Методическая разработка Тема: «Загрязнение пищевых продуктов нитратами и их определение в различных овощных культурах».

В настоящее время экология (с ее практическим применением – охраной окружающей среды) стала интегральной наукой, связанной почти со всеми естественными и техническими дисциплинами, и преподается в том или ином объеме во всех учебных заведениях России. Однако практическим занятиям отведено небольшое количество часов. Между тем овладение практическими навыками по экологии и охране окружающей среды углубляет познание предмета.

Данная методическая разработка актуальна тем, что студенты имеют возможность на практическом занятии во время прохождения  наглядно оценить и проанализировать нитратное загрязнение плодоовощеводческой продукции.

            Учебные практики для студентов являются важнейшей составной частью основной образовательной программы высшегопрофессионального образования.

            Главные цели любой практики:

             • проверка и закрепление теоретических знаний, полученных на лекциях и семинарских занятиях в течение учебного года;

              • знакомство с реальной обстановкой будущей практической деятельности специалиста;

             • изучение основных методов исследований;

             • анализ и осмысление конкретных данных;

             • умение формулировать выводы и составлять прогнозы и

       рекомендации в существующих условиях.

            Важнейшими факторами успешного проведения практик следует считать максимальную информативную насыщенность программ, сочетание теоретических методов с самостоятельной научной работой студентов.

В рамках учебной практики важное значение имеют практические занятия. Они имеют важнейшее значение для усвоения программного материала. Выполняемые на них задания можно подразделить на несколько групп. Одни из них служат иллюстрацией теоретического материала и носят воспроизводящий характер. Они выявляют качество понимания студентами теории. Другие представляют собой образцы задач и примеров, разобранных в аудитории. Для самостоятельного выполнения требуется, чтобы студент овладел показанными методами решения.

Структура проведения  в  основном   сводится  к  следующему:

- сообщение темы и цели работы;
- актуализация теоретических знаний, которые Необходимы для рациональной работы с оборудованием, осуществления эксперимента или другой практической деятельности;
- разработка алгоритма проведения эксперимента или другой практической деятельности;
- инструктаж по технике безопасности (по необходимости);
- ознакомление со способами фиксации полученных результатов;
- непосредственное проведение экспериментов или практических работ;
- обобщение и систематизация полученных результатов (в виде таблиц, графиков и т. д.);
- подведение итогов занятия.

Методическая разработка

Тема:  «Загрязнение пищевых продуктов нитратами и их определение в различных овощных культурах».

Объектом нашего исследования является сельскохозяйственная продукция.
Предмет исследования – наличие нитратов в овощной продукции.

Образовательная цель: научить студентов определять сумму нитратов и нитритов в продуктах питания при помощи экспресс-методов.

Воспитательная цель: привить студентам сознание необходимости поддержания суммы нитратов и нитритов в продуктах питания и кормах в пределах допустимой нормы.

Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:

- Проанализировать научно–методическую литературу по вопросам происхождения и накопления нитратов в растениях.
– Выяснить влияние нитратов на окружающую среду и организм человека.
– Разработать рекомендации по возможному уменьшению содержания нитратов в овощах.

Тип занятия – практическое занятие.

Оснащение занятия: плодоовощная продукция, фарфоровые ступки с пестиками, предметные стекла, марлевые салфетки, пипетки химические на 5 мл, мелкие емкости – пузырьки из-под пенициллина, 0,5%-ный раствор дифениламина в серной кислоте, 5%-ный сульфофеноловый раствор, раствор NaNO₃, дистиллированная вода, стеклянные палочки, нож, терка, весы, водная баня, пробирки, белая бумага, индикаторы «ИНДАМ», индикаторная бумага «ИНДАМ».

Ход занятия

1.     Организационный момент: приветствие, перекличка, сообщение студентам плана занятия. (3-5 мин.)

2.     Актуализация знаний: (3-5 мин).

-       Назовите основные источники поступления нитратов в организм человека? (загрязненная нитратами продукция, питьевая вода, лекарственные препараты, загрязненный окислами азота воздух);

-       Как нитраты влияют на качество продукции? (при высоком содержание нитратов в продукции снижается лежкость плодоовощных культур и клубней картофеля. От них нельзя получить кондиционный семенной материал);

-       Какое влияние на здоровье человека оказывает избыточное содержание нитратов в продуктах питания?

