Nitraadid toidus ja keskonnas (0)

TALLINNA ÜLIKOOL
Nitraadid toidus ja keskkonnas
Referaat
Koostaja :
Tallinn 2014

Sisukord

Sisukord 2
Sissejuhatus 3
1.Nitraadid ja nitritid 4
2.Nitraatide teke 5
3.Nitraadid põllumajanduses 6
4.Nitraadid toidus 7
5.Nitraatide muundumise mõju kehas 8
6. Nitraadi piirväärtus 9
7.Nitraatidest hoidumine 9
Kokkuvõte 11
Kasutatud kirjandus 12
Radin M. 2014. Toidu saasteained puu- ja köögiviljades. 13

Sissejuhatus

Antud töö eesmärk on anda ülevaade nitraatide levikust toidus ja keskkonnas. Autor seletab lahti nitraatide ning nitritite mõiste ning vaatleb nitraatide tekke erinevaid aspekte .
Täpsemalt kirjeldatakse nitraatide esinemist põllumajanduses ning selle mõju inimese poolt tarbitavale toidule. Autor toob välja nitraatide piirväärtused ning selgitab lähemalt nende ületamise tagajärgi ja erinevaid nitraatide ületarbimise efekte . Töö lõpus toob autor välja soovitused nitraatide negatiivsetest mõjudest hoidumiseks.

Nitraadid ja nitritid

Nitraadid on kristalsed lämmastikhappe HNO3   soolad, mis lahustuvad vees väga hästi. Nad on oksüdeerijad ning lagunevad kuumutamisel. Looduses leidub nitraate tšiili salpeetri (NaNO3) ja india salpeetrina ( KNO3 ). Nitraate saadakse metalle,  oksiide , hüdroksiide ja mõningaid sooli lämmastikhappega töödeldes. Neid kasutatakse peamiselt keemia- ja toiduainetööstuses (väetisena, värvide, klaasi, tuletikkude, ravimite, tekstiiltoodete ja pürotehnika tootmisel). Enamlevinud on Na, K ja Ca nitraadid. Nitraate leidub looduses (pinnases, põhjavees, taimedes), töökeskkonnas (põllumajanduses), elukeskkonnas (toidus, joogivees) ja elusorganismides. ( Paivel & Liebert 2011)
Kuigi nitraadid ise põhjustavad väga vähe kahju, muunduvad nad kehas väga toksilisteks nitrititeks. Meie soolestiku mikrofloora tõttu umbes 3/4 nitraatidest, mis toiduga sisendatakse taandatakse nitrititeks, mis on 6-10 korda rohkem mürgised kui nitraadid. (Szponar & Kierzkowska 1990)
Nitritid on lämmastikushappe HNO2 vees lahustuvad ja kuumtöötlemisel lagunevad toksilised kristallilised soolad. Looduses tekivad nitritid nitraatide bioloogilise redutseerimise vahelülina. Keskkonnas kogunevad nad siis, kui on rikutud looduslike protsesside tasakaalu. Nitritid võivad muunduda nitrosoamiinideks – organismile kahjulikeks kantserogeenseteks ühenditeks. Nitraate ja nitriteid vaadeldakse tavapäraselt koos, kuna ümbritsevas keskkonnas ja inimese/looma organismis läheb üks vorm üle teiseks. ( Elias 2012)

Nitraatide teke

Looduses tekivad nitraadid nitrifikatsiooni protsessides. Nitraatide allikaks on mullas ja maakoores ladestuvad orgaanilised ühendid, mineraalsed lämmastikväetised, loomakasvatuskomplekside jäätmed ja reoveed, ettevõtete ja olme- kommunaalsed jäätmed, samuti ka sademed. Nitraadid ja nitritid moodustavad lämmastikoksiide vihmaveega uhtumisel. Nad kogunevad mulda, ning sealt satuvad nad kergesti veekogudesse ja taimedesse; edasi kas sööta või toitu. Taimede või loomsete saaduste säilitamisel võivad neis sisalduvatest nitraatidest tekkida toksilised ühendid.
Nitraadid on väga liikuvad ühendid, ühelt poolt raskendab see nende leviku allika määramist, teiselt poolt põhjustab aga looduslike objektide lokaalse saastumise kiiret üleminekut globaalseks saasteks (Elias 2012).

