Nitrate and Nitrite Contents in Vegetables and Vegetable-based Foods, Transformation Dynamics and Dietary Intake
Laen...
Failid
Kuupäev
2010
Kättesaadavus
Autorid
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Eesti Maaülikool
Abstrakt
Present research is the first complex study in Estonia about nitrate and nitrite contents, which comprises the complete vegetable production chain from raw material to final product. In accordance with data from literature, the vegetables and vegetable-based foods are the main source of nitrates for man. High doses of nitrates and nitrites are the risks for human health, especially for infants and for small children.
Final aim for present work was to expose the possible exceeding of ADI values for nitrate and nitrite, especially in the case of small children who belong to the main risk group. In the present investigation, the mean values and contents of nitrates and nitrites in vegetable products were determined. For the first time in Estonia the daily intake of nitrates from vegetables or vegetable-based foods by children and the whole population was estimated.
The results of the analyses of nitrate and nitrite contents demonstrated that permitted nitrate limit concentrations were exceeded only a few cases. The nitrate content is dependent on the harvesting period and on the growing conditions. Vegetables grown under cover showed higher levels of nitrate than those grown in the open field conditions.
The results of this study showed that nitrate content varied highly between the species of vegetables used for the raw juice production. Lower initial contents of nitrate were detected in industrial carrot juice and in home-made carrot and cabbage raw juices. Initial microbial counts and pH-values were similar for all raw juices. The nitrate contents decreased and nitrite contents increased after 24 h and 48 h of storage. The changes in nitrate and nitrite contents were lower in industrial raw vegetable juices compared to home-made raw juices but tendencies were generally similar. All microbial counts, such as total viable counts, coliform counts, mold and yeast counts, increased. The highest increase of total viable counts was reported in home-made raw juices after 48 h of storage at ambient temperatures. The microbial growth had correlation with the decrease of pH-values. The raw juices should be consumed soon after preparation and stored only shortly at refrigerated temperatures.
The decreases of nitrate contents in industrial vegetable-based infant foods were registered along the entire technological production line. At first stage the nitrate contents were analysed from vegetables before and after peeling and washing. The decrease of nitrates from 17 to 52% was reported, depending on vegetable species. The analyses of nitrate contents from different technological stages of industrial infant food production showed that from the stage of vegetable mixture, all the other technological stages until to the final product decreased the concentration of nitrate. The total average decrease of the nitrate content was 45%. Nitrates are easily soluble in water and after adding the drinking water with low nitrate content, the overall nitrate content of food mixture is decreasing. According to the results of this study the final nitrate concentration in infant foods depended mainly on the initial nitrate content of the raw-vegetable mixture and on the amounts of the food ingredients.
The imported infant food cans, purchased from retail markets, contained nitrate in lower concentrations compared to commercial infant foods produced in Estonia. It was related with the fact that in Estonian infant foods the vegetable-based ingredients percentage was higher than in imported products. In this study, the levels of nitrates in the final products ranged from 72 to 145 mg kg-1, which remains below the EU maximum permitted level, 200 mg kg-1.
The infant foods storage experiments were performed after 24 h and 48 h of storage of opened infant food cans at different storage temperatures. In opened infant foods the nitrate content decreased, being the highest for the foods containing several vegetable species. Our results of analyses proved that the self-life of opened infant foods at refrigerated temperatures is at least two days. Higher nitrate concentration decrease was registered in opened infant foods stored at ambient temperatures. The nitrite contents in all infant food samples stayed below detection limit, <5 mg kg-1.
Nitrate intake by 1 to 3-year-old children was found to be 26 mg per day (52% of ADI). The average daily intake of nitrates by children in the age group of 4–6 years was 30 mg (41% of ADI). The infants’ average daily intake of nitrates from consumption of vegetable-based foods was 7.8 mg (22% of ADI). During the storage of raw juices at ambient temperatures, fast decrease of nitrate levels and increase of nitrite levels was reported. Consumption of these juices means that the doses of nitrites may exceed ADI values several times.
