Uso di nitriti in campo alimentare e loro tossicità

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Introduzione 
Il presente lavoro di tesi verte sulla capacità di alcuni composti di recare severi danni alla salute, non 
solo degli adulti ma anche dei  bambini. 
I composti in questione sono i nitriti, specie chimiche che sottoforma di ioni si possono legare con 
a mm ine for mando le nit r osammi ne o c on l’e mo g lobi na pe r for m a re la m e tae mo g lobi na ; le pr im e s ono 
re sponsabili de ll ’insor ge nz a de i tum or i, le se c onde rispondono di una g ra ve mala tt ia c he si manif e sta 
con la cianosi, la metaemoglobinemia. 
 In questo lavoro verranno discussi i nitriti dal punto di vista chimico, come ioni ma anche a ll ’inte rno di composti, la loro geometria molecolare e le loro caratteristiche chimico-fisiche. Essi sono composti 
de ll ’a c ido nit roso e c om e ioni possono re a g i re c on a lt re sp e c ie chimiche per formare sali, tra cui nitrito 
di sodio (il quale viene adoperato come conservante nella carne rossa), il nitrito di amile (efficiente 
vasodilatatore)e altri tipi di sali. 
Verranno illustrate le caratteristiche di questi sali e se ne specificheranno le azioni; poi si proseguirà 
ne ll ’e sporr e il r uolo del nit rito ne l cic lo dell’a z oto. 
 I l c iclo biol o g ico de ll ’a z oto c oinvol ge una picc oli ssi ma qua nti tà de ll ’a z oto tot a le e d i c ompos ti d e l g a s 
utilizzabili dagli organi viventi derivano da processi biotici ( ovve ro c on l’int e rve nto di organismi) ed 
abiotici (cioè con scariche elettriche atmosferiche, oppure fissazione chimica nel terreno dello ione 
ammonio in nitrato). 
I nitriti sono coinvolti nella fase di nitrificazione e denitrificazione riguardante questo ciclo. 
In seguito verranno elencate le fonti naturali, ma anche acqua e alimenti in cui ritroviamo nitriti e 
nitrati. In questo lavoro si parlerà in particolare dei nitriti in quanto i nitrati di per sé non sono tossici,
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sebbene questi ultimi, se c onve rtiti in nit riti da ll a flor a int e sti na le, e spli c hi no a nc h’ e ssi e ff e tt i ne g a t ivi . P e r qua nto ri g ua rda la p re se nz a di nit riti ne ll ’ a c qua , ini z ialmente ve rr a n no fa tt e de ll e diff e re nz e tra acqua potabile e acqua in bottiglia, si rileverà che la contaminazione da nitrati sarà dovuta alla loro 
riduzione in nitriti, mentre questi de vono e sser e a ssenti pe rc h é l’ e ve ntual e pr e s e nz a indi c he r e bbe uno 
stato di inquinamento recente. A  parte le caratteristiche chimico- fisiche che riguardano i due tipi di 
acqua, ci soff e rme r e mo sul ve ro pr oblema de ll a pr e se nz a de i nit riti n e ll ’a c qua ; ve rr à studi a ta la metaemoglobinemia, la natura di questa patologia, il meccanismo che sta alla base della sua 
insorg e nz a , g li e ff e tt i c he c omporta sull e va rie f a sc e d’ e tà, sopra tt utt o n ei bambini molto piccoli in 
quanto hanno un sistema enzimatico meno sviluppato rispetto a quello degli adulti, il sistema 
de ll ’e nz im a meta e mo g lo bina re dutt a si, c he c a t a li z z a il pr oc e sso g r a z ie a ll ’a iut o de l c of a tt or e N AD H e l’e nz im a 6 - glucosio-P deidrogenasi. Questi enzimi servono a riconvertire la metaemoglobina in 
e mog lobi na , qua lor a si for masse dopo l’ing e sti on e di a c qua a d a lt o c ontenuto di ni triti ; pe r a bba tt e re la 
