فرضية تجربة الكشف عن النترات

ماهي النترات وأماكن تواجدها

النترات هي مواد ذت شحنات سالبة وتبلغ كتلتها الجزيئية 62.0049 جرام/ مول وصيغتها الكيميائية هي (


NO3


) والنترات هي أيون متعدد الذرات له صيغة النترات الكيمائية، والنترات هي مواد طبيعية كيميائية توجد حولنا في كل مكان حيث تتواجد في التربة والمياه والهواء وينتجها الجسم ويفرزها في اللعاب، وتستخدم أيضًا كمضيفات غذائية لوقف نمو البكتيريا وتعزيز نكهة ولون الاطعمة، ولكن السؤال هنا أين توجد النترات في الأطعمة؟

توجد النترات بشكل طبيعي في الخضروات بكميات أقل في منتجات الألبان، تتواجد النترات في البنجر والكرفس والخس والفجل والسبانخ وتضاف إلى بعض اللحوم المصنعة مثل اللحم البقري والأسماك لتعزيز لونها ونكهتها كمادة حافظة، كما تتواجد النترات في الخضروات بشكلٍ طبيعي لا يشكل خطرًا، ولكن تكمن المشكلة عند إضافتها إلى اللحوم المصنعة حيث قد يؤدي تناول كميات كبيرة منها إلى خطر الإصابة بمرض سرطان الجهاز الهضمي.

تجربة الكشف عن النترات الفرضية

يعد اختبار اختزال النترات هو اختبار يحدد إنتاج إنزيم يسمى بإنزيم اختزال النترات، وذلك عن طريق البكتيريا القادرة على تقليل النترات إلى غازات النيتريت والنيتروجين، وبذلك يتم التمييز بين أنواع تلك البكتيريا، ويكون الهدف الأساسي من هذه التجربة هو تحديد قدرة الكائن الحي على تقليل النترات إلى نيتريت، وتحديد الطرق المختلفة التي من الممكن أن تقلل بها البكتيريا من النترات، وإليك فرضية تجربة الكشف عن النترات كما يأتي:

• 
  يتم تحضين لقاح ثقيل من كائن الاختبار في مرق يحتوي على نترات.
  
• 
  تقوم الكائنات الحية القادرة على إنتاج إنزيم اختزال النترات على تقليل النترات الموجودة في المرق إلى نيتريت الذي مكن بعد ذلك تقليلة إلى أكسيد النيتريك أو أكسيد النيتروز أو النيتروجين.
  
• 
  يعتمد اختبار اختزال النترات في الأساس على اكتشاف النتريت وقدرته على تكوين مركب أحمر عندما يتفاعل مع حمض السلفانيليك لتكوين مركب (
  
  
  حمض النتريك السلفانيليك
  
  
  ) الذي يتفاعل بعد ذلك، لإعطاء راسب أحمر (برونتوسيل) وهي صبغة آزو قابلة للذوبان في الماء.
  
• 
  ينتج عن ذلك  مادة الـ
  
  
  naphthylamine
  
  
  فقط عند وجود النترات في الوسط، ويتم إنتاج اللون الأحمر إذا لم يكن هناك لون أحمر في الوسط بعد إضافة حمض السلفانيليك يعني فقط أن النتريت غير موجود في الوسط.
  

الكشف عن النترات في التربة والماء

يشكل التراكم الأحيائي لملوثات النيتروجين مثل النترات والنيتريت في التربة والماء خطرًا كبيرًا على الصحة العامة للإنسان والنبات، حيث يضاف النيتريت كعامل مضاف في صناعة الأغذية، ولكن بحذرٍ، فسوء المعاملة في الكمية الاستهلاكية له تضر بالصحة العامة، حيث يخضع النيتروجين العضوي لأكسدة كميائية حيوية لتكوين النترات، ولكن عن طريق الاختزال الميكروبي ويمكن تحويله إلى نيتريت أكثر سُمية، ولذلك وضعت منظمة الصحة العالمية حد أقصى لتركيز النيتريت في مياه الشرب، فزيادة النترات في النظام البيئي المائي يؤدي إلى تكاثر الطحالب بشكلٍ مفرط،؛ بالتالي يحدث انخفاض لمستوى الأكسجين في الماء ويجعل من هذه المنطقة منطقة ميتة.

النيتريت هو عبارة عن أيون نشط في دورة النيتروجين تكون بسبب الأكسدة غير الكاملة للأمونيا أو اختزال النترات، من الممكن أيضًا أن يدخل النيتريت الجسم في صورة نترات ومنها يؤثر على الهيموجلوبين في توصيل الأكسجين إلى الخلايا، لذلك من الشواغل البيئية الرئيسية تحديد وإزالة النيتريت من النظام المائي، وذلك يتم بعدة طرق منها ما يأتي:

• 
  قياس التألق.
  
• 
  التحليل الطيفي لحقن التدفق.
  
• 
  الطرق الحركية.
  
• 
  القياس الحيوي.
  
• 
  الاستقطاب.
  

