2.2. Нитраты, нитриты, нитрозоамины кормов Современное интенсивное земледелие предусматривает применение большого количества органических и минеральных удобрений, в т.ч. азотных – аммиачной селитры – NH4NO3, калийной селитры – KNO3, натриевой селитры – NaNO3, карбамида – (NH)2CO и др. с целью получения устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. В обычных условиях при оптимальных агрометеорологических условиях и оптимальной агротехнике в почве органические удобрения подвергаются минерализации до нитратов, минеральные – гидролизу до нитратных форм азота. Азот усваивается растениями в виде нитратов и аммонийных соединений. Под действием ферментов в процессе фотосинтеза нитраты подвергаются восстановлению до аммиака, азот которого и расходуется на образование органических азотсодержащих веществ – белков, амидов.
При неблагоприятных агроклиматических условиях, или при внесении больших доз органических и минеральных удобрений, особенно в начальный период вегетации, в растениях накапливается небелковый азот в виде нитратов, нитритов, нитрозоаминов, гидроксиламинов и др.
В меньшей степени источником нитратов могут служить и атмосферные осадки, образующиеся из окислов азота, выбрасываемых промышленными предприятиями.
Источником накопления нитрозоаминов также могут быть карбаматные группы пестицидов, гербициды группы 2,4 D.
Нитраты, поступившие в желудочно-кишечный тракт животных в небольших количествах, усваиваются микроорганизмами рубца, а при поступлении в больших количествах превращаются в нитриты – соли азотистой кислоты.
Нитриты всасываются в кровь и оказывают свое токсическое действие по следующему механизму. Они окисляют 2-х валентное железо и переводят его в 3-х валентное состояние, окисляют гемоглобин эритроцитов с образованием метгемоглобина, вследствие этого нарушается транспортировка кислорода к тканям и органам. Кроме того, нитриты окисляют также фермент клеточного дыхания цитохромоксидазу в метцитохромоксидазу, что вызывает нарушение усвоения кислорода клетками. По вышеназванных причинам развивается гипоксия, которая в течение длительного времени вызывает накопление кислых продуктов промежуточного обмена веществ – кетоновых тел (альдегиды, ацетон, бета-оксимасляная кислота и др.), вызывающих развитие дистрофических изменений во внутренних органах и системах.
Кроме того, нитриты в организме взаимодействуют с аминокислотами, другими азотсодержащими веществами и образуют нитрозоамины и гидроксиламины, обладающие иммунодепрессивным, канцерогенным, тератогенным и другими биологическими действиями.
Нитрозоамины могут образовываться также в силосе при нарушении технологии закладки силоса под воздействием нитрифицирующих бактерий.
Нитриты обладают также сосудорасширяющим действием, вызвают падение артериального давления и ослабляют сердечную деятельность.
По данным исследователей, для окисления всего гемоглобина крови у коровы живой массой 500 кг достаточно 1,5-2 г KNO2. Симптомы отравления наблюдаются при превращении 30-40% гемоглобина в метгемоглобин. Замещение 50% гемоглобина метгемоглобином приводит к гибели животных. Следует отметить, что у животных с течением времени происходит адаптация организма к поступлениям большого количества нитратов. Благодаря этому повышается способность к усваиванию нитратов микрофлорой рубца.
У разных животных чувствительность к нитратам различна. Жвачные животные менее чувствительны к ним, животные с однокамерным желудком более чуствительны как к нитратам, так и к нитритам.
Различают три формы отравления этими токсическими веществами: сверхострую, острую и хроническую.
Сверхострая форма отравления наблюдается у молодняка свиней при скармливании им вареной свеклы с большим содержанием нитратов в исходном сырье, которые (нитраты) под влиянием редуцирующих сахаров и нитрифицирующих бактерий при длительном хранении переходят в нитриты. Эта форма отравления у молодняка крупного рогатого скота наблюдается при обильном скармливании на голодный желудок зеленых кормов – подсолнечника, кукрузы, люцерны, клевера и других кормов. У животных отмечают беспокойство, слюнотечение, рвоту (у свиней), тимпанию, понос, затрудненное дыхание, учащение и аритмию пульса, жажаду, нарушение координации движения, тремор скелетной мускулатуры, судороги конечностей, резко выраженный цианоз видимых слизистых оболочек, коматозное состояние, угасание рефлексов и летальный исход через 30-50 минут.
При остром и подостром отравлении первые клинические симптомы возникают через 2-3 часа, а тяжелое состояние наступает через 10-12 часов.
Хроническое отравление наблюдается у крупного рогатого скота при длительном поступлении кормов с повышенным содержанием нитратов. Оно проявляется в снижении продуктивности, воспроизводительных качеств и резистентности.
