I nitrati in agricoltura

A) Cosa sono i nitrati?
I nitrati sono composti inorganici contenenti azoto, presenti principalmente in natura sotto forma di sali dell’acido nitrico. I nitrati più diffusi sono il nitrato di sodio (NaNO3) e il nitrato di potassio (KNO3). Si tratta inoltre di sali molto solubili in acqua. Lo ione nitrato NO3, proviene dalla dissociazione dell’acido nitrico (HNO3) o dei nitrati quando essi sono disciolti in acqua:

Es.

 1) HNO3 + H2O → NO3 + H3O+

 2) NaNO3 + H2O → NaOH + HNO3

      HNO3 + H2O → NO3 + H3O+

Lo ione nitrato (NO3) e i suoi sali rivestono un’importanza fondamentale per il metabolismo sia delle piante sia dell’uomo, in quanto sostanze aventi la funzione di favorire la crescita delle cellule e quindi sono fondamentali per il mantenimento degli ecosistemi naturali. Di conseguenza la loro presenza nel terreno è importante per la vita sulla terra.
Tuttavia però molti di questi nitrati sono spesso aggiunti artificialmente in più a quelli presenti normalmente in natura, grazie all’intervento dell’uomo attraverso il ricorso alle concimazioni azotate. Tali concimazioni sono impiegate per incrementare la crescita delle piante e di conseguenza la produzione delle stesse.
Ricordiamo che i nitrati sono sali molti solubili in acqua e che non sono trattenuti dal terreno. Per questo se le concimazioni azotate sono eseguite correttamente, i nitrati andrebbero distribuiti in copertura (alla presenza della pianta sul suolo), in modo da essere subito assorbiti dalle piante stesse.
Tuttavia l’uso eccessivo dei nitrati unitamente al mancato assorbimento da parte delle piante a causa delle perdite per percolazione profonda, può avere delle conseguenze molto negative sull’ambiente. Oltre all’eccesso di azoto che si può avere nel suolo, un contenuto elevato di nitrati nel terreno determina fenomeni d’inquinamento e di tossicità veramente disastrose.
Il dilavamento di questi composti, raggiunge i corsi d’acqua e poi le aree costiere, dove determinano un’elevata proliferazione di alghe. Se poi a causa dell’eccessiva produzione di alghe nell’ambiente acquatico si vengono a creare delle condizioni di assenza d’ossigeno, s’innescano fenomeni di putrefazione e decomposizione organica che comportano la morte di molti esseri viventi presenti nelle acque. Il fenomeno è chiamato eutrofizzazione.

B) I nitrati nelle piante
È indispensabile chiederci a questo punto che fine fanno i nitrati una volta assorbiti dalle radici delle piante?
La conoscenza di questo elemento ci permette di capire in quali organi si accumulano maggiormente e di conseguenza come intervenire per ridurne la quantità accumulata. I nitrati (come abbiamo già detto), sono composti inorganici contenenti azoto che non possono essere utilizzati tal quali dalla pianta per le sue esigenze di crescita, ma devono essere ridotti prima a composti ammoniacali (ione ammonio NH4+) e poi trasformati in composti organici azotati come amminoacidi e proteine. La reazione di riduzione dei nitrati a composti ammoniacali può avvenire in due modi:

1) Trasferimento a livello cellulare.
In caso di assorbimento di piccole quantità assorbite, il nitrato è trasferito nel citoplasma della cellula e subito ridotto a ione ammonio NH4+.

2) Accumulo nei vacuoli.
In caso di assorbimento di grandi quantità il nitrato, invece è stoccato nei vacuoli cellulari (in particolare quelli delle foglie), in attesa di essere ridotto a composti ammoniacali.

Ricordiamo che anche la reazione di riduzione del nitrato a ione ammonio avviene in due fasi intermedie che sono:

A) Riduzione del nitrato (NO3) a nitrito (NO2) tramite l’enzima nitrito riduttasi. 

NO3+ 2H+ + 2e→ NO2 + H2O

B) Riduzione del nitrito (NO2) a ione ammonio (NH4+) tramite l’enzima nitrato riduttasi.

NO2+ 8H+ + 6e→ NH4+ + 2H2O

Una volta avvenuta la formazione dei composti ammoniacali, l’azoto subisce un processo di organicazione con formazione prima di amminoacidi (tramite la reazione di amminazione riduttiva) e poi il loro successivo assemblaggio per la formazione delle proteine.
In sintesi i composti ammoniacali appena formati (in particolare l’ammoniaca NH3), alla presenza di un acido di origine organica (R-COOH), sono utilizzati per la formazione degli amminoacidi (R-COOH-NH2).

