Anorganické látky v potravinách

Minerálne látky a voda patria medzi živiny anorganického pôvodu. Medzi anorganické zložky potravín, ktoré sú prítomné prevažne vo forme katiónov patrí vápnik, horčík, sodík, draslík, železo. Vo forme aniónov sú prítomné hydrogénuhličitany, sírany a chloridy. Zo zlúčenín nekovov prichádzajú do úvahy v malých koncentráciách dusitany, dusičnany, fosforečnany, amoniak a amónne ióny.

Na rozdiel od bielkovín, sacharidov a tukov sa minerálne látky v organizme netvoria, ale niektoré sa spotrebúvajú. Sú nevyhnutnou súčasťou telových tekutín a nemožno ich ničím nahradiť. Pre organizmus sú dôležité z viacerých príčin. Sú zložkami bielkovín ľudského organizmu, zložitých sacharidov a tukov, dodávajú kostre pevnosť a pružnosť (vápnik, fosfor) a zúčastňujú sa na jej výstavbe. Bez minerálnych látok (železo) sa nemôže uskutočňovať prenos kyslíka. Železo, meď, jód a iné prvky sú zložkou biokatalyzátorov – enzýmov, hormónov a vitamínov.

Normálna látková premena v organizme nemôže prebiehať bez neustáleho prijímania a vylučovania minerálnych solí. Účelne zložená a pestrá strava stačí zabezpečiť primeranú dávku všetkých látok, ktoré organizmus potrebuje na zabezpečenie svojich funkcii.

Pri stanovení anorganických súčastí potravín sa vo veľkej miere uplatňujú metódy klasickej analytickej chémie, napr. gravimetria a odmerná analýza. Prvá metóda je časovo náročná a vybavenie je komplikované, aby mohlo byť zakomponované do praktických cvičení. Najčastejšie sa však používajú tieto skupiny metód: kolorimetria, fotometria (napr. stanovenie chloridov, amoniaku a celkového dusíka, dusitanov, dusičnanov, siričitanov, fosforečnanov, tvrdosti vody, železa, hliníka, vápnika, draslíka, vitamínu C, cukrov, močoviny v mlieku), detekcia prúžkom, odmerné stanovenie.

Dusitany

Dusitany sú produktom oxidácie amoniaku ako hlavného biochemického procesu v prírode – nitrifikácii. Za určitých okolností môže dôjsť ku zvýšeným koncentráciám toxického medziproduktu – dusitanov. Dusitany sú toxické nielen pre nižšie organizmy (baktérie), ale aj pre vyššie formy živočíchov (ryby) a dokonca aj pre človeka. Dusitany môžu ohroziť najrozličnejšie formy života fauny a fluóry - predovšetkým v povrchových vodách. Tieto povrchové vody slúžia aj ako recipient pre čistenie odpadových vôd, preto sa musí čistenie odpadových vôd prevádzkovať tak, aby sa do životného prostredia dostávali dusitany v čo najnižších koncentráciách.

Dusitany spravidla sprevádzajú dusičnany a amoniakálny dusík, sú prítomné v malých koncentráciách, pretože sú málo stabilné. Sú ľahko oxidovateľné alebo redukovateľné, chemicky i biochemicky.
Dusitany oxidujú železo hemoglobulínu v krvných bunkách, pričom vzniká methemoglobín. Týmto dochádza k zníženiu kyslíkovej kapacity krvných buniek. Nízke koncentrácie kyslíka vzhľadom na spomenutý účinok dusitanov v krvi ešte zvyšujú ich toxický účinok.

Vysoké koncentrácie dusitanov spôsobujú u kojencov methemoglobinémiu.
Dusitany sú všeobecný inhibítor pre celý rad mikrobiologických procesov. Brzdia za určitých podmienok oxidáciu amoniaku (nitrifikáciu) a spôsobujú tak neúplnú denitrifikáciu dusičnanov na molekulový dusík, čím dochádza k úniku N2O do atmosféry a vplyvu na skleníkový efekt (minimálne).

Dusičnany

Dusičnany vznikajú sekundárne pri nitrifikácii amoniakálného dusíka. Sú konečným stupňom rozkladu organických dusíkatých látok v toxickom prostredí. Ďalším stupňom je hnojenie pôdy dusíkatými hnojivami. Pri nadmernom hnojení sa dusičnany kumulujú napr. v mrkve a špenáte.