ولكن ليست كل الطرق فعالة بشكلٍ جيد لأن بعضها يحتاج إلى أدوات باهظة الثمن وإجراءات معقدة، ولكن هناك طريقة تلعب دورًا مهمًا في اكتشاف النيتريت والنترات وهي طريقة القياس الطيفي الانتقائي شديد الحساسية، والتي تعتمد على تقنية عامل الاقتران لتكوين صبغة الآزو، والتي تضفي لون إلى المحلول، وهناك ايضًا إجراءات عامة للكشف الطيفي عن النيتريت في التربة والماء والمختبر كما يأتي:

الإجراء العام للكشف عن النيتريت والنترات في التربة يتم كما يلي:

• 
  وضع دورق نظيف ثم تنقل إليه عينة من التربة المستخلصة بمحلول كربونات الصوديوم.
  
• 
  يتم ترشيح العينة ثم تنقل إلى دورق قياسي مع ترشيحها عدة مرات في كل مرة تنقل إليه.
  
• 
  تحليل العينة لمعرفة نسبة النترات والنيتريت.
  

الإجراء العام للكشف الطيفي عن النيتريت في الماء كما يلي:

• 
  نأتي بقارورة قياسية ثم يضاف إليها عينة النيتريت.
  
• 
  يضاف 1 مل من كل من حمض السلفانيليك وحمض الهيدروكلوريك.
  
• 
  ترج جيدًا لمدة دقيقتين ثم توضع في درجة حرارة 5مئويًا.
  
• 
  ثم يضاف إليها 1 مل من الريزورسينول وهيدروكسيد الصوديوم.
  
• 
  ثم تقدم لعمل تمثيل تخطيطي لها.
  

الكشف عن أيون النترات والنيتريت في المختبر كما يأتي:

هناك العديد من الاختبارات ولكن أشهرهم أختبار الحلقة البنية، وذلك عن طريق إضافة حمض الكبريتيك المركز ببطء إلى المحلول ثم إضافة كبريتات الحديد بحيث يشكل الحمض طبقة أسفل المحلول المائي، وعند تشكل الحلقة البنية عند تقاطع الطبقتين تزول بالرج أو التسخين، ويكون هذا الدليل على وجود أيون النترات، وفي حالة التفرقة بينها وبين النيتريت يتم إضافة محلول برمنجانات البوتاسيوم المحمضة بحمض الكبريتيك المركز لمحلول الملح، في حالة زوال اللون البنفسجي للبرمنجنات يكون الملح نيتريت وفي حالة عدم زوال اللون يكون الملح نيترات. [1] [2] [3]

ماهي فوائد وأضرار النترات

يفقد النيتريت ذرة أكسجين في بعض الأحيان مما يحوله إلى أكسيد النيتريك وهو جزئ مهم جدًا وذو وظائف مختلفة ومتعددة في الجسم، ولكن من الممكن أن تكون سامة إذا تكونت بكميات كبيرة، وإليك أضرار وفوائد النترات كما يلي:

أضرار النترات ما يأتي:

تعتبر النترات والنيتريت من المركبات الأساسية لكنها تشكل خطر إذا تكونت مادة النيتروسامين ومنها تنتج مادة النتروزامينات التي تتكون عند الطهي على درجة حرارة عالية، هناك أنواع عديدة من مادة النيتروزامين والعديد منها يزيد من خطر الإصابة بالسرطان، وتتوفر هذه المادة بمستويات عالية في لحم الخنزير المقدد والنقانق واللحوم المصنعة بأنواعها والتي تحتوي على نيتريت الصوديوم وكذلك على نسبة عالية من البروتين والذي يتكون في الأصل من الأحماض الأمينية عند التعرض لدرجة حرارة عالية، ويكون هذا بنسبة أقل بكثير في الخضروات حيث أنها لا تتعرض لدرجة حرارة عالية على خلاف اللحوم التي يجب أن تُطهى بشكلٍ جيد، وبذلك نستنتج أنه عند وجود النيتريت والأحماض الأمينية التي توجد بكثرة في اللحوم المصنعة يمكن أن تتكون مركبات مسرطنة تسمى النيتروزامين وذلك أثناء الطهي على درجة حرارة عالية.

أشارت الدراسات أيضًا عن فوائد النترات التي تتمثل في العديد من الأمور، ومن


فوائد النترات لجسم الإنسان:

أنها من الممكن أن تعزز الأداء البدني للجسم أثناء التمارين حيث يؤدي زيادة النترات في هذا الوقت إلى علو كفاءة الميتوكوندريا المنتجة للطاقة، كما


يعتبر جزيء النترات جزئ إشارة، حيث أنه ينتقل عبر جدران الشرايين ويرسل إشارات إلى الخلايا العضلية الدقيقة ليطلب منها الاسترخاء، وعندما تسترخي هذه الخلايا تتمدد الأوعية الدموية وينخفض ضغط الدم، حيث أكدت الدراسات أن ارتفاع ضغط الدم هو عامل أساسي لأمراض القلب والسكتة الدماغية، كما أنه في حالات قصور القلب والذبحة الصدرية يستخدم مقدموا الرعاية الصحية دواء النيتروجلسرين، وهو دواء يحتوي على النترات، حيث يمنع النتروجليسرين ويعكس الذبحة الصدرية، الذبحة الصدرية هي نوع من أنواع ألم الصدر يحدث عندما لا تحصل عضلة القلب على كمية كافية من الأكسجين اللازم، وذلك بسبب انخفاض تدفق الدم. [4]