Nitraadid põllumajanduses

Nitraadi koostis põldudel oleneb paljudest faktoritest. Näiteks kartulil mainib Cieslik (1995) järgmiseid faktoreid: liik, väetamine , kliima ja pinnase konditsioon ning viljakoristusaeg.
Tavapärases põllumajanduses kasutatakse kergesti lahustuvaid väetiseid lämmastiku, fosfori ja kaaliumi mineraalsoolade kujul. Nitraadi ja ammooniumi ioonid on veelahuse vormis mullas, kust taime juured imavad neid kergesti. Miljonite aastate evolutsiooni jooksul pole taimedel arenenud mittemingisuguseid mehhanisme, mis reguleeriks selliste lahuste imamist. Seetõttu imavad nad liiga suurel hulgal kergesti kättesaadavaid ioone nagu näiteks nitraadi ioone. Tulemusena kasutatakse nitraate ainult osaliselt, et ehitada kudesid ning ülejäänud koguneb taime lehtedesse, tüvedesse ja juurtesse.
Paljud uuringud on näidanud oluliselt kõrgemat nitraatide sisaldust kartulites, porgandites, kapsastes, peetides, selleris, porrus ja petersellis kui need on toodetud tavapõllumajanduses mitte orgaaniliselt. (Lairon et al., 1984; Mäder et al., 1993; Rembialkowska 1998,2000; Wawrzyniak et al., 2004; Bender et al., 2009) Võrdlev uuring (Worthington 2001), näitas madalamat nitraadi sisaldus orgaanilistes köögiviljades. 176 võrdlusest 127 näitasid madalamat nitraadi sisaldust orgaanilistel põldudel, 34 kõrgemat nitraadi sisaldust orgaanilistel põldudel ja 6 ei leidnud mingit erinevust.
Lämmastikväetiste hulga suurendamine ei anna soovitud efekti ka teraviljakultuuride kasvatamisel . Nii on saadud viiekordse lämmastik -väetiste hulga suurendamisel ainult 20%-line saagikuse kasv. Liigne lämmastikväetiste kasutamine toob kaasa vilja lamandumise ja väheneb seemnete idanevus. Nitraadid kogunevad taimedesse ning selle tulemusena halveneb põllumajandusliku toodangu kvaliteet: väheneb puu-ja juurviljade säilivus ning nende toiteväärtus . (Noorits & Nei, 1998)
Lämmastikväetiste negatiivsete mõjude vähendamiseks kasutatakse erinevaid tehnikaid. Selleks kasutatakse väetist kahes doosis. Orgaaniline väetamine on seega täiesti erinev taimele psühholoogilisest vaatenurgast. Lämmastikühendeid küll imatakse kuid palju aeglasemalt ja süstemaatiliselt. (Vogtmann 1985)

Nitraadid toidus

Nitraatide sisalduse järgi saab söödavaid taimi jagada kolme põhilisse gruppi. Esimese grupi moodustavad väga kõrge nitraadi sisaldusega taimed (üle 1000mg/kg). Siia kuuluvad näiteks salat, spinat , söögipeet, naeris , rabarber. Teise grupi moodustavad keskmise nitraadisisaldusega taimed (50-1000mg/kg). Selles grupis on kõik ülejäänud köögiviljad ja kartul . Madala nitraadisisaldusega, ehk kolmandas rühmas on marjad , puuviljad ja tera -kaunviljad. Nendes on nitraadi kogus 0,5-50mg/kg. (Elias 2012)
See on tavapärane, et kõige kõrgemad nitraadi tasemed on leitud kapsas , madalam porgandis ja kõige madalam kartulis. Üldine reegel on et lehelised köögiviljad koguvad endasse rohkem nitraate, järgnevad juur -köögiviljad ja kartulid .
Köögiviljadest saadakse 80-92% kogu nitraatide päevasest doosist. Viimastel aastatel on populaarseks muutunud ka köögiviljade toormahlad, mida toodetakse lisaks kodus valmistamisele ka väiketööstusettevõtetes. Mahladest on võimalik saada väga kõrgeid nitraatide ja nitritite doose, millised sageli ületavad kordades lubatavaid ADI väärtuseid.  Kuna nitraat on vees lahustuv, siis peaaegu kõik köögiviljades sisalduvast nitraadist kandub üle mahla. (Elias 2012)
Nitraate kasutatakse liha- ja kalatoodetes säilitusainena. Naatrium- ja kaaliumnitraat kannavad kokkuleppelisi numbreid E251 ja E252. Nitraadid võivad vähendada toiteväärtust, vähendades proteiini, rasva ja beeta karotiini assimilatsiooni, põhjustades B grupi vitamiinide lagunemise ja kahandades vitamiin A sisaldust. (Pehme 2012)
Kui lastetoite steriliseeritakse, hävineb ensüüm nitraatreduktaas, mis taandab nitraadid nitrititeks. On raporteeritud palju erinevaid juhtumeid, kus piimapulbri lahustamisel nitraadirikkas vees (kontsentratsioon ületas 75 mg/l), tõusis imikute veres methemoglobiini tase 5-50%-ni. (Elias 2012)

