Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1. Thành phần nitrat, nitrat trong một số loại rau quả Nitrat trong các loại rau có nguồn gốc từ việc sử dụng phân bón cho cây trồng một cách bất hợp lý như sử dụng quá nhiều các loại phân bón vô cơ và hữu cơ có chứa đạm. Kết quả nghiên cứu việc bón phân cho cây đậu nành rau (cây có thời gian sinh trưởng từ khi gieo trồng cho tới khi thu hoạch trái tươi làm rau ăn là 60-65 ngày) thì hàm lượng NO3- tỷ lệ thuận với lượng phân bón , cụ NO3- thể là: nếu bón phân cho đậu nành rau với lượng 150 kg N/ha thì hàm lượng NO3- là 1009 mg NO3-/kg hạt tươi,ở mức bón 75 kg N/ha là 681 mg NO3-/kg hạt tươi, còn nếu không bón phân mà chỉ sử dụng phương pháp vi sinh thì hàm lượng là 300 mg NO3-/kg hạt tươi, trong khi đó dư lượng tối đa cho phép trên các cây đậu nành ăn hạt tươi là dưới 500 mg NO3-/kg hạt tươi.[6] Sự tích lũy nitrat trong các loại cây là khác nhau : Tích lũy NO3- rất cao (5000 mg NO3-/kg trọng lượng tươi ) gồm có các loại cây trồng như Xà lách, Củ cải,Cải bắp, Hành ăn lá, Cải thìa, Xà lách xoong… Tích lũy NO3- trung bình (600-3000 mg NO3-/kg trọng lượng tươi) gồm có Sú lơ, Cà rốt, Bí… Tích lũy NO3- thấp (80-100 mg NO3-/kg trọng lượng tươi ) gồm có đậu các loại, Khoai tây, Cà chua, Hành tây, Dưa, các loại trái cây… Ở Cà rốt, NO3-tập trung ở phần chóp củ.[7] Ở Bắp cải, NO3- tập trung ở phần lõi. Ở Củ cải, NO3- tập trung ở phần rễ con.
Thành phần nitrat, nitrit trong các mẫu thức ăn nhanh trên thị trường là từ 3,1- 3,9 mg NO3-/100g và 5,0- 16,0 g NO3-/100g. [7] Hàm lượng nitrat, nitrit trong các loại khoai từ, khoai lang và các loại rau làm súp là 25,1 mg NO3- N/100g, hàm lượng nitrit tìm thấy trong các loại rau pina là 72,0 mg NO3--N/100g. Nguyên nhân dẫn đến tăng lượng nitrat, nitrit trong rau quả Nitrat là một dạng đạm rất cần thiết cho nhiều loại cây trồng, tuy nhiên nó cũng là mối đe dọa cho sức khỏe con người thông qua việc sử dụng nông sản có chứa hàm lượng cao loại ion NO3- và sự ô nhiễm nguồn nước tự nhiên. Nitrat có nguồn gốc từ việc sử dụng phân bón cho cây trồng một cách bất hợp lý như là sử dụng quá liều các loại phân bón vô cơ, hữu cơ có chứa đạm, sử dụng ở các thời kì không cần thiết hoặc ở giai đoạn sắp thu hoạch.
Quá trình quản lý nước trên ruộng đồng không thích hợp tạo ra quá trình rửa trôi nitrat làm ô nhiễm nguồn nước. Một số phát hiện cho thấy NO3- còn lắng đọng từ trong không khí với lượng 35-40 kg NO3-/ha/năm. [6] Bản thân lượng nitrat dư thừa trong cây trồng là một hiện tượng bình thường cho dinh dưỡng của cây trồng. Tuy nhiên, để đảm bảo năng suất cao, người sản xuất thường dùng một lượng thừa phân bón hóa học, nhất là phân đạm.
Sự tích tụ nitrat trong nông phẩm phụ thuộc vào số lượng và phương pháp bón phân đạm, bên cạnh đó còn phụ thuộc vào đặc điểm sinh học của cây trồng, kỹ thuật canh tác và nhiều yếu tố môi trường khác. [7] Việc tích lũy nitrat trong cây trồng do nhiều yếu tố tác động. Người ta đã nhận thấy có gần 20 yếu tố ảnh hưởng đến việc tích lũy nitrat trong cây trồng, từ sự can thiệp của người sản xuất bằng chế độ dinh dưỡng cho đến tác động bằng các yếu tố môi trường. Khi trời râm và độ ẩm cao, lượng nitrat tích lũy trong cây cao gấp 3 lần bình thường.
