香辛蔬菜苦藠粗提液对亚硝酸盐的清除作用

张瑞宇，王词钦

(重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆 400060)

香辛蔬菜苦藠粗提液对亚硝酸盐的清除作用

张瑞宇，王词钦

(重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆 400060)

研究苦藠在不同实验条件下对亚硝酸盐的清除能力。选择苦藠粗提液不同的预热温度、pH值、用量及反应时间进行单因素试验，并在此基础上进行正交试验，以探明清除效果随反应条件所发生的变化。结果表明：高温预热很必要，在苦藠自然pH值下清除率可达50%以上；pH值对清除率影响极显著，pH2.0、11.0mL的粗提液，反应10min，清除率达到82.7%。以芥菜为对象，设置①预煮后浸于苦藠粗提液中(模拟烹饪)，7℃冷藏，以去离子水浸泡为对照，观察芥菜中亚硝酸盐的积累；②鲜叶去污染后PE包装置于40℃条件下(模拟高温贮运环境)，检测叶片亚硝酸盐的变化。贮存达13d时，两种浸泡液中芥菜亚硝酸盐的积累都较缓慢，苦藠液中芥菜亚硝酸盐含量始终低于对照，提示煮沸、低温、添加苦藠均有抑制亚硝酸盐形成的能力；40℃条件下，前4d中，亚硝酸盐含量虽略增但均很低，其后亚硝酸盐含量跃增，第6天时达到356.4mg/kg，2.0mL苦藠粗提液在第1、6天的清除率分别为21.1%和5.9%。

苦藠；芥菜；亚硝酸盐；清除率

食品中的亚硝酸盐可造成人体高铁血红蛋白症中毒，而且易于形成确切致癌物亚硝胺，亚硝酸盐还可致畸、致甲状腺肿[1]，由此成为生命的主要危害因子。据报道[2]人体摄入的硝酸盐81.2%来自蔬菜，根茎叶菜是主要载体。显然，有效地消除蔬菜中的亚硝酸盐或者阻断其向亚硝胺转化是解除亚硝酸盐威胁、提高蔬菜安全性的合理途经。基于此，以苹果、山楂、洋葱、大葱、萝卜[3-7]等果蔬，菊花、杜仲等[8-9]药材，紫甘薯花色苷、壳聚糖等[10-11]功能成分为清除剂的研究，均取得较好的效果，但研究方式上多限于探讨其与溶液中亚硝酸盐的反应，用于蔬菜中亚硝酸盐的清除还缺乏实验研究。

苦藠，学名薤白，百合科，为川、渝、黔特产，鲜品极其清脆爽口、香气特异，味苦辛辣，是泡菜的上好原料[12]。中医认为，苦藠能通阴散结、行气导滞、调理中气、平衡脏腑、具有清热、降燥、排毒之功效[13]。迄今为止，食品领域对苦藠的理论研究和加工利用尚未见报道，参考民间经验，本实验意在探讨苦藠是否具有清除亚硝酸盐的能力，清除效果随反应条件的改变呈现何种变化；并直接将苦藠用于芥菜的模拟烹饪和高温贮运实验中，研究苦藠对芥菜亚硝酸盐积累的影响，旨在从食品安全角度认识并揭示其全新的利用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

苦藠：色白球形、大小均匀、产于重庆合川；芥菜：重庆某蔬菜基地产新鲜叶用芥菜。

PE膜袋(厚度0.04mm)；亚硝酸钠(优级纯) 重庆北碚化学试剂厂；无水对氨基苯磺酸 天津市光复精细化工研究所；盐酸萘乙二胺 浙江永嘉试剂厂；实验用水为去离子水；所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

HY-8型调速振荡器 国华电器有限公司；Electrolux BCD-252K可调温冰箱 伊莱克斯(中国)有限公司；722型分光光度计 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；DGG-9076A型电热恒温干燥箱 上海齐欣科学仪器公司；PL203电子天平、Delta320-s数字酸度计 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；SHZ-D(Ⅲ)型循环水式真空泵 巩义市英峪华仪器厂；HH-2数字恒温水浴锅 江苏金坛中大仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 苦藠粗提液的制备

