Nitrații și nitritii, surse de poluare a alimentelor de origine vegetală

1. Necesarul de N al organismelor vegetale

Plantele necesită pentru sinteza propriilor compuşi carbon (organic sau anorganic), azot (sub formă de amoniu sau nitraţi), fosfat, potasiu, calciu, magneziu,

sulf etc. Necesitatea plantelor în azot rezidă din faptul că acest element intră în alcătuirea

proteidelor cu rol complex, structural sau funcţional, a acizilor nucleici, precum şi a altor compuşi vitali.

Plantele au capacitatea de a utiliza carbonul din atmosferă (CO2), precum şi pe cel din compuşi organici, dar nu pot fixa azotul, cu toate că acesta reprezintă aproape 80% din gazele din atmosferă. Azotul este însă vital pentru supravieţuirea plantelor, fiind constituient al unor compuşi cum ar fi clorofila, acizii nucleici, proteidele vrgetale, enzimele etc.

Azotul este un element cu reactivitate scăzută. Molecula de azot este constituită din 2 atomi legaţi printr-o triplă legătură N≡N, a cărei scindare necesită o cantitate mare de energie. Organismele care folosesc azotul produc nitrogenază, o enzimă care are capacitatea de a rupe tripla legătură. Însă ea este inactivată de oxigen, necesitând condiţii anaerobe de activitate. Acesta poate fi unul dintre motivele pentru care plantele superioare nu şi-au dezvoltat capacitatea de a folosi azotul atmosferic (Addiscott, T.M., 1991).

Plantele au totuşi capacitatea de a forma simbioze cu microorganisme fixatoare de azot. Aici intră specii de Fabaceae (Papillonaceae, precum mazărea, fasolea, trifoiul, lucerna, soia), dar şi alte specii (cătina albă, aninul etc.). 520 Multe microorganisme au capacitatea de a fixa azotul atmosferic şi de a-l încorpora în propriile structuri. Cea mai veche clasă de organisme este reprezentată de algele albastre-verzi. O categorie specială de microorganisme, prezente in sol, apartinând genului Rhizobium, trăiesc in simbioză cu rădăcinile plantelor în structuri denumite noduli (nodozităţi). Aceste microorganisme au capacitatea de a fixa azotul din aer, pe care îl furnizează apoi plantelor. De la plante primesc compuşi cu carbon, ce furnizează energia necesară ruperii legăturii din molecula de N2.

Odată pătrunşi în plante, anionii nitrat sunt convertiţi sub acţiunea nitratreductazei la anioni nitrit, care la rândul lor, sub acţiunea nitrit-reductazei sunt reduşi la cationi amoniu.Aceştia sunt utilizaţi în continuare pentru sinteza de amide, aminoacizi, proteine şi acizi nucleici. Astfel, cantitatea de nitraţi existentă în plantă la un moment dat este diferenţa dintre cantitatea absorbită, şi cea utilizată în proteinogeneză

NO3¯ → NO2¯ → NH4+

Acumularea anionului nitrat în plante poate fi datorată prezenţei unor cantităţi

mici (deficitului) de nitrat-reductază, carenţei de oligoelemente care asigură activitatea

enzimelor, iluminării slabe etc., neasigurându-se astfel energia necesară desfăşurării

reacţiilor.

Nitriţii se găsesc în plante în cantităţi mult mai reduse, fiind doar o etapă tranzitorie în conversia de la nitrat la amoniu.

2. Utilizarea fertilizatorilor cu azot şi acumularea azotului în plante

Primăvara, odată cu creşterea temperaturii aerului şi a solului, creşterea zilei şi a

intensităţii luminoase, plantele agricole îşi intensifică fotosinteza. Producerea de substanţe organice necesare creşterii şi dezvoltării plantelor, necesită azot. Ca urmare a creşterii temperaturii, microorganismele din sol îşi intensifică şi ele activitatea, începând să producă amoniu şi nitraţi. Totuşi, cantitatea produsă nu este suficientă. Necesarul de azot poate fi suplimentat prin utilizarea îngrăşămintelor organice naturale, a îngrăsămintelor biologice produse de specii bacteriene ca Azotobacter (Azotobacterin), însă în majoritatea cazurilor se folosesc fertilizatori chimici (azotatul de amoniu, azotatul de sodiu, azotatul de calciu, ureea, amoniacul etc). Odată ajuns în sol, azotul poate fi absorbit de plantele de cultură, poate fi încorporat în materia organică, denitrificat sau spălat de ape. Adăugarea de fertilizatori cu azot este benefică pentru dezvoltarea culturii, ducând la creştere producţiei. Prezenţa unor cantităţi mari de nitraţi în sol determină însă acumularea acestora în plante până la concentraţii dăunătoare pentru om şi animale.

Dintre factorii care influenţează acumularea de nitraţi în plante pot fi menţionaţi:

potenţialul genetic (Cruciferae, Chenopodiaceae, Umbeliferae, Compozitae); dozele ridicate de îngrăşăminte minerale cu azot, pH-ul solului, aportul de oligo-elemente, intensitatea luminoasă, durata zilei lumină, temperatura, condiţiile de păstrare dupărecoltare etc (Bibicu, Miruna, 1994).

În general, produsele horticole obţinute prin cultivarea în sere acumulează cantităţi mult mai ridicate de nitraţi. Depozitarea o perioadă îndelungată a produselor alimentare după recoltare conduce la mărirea concentraţiei de nitriţi, ca urmare a micşorării activităţii nitrit-reductazei şi a intensificării activităţii nitrat-reductazei(endogene sau de origine microbiană).

Cantitatea cea mai mare de nitraţi se acumulează în legumele de frunze. După

unele surse, limita maximă de nitraţi în salată de seră este de 3500 mg/kg greutate proaspătă,

în perioada de vară. Pentru perioada de iarna limita este de 4500 mg/kg greutate proaspătă (McCall, D., 1998). Pentru salata cultivată în câmp limita maximăadmisă (LMA) este de 2000-3000 mg/kg. La spanac este de 2000 mg/kg, iar la varză poate varia în funcţie de soi între 500-900 mg/kg. La rădăcinoase se constată variaţii foarte mari în funcţie de specie. La ridichi acestea sunt între 900-4500 mg/kg, dar LMA este de 600 mg/kg, în timp ce la morcov LMA este 200-300 mg/kg.

În cazul leguminoaselor se constată variaţii, între 6-126 mg/kg la mazăre şi până la 400-950 mg/kg la fasole (Lăcătuş, V., 1997).Pentru fructe se menţionează valori reduse ale nitraţilor, de circa 10 mg/kg, excepţie făcând bananele şi căpşunele care pot avea un conţinut de 24-140 mg/kg .