Lượng nitrat cũng tăng khi trời nắng và nhiệt độ cao. Nhưng trong điều kiện trời nắng và nhiệt độ thấp thì lượng nitrat trong cây giảm đi rất nhiều. Khả năng tích lũy nitrat trong nông phẩm còn phụ thuộc vào từng chủng loại cây trồng và từng bộ phận khác nhau của nông phẩm. Các cây trồng trong điều kiện bình thường có dư lượng nitrat thấp hơn cây trồng trong nhà kính từ 2-12 lần, nhất là các cây ăn lá, mật độ cây trồng cũng là yếu tố làm tăng hoặc giảm lượng nitrat trong cây trồng.
Khi trồng dày, lượng nitrat tăng lên do điều kiện chiếu sáng yếu. Tưới nước đầy đủ cho cây cũng làm giảm hàm lượng này, từ 2-8 lần. Sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật không đúng phương pháp là yếu tố góp phần làm tăng lượng nitrat dư trong nông phẩm. Khi chế biến rau quả, nhất là ăn tươi, thông thường nên loại bỏ những phần có khả năng tích lũy nhiều nitrat.
Qúa trình nấu chín thức ăn cũng làm giảm lượng nitrat từ 20- 40%. [7] Biện pháp hữu hiệu nhất hiện nay để giảm lượng nitrat tồn đọng trong nông phẩm là sử dụng một chế độ bón phân hợp lý cho từng chủng cây trồng. 4 Một số kết quả thử nghiệm cho thấy có sự tương quan giữa việc bón phân đạm và lượng dư nitrat tích tụ trong nông phẩm. Khi cây trồng đạt mức phát triển tối ưu, nếu bón thêm phân đạm sẽ làm gia tăng năng suất cây trồng, nhưng cũng chính vì thế mà làm cho cây trồng tích lũy thêm một lượng nitrat không cần thiết.
Bón các loại phân Kali và Lân có tác dụng làm giảm lượng nitrat tích tụ. Do đó, bón phân đối với các loại phân N, P, K là rất quan trọng, cho phép hạn chế dư lượng nitrat trong cây. Ảnh hưởng của nitrat, nitrit lên sức khỏe con người Nitrat là dạng đạm cần thiết cho nhiều loại cây trồng, tuy nhiên nó cũng là mối đe dọa cho sức khỏe con người thông qua việc sử dụng nông sản có chứa hàm lượng cao loại ion nitrat này và sự ô nhiễm nguồn nước tự nhiên. Nitrat có nguồn gốc từ việc sử dụng phân bón cho cây trồng một cách bất hợp lí như sử dụng quá nhiều phân đạm, sử dụng ở các thời kì cây trồng không cần thiết hoặc ở giai đoạn sắp thu hoạch.[6] Hàm lượng cao nitrat trong cơ thể là nguyên nhân gây ra hai loại bệnh quan trọng trong đó là hội chứng trẻ xanh ‘ Methaemoglobinaemia’ (trẻ con ăn thức ăn có chứa nhiều nitrat sẽ bị thiếu máu, da xanh, còi cọc và không lớn được, và ung thư dạ dày ở người lớn vì nitrit sinh ra từ nitrat phản ứng với một loại amin thứ sinh xuất hiện khi phân hủy mỡ hoặc protein ở bên trong dạ dày và tạo ra chất N-nitroso là hợp chất gây ung thư.[6] Ngoài ra, nitrat trong nước uống liên quan đến sự gia tăng nguy cơ mắc ulympho Non-Hodgkin đặc biệt là ở các vùng nông nghiệp.