苦藠清洗，滤纸吸干，取适量苦藠室温下仔细研磨成均匀浆体，准确称量2.50g，以去离子水全部转移至50mL容量瓶，定容，水浴加热10min，冷却后用尼龙布过滤、抽滤至清，用干洁容器贮存于4℃，制得苦藠粗提液质量浓度为0.05g/mL。

1.3.2 苦藠粗提液清除亚硝酸盐的单因素试验

预加热温度的影响：取10.0mL苦藠粗提液8份，分别于18、30、40、55、70、80、90、98℃条件下加热，冷至常温后与亚硝酸钠反应10min，测定苦藠对亚硝酸盐的清除率。

苦藠粗提液pH值的影响：取10.0mL苦藠粗提液8份，经98℃水浴10min后冷至常温，分别用体积分数10%的盐酸或10g/100mL氢氧化钠溶液调整pH值为：2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，再与亚硝酸钠反应10min，测定苦藠对亚硝酸盐的清除率。

苦藠粗提液用量的影响：分别取苦藠粗提液1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0mL，于98℃水浴10min后冷至常温，与亚硝酸钠反应10min，测定苦藠对亚硝酸盐的清除率。

反应时间的影响：取10.0mL苦藠粗提液8份，于98℃水浴10min后冷至常温，分别与亚硝酸钠反应3.0、6.0、9.0、12.0、15.0、18.0、21.0、25.0min，测定苦藠对亚硝酸盐的清除率。

1.3.3 正交试验

根据pH值单因素试验结果，特在酸性范围与碱性范围各设一组正交试验，因素水平设计见表1，以优化反应条件。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels in the orthogonal array design

1.3.4 7℃条件下苦藠粗提液对预煮后芥菜叶片亚硝酸盐积累的影响

取预煮2min的鲜芥菜叶冷至室温(模拟烹饪)，分成两份各200g，分别浸泡于750mL去离子水(a样)和750mL苦藠粗提液(b样)中，薄膜覆盖，7℃冷藏，分别于5、8、10、11、12、13d时取样测定亚硝酸盐的含量。

1.3.5 40℃恒温条件下鲜芥菜叶亚硝酸盐积累及苦藠粗提液的清除效果

经质量分数0.4%次氯酸钠消毒、无菌水冲洗至无氯味的鲜芥菜叶500g，以PE袋包装系口，置入40℃恒温箱中(模拟高温贮运)，分别于1、2、3、4、5、6d时取样测定。测定时另取样以苦藠粗提液2.0mL进行清除实验研究。

1.4 指标测定

1.4.1 亚硝酸盐清除率的测定

准确吸取15μg/mL NaNO2两份各2.0mL分别置于50mL容量瓶中，一份加入10.0mL苦藠粗提液，另一份作空白，摇匀反应10min。各加入0.6g/100mL对氨基苯磺酸4mL，摇匀静置5min。再各加入0.3g/100mL盐酸萘乙二胺2mL，摇匀，定容至50mL，静置15min，用2cm比色皿于538nm波长处测定吸光度，按式(1)计算清除率[4]。

式中：A1为加苦藠粗提液试样的吸光度；A2为未加苦藠粗提液作为对照的吸光度。

1.4.2 芥菜样品中亚硝酸盐含量的测定

亚硝酸钠标准曲线绘制：吸取0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0、2.5mL亚硝酸钠标准使用液(即亚硝酸钠为0、1、2、3、4、5、7.5、10、12.5μg)，分别置于50mL容量瓶中。各加入0.4g/100mL对氨基苯磺酸2mL，混匀，静置3～5min后各加入1.0mL 0.2g/100mL盐酸萘乙二胺溶液，加水至刻度、混匀，静置15min，用2cm比色皿，以零管调零，于538nm波长处测定吸光度，绘制标准曲线，得到回归方程y＝0.0139x－0.015，相关系数R2＝0.9995。

