نیترات و نیتریت در سبزیجات و میوه­ ها

نیتروژن نقش مهمی در حیات روی زمین دارد و چرخه نیتروژن ارتباط قوی با زنجیره غذایی و خواص محصولات غذایی دارد و عنصری ضروری برای رشد و نمو گیاهان است و نیترات شکل اصلی جذب گیاهان است. تثبیت نیتروژن راه اصلی افزودن نیترات به خاک و گیاهان است. سطح نیتروژن در گیاه شایع ترین عاملی است که بر بهره وری محصول تأثیر می­گذارد. نیتروژن یک ماده مغذی ضروری برای گیاهان و حیوانات است، زیرا در بسیاری از اجزای ضروری مانند پروتئین ها، DNA، RNA، ویتامین­ها، هورمون­ها و آنزیم­ها مورد نیاز است.  تعادل غلظت نیترات سبزیجات به سرعت جذب نیترات توسط گیاه بستگی دارد. میزان نیترات و نیتریت محصولات گیاهی به عوامل مختلفی از جمله زمان برداشت، افزودن کودهای نیتروژن­دار، پرتودهی، نوع رشد، دما و خاک بستگی دارد. نیترات­ها و نیتریت­های معدنی می­توانند در غذاها وجود داشته باشند. به عنوان ترکیبات طبیعی یا به عنوان افزودنی در غذاهای فرآوری شده. منابع اصلی قرار گرفتن در معرض نیترات های سبزیجات هستند. و آب آشامیدنی، در حالی که گوشت­های فرآوری شده و محصولات غذایی حیوانی منبع اصلی نیتریت­ها هستند. مقادیر کمی از این ترکیبات ممکن است در ماهی و محصولات لبنی وجود داشته باشد بیش از 80 تا 95 درصد نیترات ها توسط سبزیجات جذب می­شود، به ویژه سبزیجات برگ سبز مانند کاهو، اسفناج و . . . . لذا با بررسی نیترات و نیتریت در سبزیجات و میوه ­ها به بررسی و روش های اندازه گیری آن  و نقش آزمایشگاه صنایع غذایی ایمن کیا صنعت در آنالیز آن میپردازیم.

شکل گیری نیترات و نیتریت در سبزیجات و میوه ها

گیاهان نیتروژن محیطی را به شکل نیترات و آمونیاک جذب می کنند. انتقال دهنده­های آمونیوم مسئول جذب یون­های آمونیوم در گیاهان هستند در حالی که نیترات­ها در سراسر غشای پلاسما توسط چندین ناقل نیترات (NRTs) جذب می­شوند. این اولین مرحله جذب نیترات و یک گام اساسی در کنترل آن است نیترات در واکوئل­های گیاهی انباشته می­شود. عملکردهای اصلی تنظیم پتانسیل اسمزی (زمانی که غلظت اسیدهای آلی و قندهای محلول کاهش می­یابد)، به عنوان یک مولکول سیگنال برای فعال سازی متابولیسم اسید، مهار سنتز نشاسته و برای کنترل تعادل ریشه و اندام هوایی عمل می کند.

طبق یافته­های برخی مطالعات، تجمع نیترات زیاد در گیاهان منجر به تولید نیتریت در سیتوپلاسم می­شود که سپس به اکسید نیتریک (NO) تبدیل می­شود. این NO همراه با O₂ می­تواند به سرعت توسط نیترات ردوکتاز (NR) به پراکسی نیتریت (ONOO-) تبدیل شود. این ترکیب برای گیاه بسیار سمی است.

نیتریت توسط یک ناقل نیتریت (NRT1) به کلروپلاست منتقل می­شود و سپس توسط نیتریت ردوکتاز (NiR) به آمونیاک کاهش می­یابد. عوامل ژنتیکی، القای سوبسترا و تامین الکترون از NADPH عوامل اصلی موثر بر میزان کاهش نیترات توسط نیترات ردوکتاز درون زا هستند.

