1

Cursul 9/1

Substante adaugate cu potential

NITRIȚI ȘI NITRAȚI

2

8.1 Noţiuni generale

Nitraţii sunt compuşi chimici care există în mod natural ca parte a ciclului azotului în natură, având un rol important în metabolismul plantelor.

Nitraţii sunt un aditiv alimentar acceptat.

Procesul de oxidare a substanţelor organice azotoase este un proces aerob care se desfăşoară sub acţiunea bacteriilor nitrificatoare. Procesul poate fi prezentat sintetic astfel :

Nitrosomonas Nitrobacter

Proteine → Aminoacizi → Amoniu → NO2- → NO3

-

Acest proces se desfăşoară în mod normal în ambele direcţii (sub influenţa bacteriilor denitrificatoare), formând aşa numitul circuit al azotului în natură

În momentul în care cantitatea de nitriţi şi nitraţi creşte datorită unor factori externi perturbatori peste limitele de autopurificare a solului, excesul pate fi preluat de plante şi de către ape.

3

Circitul azotului in natura

www.ro.wikipedia.org

4

Pentru om

aportul de NITRAŢI este preponderant exogen: alimentele de origine vegetală şi apă unele alimente de origine animală

Nitraţii se pot forma şi endogen, dar în cantităţi limitate

Acest aspect trebuie coroborat cu recomandărileWHO de a consuma 400 g/zi de fructe şi legume înscopul prevenirii ricului de boli coronariene, ataccerebral, hipertensiune şi cancer.

Actualele nivele de concentraţie ale nitraţilor învegetale, în Europa, nu reprezintă o contribuţiemajoră pentru expunerea omului la acestcontaminant

5

expunerea la NITRIŢI este: preponderant endogenă, prin metabolizarea nitraţilor -

reprezinta peste 80%, → valoare a expunerii în jur de 7,3 mg/persoană/zi.

Aportul de nitriţi prin vegetale este mic în comparaţie cu nitritul rezultat prin bioconversianitratului.

În plus, nitriţii provin din apă şi produse de origine animală, aportul total prin alimentaţie fiind estimat între 1,5 şi 2,0 mg/persoană/zi

6

8.2 Nitraţi şi nitriţi în alimentele de origine vegetală

Azotul este :

elementul esenţial pentru dezvoltarea recoltelor

şi sursa majoră de azot pentru plante sunt formele sale mineralizate → nitratul şi amoniul.

Aportul provine prin utilizarea îngrăşămintelor naturale sau artificiale pe bază de azot.

Utilizarea incorectă a îngrăşămintelor chimice azotoase în agricultură duce la poluarea plantelor → conţinut de până la 3-4 ori mai mare de azotaţi decât ar fi normal.

Atunci când azotaţii sunt disponibili în exces, ei nu se mai folosesc integral pentru sinteza aminoacizilor şi a proteinelor, ci se acumulează în plante ca atare

7

Modul de transport influenţează distribuţia nitratului între frunze şi organele de depozitare ale plantelor cum sunt seminţele şi tuberculii.

Concluzia

plante ca varza, salata şi spanacul vor prezenta concentraţii mari de nitraţi

cartofii, morcovii, prazul, ceapa, seminţele şi păstăile de mazăre şi fasole vor prezenta concentraţii relativ mici.

Consecinţa

frunzele tinere vor prezenta concentraţii mai mici de nitraţi decât cele bătrâne → a fost demonstrat pentru varză

8

2008 – UE - EFSA - studiu cuprinzător cu privire la prezenţa nitraţilor în vegetale.

Datele centralizate se referă la un număr de 41.969 probe provenind din 20 de ţări membre şi Norvegia, din perioada 2000- 2007

Contributori majori:Germania 34% si Romania 20%

The EFSA Journal (2008) 689, 1–79

Figure 2. Number of results for vegetables submitted by each Member State.

9

în statele europene există un mare flux deproduse vegetale

aspectul nu se regăseşte în cazul ţării noastre,unde doar 2 din cele 8327 probe testate nu aufost din producţia internă.