样品测定：准确称量2.50g芥菜叶匀浆于500mL容量瓶中，按GB/T 15401—1994《水果、蔬菜及其制品亚硝酸盐和硝酸盐含量的测定》[14]方法，依次用果蔬提取剂(50g氯化镉与50g氯化钡溶于1000mL重蒸水中，用浓盐酸(2mL左右)调pHl)、2.5moL/L氢氧化钠、氢氧化铝乳液(125g硫酸铝溶解于1000mL重蒸水中，使氢氧化铝全部沉淀(溶液呈微碱性)，用蒸馏水反复洗涤，真空抽滤，直至洗液分别用氯化钡、硝酸银检验不产生混浊为止。取下沉淀物，加适量重蒸馏水使呈稀浆糊状，捣匀备用)处理、定容过滤，得无色透明样品液。取此液40.0mL于50mL容量瓶中，检测亚硝酸盐含量。果蔬类亚硝酸盐含量按式(2)计算。

式中：C为测定用样液中亚硝酸盐含量/(μg/mL)；m为样品质量/g。

1.4.3 VC对亚硝酸盐的清除和苦藠中VC含量的测定

参照1.4.2节进行VC对亚硝酸盐的清除实验。采用碘量法[15]测定苦藠中的VC含量。

2 结果与分析

2.1 苦藠粗提物清除亚硝酸盐的单因素试验与正交试验结果

2.1.1 苦藠粗提液预热温度对亚硝酸盐清除效果的影响

图1 不同预处理温度对亚硝酸盐清除率的影响Fig.1 Effect of preheating temperature on the scavenging ratio of Chinese onion juice against nitrite

如图1所示，随温度的上升，苦藠粗提液对NO2－的清除率逐渐增高，70℃以后清除率迅速增长，98℃时(实测)达到最大值55.17%。王长祥等[7]对萝卜、王莹[10]对紫甘薯花色苷、刘世民[5]对洋葱的研究发现，清除NO2－的最适温度分别是100、80、70℃，即清除剂在高温范围内作用更强；但据报道[16]，大蒜在40℃清除NO2－效果最好。苦藠中清除NO2－的活性成分很耐热，在食品的热处理中，具有很大的应用价值。

2.1.2 苦藠粗提液pH值对亚硝酸盐清除效果的影响

图2 不同pH值的苦藠粗提液对亚硝酸盐消除率的影响Fig.2 Effect of pH on the scavenging ratio of Chinese onion juice against nitrite

由图2可知，pH值对苦藠粗提液清除NO2－的能力影响显著，当pH值在2.0～7.0范围内，清除率随pH值的升高而下降；pH值在7.0～9.0时，清除率随pH值的升高而上升；pH值在6.0～7.0时，清除率最低，但高于50%，当pH3.0时，清除率为64.98%，这与在模拟胃酸条件下得到的结果吻合。

2.1.3 苦藠粗提液用量对亚硝酸盐清除效果的影响

由图3可知，苦藠粗提液对亚硝酸盐的消除能力随用量的增加几乎呈线性升高，这与孙艳辉等[11]研究结果一致。

图3 不同用量的苦藠粗提液对亚硝酸盐消除率的影响Fig.3 Effect of Chinese onion juice amount on its scavenging ratio of against nitrite

2.1.4 反应时间对亚硝酸盐清除效果的影响

表2 苦藠粗提液与亚硝酸盐反应不同时间的清除率Table 2 Effect of reaction time on the scavenging ratio of Chinese onion juice against nitrite

从表2可以看出，苦藠粗提液对NO2－清除较快，3～6min即可充分作用，延长反应时间几乎没有影响。洋葱对NO2－的清除约在10min达到最佳效果；核桃对NO2－的清除率受时间的影响较小，但达到最大清除率需90min以上[17]。