Köögiviljades sisalduvaid nitraate loetakse “looduslikult esinevateks”, kuid nende sisaldus köögiviljades sõltub mitmetest faktoritest, nagu taimede liigist, väetiste kasutamisest, taimede kasvamise kohast, koristusajast ja säilitamisest. Kõige kõrgemaid nitraatide koguseid on leitud lehtköögiviljadest ning seetõttu on lehtköögiviljadele Euroopa Liidu määrusega (EC) nr. 1881/2006 kehtestatud maksimaalselt lubatud nitraatide sisalduse piirnormid. Viimastel aastatel on populaarseks muutunud köögiviljade toormahlad, mida toodetakse lisaks kodus valmistamisele ka väiketööstusettevõtetes. Mahladest on võimalik saada väga kõrgeid nitraatide ja nitritite doose, millised sageli ületavad kordades maksimaalselt päevas tarbida lubatavaid koguseid (ADI väärtust). Seni puudusid Eestis andmed selle kohta, kui palju Eesti väikelapsed ja täiskasvanud saavad nitraate ja nitriteid köögiviljadest ja köögiviljapõhistest toitudest. Toiduga saadavad nitraatide ja nitritite kogused sõltuvad väga paljudest teguritest, nagu tooraine ja valmistoidu nitraatide ja nitritite sisaldustest, menüüst, tarbitud toidu kogustest ja toidu säilitamise tingimustest, geograafilisest piirkonnast jmt. tegurist. Selleks, et teada saada nitraatide ja nitritite ADI arve, milliste alusel WHO hindab vastava toidugrupi ohutust või ohtu tarbija tervisele, oli vaja teostada mahukad uuringud alates kasutatavast toorainest kuni valmistoiduni, ja uurida ka toidu säilitamise tingimusi, kuna nõuetele mittevastavad hoiutingimused suurendavad oluliselt nitritite sisaldust tootes. Lehtköögiviljad sisaldasid keskmiselt nitraate alates 565 mg kg-1 selleris, kuni kõrgeima sisalduseni tillis 2936 mg kg-1. Juurköögiviljade nitraadisisaldus jäi järgmisse vahemikku: 148 mg kg-1 porgandis kuni 1446 mg kg-1 punapeedis. Madalaim nitraadisisaldus oli viliköögiviljades: tomatis 41 mg kg-1 ja kõrvitsas kuni 174 mg kg-1. Nitritite sisaldus jäi kõigis uuritud köögiviljades alla 5 mg kg-1, mis oli kvantifitseerimise alampiir. Köögiviljade toormahlade analüüsi tulemustest selgus, et nitraatide sisaldus oli sõltuvalt toorköögivilja mahla liigist väga erinev. Madalam nitraatide algne sisaldus oli tööstuslikest mahladest porgandimahlas ning kodustes tingimustes valmistatud mahladest porgandi- ja kapsamahlas. Algsed mikrobioloogilised ja pH näitajad olid kõikidel mahladel sarnased. Seega, tööstuslikult ja kodustes tingimustes valmistatud mahlades algselt suuri erinevusi ei esinenud. Pärast mahlade säilitamist 24 ja 48 tundi, hakkas nitraatide sisaldus langema ning nitritite sisaldus tõusma. Tööstuslikult valmistatud mahlades toimusid nitraatide ja nitritite muutused väiksemas ulatuses ja aeglasemalt. Sõltuvalt säilitustemperatuurist toimusid kodustes tingimustes valmistatud mahlades kiiremad nitraatide ja nitritite sisalduste muutused. Mikrobioloogilistest näitajatest suurenesid kõik uuritud mikroobide grupid: mikroobide üldarv, coli-laadsete bakterite ning hallitus- ja pärmseente arv. Võrreldes tööstuslikult ja kodustes tingimustes valmistatud toormahlu, toimus mikroobide üldarvu kiirem ja suurem kasv 48 tunni jooksul toatemperatuuril säilitatud kodustes tingimustes valmistatud mahlades. Tööstuslike imikutoitude tootmise käigus toimuva nitraatide