше вероятность образования в них НС.

В свежих продуктах НС содержатся в незначительных количествах, за исключением случаев, когда эти продукты изготовлены с нарушением технологических режимов и из сырья с высоким исходным уровнем предшественников реакций нитрозирования. Нитраты и нитриты, содержащиеся в пищевых продуктах, являются предшественниками для эндогенного синтеза нитрозоаминов в организме человека.

Наибольшее распространение получили следующие нитрозосо- единения: N-нитрозодиметиламин (НДМА), N-нитрозодиэтиламин (НДЭА), N-нитрозодипропиламин (НДПА), N-нитрозодибутиламин (НДБА), N-нитрозопиперидин (НПиП), N-нитрозопирролидин (НПиР).

Нитрозодиметиламин (НДМА) — основной канцероген, порождающий онкологические заболевания. Как и многие химические вещества, в процессе синтеза НДМА приобретает новые свойства и воздействует на человека как канцерогенный (злокачественные образования, 132 формы), эмбриотоксичный (поражение эмбриона), тератогенный (врожденные уродства) и мутагенный (нарушает генную структуру клетки, ДНК и изменяет наследственность) фактор. В настоящее время в США, Канаде и других развитых странах НДМА не используется в производстве или коммерции.

Содержание нитрозосоединений в отдельных группах пищевых продуктов представлено в табл. 20 (данные 1988 г.). В настоящее время картина загрязнения пищевой продукции остается практически прежней. С суточным рационом человек получает ориентировочно 1 мкг НС, с питьевой водой — 0,01 мкг, с вдыхаемым воздухом — 0,3 мкг. В зависимости от степени загрязнения объектов окружающей среды эти цифры могут существенно колебаться. Половину всех НС человек получает с солено-копчеными продуктами.

Таблица 20

Максимальное содержание НДМА, НДЭА, НПиР, НПиП в отечественных пищевых продуктах и продовольственном сырье

Допустимые уровни содержания НС в пищевых продуктах даны в табл. 21.

Допустимые уровни содержания N-нитрозоаминов в продовольственном сырье и пищевых продуктах (суммарное содержание N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина)

Таблица 21