2.1.5 酸性范围内苦藠粗提液清除亚硝酸盐的正交试验结果

表3 酸性范围内苦藠粗提液清除亚硝酸盐的正交试验结果Table 3 Orthogonal array layout and experimental results (in acidic pH range)

从表3可以看出，最佳组合为A2B1C1，即苦藠粗提液经90℃预热后、用量9mL、pH2时消除亚硝酸盐的效果最好。由极差分析各因素对结果的影响由大到小的顺序为C＞A＞B，即pH值的影响最大，温度的影响次之，用量则最小。

表4 酸性范围内正交试验方差分析表Table 4 Analysis of variances for the scavenging ratio of Chinese onion juice against nitrite with various reaction conditions (in acidic pH range)

从表4可以看出，pH值对清除率的影响极显著，温度的作用显著。

2.1.6 碱性范围内苦藠粗提液清除亚硝酸盐的正交试验结果

表5 碱性范围内苦藠粗提液清除亚硝酸盐的正交试验结果Table 5 Orthogonal array layout and experimental results (in alkaline pH range)

从表5可以看出，最佳因素组合为A3B2C3，即苦藠粗提液经95℃预热后，用量为10mL，pH10时消除亚硝酸盐的效果最好。极差分析反映出各因素对结果的影响由大到小的顺序为A＞C＞B，即温度的影响最大，pH值的影响次之，用量则最小。表6说明，A、C的影响极显著，而B则不显著。

表6 碱性范围内正交试验方差分析表Table 6 Analysis of variances for the scavenging ratio of Chinese onion juice against nitrite with various reaction conditions (in alkaline pH range)

2.2 不同处理下芥菜亚硝酸盐的积累及苦藠的清除效果

2.2.1 预煮后的芥菜叶7℃冷藏亚硝酸盐的积累及苦藠粗提液的抑制效果

图4 7℃保藏预煮后芥菜叶片中亚硝酸盐积累量随时间的变化Fig.4 Change in the nitrite accumulation in mustard leaves soaked in deionized water or Chinese onion juice during storage at 7 ℃

如图4所示，a样和b样中亚硝酸盐含量随贮藏期延长呈缓慢上升趋势，第13天时，a样的亚硝酸盐为51.9mg/kg，b样为44.0mg/kg，b样的亚硝酸盐含量始终低于a样，可见，即使化学反应在低温下延缓，苦藠粗提液仍然表现出较强的抑制作用，清除率可达15%左右。

鲜菜中的亚硝酸盐原本很少，但硝酸盐含量高，在硝酸还原菌的作用下硝酸盐还原成亚硝酸盐并导致积累，也就是说基于微生物作用的亚硝酸盐形成，可以从调控微生物的消长入手，故预煮具高温灭菌效果，微生物存活率大大下降，使还原反应削弱或中断，亚硝酸盐形成减少。配合以7℃低温贮藏，使预煮取得的效果得以持续，但随着时间的推移，没有其他措施的配合，要维持原初的微生物状态是不可能的，因此，在微生物逐渐增殖的同时，出现了亚硝酸钠含量缓慢增加的现象。

2.2.2 40℃恒温下芥菜叶亚硝酸盐的积累及苦藠粗提液的清除效果

图5 40℃保存条件下芥菜叶片亚硝酸盐积累量随时间的变化Fig.5 Change in the nitrite accumulation in mustard leaves packaged in polyethylene bags during storage at 40 ℃

如图5所示，经过次氯酸钠消毒，芥菜叶表初始带菌量很少，1～4d内，亚硝酸盐的积累较慢，但叶片的脱绿黄化现象渐渐显现，第5天时，由于叶片在40℃高温下，代谢活性很强，消耗过快而衰老加剧，外观明显黄化，极大地弱化了对微生物的抵抗力，所含硝酸盐在微生物的作用下加速转化成亚硝酸盐，使其含量陡增，最终达到356.4mg/kg。同时进行的清除实验表明，2.0mL苦藠粗提液(相当于苦藠0.1g)的清除率从第1天的21.1%一直下降至第6天的5.9%，可知用量偏少。

