Нитраты в продуктах: магазины Швейцарии vs магазины России vs дача

Безопасность продуктов питания, равно как и продуктовая безопасность – два краеугольных камня спокойной и стабильной жизни любой страны. Если по второму пункту полнота информации скрыта от посторонних глаз и доступна только людям с допусками, то первый пункт – вполне измеримая величина. Например, можно измерять тяжёлые металлы в продуктах питания и воде, можно токсины, а можно просто нитраты (aka NO3-).

Многие полагают – прямо скажем, небезосновательно – что в Швейцарии продукты питания лучшие из лучших в мире. Хотя в 2016 году я опубликовал перевод статьи, в которой вполне открыто обсуждались проблемы этой европейской страны с продовольствием. В 2018 году приобрёл «нитратометр», поддавшись на рекламу, от одной небезызвестной компании и принялся измерять всё подряд. В результате, в 2019 – в международный год таблицы Менделеева – родилась идея написать данную статью, где сравнить швейцарские продукты из разных магазинов с российскими «аналогами», а также добавить к ним продукты дачные и проверить, насколько они экологичны.

В этой статье мы рассмотрим тему измерения и присутствия нитратов в продуктах с точки зрения химика и даже электрохимика (измерение всё-таки электрохимическое).

Предыстория
Сразу стоит оговориться, что много копий было сломано о тему измерения нитратов в продуктах. Небезосновательно считается, что это практически невозможно вне лабораторных условий и все нитратометры – чистой воды профанация.

Например, в данной статье аж от 2010 года авторы сравнивают аппараты от СОЭКС и Vitatest и приходят к неутешительному выводу о том, что нитратометры могу искажать реальные показатели в разы в определённых условиях. Отдельно о причинах этого поговорим ниже.

К схожим выводам приходят и в блоге компании Аквафор, где были рассмотрены все за и против TDS-метров.

Хабра-читатели тоже не особо жалуют рекламные публикации нитратометров. Оба найденных обзора находят глубоко в красно-шпальной зоне (раз и два). В последней статье даже пробовали измерить содержание нитратов в детском пюре. Хотя последнее зачастую стабилизируется антиоксидантами и, в принципе, может считаться за обработанную пищу (aka processed food). А её нитратометром измерять как раз нельзя.

Туда же можно отнести и обзор нитратометра Greentest, и каких-то уж совсем странных устройств.

Были ещё обзоры приблуды для iPhone я-ля портативный и стильный измеритель нитратов, радиации, температуры и влажности и всего остального прочего в одном четырёх брелках.

Что ж, попробуем разобраться во всём по порядку.

Введение: о вреде и пользе нитратов
Всё есть яд, вопрос лишь только в дозе. (с) Парацельс
Что знает обыватель – человек далёкий от химии и физики – о нитратах (NO3-)? Возможно, что это удобрение, а по совместительству соль азотной кислоты. Поднатужившись, вспомнит, быть может, благополучно забытый курс школьной химии, когда «азотка», особенно дымящая (больше 63-64%), сжигала всё на своём пути, растворяла золото в смеси под названием «царская водка» и денатурировала белки (жёлтые химические ожоги кожи – ммм, обожаю!). Возможно, поклонники ЗОЖа добавят, что нитраты – канцерогены и яды современного агропрома, и поставят их в один ряд с пестицидами. И, собственно, всё…


Такие картинки на сайте производителя устройства могут напугать кого угодно. Источник

На самом деле, сами нитраты вполне себе безобидные соли, хорошо растворимые в воде. В отличие от азотной кислоты, нитраты – не такие уж и сильные окислители. В зависимости от условий (температура, pH aka кислотность среды, направление реакции и так далее) нитраты имеют стандартный редокс потенциал от +500 до 900 мВ, тогда как действительно сильные окислители, как, например, оксид церия (IV) – стандартный потенциал до Ce3+ +1610 мВ – способны даже окислить воду и разложить её на кислород и H+ (стандартный потенциал +1210 мВ).