Молочные телята могут отравиться при потреблении молока с большим содержанием нитритов, т.к. они выводятся, в основном, с молоком.
Следует отметить, что чувствительность животных к этим веществам повышается при недостаточном энергетическом, протеиновом и минеральном питании, при гиповитаминозных состояниях. В свою очередь нитриты в организме окисляют каротин, витамин Е и А, вызывают их гиповитаминоз.
Патологоанатомическая картина при отравлениях характеризуется изменением окраски крови от ярко-красной до черно-коричневой (кофейного цвета), у больных отмечается снижение свертываемости крови и кровоизлияния слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта и внутренних органов, гемолиз эритроцитов.
2.2.1. Условия накопления нитратов и нитритов в растительных кормовых средствах Определенные кормовые растения способны накапливать большое количество небелкового азота, в т.ч. и нитраты, нитриты, нитрозоамины. Это – амарант посевной, горох посевной, капуста кормовая, рапс, турнепс, клевер, люцерна, кукуруза, свекла кормовая и сахарная.
Переход нитратов в нитриты происходит при:
скармливании заплесневевшей и гнилой свеклы и свекольной ботвы. В этом случае отравление возникает вследствие накопления нитритов под влиянием ферментов денитрифицирующих и гнилостных бактерий;
бесконтрольном вскармливании комбикормов, сенажа, других кормов с повышенным содержанием нитратов, после добавления молочнокислых продуктов и хранения этих кормов в течение 18-24 ч в условиях, способствующих интенсивному превращению нитратов в нитриты под влиянием оксидоредуцирующих ферментов молочнокислых бактерий;
бесконтрольном вскармливании кукурузного силоса с высоким содержанием свободных оксидов азота, гидроксиламина и аммиака, образующихся из нитратов под влиянием денитрифицирующих бактерий вследствие большого дефицита в силосуемой массе углеводов и недостаточного образования уксусной и молочной кислот;
скармливании клубней свеклы и ее отвара после длительной варки и длительного охлаждения, хранения, обуславливающего превращение нитратов в нитриты под влиянием редуцирующих сахаров и ферментов бактерий;
применении зеленой массы, подвергшейся самосогреванию при длительном хранении в кучах;
использовании для поения и приготовления кормов воды из водоисточников с высоким содержанием нитратов и нитритов, аммиака и аммиачных соединений;
доступе животных к азотсодержащим минеральным удобрениям и их поедании;
использовании высоких доз органических и минеральных азотных удобрений под злаковые культуры, особенно кукурузы прифермского кормового севооборота. В результате чего ухудшается минерализация органических веществ органических удобрений в почве и наблюдается накопление в почве и в кормах нитритных и нитратных соединений.
Концентрация нитритов в растениях в среднем составляет 0,2 мг/кг. Нитраты представляют собой промежуточную форму восстановления азота в аммиак.
Концентрация нитратов в растениях колеблется от нескольких до тысяч мг, зависит от многих факторов, среди которых определяющим является увеличение содержания нитратов в почве за счет интенсификации процессов нитрификации или в связи с неконтролируемым использованием азотных удобрений.
Отмечено, что некоторые пестициды и другие токсические вещества, нарушая обмен веществ в растениях, усиливают накопление нитратов, например, гербицид 2,4-Д – в 10-20 раз.
Содержание нитритов в пищевых продуктах может возрастать по мере хранения. Это связано с развитием микрофлоры, способной восстанавливать нитраты – лактобациллы, E. coli, Ps.fluorescens, некоторые виды стрептококков, b. subtilis и др.
При кулинарной обработке пищевых продуктов содержание нитратов в них снижается при: очистке, мытье, вымачивании – на 5-15%, варке – до 80%; это происходит в связи с переходом нитритов в отвар и инактивацией ферментов, восстанавливающих нитраты в нитриты. При более жесткой тепловой обработке нитраты разрушаются с образованием оксидов азота и кислорода.
Механизм токсического действия нитритов на организм заключается в их взаимодействии с гемоглобином крови и образованием метгемоглобина. В организме животных развивается клиническая гипоксия. Один мг нитрита натрия может перевести в метгемоглобин около 2000 мг гемоглобина, ДСД (допустимая суточная доза) для человека – 0,2 мг/кг массы тела. Острое отравление отмечается при одноразовой дозе 200-300 мг, летальный исход – 300-2500 мг. Наряду с клиническими признаками отравления (обильное потение, синюшность кожи, одышка, головокружение) хроническое воздействие нитритов приводит к снижению содержания в организме витаминов A, E, C, B1, B6 и др. вследствие их окисления.