kao kindlaks tegemiseks uuriti kogu tehnoloogilist töötlemisliini. Esimesena selgitati eeltöötluse (koorimise, pesemise) mõju nitraatide sisaldusele köögiviljades. Selgus, et eeltöötlemise käigus väheneb nitraatide hulk tooraines 17-52%, sõltuvalt köögiviljaliigist. Köögiviljapõhiste imikutoitude tehnoloogilistest etappidest võetud proovide analüüsidest selgus, et alates köögiviljade retseptuuri järgsest segust kuni valmistooteni toimus töötlemise käigus keskmine nitraatide sisalduse langus 45%. Vastavalt antud uurimusele sõltuvad lõpptootes sisalduvad nitraatide kogused peamiselt toormaterjali algsest nitraatide sisaldusest ning sellest, kui palju lisatakse madala nitraadisisaldusega komponente. Jaekaubandusest ostetud imikutoitude nitraatide ja nitritite sisalduste analüüsidest selgus, et imporditud imikutoitudes oli nitraatide sisaldus mõnevõrra madalam kui kohalikus imikutoidus. See tulenes asjaolust, et kohalikud imikutoidud sisaldasid protsentuaalselt rohkem köögivilju kui vastavad imporditud toidud. Kõikides analüüsitud köögiviljapõhistes imikutoitudes jäi nitraatide sisaldus alla Euroopa Liidu määruses nr 1881/2006 kehtestatud maksimaalselt lubatud piirnormi, 200 mg kg-1. Täiendavalt selgitati nitraatide ja nitrititega toimuvaid muutusi avatud köögiviljapõhiste imikukonservide säilitamisel kahel erineval temperatuuril 24 tunni ja 48 tunni jooksul. Avatud imikutoitudes hakkas nitraatide sisaldus tõusma. Kõige suuremat tõusu nitraatide sisalduses täheldati mitmetest köögiviljadest koosnevate segude korral. Selgus, et imikutoitude säilitamisel toatemperatuuril tõusis nitraatide sisaldus kõrgemale tasemele kui nende hoidmisel külmkapis. Nitraate ja nitriteid saab inimene toidust, joogiveest ja ümbritsevast keskkonnast. Põhikoguse, 60-90% nitraate saab inimene siiski köögiviljadest ja köögivilja baasil valmistatud toitudest. Eesti elanik tarbib päevas keskmiselt 200 g kartulit , 36 g kapsast, 31 g kurki ja 21 g tomatit ning väga vähe lehtköögivilju (5,9 g). Kokku tarbib Eesti keskmine elanik 382 g köögivilju päevas ja saab nendest 62,3 mg nitraate ehk 1,02 mg nitraate 1 kg kehamassi kohta (kk). 1- kuni 3-aastaste vanuserühmas tarbitakse lapse kohta 198 g köögivilju päevas ja saadakse seeläbi 26 mg nitraate päevas, mis moodustab 52% ADI-st. 4- kuni 6-aastaste vanuserühma lapsed tarbivad köögivilju 226 g päevas ja saavad nitraate 30 mg päevas, mis moodustab 40% ADI-st. Köögivilja toormahladest saadavad keskmised nitraatide ja nitritite kogused sõltuvad oluliselt toormahla liigist, tarbimiskogusest ja mahla säilitamise tingimustest. Kodustes tingimustes värskelt valmistatud toormahladest saab täiskasvanud tarbija päevas nitraate vahemikus 23 mg kapsamahlast kuni 462 mg redisemahlast, mis on vastavalt 9,7% ADI-st kuni 193% ADI-st. Toormahladest soovitatakse lastele anda ainult värsket porgandimahla. Kui lastele vanuses 10 kuni 12 kuud antakse 30 ml värsket porgandimahla päevas, siis sellest saab laps nitraate 12,9 ADI-st ja nitriteid 0,5% ADI-st. Kui seda mahla on säilitatud külmkapis 24 tundi, siis saadakse nitraate 12% ADI-st ja nitriteid märksa enam – 19,7% ADI-st ning sama kaua toatemperatuuril säilitatud mahlast saadakse nitraate 5% ja nitriteid 540% ADI-st.