Nitraatide muundumise mõju kehas

Nitraatide muundumine nitriteks võib tekitada väga ohtlikut haigust nimega methemoglobineemia, mis esineb eriti beebidel , väikestel lastel ja vanainimestel (Mirvish 1993). Kõige rohkem võib nitraadiliig ohustada alla kuue kuu vanuseid imikuid (Szponar & Kierzkowska 1990; Szteke 1992; Rejmer 1997). Alates 60-ndatest on olnud juhtumeid eriti laste seas, kus methemoglobineemia on põhjustatud suurtest kogustest nitraatist spinatis ja porgandis. (Duchan & Hady 1992; Stolarczyk & Socha 1992).
Methemoglobineemia puhul muutub hemoglobiinis olev divalentne raud trivalentseks ning sellel puudub hapnikutranspordivõime. Füsioloogiliselt tekib erütrotsüütides pidevalt väikestes kogustes methemoglobiini, kuid enamus sellest taandatakse taas hemoglobiiniks. Normaalselt on methemoglobiini kuni üks % hemoglobiini koguhulgast, kuid selle protsendi tõusuga väheneb veres hapnikusidumisvõime. Methemoglobineemia võib olla pärilik, kuid ka omandatud mürgistustega. (Orav 2014)
Kui methemoglobiini tase on suurem kui üks %, siis inimesel esinevad sümptomid nagu ärritatavuse tõus, nõrkus, peavalu, pearinglus , oksendamine, kõhulahtisus , hingeldamine ja tsüanoos. Kui tase ületab 50% esineb teadvusekadu, kooma ja surm. ( Burke 2013)
Nitraadid pidurdavad seedimist soodustavate ensüümide tege­vust ja põhjustavad seedehäireid (Szponar and Kierzkowska, 1990; Szteke 1992; Rejmer 1997). Nitritid võivad reageerida amiinidega luues nitroamiine- kantserogeene ja mutageene mis põhjustavad seedekanalites kasvajaid ja leukeemiat (Szponar & Kierzkowska, 1990). See protsess on ohtlik, mitte ainult väikestele lastele vaid ka täiskasvanutele, olenemata vanusest . Epidemioloogilised uuringud, mis viidi läbi erinevates riikides, on näidanud palju rohkem kõhuvähi juhtumeid regioonides, kus populatsioon oli oma toidust ja veest rohkem nitraate saanud. (Janicki 1991) Nitraadi mürgituse toimel tekivad ka näiteks kilpnäärme ja paljude teiste organite häired (Pogorzelska al., 1990). Mõned autorid viitavad sellele, et on väga vähe teaduslikke tõendeid nitraatide ja nitritite mõjust methemoglobineemiale beebide ja vähile täiskasvanute seas ning edasised toitumisalased uuringud on vajalikud (Katan 2009).