Нитраты в отличие от нитритов не являются метгемоглобинообразователем и не обладают выраженной токсичностью.
Согласно данным ФАО/ВОЗ, ДСД (допустимая суточная доза) составляет 5 мг/кг массы тела в расчете на нитрат-ион. Мишенью действия больших доз нитратов являются ядра гепатоцитов и нуклеиновый обмен, что объясняет преимущественно эмбриотоксическое действие этих соединений.
2.2.2. Экологические и медико-биологические аспекты нитратов, нитритов В организм человека нитраты поступают преимущественно с растительными продуктами, а нитриты – с продуктами животного происхождения и с питьевой водой.
Содержание нитритов по санитарным нормам в пищевых продуктах допускается до 50 мг/кг, солонине из говядины и баранины – до 200 мг/кг, в экспортируемых – до 30 мг/кг. Для обеспечения указанных нормативов нитриты используются в следующих количествах: засолка говядины, баранины, конины – 0,1-0,12 % от массы рассола; для свинины – 0,06-0,08 %; изготовление колбасных изделий – 0,003-0,005% от массы мяса. Нитрит натрия или калия используется в качестве консерванта сыра и брынзы из расчета 300 мг на 1 л молока.
ДСД (допустимая суточная доза) нитратов для взрослого человека составляет 300-325 мг с учетом поступления их с продуктами и водой (ПДК NO3 в воде 45 мг/л).
Согласно рекомендациям ВОЗ, детям грудного возраста до 6 мес. не рекомендуется потреблять продукты с содержанием нитратов более 10, нитритов – более 0,05 мг/кг, питьевую воду с концентрацией нитратов более 1 мг/л, нитритов – более 0,005 мг/л. Допустимые уровни содержания нитратов в овощных продуктах представлены в табл. 11. Таблица 11
Допустимые уровни содержания нитратов в продуктах растительного происхождения
Пищевые продукты
| мг NO3/кг
|
| открытый грунт
| закрытый грунт
| Картофель
| 250
| x
| Капуста белокочанная ранняя (до 1 сентября) поздняя
| 900
500
| x
x
| Морковь ранняя
поздняя
| 400
250
| x
x
| Томаты
| 150
| 300
| Огурцы
| 150
| 400
| Свекла столовая
| 1400
| x
| Лук репчатый
| 80
| x
| Лук перо
| 600
| 800
| Листовые овощи
| 2000
| 3000
| Дыни
| 90
| x
| Арбузы
| 60
| x
| Перец сладкий
| 200
| 400
| Кабачки
| 400
| 400
| Виноград столовый, яблоки, груши
| 60
| x
| Продукты детского питания (овощи консервированные)
| 50
| x
| Консервы овощные и фруктовые (для детей ст. 4 мес.)
| 200
| x
| Тыква (для изготовления детского питания)
| 200
| x
|
Источник. Санитарно-гигиенические нормы (№ 4619-88).
2.2.3. Нитрозосоединения Общей для нитрозосоединений является нитрозогруппа (N-N=O), к которой могут присоединяться различные радикалы: алкильный, арильный, алициклический, эфирные, ароматические амидогруппы и т. д.
В общей схеме экзогенного воздействия на человека нитрозосоединений пищевым продуктам отводится основное место, что обусловлено широким применением в технологии их производства нитритов и коптильного дыма, содержащего окислы азота. Нитрит и окислы азота обладают способностью легко нитрозировать вторичные и третичные амины пищевых продуктов с образованием нитрозосоединений. НС могут образовываться в результате технологической обработки сельскохозяйственного сырья и полуфабрикатов, варки, жарения, соления, длительного хранения. При этом, чем интенсивнее термическая обработка и длительное хранение пищевых продуктов, тем больше вероятность образования в них НС. В свежих продуктах НС содержатся в незначительных количествах, за исключением тех случаев, когда эти продукты изготовлены с нарушением технологических режимов и из сырья с высоким исходным уровнем предшественников реакций нитрозирования. Таблица 12
Допустимые уровни содержания N-нитрозоаминов в продовольственном сырье и пищевых продуктах (суммарное содержание N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтил амина)
Группы продуктов
| мг/кг, не более
| Мясо и мясные продукты (кроме копченых)
| 0,002
| Копченые мяcопродукты
| 0,004
| Рыба и рыбопродукты
| 0,003
| Зерновые, зернобобовые, крупы, мука, хлебобулочные и макаронные изделия
| 0,002
| Пивоваренный солод
| 0,015
| Пиво, вино, водка и др. спиртовые напитки
| 0,003
| Таблица 13
Временные гигиенические нормативы для N- нитрозопиперидина