Amminazione riduttiva:

NH3 + R-COOH → R-COOH-NH2 + H2O

Sintesi delle proteine:

R-COOH-NH2 + R-COOH-NH2 → R-COO-NH-COO-NH2………………..

Nelle piante la reazione di sintesi delle proteine avviene principalmente a livello fogliare ed è attivata dalla luce solare. Tuttavia esiste tra le varie specie vegetali, delle differenze riguardo agli organi dove avviene la sintesi delle proteine. Nelle piante legnose a ciclo poliennale la sintesi delle proteine può avvenire o nelle foglie (nel periodo vegetativo primaverile – estivo), oppure nelle radici (nel periodo di riposo autunno – invernale). Nelle piante erbacee a ciclo annuale, la sintesi delle proteine avviene solo a livello fogliare.
Gli ortaggi a sua volta (che sono le specie che mostrano la maggiore capacità di accumulo dei nitrati nelle foglie), sono classificati in tre categorie in base alla quantità di nitrati accumulati nelle foglie. Per questo avremo:

1) Ortaggi ad alto contenuto di nitrati (es. cavolo nero, lattuga, cavolo rapa, bietola, ravanello e spinacio).

2) Ortaggi a medio contenuto di nitrati (es. indivia, finocchio, sedano, cavolo verza e zucchina).

3) Ortaggi a basso contenuto di nitrati (es. melanzana, fagiolo, cavolfiore, patata, carota, peperone, pomodoro e cipolla).

Anche all’interno dello stesso ortaggio, la distribuzione dei nitrati accumulati varia secondo l’organo della pianta. Oltre alle foglie i nitrati li possiamo ritrovare in quantità elevate nelle costole, nel fusto e nelle radici.
Questo ragionamento biochimico è importante per cercare di capire come ridurre la quantità di nitrati accumulati (in particolare quelli provenienti dalle concimazioni) e come contrastare la loro trasformazione a nitriti. Perché il problema maggiore non è tanto il nitrato per se, ma la sua trasformazione in nitrito (composto molto tossico e potenzialmente cancerogeno). Per esempio se io ho un ortaggio da foglia (es. cavolo, bietola, insalata ecc.) e vado a raccoglierlo, con questo tipo di operazione tagliando la pianta s’interrompe qualsiasi tipo di reazione cellulare delle piante (soprattutto l’attività respiratoria). A questo punto una volta che l’ossigeno rimasto, si è consumato, il nitrato non essendo più ossidato, è trasformato in nitrito con il conseguente accumulo fogliare. E allora sorge la domanda come fare a interrompere tale processo?

a) Sarebbe opportuno cercare di raccogliere gli ortaggi da foglia non alle prime ore di luce, ma verso metà giornata o la sera, quando il nitrato è trasformato in ammoniaca. Questo perché la reazione è attivata dalla luce. In questo modo siamo sicuri che il nitrato sia stato trasformato in proteine.

b) Evitare di porre le foglie raccolte in buste sottovuoto. La mancanza di ossigeno può favorire la trasformazione dei nitrati a nitriti.

c) Acquistare preferibilmente verdure di stagione e fresche. Gli ortaggi estivi contengono molti meno nitrati degli ortaggi invernali, perché la luce e il caldo favoriscono la loro trasformazione in proteine. La scarsa illuminazione e il freddo la bloccano.

d) Per quanto riguarda le concimazioni azotate, dare la precedenza a quelle organiche rispetto a quelle minerali. Questo perché l’azoto organico tende a degradarsi più lentamente, è poco solubile in acqua e tende a liberare nitrati in quantità minori. In questo modo la quantità di nitrato è subito trasformata, senza essere accumulata. Le concimazioni minerali invece essendo di origine salina, costringono le piante ad assorbire grandi quantità di acqua per riequilibrare la concentrazione di sali nelle loro cellule. I nitrati (essendo dei sali molto solubili), sono assorbiti in grandi quantità e subito accumulati nelle foglie.

e) Tra i concimi minerali preferire quelli ammoniacali rispetto a quelli nitrici. Questo perché non solo i concimi ammoniacali sono trattenuti dal terreno e ceduti alle piante più lentamente, ma anche perché vengono subito trasformati in proteine. I concimi nitrici oltre a non essere trattenuti dal terreno, essendo molto solubili possono finire nelle falde e dare problemi d’inquinamento (come abbiamo già detto).

