小麦麸皮清除和结合亚硝酸盐能力的研究

王 鑫，黄韬睿，黄丽娟，张定秋

(1.四川省食品药品检验检测院，四川 成都 610097; 2.四川旅游学院，四川 成都 610000)

小麦麸皮清除和结合亚硝酸盐能力的研究

王 鑫1，黄韬睿2，黄丽娟1，张定秋1

(1.四川省食品药品检验检测院，四川 成都 610097; 2.四川旅游学院，四川 成都 610000)

为研究小麦麸皮清除和结合亚硝酸盐的能力，本实验采用离子色谱法，在不同pH值和不同清除时间条件下，测定麸皮对亚硝酸盐的清除能力，同时对清除亚硝酸盐后的麸皮及浸泡液进行超声处理，检测其结合亚硝酸盐的能力。结果表明：当亚硝酸盐溶液为pH11时，麸皮没有清除亚硝酸盐的能力，而当亚硝酸盐溶液为pH3、 pH7时，麸皮清除亚硝酸盐的能力随时间的延长，先增加后减小，且分别在4、6 h达到最大值(1 270.5、1 374.5 μg/g)；不同粒径麸皮清除和结合亚硝盐的能力都有显著差异，且都是pH3的亚硝酸盐溶液明显低于pH7的溶液，但清除亚硝酸盐的能力是随粒径增加而显著降低，而结合亚硝酸盐的能力是随粒径增加而显著增加(P<0.05)。综上可知，粒径及酸碱环境对麸皮清除和结合亚硝酸盐的能力有显著影响。

麸皮；亚硝酸盐；清除；结合

亚硝酸盐是自然界中普遍存在的一类含氮无机化合物，可作为食品添加剂应用于肉制品中，起到护色、增色，增味，防腐等作用[1]，但亚硝酸盐是一把双刃剑，为食品加工带来效益的同时，也可因一次性摄入过量亚硝酸盐引起中毒甚至死亡[2]，另外，亚硝酸盐被人食用后，会在人体内形成亚硝胺，而亚硝胺是一种强烈的致癌作物质，会引起食道、胃、肝和大肠等部位的癌症[3-5]。因此,在《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760—2014)中规定了亚硝酸盐最大使用量和最大残留量，《食品中污染物限量》(GB 2762—2012)对生乳、包装饮用水、腌渍蔬菜等产品中的亚硝酸盐残留量均做了相应的限量规定，以确保亚硝酸盐对人体的安全。

目前，有关膳食纤维对亚硝酸盐吸附作用的报道很多，王志宏等[6]对陈皮膳食纤维吸附亚硝酸盐进行了研究，发现陈皮膳食纤维对亚硝酸盐的吸附效果很好，吸附速率可以达到18.6 mg/min，3 h内吸附程度可达94.2%；雷激等[7]研究了柠檬膳食纤维对午餐肉中的亚硝酸盐残留量的影响，发现在午餐肉中添加0.5%～1.0%的柠檬膳食纤维，可以使午餐肉中亚硝酸盐残留量降低41%；郭雪飞[8]对玉米皮不溶性膳食纤维的研究发现，在pH2时，玉米皮不溶性膳食纤维对亚硝酸盐吸附量随时间的延长而增加，而在pH7时，玉米皮不溶性膳食纤维吸附亚硝酸盐的量随时间的延长几乎无明显变化。小麦麸皮是小麦制粉过程中副产物，每年全国有超过2 000万t的产量，其富含膳食纤维等多种营养成分[9]，近年来， 随着人们对健康食品的不断青睐， 麸皮的特殊价值开始被人们认识， 麸皮功能的开发研究也 越来越受到重视[10]。目前小麦麸皮清除亚硝酸盐报道较多，但关于麸皮能否牢固结合亚硝酸盐的报道较少。在上述背景下，本实验旨在研究不同粒径麸皮清除差异性，以及探讨其结合亚硝酸盐的能力，为麸皮综合利用提供理论依据，进而加大麸皮的综合利用。

1 材料方法

1.1 材料与仪器

CPA225D电子天平，PL1548 往复式水浴恒温振荡器，HK-02A万能粉碎机，KQ-250DE超声波清洗器，ICS5000离子色谱，Dionex IonPac AG11-HC 保护柱，Dionex IonPac AS11-HC 色谱柱。