grande quantità di questi composti sono stati messi appunto degli apparecchi, che servono ad abbattere 
anche quantità di altre sostanze contaminanti. Tutto questo per evitare il problema  
de ll ’me tae mo g lobi ne mi a , quindi pe r sa lva g ua rd a r e la sa lut e de i bambini . 
I l se c ondo pr oblema a f fr ontato è il c a nc ro c a usato da ll ’ing e sti one di a li menti c ont enenti ingenti 
quantità di nitriti. 
 L ’obi e tt ivo pe r c ui que sti c ompos ti ve ng ono a gg iunt i a g li a li menti, sopra tt utt o ne l c a so de ll e c a rni 
conservate, è dato da alcune caratteristiche specifiche. Infatti sia gli uni che gli altri sono in grado di 
mantenere un colore rosso tipico delle carni (la cui assenza determinerebbe un coloro tendente al 
br uno), inol tre sono in g r a do di e sa lt a rne le c a r a tt e risti c he or g a noletti c h e e di e se rc it a re un’ a tt ivi tà 
antibatterica soprattutto contro il Clostridium botulinum. 
I nitriti sembrerebbero gli unici composti utilizzati  in grado di esplicare contemporaneamente queste
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tre funzioni; per questo motivo se ne utilizzano quantità tre volte superiori rispetto a quelle necessarie 
come conservanti. 
 L a c ons e g ue nz a d e ll ’ a s socia z i one tra nit riti e a mm ine tra mi te l’in g e sti o ne di de t e rmina ti a li ment i è la formazione di nitrosammine, composti altamente tossici e cancerogeni, in quanto fungono da 
intercalanti del DNA, andandone ad alterare la normale duplicazione e trascrizione.     
Per evitare la formazione delle nitrosammine è opportuno, specie quando mangiamo salumi come 
insaccati, fare uso anche di antiossidanti come la vitamina C (acido ascorbico) e tocoferolo, oppure 
im pieg a r e int e g ra to ri na t ur a li a ba se di ros a c a nina o l’ a c e rola . 
Accenneremo anche al discorso sui tumori, senza soffermarci a lungo, e su altri effetti tossici esplicati 
dai nitriti. 
Ne ll ’ultim o c a pit olo infine ve r ra nno discussi a lcu ni c a si di int ossi c a z ione in se g uit o a in g e sti one di c ibi o acqua contaminata. 
Per cercare di limitare i danni, sono stati studiati dei metodi di analisi per la determinazione di nitrati e 
nitriti; i più importanti sono: il metodo colorimetrico con il reattivo di Griess, in cui si susseguono due 
re a z ioni , una di diaz otaz i one e un’ a lt ra di copulazione, metodi luminescenti e altri. Come ultimo punto 
verrà riferito ciò che la legge prevede per evitare che questi composti diventino dannosi per la salute; la 
nostra legislazione risulta la più severa di tutte, stabilendo valori massimi di nitrati e nitriti, che 
purtroppo però non sempre vengono rispettati. Infine verranno elencate le unità di controllo, dalle 
Agenzie ambientali al Servizio Sanitario Nazionale che negli appositi laboratori effettuano controlli 
sugli alimenti, altri enti per i controlli analitici e altri che si interessano di monitorare le acque 
sotterranee e superficiali proprio riguardo la determinazione dei nitrati.
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1.1 Nitriti dal punto di vista chimico 
Chimicamente il nitrito è uno ione (atomo o gruppi di atomi con carica netta), o meglio un 
ossoanione formato da un atomo di azoto e due di ossigeno; per questo motivo si può anche definire 
come uno ione poliatomico. Ha un peso molecolare pari a : 46 g/mol 
 