Dusičnany sú konečným produktom mineralizácie organicky viazaného dusíka a za toxických podmienok sú stabilné.
Pri biochemických premenách podliehajú dusičnany redukcii na dusitany až elementárny dusík. Dusičnany sú sami o sebe pre človeka málo škodlivé. Môžu však škodiť nepriamo tým, že sa v gastrointestinálnom trakte môžu redukovať bakteriálnou činnosťou na toxickejšie dusitany. Pokiaľ nedochádza k redukcii na dusitany, sú dusičnany vylučované močom. Čím je hodnota pH žalúdočných štiav vyššia, tým ľahšie sa dusičnany redukujú na dusitany. Dusitany sú priamo nebezpečné pre malé deti aj v hodnotách pod oficiálnym limitom. Prostredníctvom oxidácie hemoglobínu, ktorý prenáša kyslík v tele, môžu dusitanom spôsobiť methemoglobinémiu, teda neschopnosť hemoglobínu prenášať kyslík. Organizmus malých detí ešte nie je schopný rozložiť methemoglobín dostatočne rýchlo. To môže viesť k nedostatočnému zásobovaniu tela kyslíkom. Takáto otrava sa prejavuje zmodraním pier, rúk a chodidiel, bolesťou hlavy a môže viesť dokonca až k uduseniu.

Ďalším negatívnym rysom dusičnanov je ich toxicita spočívajúca v tom, že môžu byť prekurzormi N – nitrozoamínov. Z tohto hľadiska sú škodlivé aj pre dospelých ľudí.

Fosforečnany

Fosfor tvorí s vápnikom základnú anorganickú zložku kostí. Okrem toho sa zúčastňuje takmer na všetkých procesoch organizmu, najmä na trávení a premene látok. Človek denne potrebuje 1,5 – 2 g fosforu. V rastlinných a živočíšnych potravinách (žĺtok, syry, mlieko, atď.) sa fosfor vyskytuje najčastejšie viazaný na rozličné organické zlúčeniny. Pre organizmus sú takéto formy fosforu najlepšie stráviteľné.

Anorganicky viazaný fosfor sa môže v potravinách vyskytovať v jednoduchých alebo komplexných iónových i neiónových formách, alebo vo forme polyfosforečnanov.

Človek vylučuje denne asi 1,5 mg.l-1 fosforu, ktorý prechádza do splaškových odpadových vôd. Zlúčeniny fosforu majú dôležitú úlohu v prírodnom obehu látok. Sú nevyhnutné pre vyššie aj nižšie organizmy.

Chloridy

Chloridy sú chemicky aj biochemicky pomerne stabilné. V pitnej vode sa používajú na ničenie choroboplodných zárodkov, nie sú v nej hygienicky škodlivé, avšak ovplyvňujú jej chuť.
Dnes vieme, že chlór sa vo vode môže viazať na niektoré organické zvyšky a vytvárať trihalogénmetány a tie môžu mať rakovinotvorné účinky. Aktívny chlór je značne škodlivý pre ryby a iné vodné organizmy. Človek vylučuje denne močom asi 9 g chloridov.

Rozpustený kyslík

Vo vode sú prítomné látky, ktoré jej chuť zlepšujú. Vynikajúci je v tomto smere rozpustený kyslík (preto nám tak chutí voda z horského prameňa, ktorá je kyslíkom presýtená). Jeho prítomnosť je ovplyvnená predovšetkým technologickým spracovaním pitnej vody a tiež teplotou (prevarená voda, kde kyslík nie je prítomný, nám väčšinou nechutí). Chuť vody rovnako ovplyvňuje prítomnosť rozpusteného oxidu uhličitého (rozpúšťa sa mimo iného na kyselinu uhličitú), ktorý ovplyvňuje ostrú chuť vody. Minerálne vody majú obvykle prirodzene vyššie obsahy oxidu uhličitého. Presýtením vody týmto plynom sa vyrába sóda avšak jej pôvodná chuť je celkom zmenená.

Rozpustený kyslík je nevyhnutný pre život organizmov vo vode. Jeho koncentrácia závisí od teploty vody.