سبزیجات اجزای ضروری یک رژیم غذایی سالم هستند زیرا منابع خوبی از فیبرهای غذایی، ویتامین ها و مواد معدنی هستند و اثرات مفیدی برای سلامتی در برابر بیماری­های مزمن و سرطان دارند. با این حال، برخی از افراد ممکن است در مورد اثرات سلامتی ناشی از نیترات و نیتریت در سبزیجات نگران باشند. آیا مردم واقعاً باید نگران این موضوع باشند؟ بیایید نگاهی دقیق تر به نیترات و نیتریت در سبزیجات بیاندازیم.

پراکندگی نیترات و نیتریت

نیترات به طور گسترده در طبیعت پراکنده است و در خاک، آب و غذا یافت می­شود. نیترات می­تواند به طور طبیعی به نیتریت تبدیل شود و این فرآیند در حضور باکتری ها تسریع می شود. در داخل روده انسان، نیترات نیز می تواند به نیتریت تبدیل شود. به غیر از سبزیجات، انسان به روش‌های دیگری مانند آب و گوشت‌های فرآوری‌شده (مانند ژامبون و سوسیس‌ها) در معرض نیترات و نیتریت قرار دارد، جایی که از آنها به عنوان افزودنی‌های غذایی استفاده می‌شود.

غلظت نیترات در بین انواع سبزیجات متفاوت است. به طور کلی، سبزیجات برگ­دار (مانند کلم و اسفناج) دارای غلظت نیترات بالاتری هستند، در حالی که سبزیجات ریشه (مانند سیب زمینی و هویج) و سبزیجات پیاز (مانند پیاز و سیر) دارای سطوح نسبتاً پایین­تری هستند. برای نیتریت، میانگین غلظت آن در سبزیجات به طور کلی کم است.

پیامدهای سلامتی نیترات و نیتریت در سبزیجات و میوه­ ها

نیترات به خودی خود نسبتاً غیر سمی است، اما متابولیت آن، نیتریت، می­تواند هموگلوبین خون را اکسید کند و آن را قادر به حمل اکسیژن در داخل بدن انسان نکند.

نیتریت همچنین ممکن است با آمین­ها واکنش داده و نیتروزامین­ها را در بدن از طریق فرآیندی به نام نیتروزاسیون درون زا تشکیل دهد. نیتروزامین در حیوانات آزمایشگاهی به طور بالقوه سرطان­زا است، اما مطالعات اپیدمیولوژیک نشان نمی­دهد که دریافت نیترات از رژیم غذایی با افزایش خطر سرطان مرتبط باشد. هنگامی که نیترات از طریق یک رژیم غذایی معمولی حاوی سبزیجات مصرف می­شود، سایر مواد فعال زیستی مانند ویتامین C ممکن است تشکیل درون زا نیتروزامین­ها را مهار کنند. سازمان ایمنی غذای اروپا همچنین در نظر گرفت که اثرات مفید خوردن سبزیجات و میوه‌ها بر خطر بالقوه برای سلامت انسان ناشی از قرار گرفتن در معرض نیترات از طریق سبزیجات بیشتر است.

تاثیرات غلظت نیترات و نیتریت بر سلامتی

همان گونه که در بالا اشاره شد غلظت نیترات‌ها و نیتریت‌ها در سبزیجات و سایر محصولات غذایی به دلیل تأثیر آن بر سلامت انسان، یک شاخص کیفی مهم است. نیتریت ده برابر سمی تر از نیترات است. انقلاب صنعتی باعث افزایش غلظت نیترات­ها و نیتریت­ها در مواد غذایی شده است که امروزه به دلیل اثرات مضر آن بر محیط زیست و سلامت انسان به یک نگرانی جهانی تبدیل شده است و وجود مقادیر بالای این ترکیبات در مواد غذایی نامطلوب است. از این رو، بسیاری از کشورها توجه خود را به غلظت نیترات­ها و نیتریت­ها در مواد غذایی مختلف به ویژه در سبزیجات و غذاهای کودک معطوف کرده­اند. نیترات‌های موجود در سبزیجات نه طعم دارند و نه بو، از این رو از طریق آزمایش‌های آزمایشگاهی مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. از این رو، تکنیک های تحلیلی زیادی برای تعیین نیترات ها و نیتریت ها در مواد غذایی استفاده شده است.