Do đó để hạn chế mối nguy hại do nitrat trong nông phẩm gây nên, người ta đã quy định mức tối đa dư lượng nitrat có trong từng loại rau quả được chỉ ra ở bảng 2 (xem trang sau) Nitrat vào cơ thể người cũng có thể do nguồn nước uống, hàm lượng nitrat trong nước uống cũng được tổ chức sức khỏe thế giới khuyến cáo nên nhỏ hơn 50 mg NO3- - N/1 lít nước. Nếu trẻ em thường xuyên sử dụng loại nước uống chứa 45 mg NO3- - N/1 lít nước thì sẽ dễ bị rối loạn quá trình trao đổi chất.[6] Biện pháp hữu hiệu nhất hiện nay để giảm lượng nitrat tồn đọng trong nông phẩm là sử dụng một chế độ phân bón hợp lí cho từng chủng loại cây trồng. 5 Với những tiến bộ mới trong công nghệ ứng dụng vi sinh làm thuốc trừ sâu sinh học đã loại bỏ được các hóa chất độc hại trong thuốc bảo vệ thực vật. Để cho sản phẩm nông nghiệp ngày càng sạch hơn.
Ngưỡng hàm lượng nitrat cho phép trong một số rau quả theo hội tiêu chuẩn CAC của tổ chức lương thực thế giới (mg NO3-/kg rau quả tươi) [7] Hàm lượng Hàm lượng nitrat Loại nitrat Loại STT STT (mg NO3-/kg rau - rau quả (mg NO3 /kg rau rau quả quả tươi) quả tươi) 1 Bắp cải 500 10 Dưa hấu 60 2 Su hào 500 11 Dưa bở 90 3 Súp lơ 500 12 Bầu bí 400 4 Đậu ăn trái 200 13 Hành lá 400 5 Cà rốt 250 14 Cải thìa 500 6 Cà chua 150 15 Ớt ngọt 200 7 Cà tím 400 16 Hành tây 80 8 Củ cải 1400 17 Bắp bao tử 300 9 Dưa leo 250 18 Sà lách 1500 1. Tính chất của nitrat, nitrit 1. Tính chất của nitrat 1. Tính chất vật lí [5] Nitrat là muối của axit nitrit.
Người ta đã biết được nitrat của tất cả các muối kim loại. Ion nitrat không màu nên các muối nitrat của những cation không màu đều không màu. Hầu hết muối nitrat đều dễ tan trong nước. Một vài muối hút ẩm trong không khí như NaNO3 và NH4NO3.
Muối nitrat của những kim loại hóa trị hai và ba thường ở dạng hidrat 1. Tính chất hóa học [5] 6 Muối nitrat khan của kim loại kiềm khá bền với nhiệt (chúng có thể thăng hoa trong chân không ở 380 – 500 0C), còn các nitrat của các kim loại khác kém bền với nhiệt dễ phân hủy khi nung nóng. Độ bền nhiệt của muối nitrat phụ thuộc vào bản chất của cation kim loại. Nitrat của những kim loại hoạt động đứng trước Magie ở trong dãy điện hóa, khi phân hủy thành nitrit và oxi.
Ví dụ: 2 NaNO3 = 2 NaNO2 + O2 Nitrat của những kim loại từ magie đến đồng, khi đun nóng bị phân hủy thành oxit, nitơ đioxit và oxi. Ví dụ : 2 Pb(NO3)2 = 2 PbO + 4 NO2 + O2 Nitrat của những kim loại kém hoạt động hơn đồng, khi đun nóng bị phân hủy đến kim loại. Ví dụ: Hg(NO3)2 = Hg + 2 NO2 + O2 Cách phân hủy khác nhau đó của muối nitrat kim loại do độ bền khác nhau của muối nitrat và oxit của các kim loại quyết định. Chẳng hạn NaNO 2 và PbO bền trong khi Pb(NO3)2 , Hg(NO2) và HgO không bền.
Do dễ mất oxi, các muối nitrat khan khi đun nóng là chất oxi hóa mạnh. Ion NO3- trong môi trường axit có khả năng oxi hóa như axit nitrit, trong môi trường trung tính hầu như không có khả năng oxi hóa, nhưng trong môi trường kiềm có thể bị Al, Zn khử đến NH3 Ví dụ : NaNO3 + 4 Zn + 7 NaOH + 6 H2O = 4 Na2[Zn(OH)4] + NH3 Muối nitrat kim loại có thể điều chế bằng tác dụng của axit nitrit với kim loại, oxit, hidroxit hay cacbonat kim loại. Tính chất của nitrit 1. Tính chất vật lí [5] Nitrit là muối của axit nitro.
Hầu hết muối nitrit dễ tan trong nước, muối ít tan là AgNO2. Cũng như ion NO2-, đa số muối nitrit không có màu.