3.     Изучение нового материала

В результате употребления продуктов, содержащих повышенное количество нитратов, человек может заболеть метгемоглобинией. При этом заболевании ион NO₃ взаимодействует с гемоглобином крови, окисляя железо, входящее в гемоглобин, до трехвалентного, а образовавшийся в результате этого метгемоглобин не способен переносить кислород и человек испытывает кислородную недостаточность: задыхается при физических нагрузках. В полости рта и желудочно-кишечном тракте избыточное количество нитратов восстанавливается микрофлорой и тканевыми ферментами до высокотоксичных нитратов (соли азотной кислоты), а далее возможно превращение их в нитрозамины – сильные канцерогенные яды, вызывающие опухоли.

Допустимые нормы нитратов (по данным ВОЗ) составляют 5 мг (по нитрат-иону) в сутки на 1 кг массы взрослого человека, т.е. при массе 50-60 кг – это 220-300 мг, а при 60-70 кг – 300-350 мг.

Существует ряд методов определения содержания нитратов в продукции (в т.ч. экспресс-методы).

4.     Выполнение практических работ

                            Экспресс-метод 1.

Ход работы. Из продукта, взятого не определение нитратов, выжать в фарфоровую чашечку 1-2 капли сока и стеклянной палочкой закапать в него 1 каплю 0,5%-ного дифениламина в серной кислоте. Через 3 минуты по степени окрашивания определить наличие нитратного загрязнения продукции (табл. 1).

Модификацией данного метода является приготовление серии калибровочных растворов.

В один из пузырьков наливают 10 мл исходного раствора NaNO₃, соответствующего по концентрации максимальному содержанию нитратов в овощах – 3000 мг на кг. Затем готовят серию калибровочных растворов путем разбавления пополам предыдущего (например, к 3 мл исходного раствора прибавляется 3 мл дистиллированной воды, взбалтывается и т.д.). Получают серию растворов с разным содержанием нитратов: 3000, 1500, 750, 375, 188, 94, 47, 23 мг/кг.

Овощи и плоды мелко режут ножом и быстро растирают в ступке, сок отжимают через 2-3 слоя марли. 2 капли сока капают на чистое предметное стекло, положенное на белую бумагу, добавляют 2 капли дифениламина. Описывают все наблюдаемые реакции согласно схеме.

Таблица 1

Нитратное загрязнение продукции

Окрашивание сока	Нитратное загрязнение
Нет Слабо-синее Очень синее	Нет Слабое Сильное

Экспресс-метод 2.

Ход работы. В пробирку надавить 1 мл сока исследуемой продукции, прибавить 1 мл 5%-ного сульфофенолового раствора* так, чтобы капли попадали на поверхность сока. Параллельно поставить пробу с дистиллированной водой (контроль). Смесь в пробирках взболтать, оставить в покое на 20 мин и по степени окрашивания определить содержание нитратов (табл. 12).

*Приготовление сульфофенолового раствора

3 г фенола растворить в 20 мл конц. H₂SO₄, варить 6 ч в термостойкой колбе на водяной бане в вытяжном шкафу. Колба закрывается корковой пробкой со стеклянной трубочкой.

Целесообразно определить содержание нитратов в разных частях овощей (под кожурой, серединная часть, жилки, кочерыжка, лист и т.д.).

Таблица 2

Содержание нитратов в плодах и овощах

Окрашивание	Содержание нитратов, мг/л (кг)
Улавливается по сравнению с контролем Едва желтоватое Слабо-желтоватое Слабо-желтое Светло-желтое Желтое Сильно желтое	0,5 1,0 5,0 10,0 25,0 50,0 100,0

Экспресс-метод 3.

Ход работы. Из анализируемого продукта выдавите небольшую каплю сока и нанесите ее на любой диск индикатора «ИНДАМ». При наличии нитратов или нитритов диск окрасится.

Через 1 минуту по индикаторной бумаге в графе с названием анализируемого продукта найдите строчку, которая соответствует окраске диска. Цифры показывают содержание нитратов в 1 кг продукта в миллиграммах.

5.     обобщение и систематизация полученных результатов

6.     подведение итогов занятия