بر خلاف سایر مواد مغذی، فقدان پایگاه داده معتبر قابل اجرا و جامع برای نیترات­ها و نیتریت­ها در غذاها وجود دارد. از این رو، مطالعات متعددی در کشورهای مختلف در رابطه با محتوای نیترات و نیتریت محصولات غذایی، به ویژه تمرکز بر سبزیجات به منظور ایجاد پایگاه داده با هدف ارزیابی دقیق قرار گرفتن در معرض نیترات/نیتریت در جمعیت‌های مختلف، انجام شد که به آزمایش‌های مربوط به آن کمک می‌کند.

عوامل متعددی ممکن است مسئول کاهش نیترات­ها باشند از جمله وجود باکتری یا آنزیم نیترات ردوکتاز و در تماس با فلزات. در pH اسیدی، نیتریت ناپایدار است و می­تواند برای تولید نیترات و اکسید نیتروژن نامتناسب باشد و/یا با اجزای غذا از جمله آمین­ها، فنل­ها و تیول­ها واکنش نشان دهد.

عوامل موثر بر نیترات و نیتریت در سبزیجات و میوه­ ها

محتوای نیترات و نیتریت سبزیجات بسیار متغیر بود و از کشوری به کشور دیگر و منطقه­ای به منطقه دیگر متفاوت بود، همانطور که مطالعات متعدد نشان داد. تغییرات زیادی از محتوای نیترات بین نمونه­های مختلف یک سبزی گزارش شده است . این تغییرات ممکن است عمدتاً به عوامل محیطی، ژنتیکی و تغذیه نسبت داده شود. تجمع نیترات­ها در بافت­های گیاهی ممکن است به دلیل عدم تعادل بین جذب نیترات و جذب آن باشد.

تنوع گسترده­ای از نیترات در سبزیجات در کشورها و مناطق مختلف با دامنه ای از 1 تا 1000 میلی گرم در هر صد گرم گزارش شده است. عواملی از جمله نوع رقم، ترکیب خاک، شدت نور، دما و رطوبت هوا، تراکم رشد، طول دوره رشد، زمان برداشت، زمان نگهداری، سهم گیاه خوراکی و استفاده از کودهای نیتروژنی و قوانین ممکن است در این تغییرات موثر باشند. عوامل، کود نیتروژن و شدت نور تأثیر عمده ای بر میزان نیترات سبزیجات دارد.

سطوح نیترات در قسمت­های گیاه نیز به تغییرات عرضه نیتروژن بسیار حساس است و ظرفیت تجمع نیترات به مکان­های مختلف فعالیت نیترات ردوکتاز  (نیترات ردوکتازها مولیبدو آنزیم‌هایی هستند که موجب کاهش نیترات به نیتریت می‌شوند) و درجه متفاوت جذب و انتقال نیترات در گیاهان بستگی دارد.

محتوای نیترات در قسمت­های مختلف گیاه متفاوت است و می­توان آن را به ترتیب کاهشی به شرح زیر فهرست کرد.

دمبرگ > برگ > ریشه > ساقه > گل آذین > غده > پیاز

پیامدهای مرتبط با سلامتی قرار گرفتن در معرض رژیم غذایی با نیترات/نیتریت

اثرات پخت و پز و شرایط نگهداری بر نیترات محتویات سبزیجات

به گفته محققان­، محتوای نیترات سبزیجات ریشه در زمان جوشاندن کاهش می­یابد. این ممکن است به دلیل شسته شدن نیترات­ها در آب پخت و پز باشد زیرا آنها به راحتی در آب محلول هستند. مقادیر نیترات پس از پخت نسبتا ثابت باقی ماند اما پس از سرخ کردن در روغن افزایش می­یابد. این افزایش نیترات ممکن است به دلیل از بین رفتن رطوبت در حین سرخ کردن و حجم نمونه کم، مقدار زیاد روغن مصرفی در سرخ کردن و وجود ادویه­های نیتروژن­دار در روغن سویا باشد.