Получается, что нитраты безвредны?!

С точки зрения электрохимии водных растворов – да. Однако, стоит вспомнить, что внутри живых организмов нет как таковых водных растворов, а все реакции идут на поверхности мембран или внутри специальных белковых комплексов, которые называются энзимами. Поэтому приближенный к реальности ответ: всё зависит от того, какой организм и какую концентрации нитратов мы рассматриваем.

Более того, вся углеродная жизнь на этой планете является существенно энергоизбыточной. По сути дела, все мы, все растения и животные, даже простейшие микроорганизмы – резервуары энергии, которые существуют лишь из-за кинетических ограничений. Согласно же термодинамике, мы все должны были бы давно сгореть без следа в атмосфере, содержащей 20 объёмного % кислорода. Соответственно, присутствие даже такого слабого окислителя, как нитрат, или его производных, может приводить к нежелательным окислительно-восстановительным реакциям (ОВР). Обычно, у организма есть защитный механизм – антиоксиданты, которые помогают нам не «сгореть» в окислительной среде этой планеты.

И тут мы приходим к парадоксальному выводу: вроде бы нитраты в пищу и вредно употреблять (нежелательные ОВР, об этом чуть ниже), но если антиоксидантов больше, то, вроде бы, и ничего страшного. Собственно, именно поэтому колбасные нитраты и нитриты (стабилизаторы и консерванты) намного вреднее растительных из свежих овощей и фруктов, так как в последних доза антиоксидантов существенна.

Откуда же в растениях нитраты?
Растения и бактерии, которые обитают в почве часто в симбиозе с теми же самыми растениями, участвуют в гигантском цикле круговорота азота в природе. Не будем на нём останавливаться, подробнее можно ознакомиться на Elementy.ru и на Wiki.


Крайне схематичное представление круговорота азота в природе. Источник

В земной атмосфере 78 объёмных % составляет азот, однако атмосферный азот плохо усваивается и бактериями, и растениями. Молекула N2 слишком инертна. «Переварить» её могут только специальные бактерии, которые и живут в земле. Несложно догадаться, что делают они это крайне медленно. Настолько медленно, что истощённая земля восстанавливается несколько лет. Наши древние предки могли много интересного рассказать о постоянной вырубке лесов под новые угодья, из-за перманентного истощения почвы и связанного с этим неурожая.

Однако, есть другие источники био-азота – селитры или те самые нитраты, которые имеют отличную растворимость в воде – читай, доступность для клеток и организмов. Их только надо восстановить из степени окисления 5+ (NO3-) или 2+ (NO2-) в случае нитритов до 2- или 3- (амины). Конечно, нитрит несколько лучше нитрата для растений, однако, если мы примем во внимание, что нитрит – форма нестабильная и со временем она диспропорционирует aka распадается на NO3- и N2/NO, то селитры – дар небес для сельского хозяйства и ваших домашних цветов.

А дальше этот биоазот включается в долгий цикл, пока каждый атом не будет встроен в молекулу того же хлорофилла на основе порфириновых колец с четырьмя азотами, и, соответственно, использован для фотосинтеза.

Так как нитраты поступают в растения через почву, то напрашивается прямой вывод: нитратов будет больше в корнеплодах, чем в плодах, висящих на ветвях.

С другой стороны, чем более ранний фрукт/овощ, тем больше в нём будет нитратов, так как для получения раннего урожая растения стимулируют всеми возможными способами, а плоды срывают недозрелыми (читай – с максимальным количеством нитратов из удобрений). Чем более спелый фрукт/овощ, тем меньше в нём нитратов, так как большая их часть «переварилась» самим растением, даже если растение обильно удобряли.

Что происходит с нитратами в человеческом организме?
Нитраты через нитриты (NO2-) могут превращаться в нитрозамины, которые в больших дозах смертельны для животных. Нитриты же образуются в нашем ЖКТ из нитратов под действием нитратредуктазы – наш организм нас защищает от нежелательных оксидантов, как было сказано выше. Однако, в таких ничтожных концентрациях, что это идёт скорее на пользу, чем во вред. Воистину Парацельс был прав в своём изречении.