Figure 3. Country of origin data for vegetables

10

Rezultatele se refera la 92 tipuri diferite de produse vegetale

11

Regulamentul Comisiei Europene nr 1881/2006

12

Nitriti in vegetale

Spre deosebire de nitraţi, conţinutul de nitriti din legume şi fructe este mult mai redus, deoarece reprezintă un stadiu intermediar de transformare a azotului

13

Factorii care influenţează concentraţia

nitraţilor în vegetale

1. factori ce ţin de mediu:

umiditatea solului

intensitatea luminii

temperatura

2. factori ce ţin de practicile agricole:

tipul de îngrăşăminte

tipul de plante cultivate

Strategiile de protecţie adoptate

14

Influenţa proceselor tehnologice asupra

concentraţiei nitraţilor în vegetale

Studii insuficiente

1. Depozitarea Nivelul de nitraţi din vegetalele depozitate la temperatura ambientală

poate să scadă în timpul depozitării, în timp ce concentraţia nitriţilor din plantele proaspete, în general mic, tinde să crească pe măsură ce acestea se ofilesc.

Fenomenul depinde de tipul de plantă, de activitatea nitratreductazei endogene precum şi de contaminarea bacteriană. Procesul este accelerat pentru produsele transformate în pireu.

2. Refrigerarea Refrigerarea timp de 7 zile la 50C nu a afectat nivelul concentraţiei

nitraţilor şi nitriţilor în varza chinezeasă şi spanac. Acest aspect arată inactivarea nitratreductazei endogene în condiţii de

depozitare la rece, precum şi inhibarea activităţii bacteriene.

3. Congelarea Acumularea nitriţilor este inhibată de păstrarea în stare congelată.

Experimentele conduse timp de 12 săptămâni asupra unor probe de spanac, sfeclă, morcov, pătrunjel-rădăcină, ţelină sau cartofi nu au arătat schimbări semnificative în concentraţia nitraţilor şi a nitriţilor.

15

4. Prelucrarea

Nitraţii fiind solubili, spălarea legumelor cu frunze duce la scăderea concentraţiei cu 10-15%.

Spălarea urmată de cojire şi clătire duce la scăderea concentraţiei nitraţilor cu 18-40% şi a nitriţilor 25-75% în cazul cartofilor (Golaszewska and Zalewski, 2001).

Prăjirea cartofilor a făcut ca în final numai 5-6% din conţinutul iniţial de nitraţi să se mai regăsească în produsul final.

Cojirea cartofilor, bananelor şi a pepenelui a dus la scăderea conţinutului de nitraţi cu 34%, 62%, respectiv 41% (Dejonckheere et al, 1994) şi numai cu 20% pentru nitaţi şi 6,6% pentru nitriţi în sfeclă (Czarnieka-Skubina et al., 2003).

Distribuţia nitraţilor în vegetale nu este uniformă în totalitatea plantei. La spanac şi salată, îndepărtarea codiţelor şi a nervurilor au dus la scăderea

conţinutului de nitraţi cu 30-40% . La cartofi şi la morcov s-a constatat că nitratul este concentrat în stratul de sub coajă.

Diferite studii au demonstrat că fierberea în apă a dus la scăderea conţinutului de nitraţi cu 16 până la 79% pentru fasole, varză, mazăre, morcovi, cartofi, spanac, andive, ţelină.

Difuzia nitratului din morcovi în apă depinde de temperatura apei, suprafaţa de contact şi raportul apă/morcov, conţinutul de nitrat total în apă şi morcov rămânând constant.

16

8.3 Nitriţi şi nitraţi în alimente de origine

animală

Animalele pot fi hrănite cu furaje si apa ce conţin cantităţi crescute de nitraţi sau/şi nitriţi

cele mai sensibile specii sunt porcinele şi vitele (cornute).

s-a constatat prezenţa acestor compuşi în cantităţi mici în produsele provenind de la aceste animale, deoarece ei se absorb repede în sânge şi apoi sunt excretaţi prin rinichi.

Mai mult rumegătoarele folosesc o mare parte din nitraţii din furaje la sinteza de substanţe organice azotoase, prin intermediul microflorei rumenale.

17

Furajele reprezintă o sursă naturală exogenă de nitriţi

În furaje se pot găsi nitriţi (Nitritul de sodiu) :

ca şi aditivi (conservanţi) cu rol de profilaxie antibotulinică.

pentru a împiedica fermentaţia microbiană în plante furajere însilozabile cum sunt porumbul, grâul, păstăioasele, masă verde provenită de pe pajişti, alfaalfa.