غذاهای کنسرو شده حاوی مقدار کمتری از نیترات در مقایسه با محصولات منجمد هستند و این ممکن است به دلیل توزیع نیترات بین بخش جامد و مایع باشد. در فضای عادی تبدیل نیترات به نیتریت نیز با افزایش دما افزایش یافت. حذف قطعات حاوی نیترات بالا مانند لایه برداری سیب زمینی و چغندر و حذف لایه میانی کاهو و اسفناج باعث کاهش نیترات می­شود. پوره کردن سبزیجات حاوی نیترات بالا ممکن است باعث تشکیل بیش از حد نیتریت به دلیل آزاد شدن نیترات ردوکتاز درون زا شود.

نگهداری طولانی مدت سبزیجات باز، ذوب شده، پخته یا نپخته یا نگهداری آنها در شرایط نامناسب ممکن است منجر به تبدیل بخشی از نیترات آنها به نیتریت شود.

عوامل موثر بر محتوای نیترات و نیتریت در سبزیجات و میوه­ ها

• فرآوری مواد غذایی

همان گونه که در پاراگراف قبل ذکر کردیم نیترات در آب محلول است. مطالعات نشان می­دهد که محتوای نیترات سبزیجات در هنگام شستشو و جوشاندن به دلیل شسته شدن نیترات در آب کاهش می­یابد. حذف قطعات حاوی نیترات بالا، مانند پوست کندن پوست سیب زمینی، همچنین محتویات نیترات را کاهش می­دهد.

خرد کردن یا له کردن سبزیجات، که به موجب آن آنزیم­هایی در سلول های گیاهی آزاد می شود که نیترات را به نیتریت تبدیل می­کند، ممکن است باعث تشکیل بیش از حد نیتریت شود. بنابراین، توصیه می­شود سبزیجات را بلافاصله پس از این فرآوری بپزید و غذاهای مخصوص نوزادان مانند پوره سبزیجات را نیز برای استفاده فوری آماده کنید.

• شرایط نگهداری

غلظت نیتریت در سبزیجات تازه، سالم و سبزیجاتی که به صورت سالم نگهداری شده معمولاً بسیار کم است. مطالعات نشان می‌دهد که تشکیل نیتریت در یخچال مهار می‌شود زیرا فعالیت آنزیم‌ها و باکتری‌ها غیرفعال می‌شوند. از این رو، اگر سبزیجات بلافاصله پخته نشوند، ترجیحاً در یخچال (در دمای 4 درجه سانتیگراد یا کمتر از آن) نگهداری می­شوند.

پختن می­تواند فعالیت آنزیم را در سبزیجات از بین ببرد، اما هر گونه آلودگی باکتریایی بعدی می تواند منجر به تجمع نیتریت شود زیرا نیترات توسط باکتری­ها به نیتریت تبدیل می­شود. بنابراین، اگر قصد دارید غذای پخته شده از جمله سبزیجات را در طول شب نگهداری کنید، مقداری را که باید بعد از پختن و قبل از تقسیم در بین غذاخوری­ها ذخیره کنید، بسته بندی کنید. زمان خنک شدن را تا حد امکان کاهش دهید و ظرف دو ساعت در یخچال نگهداری کنید. می­توانید از سبزیجات ریشه دار یا سبزیجات پیازی استفاده کنید زیرا سطح نیترات آنها به طور کلی پایین­تر است.

اثرات مفید سبزیجات در محافظت در برابر سرطان­ها و بیماری­های مزمن به خوبی شناخته شده است. عموم مردم باید یک رژیم غذایی متعادل حاوی انواع سبزیجات داشته باشند و در عین حال سبزیجات را به درستی مدیریت کنند تا از تجمع نیتریت جلوگیری شود.

فواید نیترات­ها و نیتریت­ها برای سلامتی

برخی از خواص درمانی نیتریت ها و نیتریت ها در چندین وضعیت پاتولوژیک از جمله بیماری های قلبی عروقی، دیابت، فشار خون بالا، سندرم های متابولیک و مقاومت به انسولین گزارش شده است.

تحقیقات اخیر اثرات مفید نیترات را بر سلامت انسان بر اساس این فرضیه نشان داده است که نیتریک اکساید تشکیل شده در معده توسط نیترات­های غذایی دارای اثر ضد میکروبی بر میکروارگانیسم های بیماری­زا ساکن در روده است. بیان می­کند که سطوح بالای نیترات پلاسما در بیماران مبتلا به گاستروانتریت عفونی ممکن است از طریق افزایش تولید نیتریت بزاقی در برابر مسیر مدفوعی- دهانی عفونت مجدد محافظت کند.