Köögiviljades sisalduvaid nitraate loetakse “looduslikult esinevateks”, kuid nende sisaldus köögiviljades sõltub mitmetest faktoritest, nagu taimede liigist, väetiste kasutamisest, taimede kasvamise kohast, koristusajast ja säilitamisest. Kõige kõrgemaid nitraatide koguseid on leitud lehtköögiviljadest ning seetõttu on lehtköögiviljadele Euroopa Liidu määrusega (EC) nr. 1881/2006 kehtestatud maksimaalselt lubatud nitraatide sisalduse piirnormid. Viimastel aastatel on populaarseks muutunud köögiviljade toormahlad, mida toodetakse lisaks kodus valmistamisele ka väiketööstusettevõtetes. Mahladest on võimalik saada väga kõrgeid nitraatide ja nitritite doose, millised sageli ületavad kordades maksimaalselt päevas tarbida lubatavaid koguseid (ADI väärtust). Seni puudusid Eestis andmed selle kohta, kui palju Eesti väikelapsed ja täiskasvanud saavad nitraate ja nitriteid köögiviljadest ja köögiviljapõhistest toitudest. Toiduga saadavad nitraatide ja nitritite kogused sõltuvad väga paljudest teguritest, nagu tooraine ja valmistoidu nitraatide ja nitritite sisaldustest, menüüst, tarbitud toidu kogustest ja toidu säilitamise tingimustest, geograafilisest piirkonnast jmt. tegurist. Selleks, et teada saada nitraatide ja nitritite ADI arve, milliste alusel WHO hindab vastava toidugrupi ohutust või ohtu tarbija tervisele, oli vaja teostada mahukad uuringud alates kasutatavast toorainest kuni valmistoiduni, ja uurida ka toidu säilitamise tingimusi, kuna nõuetele mittevastavad hoiutingimused suurendavad oluliselt nitritite sisaldust tootes. Lehtköögiviljad sisaldasid keskmiselt nitraate alates 565 mg kg-1 selleris, kuni kõrgeima sisalduseni tillis 2936 mg kg-1. Juurköögiviljade nitraadisisaldus jäi järgmisse vahemikku: 148 mg kg-1 porgandis kuni 1446 mg kg-1 punapeedis. Madalaim nitraadisisaldus oli viliköögiviljades: tomatis 41 mg kg-1 ja kõrvitsas kuni 174 mg kg-1. Nitritite sisaldus jäi kõigis uuritud köögiviljades alla 5 mg kg-1, mis oli kvantifitseerimise alampiir. Köögiviljade toormahlade analüüsi tulemustest selgus, et nitraatide sisaldus oli sõltuvalt toorköögivilja mahla liigist väga erinev. Madalam nitraatide algne sisaldus oli tööstuslikest mahladest porgandimahlas ning kodustes tingimustes valmistatud mahladest porgandi- ja kapsamahlas. Algsed mikrobioloogilised ja pH näitajad olid kõikidel mahladel sarnased. Seega, tööstuslikult ja kodustes tingimustes valmistatud mahlades algselt suuri erinevusi ei esinenud. Pärast mahlade säilitamist 24 ja 48 tundi, hakkas nitraatide sisaldus langema ning nitritite sisaldus tõusma. Tööstuslikult valmistatud mahlades toimusid nitraatide ja nitritite muutused väiksemas ulatuses ja aeglasemalt. Sõltuvalt säilitustemperatuurist toimusid kodustes tingimustes valmistatud mahlades kiiremad nitraatide ja nitritite sisalduste muutused. Mikrobioloogilistest näitajatest suurenesid kõik uuritud mikroobide grupid: mikroobide üldarv, coli-laadsete bakterite ning hallitus- ja pärmseente arv. Võrreldes tööstuslikult ja kodustes tingimustes valmistatud toormahlu, toimus mikroobide üldarvu kiirem ja suurem kasv 48 tunni jooksul toatemperatuuril säilitatud kodustes tingimustes valmistatud mahlades. Tööstuslike imikutoitude tootmise käigus toimuva nitraatide kao kindlaks tegemiseks uuriti kogu tehnoloogilist töötlemisliini. Esimesena