în Europa în prezent el este utilizat în mică măsură

Directiva (EC) No 2002/32/EC cu privire la substanţele indezirabile în furaje staileste:

CMA nitritul de sodiu în furajele complexe -15 mg/kg

CMA nitritul de sodiu în furajele pentru peşti -60mg/kg

18

În mod normal animalele nu sunt afectate de nitriţii din plante, deoarece ei se acumulează predilect în plante care nu sunt consumate de către acestea

În furaje, nitriţii provin din reducerea nitraţilor, de aceea se limiteaza continutul de nitrati:

19

Lapte - lactatenitraţi in lapte - 3,9-5,3 mg/kg, în produsele lactate, concentraţiile medii - 27 mg/kg

nitriţii Lapte – in mod normal lipsesc din acest produs poate apărea în lapte este strâns legată de procesul de prelucrare a

acestuia cum sunt pasteurizarea sau sterilizarea şi nu de aportul extern

Studiile cu privire la transferul nitriţilor şi nitraţilor din furaje în lapte sau carne sunt puţin numeroase. Ele arată o rată redusă de transfer şi o lipsa de corelare faţă de conţinutul de nitriţi şi nitraţi din furaje.

Nitriţii se elimină în cea mai mare parte prin zer, iar cantitatea rămasă în brânzeturi scade treptat în timpul procesului de maturare.

Prezenţa nitriţilor în lapte este nedorită nu numai datorită efectului toxic direct ci şi pentru că au un puternic efect oxidativ asupra unor nutrienţi foarte importanţi din lapte cum sunt vitaminele A şi B şi unii aminoacizi.

20

Produse de carne nitraţii şi nitriţii se utilizează tehnologic în industria

mezelurilor datorită:

1. efectului bactericid şi antioxidant → efect este mai evident asupra bacteriilor anaerobe (clostridii),

astfel produsele se pot păstra timp mai îndelungat realizându-se şi profilaxia antibotulinică.

2. menţin şi chiar accentuează culoarea roz-roşie a mezelurilor.

Sub acţiunea microflorei reducătoare din saramură şi din carne, nitraţii se transformă în nitriţi. Ei oxidează mioglobina şi hemoglobina formând nitrozmioglobină şi nitrozhemoglobină, compuşi care îşi păstrează culoarea chiar şi după tratamentele termice la care sunt supuse produsele de carne. În lipsa acestor aditivi produsele fierte ar fi gri-cenuşii

21

22

When sodium nitrite is added with the salt, the meat develops a red, then pink color, which is associated with cured meats such as ham, bacon, hot dogs, and bologna. Nitrite reacts with the meat myoglobin to cause these color changes, first converting to the unstable nitrosomyoglobin (bright red), then on heating, to a more stable nitrosohemochrome, a pink pigment (Zdzlaslaw, 2002;

Fennema, 1996).

http://simplyhealthylifemagazine.blogspot.ro/2012/02/nitrates-nitrites-meat-and-meat.html

23

ACTIVITATE INDEPENDENTA

Traduceti explicatia de pe slide-ul anterior

Gasiti alta trimitere bibliografica pe acelasi subiect

24

4 direcţii principale de manifestare a potanţialui toxic:

1. Apa potabilă.

Legea privind calitatea apei potabile nr. 458/2002, publicată în MO al României, nr. 552/2002, în Anexa 1, Tabelul 2 – Parametri chimici

nitriţi - maxim 0,50 mg/l

nitraţi - maxim 50 mg/l pentru.

concentraţiile în care se găsesc aceşti doi poluanţi trebuie

să satisfacă relaţia :

[nitrat]/50 + [nitrit]/3 1

Efecte ale poluării apelor cu nitriţi şi nitraţi

25

2. Apele reziduale

HG 188/ 2002, publicat în MO al României nr. 187/2002 prin norme tehnice de protecţie a apelor - NTPA 001 prevede valorile limită de încărcare cu poluanţi a apelor uzate industriale şi orăşeneşti la evacuarea în receptori naturali: 25 (37) mg/l pentru nitraţi

1 (2) mg/l pentru nitriţi

3. Poluarea plantelor.

Poluarea apelor de suprafaţă şi subterane cu nitriţi şi nitraţi duce la poluarea plantelor.

important pentru că plantele sunt hrană pentru animale (furaje) dar şi pentru om.

3. Poluarea alimentelor.

prin intermediul lanţurilor trofice nitriţii şi nitraţii pot să ajungă în hrana umană.