نیترات به ویژه به شکل آب چغندر ممکن است یک مکمل انرژی­زا باشد و عملکرد و ظرفیت ورزش را بهبود بخشد. چندین مطالعه نشان داده­اند که متابولیت­های نیترات نقش­های فیزیولوژیکی مهمی در بدن مانند اتساع عروق، تنظیم فشار خون، مهار جذب سلول های التهابی اندوتلیال و پلاکت دارند.

اثرات منفی نیترات ها و نیتریت ها بر سلامتی

تقریباً 5 درصد از کل نیترات‌های رژیم غذایی به نیتریت‌ها در بزاق و دستگاه گوارش کاهش می‌یابد. افزایش مواجهه رژیم غذایی با نیترات‌ها و نیتریت‌ها در حال تبدیل شدن به یک موضوع مهم بهداشت عمومی است، به دلی

ل تشکیل نیتروزومین‌ها، که منجر به برخی مسمومیت­های حاد و مزمن مانند متموگلوبینمی، اختلالات غده ای و سرطان زایی متهموگلوبینمی وضعیتی است که در آن آهن کاهش یافته (Fe⁺²) در هموگلوبین به Fe⁺³ اکسید می­شود و متهموگلوبین تولید می­کند. این منجر به اختلال در رساندن اکسیژن به بافت های انسانی می­شود.

NO₂ ^– + oxyHb (Fe⁺²)→ metHb (Fe⁺³) + NO₃ ^–

سبزیجات بخش مهمی از رژیم غذایی شیرخواران هستند و نیتریت های بیش از حد در رژیم غذایی ممکن است باعث متهموگلوبینمی نوزادی به دلیل اسیدیته معده پایین آنها شود. باکتری کاهنده نیترات، وجود هموگلوبین جنینی که به آسانی توسط نیتریت اکسید می­شود و سطوح کمتر وابسته به NADH متهموگلوبین: این سندرم به عنوان سندرم کودک آبی نیز شناخته می­شود، زیرا زمانی که متهموگلوبین به 10 درصد سطح طبیعی هموگلوبین برسد، رنگ آبی پوست به دلیل وجود خون بدون اکسیژن رخ می­دهد.

تاثبیرات ارزش غذایی نیترات و نیتریت

نیترات ها وقتی به نیتریت تبدیل می شوند ممکن است با آمین­ها یا آمیدها واکنش داده و ترکیبات N-nitroso تولید کنند. ترکیبات N-nitroso اثرات سرطان زایی را در بیش از 40 گونه جانوری از جمله انسان نشان داده است. چندین آزمایش به منظور تعیین سرطان زایی حدود 300 ترکیب N-nitroso (NOCs) انجام شده است. از بین آنها، 85 درصد از 209 نیتروزامین و 92 درصد از 86 نیتروزامید در گونه های مختلف سرطان زا هستند.

مطالعات نشان داده است که نیترات می­تواند در جذب ید توسط تیروئید اختلال ایجاد کند و در نتیجه باعث هیپرتروفی تیروئید شود. برخی از مطالعات نشان داده اند که با مصرف بیشتر نیترات/نیتریت، خطر ابتلا به سرطان تیروئید افزایش می یابد. تولید بیش از حد اکسید نیتریک در بدن می تواند منجر به ناهنجاری های عملکردی مرتبط با بیماری ریفلاکس معده به مری شود. مصرف زیاد نیترات با افزایش خطر سرطان در مثانه ، مری، نازوفارنکس و پروستات، روده بزرگ و سایر نواحی گوارشی  و سرطان های دهان  مرتبط است. مصرف نیترات بالا همچنین با اسهال مکرر در کودکان ارتباط دارد.

نیتریت ها ممکن است ارزش غذایی سبزیجات مصرفی را کاهش دهند زیرا بر تخریب کاروتنوئید، ویتامین A و ویتامین های گروه B تأثیر می گذارد.