Nitraadi piirväärtus

Maailma tervishoiu organisatsioon on kehtestanud päevas saadavate lisa-ja saasteainete koguse hindamiseks ADI väärtuse. ADI on piirväärtus, mis näitab määratletud aine maksimaalset aktsepteeritavat päevast tarbimiskogust. Toidu-ja Põllumajandusorganisatsiooni poolt soovitatavad nitriti ja nitraadi doosid olid kehtestamise algaastatel (1962) väga kõrged, kuid neid on langetatud iga aastaga. 65-kilose täiskasvanud inimese maksimaalne soovitatav nitraatide kogus 240,5 mg päevas ja nitritite vastav kogus 3,9 mg päevas. See tähendab, et sale naine võib mõnest rukola lehest saada kätte päevase nitraatide piirnormi. (Elias 2010)
Ameerika Ühendriikide elaniku toidulauale satub keskmiselt iga päev 100 mg nitraate. Suurbritannias on nitraatide ööpäevane tarbimine 71 mg/päevas, sealhulgas 70% juurviljadega, ülejäänud õllega, juustuga ja muude toiduainetega. Šveitsi elanikud saavad päevas keskmiselt 91% nitraate toiduga. SVL-s tarbib 85% elanikkonnast ööpäevas ~75mg NO3, Tšehhoslovakkias aga 150 mg ning Hollandis 160 mg päevas. Eestis 1982. aastal avaldatud uurimuse põhjal saab inimene iga päev 216 mg nitraate. (Patterson al., 1990)
Uurijad on arutanud kas ja mis sisalduses on nitraadid inimese tervisele ohtlikud. Mitmeid aastaid on ülemäärast nitraati peetud tervisele kahjulikuks. Ometi on viimasel ajal väidetud, et nitraadid ja nitritid mängivad inimkehas ka positiivset rolli, kaitstes hüpertoonia eest ning toetades vereringet. (Hord et al., 2009).
Peaks meeles pidama , et sama aine võib olenedes doosist, mõjutada inimese keha erinevat moodi. Väikesed doosid võivad olla vajalikud või isegi kohustuslikud ning suured doosid tervisele ohtlikud. Nii on näiteks mõne mikroelemendi nagu näiteks vase, tsingi või magneesiumiga. Samuti võib see esineda ka nitraatide ja nitritiga. (Katan 2009)

Nitraatidest hoidumine

Enne tarbimist on puu- ja köögivilju soovitatav hoolikalt pesta ja koorida . Kapsajuurikasse koguneb enam nitraate kui lehtedesse. See näitab, et kapsajuurikat pole soovitatav süüa, samuti tuleb nitraatide sisalduse vähendamiseks kurgid (eriti varajased lavakurgid) ära koorida. Katsed on tõestanud, et mõned kartulisordid koguvad vähem nitraate kui teised. Kurgi ja redise pealmised kihid sisaldavad 2-3 korda rohkem nitraate kui sisemised kihid, porgandil seevastu sisaldab südamik kõige enam nitraati. (Elias 2012)
Ei tohiks süüa maanteede ääres kasvanud marju ja teisi metsasaadusi. Uuringud on näidanud, et pesemine, koorimine ja kuumtöötlemine või nende meetodite ühendamine vähendab teatud saasteainete sisaldust puu- ja köögiviljades. Aitab ka mitmekülgne toitumine, mis aitab vältida mõne aine suures koguses organismi sattumist. (Radin 2014)

Kokkuvõte

Nitraate kasutatakse peamiselt keemia- ja toiduainetööstuses ning neid leidub looduses, töökeskkonnas, elukeskkonnas ja elusorganismides. Nitritid kogunevad looduses, kui on rikutud looduslike protsesside tasakaalu- seda inimtegevuse tagajärjel- lämmastikväetiste, reovete ja jäätmete mõjul. Kuigi nitraadid ise põhjustavad inimese kehas üsna vähe kahju, võivad nad muunduda kehas toksilisteks nitrititeks, mis on mitmeid kordi mürgisemad.
Nitraadi sisalduse järgi jagatakse taimed kolme kategooriasse: kõrge, keskmise ja madala sisaldusega. Tavapärane on, et lehelised köögiviljad on kõige suurema nitraadi sisaldusega, järgnevad juur-köögiviljad ja kartulid. Köögiviljadest saadakse 80-92% kogu nitraatide päevasest doosist, kuid neid leidub ka liha- ja kalatoodetes säilitusainena.
ADI on piirväärtus, mis näitab määratletud aine maksimaalset aktsepteeritavat päevast tarbimiskogust. 65-kilose täiskasvanud inimese maksimaalne soovitatav nitraatide kogus 240,5 mg päevas ja nitritite vastav kogus 3,9 mg päevas.
Tuleks eelistada orgaaniliselt toodetud puu-ja köögivilju, kuna uuringud näitavad, et neis on nitraadi sisaldus väiksem. Liigne lämmastikväetiste kasutamine toob kaasa vilja lamandumise seemnete idanevuse vähendamise. Nitraatide suure sisalduse tõttu väheneb puu-ja juurviljade säilivus ning nende toiteväärtus.
Saasteainete sisaldust toidus vähendab pesemine, koorimine ja kuumtöötlemine, kuid aitab ka mitmekülgne toitumine.