26

Considerente toxicologice ale prezenţei nitriţilor

şi nitraţilor în alimente

Nitraţii per se sunt relativ netoxici dar metaboliţii cum sunt nitriţii, oxidul de azot, compuşii N-nitrozo ridică probleme legate de sănătatea consumatorilor.

Toxicitatea acută a nitraţilor este mică, DL50: 2500-6250 mg/kg corp/zi la şoarece,

1900-2680 mg/kg corp/zi la iepuri

300 mg/kg corp/zi la porci.

La om s-a constatat o doză letală orală în jur de 330 mg/kg corp (Walker,1990)

27

Nitriţii sunt mult mai toxici decat nitratii

Atingerea nivelurilor toxice se datoreaza reducerii nitraţilor la nitriţi sub acţiunea nitratreductazei: în aliment

dar şi în tractul buco-gastro-intestinal.

DE CE? Nitritreductaza care poate să reducă nitriţii mai departe la compuşi simpli netoxici este mai puţin activă decât nitratreductaza.

Nitritul de sodiu este de 10 ori mai toxic decât nitratul de sodiu, doza letală variind între specii: 214 mg/kg corp la şoareci şi 180 mg/kg corp la şobolani.

28

Efecte toxice

1. Formarea nitrozaminelor este considerat efectul toxic cel mai mai periculos al nitraţilor şi nitraţilor

2. Cel mai important efect al nitritilor - efectul methemoglobinizant.

se manifestă atât la animale (păsări şi mamifere), cât şi la om.

Methemoglobina este o hemoglobină care conţine Fe3+ şi care în mod normal se formează în procent de 1–3%(>la sugari)

În caz de intoxicaţie cu nitriţi procentul de hemoglobină transformată în methemoglobină:

> 10% → apare cianoza (intoxicaţie uşoară)

≈ 20% (intoxicaţie medie) → apare hipoxia şi cianoza.

> 50% → intoxicaţia devine gravă, putând fi fatală

29

ACTIVITATE INDEPENDENTA

Gasiti exemple, in tara sau in Europa, de manifestare a excesului de nitriti in apa sau alimente

30

Concluzii

Nitriţii şi nitraţii se regăsesc în alimentele de origine vegetală ca urmare a perturbării ciclului azotului în natură, iar în cele de origine animală - datorită folosirii lor ca şi aditivi în industria alimentară.

Pentru om, aportul de nitraţi este preponderant exogen provenind în primul rând din alimentele de origine vegetală şi apă, dar şi din unele alimente de origine animală.

Factorii care influenţează concentraţia nitraţilor în vegetale sunt:solul, intensitatea luminii, îngrăşămintele azotoase și practicile agricole bune

Încărcarea excesivă a apelor cu nitriţi şi nitraţi are patru direcţii principale de manifestare a potanţialui toxic : apa potabilă, apele reziduale, poluarea plantelor și a alimentelor

Cel mai important efect al toxicităţii cronice a nitriţilor este efectul methemoglobinizant

Legislația prevede valori MRL pentru [nitrați] la salata, spanac și alimente pentru copii mici.

31

Test de autoevaluare1. Care este motivul prezenței nitriților și nitraților ȋn alimentele de

origine vegetală?

2. Care este sursa cea mai importanta de poluare cu nitriți/nitrați a alimentelor de origine animală ?

3. Nominalizați direcțiile principale de manifestare a potanţialui toxic la ȋncărcarea excesivă a apelor cu nitriţi şi nitraţi

4. Numiți cel puțin două vegetale pentru care legislația prevede valori MRL la nitrați

5. Valoarea concentraţiei de nitraţi în legume depinde de:1. Metodele de producţie şi prelucrare utilizate 2. Aria geografică de cultivare3. Poluare microbiologică

32

6. Care din următoarele reprezintă factori care influenţează concentraţia nitraţilor în vegetale:

6. Intensitatea lumininii7. Umiditatea8. Unilizarea ȋngrășămintelor chimice azotoase

7. Care din următorii reprezintă factori care influențează nivelul concentraţiei nitraţilor în alimentele de origine vegetală:

6. Aerisirea7. Refrigerarea8. pH

8. Care din următoarele reprezintă efectul toxic cel mai mai periculos al nitraţilor şi nitraţilor:

6. Methemoglobinemia7. Formarea nitrozaminelor 8. Crștere acidității