Далее, как писал наш фитохимик steanlab нитраты и нитриты (вторые больше, чем первые) при высоких концентрациях связываются и фактически «убивают» гем-содержащие соединения, например, тот же гемоглобин, превращая его в метгемоглобин.

Кстати, на киберленинке лежит неплохая статья про нитраты, где рассмотрен вопрос негативного воздействия нитратов и их химического определения в различных овощах в 2017-2018 гг.

И несколько лайфхаков для нитрат-параноиков:

  • употребляйте больше овощей с высоким содержанием антиоксидантов (салат, шпинат и т.д.),
  • проводите термическую обработку продуктов (более вредные нитриты разложатся),
  • очищайте от кожуры (кожура – прежде всего система вывода отходов) и замачивайте фрукты/овощи в воде (ВСЕ нитраты хорошо растворимы в воде) перед употреблением.

Итак, с теоретической частью покончили, познакомимся с аппаратом и посмотрим на результаты измерений.

Часть экспериментальная
Об используемом девайсе
Как я уже отмечал выше, обзоров и статей было опубликовано предостаточно, в том числе и рекламного характера. Ниже я хотел бы детально разобраться, что находиться внутри аппарата? стоит ли он своих денег? и есть ли в устройстве какая-то секретная микросхема, которая измеряет именно нитраты?

Так как данная статья НЕ является рекламой. Устройство куплено на мои собственные средства (чек имеется) в чисто научных целях/интересах. Поэтому полное описание устройства, его заявленных характеристик спрятано в спойлере ниже.

Название аппарата и ценаКовыряться сегодня мы будем внутри Soeks F4 за 9900 рублей по состоянию на лето 2018. Сейчас он стоит на тысячу дороже, хотя появились версии без радиации и измерения электромагнитного излучения, упрощённые – F2 и F3. Кстати, на рейсах Аэрофлота его стоимость доходит до 180 евро – запредельный ценник!
На фоне повального био-увлечения компания Soeks активно выходит на международные рынки. Например, так.

Сертификатов у эковизора аж два – оба сертификаты соответствия товара. По-русски: ни о чём.
Тут можно ознакомиться с погрешностями, которые составляют ~10-20%.

Поставляется устройство в коробке с необходимыми инструкциями, брошюрами по измерению и зарядкой.


Источник

Так как я люблю копаться внутри устройств, то давайте его разберём и заглянем внутрь. Что же там такого компания для нас припасла? Ибо на сайте это выглядит, как высокотехнологичный инопланетный корабль:


Источник

Взгляд изнутри
Полное видео с разбором данного устройства выложено на моём YouTube канале:


Как не сложно убедиться, фантазия инженеров компании (см. выше) и реальность несколько отличаются друг от друга. Материал корпуса – ABS с крайне посредственным литьём. Таким, что между двумя половинами корпуса есть зазоры в ноготь толщиной (напомню, стоимость устройства ~10к рублей).

Пройдёмся по основным компонентам.

Внутри нас ждёт три больших микросхемы:

Грешным делом, подумал, что OP стоит для электрохимических измерений, однако, если ничего не путаю, то OP работает на приём радиоволн через две дуги-антенны. Хотя, сделать в домашних условиях нано-потенциостат не так уж и сложно, и даже на базе указанного выше OP.

Всё остальное – цепи питания и стабилизации оного. Так, например, чтобы создать нужное напряжение в трубке для измерения радиационных полей, потребовалось аж 15 транзисторов (см. питание счётчика). Собственно, вот аналогичная трубка Гейгера-Мюллера на Али, которая требует сотен вольт для нормальной работы. О том, как работает такая трубка можно прочитать тут и тут.

UPD: Buhram полагается, что это не транзисторы, а простые диоды, необходимые для цепи питания генератора Кокрофта — Уолтона.