selgitati eeltöötluse (koorimise, pesemise) mõju nitraatide sisaldusele köögiviljades. Selgus, et eeltöötlemise käigus väheneb nitraatide hulk tooraines 17-52%, sõltuvalt köögiviljaliigist. Köögiviljapõhiste imikutoitude tehnoloogilistest etappidest võetud proovide analüüsidest selgus, et alates köögiviljade retseptuuri järgsest segust kuni valmistooteni toimus töötlemise käigus keskmine nitraatide sisalduse langus 45%. Vastavalt antud uurimusele sõltuvad lõpptootes sisalduvad nitraatide kogused peamiselt toormaterjali algsest nitraatide sisaldusest ning sellest, kui palju lisatakse madala nitraadisisaldusega komponente. Jaekaubandusest ostetud imikutoitude nitraatide ja nitritite sisalduste analüüsidest selgus, et imporditud imikutoitudes oli nitraatide sisaldus mõnevõrra madalam kui kohalikus imikutoidus. See tulenes asjaolust, et kohalikud imikutoidud sisaldasid protsentuaalselt rohkem köögivilju kui vastavad imporditud toidud. Kõikides analüüsitud köögiviljapõhistes imikutoitudes jäi nitraatide sisaldus alla Euroopa Liidu määruses nr 1881/2006 kehtestatud maksimaalselt lubatud piirnormi, 200 mg kg-1. Täiendavalt selgitati nitraatide ja nitrititega toimuvaid muutusi avatud köögiviljapõhiste imikukonservide säilitamisel kahel erineval temperatuuril 24 tunni ja 48 tunni jooksul. Avatud imikutoitudes hakkas nitraatide sisaldus tõusma. Kõige suuremat tõusu nitraatide sisalduses täheldati mitmetest köögiviljadest koosnevate segude korral. Selgus, et imikutoitude säilitamisel toatemperatuuril tõusis nitraatide sisaldus kõrgemale tasemele kui nende hoidmisel külmkapis. Nitraate ja nitriteid saab inimene toidust, joogiveest ja ümbritsevast keskkonnast. Põhikoguse, 60-90% nitraate saab inimene siiski köögiviljadest ja köögivilja baasil valmistatud toitudest. Eesti elanik tarbib päevas keskmiselt 200 g kartulit , 36 g kapsast, 31 g kurki ja 21 g tomatit ning väga vähe lehtköögivilju (5,9 g). Kokku tarbib Eesti keskmine elanik 382 g köögivilju päevas ja saab nendest 62,3 mg nitraate ehk 1,02 mg nitraate 1 kg kehamassi kohta (kk). 1- kuni 3-aastaste vanuserühmas tarbitakse lapse kohta 198 g köögivilju päevas ja saadakse seeläbi 26 mg nitraate päevas, mis moodustab 52% ADI-st. 4- kuni 6-aastaste vanuserühma lapsed tarbivad köögivilju 226 g päevas ja saavad nitraate 30 mg päevas, mis moodustab 40% ADI-st. Köögivilja toormahladest saadavad keskmised nitraatide ja nitritite kogused sõltuvad oluliselt toormahla liigist, tarbimiskogusest ja mahla säilitamise tingimustest. Kodustes tingimustes värskelt valmistatud toormahladest saab täiskasvanud tarbija päevas nitraate vahemikus 23 mg kapsamahlast kuni 462 mg redisemahlast, mis on vastavalt 9,7% ADI-st kuni 193% ADI-st. Toormahladest soovitatakse lastele anda ainult värsket porgandimahla. Kui lastele vanuses 10 kuni 12 kuud antakse 30 ml värsket porgandimahla päevas, siis sellest saab laps nitraate 12,9 ADI-st ja nitriteid 0,5% ADI-st. Kui seda mahla on säilitatud külmkapis 24 tundi, siis saadakse nitraate 12% ADI-st ja nitriteid märksa enam – 19,7% ADI-st ning sama kaua toatemperatuuril säilitatud mahlast saadakse nitraate 5% ja nitriteid 540% ADI-st.
Kirjeldus
Märksõnad
köögiviljad, köögiviljatoidud, toidu saastumine, nitraadid, nitriidid, transformatsioon, toidukontroll, riskianalüüs, dissertatsioonid