2.3 VC对亚硝酸盐的清除和苦藠中VC含量的测定

图6 不同质量浓度VC对亚硝酸盐的清除率Fig.6 Nitrite scavenging ratios of vitamin C at various concentrations

如图6所示，VC质量浓度在10～50mg/100mL之间，清除率增加很快，之后随着质量浓度的增大，清除率的升高趋于平缓。本实验测得苦藠中VC含量为8.8mg/100g(鲜品)。以相同清除率比较，经初步计算得出：5g苦藠制汁，98℃预热10min，不调整pH值，其对亚硝酸盐的清除能力略高于30mg VC；5.5g苦藠制汁，98℃预热10min，调整pH值为2.0，其清除能力与100mg VC相当。

3 结 论

3.1 苦藠粗提液是亚硝酸盐的有效清除剂。90℃以上的高温预热是确保清除率达到50%以上的必要措施。在此基础上，清除反应呈剂量-效应关系(图3)，随用量增加清除率持续上升。VC具有抗氧化活性，同时也是亚硝酸盐的有效清除剂，本研究中苦藠VC含量仅为8.8mg/100g(鲜质量)，且高温预处理可破坏VC，这表明苦藠粗提液清除亚硝酸盐的机理与水果不同，苦藠中存在着耐高温的其他活性成分，其作用机制尚待研究。

3.2 预热后的苦藠粗提液在酸性条件下，更有利于其清除活性的发挥，当pH2.0时，清除率升至72.24%，这与核桃的研究结果一致。苦藠粗提液的清除反应在3～6min基本完成，比之已有研究结果，表现出“快速清除”的优势。

3.3 “模拟烹饪”直接反映出熟制叶菜在冷藏期间亚硝酸盐缓慢积累的规律和苦藠粗提液对其亚硝酸盐的有效清除作用。在13d贮期末，苦藠粗提液浸渍样品中亚硝酸盐含量比对照低15.2%。日常生活中，常见冷藏菜肴和蔬菜半成品的情况，对此，可选择适当方式添加或摄食苦藠，以消除或减轻亚硝酸盐的危害。

3.4 “模拟高温贮运”反映芥菜鲜叶受40℃高温胁迫，叶片衰老加剧而部分微生物却快速增殖的情况下，第6天亚硝酸钠含量攀升至356.4mg/kg。2.0mL苦藠粗提液的清除率从开始的21.1%下降至5.90%。

3.5 结合我国蔬菜物流状况看，蔬菜的贮运销条件尚不完善，尤其在高温贮运或贮运期延长时，亚硝酸盐更易积累，本实验表明，应用苦藠清除亚硝酸盐用量小、安全性高，价格低廉，但合理的应用方式或处理方法，有待深入研究。

[1] 联合国环境规划署. 硝酸盐、亚硝酸盐N-亚硝基化合物[M]. 北京:中国环境科学出版社, 1987.

[2] 沈明珠, 翟宝杰, 东惠茹, 等. 不同蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量评价[J]. 园艺学报, 1982, 9(4): 41-48.

[3] 冯翠萍, 洪建华, 张弋凡. 果汁对亚硝酸盐清除作用的研究[J]. 山西农业大学学报, 2009, 29(3): 261-264.

[4] 赵二劳, 王晓妮, 张海容, 等. 山楂清除亚硝酸盐及阻断亚硝胺合成的研究[J]. 食品与发酵工业, 2006, 32(10): 29-31.

[5] 刘世民. 洋葱对亚硝酸盐清除作用研究[J]. 食品工业科技, 2004, 25 (2): 18-20.

[6] 赵云斌, 胡撄, 王增珍. 大葱清除亚硝酸盐的实验研究[J]. 食品科学, 2001, 22(5): 76-78.

[7] 王长祥, 毕海燕. 萝卜对亚硝酸盐清除作用的研究[J]. 中国卫生检验杂志, 2009, 19(2): 443-444.