Группа продуктов
| мг/кг, не более
| Мясо, вареные колбасные изделия, мясные консервы
| 0,001
| Копченые и солено-вяленые мясные продукты
| 0,003
| Рыбные продукты
| 0,003
| 2.2.4. Профилактика и лечение отравления нитратами и нитритами Для предупреждения отравления животных нитратами, нитритами, другими азотсодержащими веществами необходимо выполнять следующие мероприятия:
обеспечить строгое хранение минеральных азотных и сложных удобрений, предупреждающее поедание их животными и гарантирующее загрязнение источников водопоения;
не допускать необоснованного применения высоких доз азотных удобрений под кормовые культуры – более чем 150 кг/га по действующему веществу N, лучше всего эту дозу вносить дробно после стравливания и скашивания трав;
не применять азотные удобрения под овощные и кормовые культуры за 30 и менее дней до их уборки или кормления животными;
необходимо постоянно контролировать содержание небелкового азота в кормовых растениях и готовых кормах и корректировать их поступление в организм животных оптимальным подбором кормов. Предельно-допустимая концентрация нитратов и нитритов представлена в таблице 14. Таблица 14
Предельно-допустимые концентрации нитратов и нитритов в кормах
Виды кормов
| Нитраты (NO3)
мг/кг
| Нитриты (NO2)
мг/кг
| Свекла кормовая, полусахарная, сахарная
| 2000
| 10
| Витаминно-травяная мука
| 2000
| 10
| Зеленые корма
| 500
| 10
| Силос, сенаж
| 500
| 10
| Грубые корма (сено, солома)
| 1000
| 10
| Картофель
| 500
| 10
| Комбикорма для КРС, МРС, свиней
| 500
| 10
| Зернофураж и продукты переработки зерна
| 300
| 10
| Жмыхи, шроты
| 200
| 10
| Дрожжи кормовые
| 300
| 10
| Корма жив. происхождения
| 250
| 10
| Меласса
| 1500
| 10
| Хвойная мука
| 1000
| 10
| Корма с повышенным содержанием нитратов и нитритов должны скармливаться только в смеси с доброкачественными кормами. Допустимая суточная доза нитратов:
крупный рогатый скот – 0,2 г/кг массы тела;
лошади и овцы – 0,4 г/кг;
свиньи – 0,6 г/кг;
кролики – 1,0 г/кг;
куры – 1,0 г/кг.
При скармливании зеленой травы с высоким содержанием нитратов следует учитывать, что использование ее на пастбище более предпочтительно в связи с более медленным поступлением с кормами, что способствует лучшему усвоению нитратов микрофлорой рубца жвачных по сравнению с использованием измельченной зеленой массы из кормушек;
для предупреждения образования нитратов зеленую массу лучше скармливать в день скашивания в свежем виде, не допуская ее самосогревания в кучах;
не употреблять для поения воду с содержанием нитратов и нитритов выше ПДК – нитратов – 45 мг/л, нитритов – 1 мг/л;
кормовую, сахарную свеклу, другие корнеклубнеплоды для кормления КРС, овец и коз, лошадей использовать в сыром виде; для кормления свиней – в проваренном виде. В последнем случае отвар необходимо сливать, проваренную массу охладить и использовать в тот же день, не допуская ее хранения.
Лечение отравлений нитратами и нитритами проводится с использованием лекарственных препаратов:
аскорбиновая кислота в форме 5 % раствора вводится внутривенно в дозе 0,1 мл/кг массы тела;
натрий тиосульфат в форме 30% водного раствора вводится внутривенно в дозах: свиньям – 15-20 мл; телятам – 30 мл; взрослому крупному рогатому скоту – до 100 мл;
введение внутрь 10 % раствора мелассы или сахара в дозах: для овец – 1 л; для крупного рогатого скота – 3 л с добавлением 1 % раствора уксусной кислоты. Все эти меры ускоряют восстановление нитритов в рубце жвачных.
При хроническом отравлении крупного рогатого скота в рацион необходимо включать препараты магния (магния оксид – до 20 г, магния сульфат – до 50 г) и фосфорно-кальциевые подкормки, а также препараты витамина А, корма, богатые каротином.
Убой животных на мясо разрешается не ранее чем через 72 часа после клинического выздоровления.
Доброкачественное по всем показателям мясо при содержании в нем нитрат иона до 100 мг/кг и нитрит-иона до 10 мг/кг можно использовать для пищевых целей как условно годное, требующее более длительной термической обработки. Внутренние органы, кровь, желудочно-кишечный тракт и голова подлежат утилизации.
|