В общем, данное устройство – продвинутый кондуктометр с некоторым фишками (радиация + электромагнитные поля), который будет реагировать на присутствие любых ионов. С одной стороны, это хорошо – можно, например, определить «накачанное» или несвежее мясо, с другой стороны, те же хлориды/сульфаты будут влиять на результаты измерений.

Чтобы убедиться в том, что это действительно некоторая разновидность кондуктометра и посторонние ионы действительно влияют на показания, проделаем следующий тест. Возьмём стакан воды, измерим в нём «нитраты». У меня получилось что-то около 15 мг. Да, в обычной воде из-под крана. А затем добавим туда ложку соли или ложку сахара. В первом случае, нитраты с 15 мг взлетели до 1300 мг (мне кажется, что это близко к пороговому, хотя оно указано, как 5000 мг), а во втором – поднялись всего лишь до 30 мг. Поваренная соль aka NaCl – сильный электролит, который в растворе быстро распадается на ионы, а глюкоза – слабый и вместе с ионами присутствует много нейтральных молекул.

Так как же работает устройство?
Очень просто: взяли «стандартные» образцы овощей, измерили в них проводимость, возможно, потом измерили нитраты сторонним методом (хотя я и сомневаюсь). В идеале по трём, в околонаучной реальности по двум, в реальной реальности по одной точке построили калибровку, которая соотносит проводимость и содержание нитратов. Всё! Запрограммировали и теперь продают, как продукт, сделанный в России.

За год совершенно НЕинтенсивной эксплуатации обнаруженные следующие проблемы:

  • АКБ – полный шлак. Хоть они и Ni-MH, но сделаны, по всей видимости, на китайском noname заводе с примерно таким же качеством. Уже через пару месяцев они начали умирать. Зарядки хватало на пару измерений, поэтому power-bank стал постоянным спутником тестера.
  • Пару раз как-то умирал дисплей, то есть вроде бы подсветка и есть, но ничего на дисплей не выводится. Пара циклов включений/выключений и заработало, как было. Сейчас такое ощущение, что экран съехал на 2-3 линии вверх. Да, сам по себе.
  • Полтора десятка продуктов нерелевантны для нашего рынка. Ну где вы будете тестить дуриан или джек-фрукт?
  • Корпус дырявый, а это значит, что рано или поздно устройство сгорит, потому что после измерений его надо вымыть. Нет даже частичной защиты от влаги.
  • Температурный датчик сдох через 2 месяца и теперь показывает температуру от -100 до +100 С. Не известно, учитывается ли температура при измерении, вносится ли на неё поправка.
    Итог для устройства не утешителен: денег он своих абсолютно не стоит, а внутри нет никакого «секретного» устройства для измерения нитратов.

Методика измерений
Что ж, мы познакомились с внутренним устройством нитратометра, которое, мягко говоря, не блещет. Давайте теперь перейдём к тестам в полевых условиях и попробуем сравнить овощи и фрукты в Швейцарии, России и с российской дачи.

Сразу оговорюсь, что сравнение это носит исключительно КАЧЕСТВЕННЫЙ характер (~12-15% — это заявленная производителем погрешность в идеальных условиях.). Полученные данные говорят лишь, что данный продукт вполне безопасно употреблять в пищу или нет. А для фруктов с безопасными дозами нитратов до 60 мг, он практически бесполезен.

Все измерения проводятся в рамках следующих допущений:

  • Будем полагать, что концентрация иных ионов, кроме нитратов крайне мала (в разы). Нитраты и нитриты растворимы лучше всех других солей и могут способствовать высаливанию.
  • Разница между фруктами одной категории мала. То есть если мы измеряем огурцы тепличные, то не важно, какой именно сорт.
  • Разница партиями продуктов минимальна. Как будет видно из представленной ниже таблицы, для одного и того же продукта, купленного в одном и том же магазине, мы имеем приблизительно одинаковые данные (см. слива, арбуз, и ряд продуктов измеренных дважды).
    Итак, для измерений я выбирал 2-3 точки, куда втыкался зонд. Одна была ближе к «концу» плода, другая ближе к стеблю, ветке. У стебля/ветки должно быть наибольшее содержание «нитратов», а в противоположном конце наименьшее, так как весь нитрат «переварился» растением.
  • Магазинные овощи и фрукты выглядели примерно так:

    Все собранные данные доступны тут.