نگرانی فزاینده در مورد سمیت نیترات، تعدادی از کشورها را به تعیین حداکثر غلظت مجاز نیترات در سبزیجات سوق داده است. گزارش شده است که برخی از ترکیبات موجود د

ر سبزیجات مانند اسید اسکوربیک، فنل ها و غیره پتانسیل مهار اثرات سمی نیتریت ها را دارند. میوه ها و سبزیجات سرشار از اسید آسکوربیک، توکوفرول­ها، کاروتنوئیدها و فلاونوئیدها می توانند از تشکیل ترکیبات N-nitro جلوگیری کنند.

روش های اندازه گیری نیترات و نیتریت در سبزیجات و میوه­ ها در آزمایشگاه ایمن کیا صنعت

تاکنون روش­های مختلفی برای اندازه­گیری نیترات در میوه و سبزیجات معرفی شده است و با توجه با ماتریس نمونه و دامنه غلظت مد نظر می­توان یکی از آن­ها را برای آزمایش نیترات انتخاب کرد. روش­های موجود در آزمایشگاه ” ایمن کیا صنعت “ برای اندازه­گیری نیترات و نیتریت در میوه و سبزیجات در زیر آورده شده است :

• اندازه ­گیری نیترات و نیتریت به روش اسپکتروسکوپی (Spectroscopy)

از روش اسپکتروسکوپی برای اندازه­ گیری نیترات در نمونه­ های حاوی غلظت بسیار کم مواد آلی، مثل آب­های طبیعی غیر آلوده و آب­های آشامیدنی می­توان استفاده کرد. برای اندازه­ گیری نیترات در روش اسپک

تروسکوپی، جذب فرابنفش در طول موج 220 نانومتر اندازه­ گیری می­شود با توجه به اینکه مواد آلی نیز در این طول موج جذب دارند به منظور حذف تداخل مواد آلی لازم است. اندازه­ گیری دوم در 275 نانومتر برای اصلاح مقدار نپیترات انجام می­شد. چون نیترات در این طول موج جذب ندارد اما مواد آلی در 275 نانوتر نیز جذب دارند

با توجه به اینکه مواد آلی و دیگر مواد محلول در نمونه نیز نور ماورای بنفش را به شدت جذب می کنند در صورت وجود این گونه مواد در نمونه اندازه­گیری نیترات با روش ذکر شده رد بالا درصد خطای بالایی دارد.

اندازه­ گیری نیترات و نیتریت به روش یون کروماتوگرافی ( Ion chromatography)

در این روش نیترات در میوه و سبزیجات به یک دستگاه کروماتوگرافی یونی متشکل از سیستم تزریق کننده، ستون جداکننده و دتکتور هدایت سنجی تزریق می­شود. نمونه به همراه آب استخراج می­شود و بعد از رسوب پروتئین­های عصاره استخراجی، به دستگاه تزریق می­شود و در ستون آنیون­ها از جمله نیترات  بر اساس تمایل آنها نسبت به ستون جداسازی می­شود و با دتکتور (با اندازه­گیری مداوم هدایت ) تعیین غلظت می­شوند. از مهترین مزایای این روش این است که می­توان نیترات و نیتریت را به صورت همزمان اندازه­ گیری کرد.

اندازه­ گیری نیترات و نیتریت در سبزیجات و میوه­ ها به روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا ( HPLC)

یكي ديگر از روش­هاي استاندارد اندازه­گيري نيترات، (High Performance liquid chromatography) روش HPLC  مي­باشد. از مزايـاي ايـن روش ايـن اسـت كـه همانند کروماتوگرافی مایع، نيتريــت و نيتــرات را مــي­تــوان بــه صــورت همزمــان اندازه گيري كرد.

آزمایشگاه ایمن کیا صنعت

 آزمایشگاه “ایمن کیا صنعت” با دارا بودن دستگاه یون کروماتوماتوگرافی قادر به آنالیز دقیق نیترات و نیتریت در میوه و سبزیجات به صورت تخصصی می­باشد.

تماس: 02192009077

ایمیل: info@iks.co.ir

وب سایت: WWW.IKS.CO.IR

گرد آورنده : سارا آزادی

کارشناس بخش دستگاهی آزمایشگاه ایمن کیا صنعت