[8] 郑群雄, 朱咸, 姜慧萍. 菊米提取物对亚硝化反应抑制作用的研究[J]. 食品科技, 2009, 34(2): 192-195.

[9] 吴春, 张立惠, 孔琪. 菊米提取物对亚硝化反应的抑制作用[J]. 化学与黏合, 2005, 27(3): 183-185.

[10] 王莹. 模拟胃酸条件下紫甘薯花色苷清除亚硝酸盐的效果[J]. 食品科学, 2009, 30(5): 109-111.

[11] 孙艳辉, 董英. 壳聚糖对亚硝酸盐清除作用的研究[J]. 食品科学, 2005, 26(12): 71-73.

[12] 中国农业科学院蔬菜花卉研究所. 中国蔬菜品种志: 上卷[M]. 北京:中国农业科技出版社, 2001.

[13] 崔戈. 救命的苦藠[J]. 四川烹饪, 2004(8): 11.

[14] GB/T 154012—1994 水果、蔬菜及其制品亚硝酸盐和硝酸盐含量的测定[S].

[15] 西南农业大学食品学院. 农产品贮藏运销学实验教程[M]. 重庆: 西南农业大学, 1989: 127-129.

[16] 赵功玲, 陈惠娟, 陈方娟, 等. 不同处理方法对破碎大蒜清除亚硝酸盐能力的影响[J]. 农产品加工, 2009(12): 63-65.

[17] 余华, 曹丽容, 汤修琴, 等. 核桃体外清除亚硝酸盐及阻断亚硝胺合成的研究[J]. 食品科技, 2005, 30(12): 17-20.

Nitrite Scavenging Effect of the Mechanically Prepared Juice from Chinese Onion, a Condiment Vegetable

ZHANG Rui-yu，WANG Ci-qin
(Environmental and Biological Engineering Institute, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400060, China)

In the present study, we evaluated the nitrite scavenging effect of the mechanically prepared juice from Chinese onion eaten as a condiment vegetable in China. Single factor experiments were initially carried out to investigate the effects of preheating temperature and amount of the juice and reaction pH and time on its scavenging ratio against nitrite and based on these investigations, orthogonal array design was then used to search for the optimum values of the above reaction conditions maximizing its scavenging ratio against nitrite. The results showed that preheating at high temperature was necessary for scavenging nitrite by the juice. The scavenging ratio of the juice against nitrite was over 50% at natural pH. pH had exceedingly significant effect on this index. The reaction of 11.0 mL of the juice for 10 min at pH 2.0 gave a nitrite scavenging ratio of 82.7%. Furthermore, precooked mustard leaves (as a simulation for cooking) was soaked in the juice or deionized water (as control) and stored at 7 ℃ and the accumulation of nitrite in mustard leaves was observed during storage. After 13 days of storage, a slow accumulation of nitrite was observed for mustard leaves soaked in deionized water or the juice. Mustard leaves soaked in the juice always presented a lower nitrite content than those soaked in deionized water did throughout the entire storage period. Thus, precooking, low temperature and soaking in the juice all had the ability to suppress the formation of nitrite. Meanwhile, the fresh leaves of mustard were cleaned and packaged in polyethylene bags and stored at 40 ℃ (as a simulation for high-temperature storage and transportation environment) and the nitrite content change of mustard leaves was examined during storage. It was found that the nitrite content in mustard leaves slightly increase in the first days of storage at 40 ℃, followed by a steep increase and reached 356.4 mg/kg on the sixth day and that 2.0 mL of the juice gave nitrite scavenging ratios of 21.1% on the first day and 5.9% on the sixth day.

Chinese onion；mustard；nitrite；scavenging ratio

TS255.1

A

1002-6630(2010)17-0086-06

2010-06-19

张瑞宇(1947—)，女，教授，硕士，研究方向为食品安全保藏技术。E-mail：zhang_ruiyu@tom.com