1.2 实验方法

1.2.1 麸皮粉碎分级

筛除杂质→清洗→干燥(95 ℃、2 h)→粉碎(5 min，25 000 r/min)→筛分分级(200、120、40目)。

1.2.2 亚硝酸盐含量检测

溶液亚硝酸盐的检测方法参照GB 5009.33—2010 第一法，氮气压力0.2 MPa，柱温30℃，采用氢氧化钾为淋洗液(自动生成)，淋洗液流速1.0 ml/min，进样量100 μl，具体淋洗液梯度洗脱见表1。

表1 淋洗液梯度洗脱

1.2.3 亚硝酸盐标准曲线的绘制

1.2.4 清除时间对麸皮清除亚硝酸盐能力的影响

麸皮清除亚硝酸盐量(μg/g)=(清除前溶液亚硝酸盐浓度-清除后溶液亚硝酸盐浓度)×溶液体积÷麸皮质量。

1.2.5 粒径对麸皮清除亚硝酸盐能力的影响

1.2.6 粒径对麸皮结合亚硝酸盐能力的影响

将1.2.4节剩余的溶液及麸皮置于超声仪超声30 min后，取出过0.22 μm水性滤膜后检测，根据亚硝酸盐标准曲线计算出溶液中亚硝酸盐的含量。根据以下公式计算麸皮结合亚硝酸盐量。

麸皮结合亚硝酸盐量(μg/g)=(清除前溶液亚硝酸盐浓度-超声后溶液亚硝酸盐浓度)×溶液体积÷麸皮质量。

1.3 数据处理

各组实验数据重复3～8次，所测数值均以x±s表示，采用SPSS(IBM公司)19.0 统计软件进行统计分析，Microsoft Excel 2007软件绘制图表。

2 结果与分析

2.1 亚硝酸盐标准曲线

分别用已知浓度的亚硝酸盐制备成5个不同浓度0.02、0.1、0.2、0.5、1.0 μg/ml 的样品，在所选定的色谱条件下分别进行测定，并以亚硝酸盐的浓度(μg/ml)为横坐标, 亚硝酸盐峰面积为纵坐标，得到了亚硝酸盐的标准曲线图，见图1。

从图1中可见，其质量浓度与峰面积比有良好的线性关系，线性方程为Y=0.523 5X+0.005 4，相关系数R=0.999 9，由此可见亚硝酸盐浓度在0.02～1.0 μg/ml时，该方法检测亚硝酸盐的线性关系好，可以应用于该范围浓度的亚硝酸盐溶液的检测。

图1 亚硝酸盐标准曲线

2.2 时间对麸皮清除亚硝酸盐能力的影响

为考察麸皮在酸碱环境中及作用亚硝酸盐时间的不同，对亚硝酸盐清除能力的差异性，本实验将待清除的亚硝酸盐溶液pH值调成3、7、11的3种溶液，即为酸性、中性、碱性3种溶液，分别添加麸皮后，振摇1～8 h，检测溶液亚硝酸盐残留量，计算麸皮清除亚硝酸盐的能力，结果见图2。

图2 不同时间麸皮清除亚硝酸盐的能力

由图2可见，在不同酸碱环境下，麸皮清除亚硝酸盐的能力有明显差异。在pH11时，麸皮表现出对亚硝酸盐没有清除能力，即清除能力极低(52 μg/g)，该结果与文献报道一致[6, 12]，这可能因为碱很大程度地破坏了麸皮膳食纤维结[13]，致使麸皮对亚硝酸盐的清除能力大大降低，甚至没有；也可能因为碱抑制了麸皮对亚硝酸盐的清除。当pH3和pH7时，麸皮对亚硝酸盐清除能力随时间的延长，先增加而后减小。当pH3时，在4 h时就达到最大值(1 270.5 μg/g)；而pH7时，要在6 h时才达到最大值(1 374.5 μg/g)。这可能因为麸皮清除亚硝酸盐是通过麸皮中的某些物质(水溶性物质)对亚硝酸盐有很强的吸附力而达到清除作用，随着麸皮在溶液中浸泡时间的延长，其对亚硝酸盐吸附的物质暴露增多，清除量增加；但长时间的浸泡，麸皮中的部分物质溶解或崩解，特别是麸皮表面水溶性物质，使得麸皮清除亚硝酸盐能力大大降低；同时，由于酸对麸皮表面物质的水解作用，使其对亚硝酸盐吸附的物质提前暴露在外，从而使麸皮对亚硝酸盐清除量的最大值提前。