Kasutatud kirjandus

Burke M. 2013. Methemoglobinemia.
[WWW] http://emedicine.medscape.com/article/204178-overview (10.11.14)
Bender I., Ess M., Matt D., Moor U., Tõnutare T., Luik A.. 2009. Quality of organic and conven tional carrots.
Cieślik E. 1995. Czynniki kształtujące zawartość azotanów and azotynów w ziemniakach.
Duchań B., Hady S. 1992. Trzy przypadki methemoglobinemii w prezebiegu zatrucia azotanami.
Elias T. 2012. Köögiviljade seostuvad saasteained.
WWW] http://saasteainedkviljades.edicy.co/et (13.11.14)
Hord N., Tang Y., Bryan N. 2009. Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits.
Janicki K. 1991. Woda pitna na wsi jako czynnik zdrowia lub choroby.
Katan MB. 2009. Nitrate in foods : harmful or healthy?
Kazimierczak R., Hallmann E., Rusaczonek A., Rembiałkowska E. 2008. Anioxidant content in black currants from organic and conventional cultivation.
Lairon D., Termine E., Gauthier S., Trouilloud M., Lafont H., Hauton J. 1984. Effects of organic and mineral fertalization on the contents of vegetables in mineraks, vitamin C and nitrates.
Mirvish S. 1993. Vitamin C inhibition of N-nitroso compounds formation.
Mäder P., Pfiffner L., Niggli U., Balzer U., Balzer F., Plochberger K., Velimirov A., Besson J.1993. Effect of three farming systems (bio- dynamic , bio-organic, conventional) on yield and quality of beetroot ( Beta vulgaris L. var. esculenta L.) in a seven year crop rotation .
Nei L., Noorits A. 1998. Sissejuhatus keskkonnakeemiasse.
Orav A. 2014. Methemoglobiin . [WWW] http://www.kliinikum.ee/yhendlabor/images/stories/kasiraamat/MN/methemoglobiin.pdf (14.11.14)
Paivel M., Liebert T. 2011. Nitraadid [WWW] http://entsyklopeedia.ee/artikkel/nitraadid1 (12.11.14)
Patterson H., Block G., Rosenberger F., Pee D., Kahle L. 1990. Fruit and Vegetables in the American Diet: Data from the NHANES 11 Survey. [WWW] http://ajph.aphapublications.org/doi/pdf/10.2105/AJPH.80.12.1443 (12.11.14)
Pogorzelska E., Dzieniszewski J., Reguła A., Kafel S. 1990. Azotany and azotyny w racjach pokarmowych dzieci przedszkolnych.

Radin M. 2014. Toidu saasteained puu- ja köögiviljades.

[WWW] http://www.toitumine.ee/toidu-saasteained-puu-ja-koogiviljades/ (12.11.14)
Rejmer P. 1997. Podstawy ekotoksykologii.
Rembiałkowska E. 1998. Badania porównawcze jakości zdrowotnej and odżywczej marchwi and białej kapusty z gospodarstw ekologicznych and konwencjonalnych.
Rembiałkowska E. 2000. Zdrowotna and sensoryczna jakość ziemniaków oraz wybranych warzyw z gospodarstw ekologicznych.
Stolarczyk A., Socha I. 1992. Azotany, azotyny and nitrozoaminy w pożywieniu niemowląt and małych dzieci w Polsce.
Szponar L., Kierzkowska E. 1990. Azotany and azotyny w środowisku oraz ich wpływ na zdrowie człowieka.
Szteke B. 1992. Wpływ skażeń chemicznych na zdrowotność surowców and przetworow owocowo.
Vogtmann H. 1985. Ökologischer Landbau – Landwirtschaft mit Zukunft .
Wawrzyniak A., Hamułka J., Gołębiewska M. 2004. Ocena zawartości azotanów (V) and azotanów (III) w wybranych warzywach uprawianych konwencjonalnie and ekologicznie, Bromatologia and Chemia Toksykologiczna.
Worthington V. 2001. Nutritional quality of organic versus conventional fruits, vegetables, and grains .