Fig. 1 Struttura dello ione nitrito 
 
Il nitrito viene denominato anione per il fatto che presenta una carica netta negativa.  
 
Fig. 2 Struttura tridimensionale 
 
La geometria molecolare dello ione nitrito è di tipo angolare o piegata perchè sull'atomo di azoto è 
presente una coppia di elettroni non legante e l'atomo stesso lega due gruppi nelle altre due posizioni, 
mentre la geometria delle coppie di elettroni è triangolare. Nella struttura molecolare si può notare una
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delocalizzazione di elettroni che contribuisce alla stabilità e alla risonanza di tale composto,in cui 
l’a tom o di az oto presenta ibridazione sp
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. 
 
Fig. 3 Ibrido di risonanza 
 
S i può a ff e rma r e c he l a mol e c ola re a le è da ta d a l l’ibrido di risona nz a c he ha il 50% de ll e c a r a tt e ris ti c he di una formula e il 50% delle caratteristich e de ll ’ a lt ra for mul a , que sto spiega il mot ivo de ll a pr e se nz a di una freccia a due punte. Nello ione il valore dell'ordine di legame è pari a 1,5 , dove per ordine di 
legame si vuole intendere il numero di coppie di legame condivise tra due atomi in una molecola. 
Invece la lunghezza di legame N-O nello ione nitrito dovrebbe essere 124 pm, misura compresa tra la 
lunghezza del legame singolo con valore 136 pm e quello doppio con valore 115 pm. Per lunghezza di 
legame si intende la distanza tra i nuclei di due atomi legati. 
Lo ione nitrito è la base coniugata debole proveniente dal suo corrispondente acido forte, ovvero l'acido 
nitroso.  
L'acido nitroso ha una Ka = 7,1
.
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 mentre lo ione nitrito ha una Kb = 1,4 
.
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-11
.
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I Sali che contengono lo ione nitrito sono stabili a temperatura ambiente, quelli dei metalli alcalini  
sono solubili in acqua, cristallini e incolori, mentre quelli dei metalli di transizione sono in genere 
insolubili. Sia quelli dei metalli alcalini che quelli dei metalli alcalino terrosi vengono prodotti tramite 
reazione di una miscela di monossido d'azoto e diossido di azoto con la corrispondente soluzione di 
idrossido di metallo o tramite la decomposizione termica del  nitrato a 1200°C; altri nitriti sono ottenuti 
tramite reazione di riduzione dei nitrati.
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I nitriti hanno un sapore acre e sono deliquescenti; inoltre se sono mescolati ai combustibili bruciano 
c on mi nor fo rz a rispe tt o a i c or risponde nti nit ra ti , i qua li sono sa li d e ll ’a c ido nit ric o c he di p e r sé risultano essere innocui ma in alcune condizioni ,quali ph acido o calore, vengono trasformati in  nitriti.  
Dal punto di visto organico i nitriti sono esteri dell'acido nitroso, presentano il gruppo funzionale 
nitrossido; hanno formula generale RONO, dove R è un gruppo arile o alchile. 
Esempi di composti nitrici con alcune caratteristiche sono: 
 acido nitroso con formula molecolare HNO
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 e formula di struttura:          
 
Ha massa molecolare 47,01, è un liquido verde-azzurro, estremamente ins tabile e d a ll ’odor e pun ge nte. 
Ha costante di dissociazione pari a 4,50 · 10
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 ed è completamente solubile in acqua.  
 nit rito di sodi o, sa le sod ico de ll ’a c ido nit ros o. Ha formula molecolare NaNO
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; ha una massa 
molecolare di 69,00 g/mol. Ha una densità di 2,1 g/cm
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 e  una solubilità in acqua pari a 820g/l; 
temperatura di fusione:553K mentre la temperatura di ebollizione è 593K. A temperatura 
ambiente si presenta come un solido bianco e inodore,è molto solubile in acqua. È un composto 
tossico. 
 
Fig. 4 Nitrito di sodio
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In passato si preparava per riduzione del nitrato corrispondente tramite calcinazione con piombo. Oggi 
la sua preparazione prevede la reazione dei vapori nitrosi con carbonato sodico in soluzione. Dal punto 
di vista chimico viene adoperato soprattutto come agente riducente e composto utile per la sintesi di 
coloranti tramite diazotazione. Viene inoltre adoperato anche come conservante alimentare nei prodotti 
a base di carne (per es. carne in scatola, prosciutto cotto, ecc.) di cui parleremo in seguito. 
 nitrito di amile (o analogamente nitrito di etile o butile) ,meglio noto come popper. 
 
Fig. 5 Popper 
Viene catalogata come sostanza stupefacente tossica, assunta per inalazione e appartiene alla categoria 
dei nitriti alchilici usate per molto tempo in varie forme di angina anche se poi è stato ben presto 
sost it uit o da ll a ni trog li c e rina , la qua le ha ma gg io r dura ta d’ a z ione e d è più sicur a . Que st’ult im a è un 
poli a lcol e ster ifica to c on a c ido nit ric o e nit roso, c he g r a z ie a ll ’e nz im a  g lut a ti o ne S-transferasi , libera 
nit rossido c a usand o l’a u mento di GMP ciclico. In questo modo si riscontra una vasodilatazione dei 
muscoli lisci di vene e arterie, diminuendo il ritorno del sangue al cuore, riducendo il consumo di 
ossigeno da parte dello stesso.