2.3 粒径对麸皮清除亚硝酸盐的能力的影响

由图3可见，无论是pH3还是pH7，不同粒径麸皮对亚硝酸盐清除能力均有显著性差异，且都是随着麸皮粒径的减小，对亚硝酸盐的清除能力显著增加。这可能是因为麸皮粒径越小，其暴露在外对亚硝酸盐具有清除能力的物质越多；粒径越小，接触面积越大，所以其吸附能力越强。

图3 不同粒径麸皮清除亚硝酸盐能力

注：不同字母表示同一参数有显著性差异，P<0.05。下图相同。

由图3还可知，麸皮在pH7的溶液中对亚硝酸盐清除能力高于pH3的溶液，特别是200目粒径麸皮，两者清除亚硝酸盐量分别为1 440、1 697 μg/g，这是由于酸对麸皮有水解作用[14]，使部分吸附亚硝酸盐的物质水解，致使清除亚硝酸能力减弱。

2.4 粒径对麸皮结合亚硝酸盐的能力的影响

上述2.3节仅是麸皮对溶液中亚硝酸盐的清除作用，然而麸皮是否能通过离子键等作用，使亚硝酸盐牢固结合在麸皮分子上就不得而知了。在GB 5009.33—2010 第一法中采用超声提取样品中亚硝酸盐，因此,本研究采用超声处理2.3节中剩余溶液及麸皮后，检测剩余溶液中亚硝酸盐浓度。

由图4可知，被清除的亚硝酸盐有部分被麸皮牢固地结合在了一起，且随着粒径的减小，麸皮结合亚硝酸盐的能力显著降低；不同粒径麸皮都是pH7的溶液结合能力远大于pH3的溶液，这是因为能够结合亚硝酸盐的主要是麸皮的膳食纤维，而在一定范围内麸皮粒径越小，含有的膳食纤维越少，所以出现了随着麸皮粒径的减小，结合亚硝酸盐的能力显著降低的现象；又由于酸可以水解部分麸皮膳食纤维，使其不具备结合亚硝酸盐的能力，因此,pH3溶液结合能力远小于pH7溶液。由此可见，小麦麸皮能够结合亚硝酸盐，而其不可完全被人体消化和吸收特点，大大降低了亚硝酸盐的食用风险，从而对未来改善肉制品工艺具有一定的指导作用。

图4 不同粒径麸皮结合亚硝酸盐量

3 结论

考察麸皮在不同酸碱环境中清除亚硝酸盐的能力，发现在pH11的环境中，麸皮对亚硝酸盐没有清除能力，在pH3和pH7环境中，麸皮对亚硝酸盐清除能力随时间的延长，先增加而后减小，且分别在4、6 h时达到最大值1 270.5、1 374.5 μg/g。在pH3和pH7的环境中，随着麸皮粒径的减小，对亚硝酸盐的清除能力都是显著地增加，麸皮在pH7的环境对亚硝酸盐清除能力高于pH3的环境。麸皮能够紧密结合亚硝酸盐，且随着粒径的减小，麸皮结合亚硝酸盐的能力显著降低。

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(责任编辑：赵琳琳)

Absorption and bonding of wheat bran on nitrite

WANG Xin, HUANG Tao-rui, HUANG Li-juan, ZHANG Ding-qiu

(1.Sichuan Institute for Food and Drug Control, Chengdu 610097，China；2.Sichuan Tourism College, Chengdu 610000,China)

To study the capacity of bonding the nitrite of bran, the removal nitrite ability of bran was determinated under different pH nitrite solution and removal of different times, after that its ability to combine nitrite was determinated by ultrasonic processing on the absorbed nitrite bran and the nitrite solution. The results showed that when nitrite solution pH11, bran had no ability to remove nitrite, but when nitrite solution pH3 and pH7, the ability to remove nitrite with the extension of time, the first increase then decreases, and they reached the maximum(1 270.5 μg/g,1 374.5 μg/g) in 4 h and 6 h, respectively. Different particle size of wheat bran had significant influence in scavenging and bonding nitrite ability，and both of them are in pH3 the nitrite solution significantly lower than the solution pH7. However, the remove nitrite ability decreased obviously with wheat bran particle size increased，and bonding nitrite ability increased obviously with wheat bran particle size increased(P<0.05). In conclusion, bran particle size and acid and alkali environment had remarkable influences on removal and combination of nitrite ability．

bran; nitrite; remove; bond

2017-02-09；

2017-04-15

四川省高校重点实验室(szjj2016-087)。

王 鑫(1983-)，女，硕士研究生，研究方向为食品检测。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.05.003

TS210.9;TS201.6

A

1003-6202(2017)05-0009-04