C) I nitrati negli alimenti
È interessante a questo punto cercare di capire infine come i nitrati che finiscono negli alimenti, a quali modificazioni vanno incontro una volta che sono ingeriti. Come abbiamo già detto in precedenza i nitrati di se stesso non sono preoccupanti, ma ciò che preoccupa invece è la loro riduzione a nitriti sostanze potenzialmente cancerogene. Per questo è necessario ridurre il loro accumulo soprattutto negli ortaggi da foglia, per impedire la loro trasformazione a nitriti.
Oltre agli ortaggi da foglia, ci sono altre categorie di alimenti dove di solito vengono aggiunti nitrati e nitriti: si tratta dei prodotti di salumeria insaccati (salami, salsicce ecc.), le conserve di carne e i formaggi. In questi prodotti i nitrati e i nitriti (soprattutto il nitrito di sodio NaNO2), sono aggiunti per tre scopi:

a) Per inibire lo sviluppo del botulino, batterio che produce tossine mortali per l’uomo.

b) Per stabilizzare il colore delle carni che altrimenti in condizioni normali tenderebbero a imbrunire (la mioglobina si trasforma in un composto stabile chiamato nitrosomioglobina).

c) Per esaltare l’aroma delle carni e dei latticini.

Pur riconoscendo ovviamente la validità di questi prodotti che hanno la funzione di conservazione degli alimenti, c’è da rilevare che la loro presenza può innescare pericolose reazioni a effetto cancerogeno. Tutto ciò avviene non quando le quantità assunte sono piccole, ma in condizioni di accumulo nel tempo (tossicità cronica). I nitrati possono trasformarsi in nitriti, per effetto dell’azione di alcuni batteri, per effetto del calore in condizioni di assenza di ossigeno e in presenza di un pH acido.
I nitriti (come il nitrito di sodio NaNO2), in presenza dell’acido cloridrico (HCl) dello stomaco, va incontro ad una reazione di scambio con formazione di acido nitroso (HNO2) e cloruro di sodio (NaCl):

NaNO2 + HCl → HNO2 + NaCl

A questo punto l’acido nitroso (HNO2), in presenza delle ammine (R-NH2), derivanti dalla degradazione e digestione delle proteine e poi degli amminoacidi (R-NH2-COOH), forma le nitrosammine (R2N2O) sostanze potenzialmente cancerogene.

HNO2 + R-NH2 → R2N2O + H3O+

Il problema della cancerogenicità delle nitrosammine, non si verifica quando le quantità assunte dei nitriti sono piccole, ma quando si accumulano nel tempo (per esempio quando si mangia spesso prodotti insaccati o ortaggi ad alto contenuto di nitrati). Allora cosa di può fare?

1) Per quanto riguarda gli ortaggi, evitare di porre le foglie in ambienti dove c’è carenza di ossigeno e quindi laddove si possono creare le condizioni in cui i nitrati possono trasformarsi in nitriti.

2) Per quanto riguarda invece le carni, cercare di ridurre il più possibile tutte quelle condizioni di cottura (frittura, arrostitura, bollitura ecc.) che possono trasformare i nitrati a nitriti.

3) Non conservare le carni, gli ortaggi e i latticini, per periodi troppo lunghi. Queste condizioni favoriscono la veloce trasformazione dei nitrati a nitriti.

4) Ricorrere all’uso del freddo conservando le carni in congelatori o surgelatori. Il freddo blocca la reazione di riduzione dei nitrati a nitriti.

5) Cercare di variare il più possibile la dieta, assumendo principalmente vegetali (verdura e frutta cruda) i quali essendo ricchi di polifenoli e antiossidanti bloccano le reazione dei nitriti a nitrosammine sul nascere. Per esempio assumere alimenti ricchi di amminoacidi, vitamina C, vitamina E e composti polifenolici fa si che a livello extra cellulare è inibita la reazione di formazione delle nitrosammine.

BIBLIOGRAFIA:
1) Lerici e Lercker, 1983. Principi di Tecnologie Alimentari. Edizioni Clueb Bologna.

2) My-personaltrainer.it, 2015. Nitriti e nitrati.

Annunci

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

w

Connessione a %s...