    Подведём итоги
    Во-первых, сюрприз: продукты в Швейцарии и России по содержанию «нитратов» мало чем отличаются друг от друга. Что называется, в пределах погрешности. Она у нас большая, на неё удобно всё списать.

    Во-вторых, практика показывает, что такие категории продуктов, как арбузы, дыни, персики и прочие привозные фрукты/овощи крайне желательно употреблять ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО в сезон. Но даже в сезон после нитратных итальянских арбузов мой ЖКТ тонко намекал… И, упаси боже, пытаться искать клубнику зимой, поверьте, пользы (сплошные стимуляторы роста) и удовольствия (почти не пахнет) она не принесёт.

    Хотя тут приводится противоположный пример, когда нитратометр завышает показатели у нормальных арбузов и дынь и занижал у кабачков.

    Приведу ещё пример, вся с/х продукция в Швейцарии строго сезонная:

    • вишня/черешня (вишни почти нет, кстати, растёт дикарём, но никому не нужна) – июнь-июль;
    • абрикосы, плантациями которых полна долина Роны в Вале, употребляют с июля по сентябрь;
    • виноград на полках в огромных количествах и по приятным ценам появляется только в конце августа и до конца сентября, изредка затрагивая октябрь;
    • про спаржу, культ которой тут просто запределен, я молчу – исключительно май/июнь;
    • хурма с благозвучным названием kaki – октябрь/ноябрь;
    • мандарины/апельсины – с ноября до новогодних праздников.

    Просто одни продукты замещаются другими.

    В-третьих, есть косвенное свидетельство того, что «попки» и «жопки» имеют большую концентрацию нитратов, нежели остальной плод.

    В-четвёртых

    Про дачу
    Удивительно, но почти факт: дачные продукты действительно более «эко» и «био», чем из магазина. Все измеренные продукты с 3 разных дач оказались на удивление чистыми.

    Однако дача даче рознь. Например, если каждый год заливать землю селитрой, то и продукты будут с повышенным содержанием нитратов. Если же удобрения и навоз оставлять с перегноем на 1-2 сезона, а только потом использовать в качестве подкормки для растений, то продукты будут идеально чистым, как нынче модно говорить, био…

    К сожалению, не смог найти ссылку, но где-то была статья, что дачные продукты в 7 раз дороже магазинных. Может быть, подскажете?

    Заключение
    Если у вас есть лишние 10к, то просто перечислите их мне по ссылкам ниже потратьте их на что-нибудь более полезное или купите своей даме, маме, бабушке цветы. И помните, все овощи/фрукты за редким исключением – сезонные продукты, которыми, как и в стародавние времена, приходится наедаться впрок.

    Если данная тема вызовет интерес общественности (лайки/просмотры), то придётся запустить годовой эксперимент, где по выбранным категориям продуктов, например, яблоки, помидоры, огурцы, кабачки сделать годовой срез и посмотреть, как меняется количество «нитратов» в оных в течение года.

    Бонус
    К вопросу о последней истерии на радиационную тему.

    Измеряем радиационный фон в полёте над старушкой Европой. В той же таблице в гугл-документах, но в соседнем листе приведены данные по высотной радиации.

    Функцией измерения ЭМУ пользовался лишь пару раз: с роутером, мобильным телефоном и прочими излучателями – да, лучше не спать в обнимку.

    Не забудьте подписаться на блог: Вам не сложно – мне приятно!

    И да, о замеченных в тексте недочётах просьба писать в ЛС.

    Отдельное спасибо berez за вычитку материала!

    Оставить комментарий