蔬菜和肉制品中亚硝酸盐的形成及检测

王维肖

摘 要 亚硝酸盐作为一种常见的食品添加剂，与我们的饮食息息相关，为我们带来多样的饮食感受的同时，对我们的身体健康也有潜在的风险。本文将首先讲解亚硝酸盐对人体健康的影响，其次讲述了蔬菜和肉制品中亚硝酸盐的多种来源以及亚硝酸盐在肉制品中的4种作用，最后介绍了亚硝酸盐的最重要的检测方法——紫外—可见分光光度法。

关键词 亚硝酸盐；蔬菜；肉制品；紫外—可见分光光度法

中图分类号 TB38 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）17-0055-02

民以食为天。食品添加剂分为天然食品添加剂和人工合成食品添加剂，但是，在日常生活中人工合成食品添加剂占了大多数，其中亚硝酸盐就是其中一种添加剂，它具有防腐、增色等功能。由于亚硝酸盐会将血红蛋白中的Fe2+还原为Fe3+，从而造成红细胞无法携带氧，因而引起组织缺氧中毒、呼吸中枢麻痹，严重时可窒息至死亡。摄入300mg～500mg的亚硝酸盐就会造成中毒，如果摄入1 000mg～2 000mg的亚硝酸盐就会引起生命危险[1]。

其实，在人体内大约80%的亚硝酸盐来自于蔬菜[2]，人们每天都会接触亚硝酸盐。本文系统地介绍了蔬菜及肉制品中亚硝酸盐的形成和检测方法，以期为亚硝酸盐的进一步研究提供参考。

1 亚硝酸盐与人体健康

1.1 亚硝酸盐对人体的好处

1）亚硝酸盐可以杀菌。亚硝酸盐的少量食用是对人体有好处的，亚硝酸盐在胃酸的环境下可以转化为硝酸和一氧化氮。而NO可以抑制埃希菌、沙门菌以及幽门螺杆菌等有害菌的生长与繁殖[3]。同时食用一定量的硝酸盐，在人体内也可以转化为亚硝酸盐从而起到抑菌的作用。

2）亚硝酸盐对eNOS基因缺陷的人具有保护作用。eNOS基因缺陷的人体内的NO不足，会造成一些心血管疾病。而亚硝酸盐在人体内可以转化生成NO，所以它对eNOS基因缺陷的人有着保护作用。有将NOS功能缺陷的小鼠进行实验，小鼠体内亚硝酸盐、硝酸盐以及亚硝基化蛋白质含量本来就较少，先用不含亚硝酸盐的饲料进行投喂，发现上述3种物质的含量下降明显，此时再注射或给小鼠饮用50mg/L的亚硝酸钠水溶液7d，则其三项指标均回到正常值，说明外源性亚硝酸盐可以维持小鼠体内亚硝酸盐、硝酸盐以及亚硝基化蛋白质含量。同时，小鼠的心率以及血压都未发生明显改变，而且心机梗死现象明显减缓。这说明亚硝酸盐对尤其是体内NO不足的人群有着保护作用[4]。

3）亚硝酸盐可以延长人的寿命。亚硝酸盐由于可以降低心脑血管发病率，所以对人寿命的增长有着促进作用，例如，日本冲绳地区，人们主要食用硝酸盐以及亚硝酸盐含量高的海藻以及绿叶蔬菜，调查发现那里的平局寿命高达80岁[4]。

1.2 亚硝酸盐对人体的坏处

亚硝酸盐对人体更多的是坏处。1）亚硝酸盐容易导致基因突变。在酸性条件下，亚硝酸盐容易导致基因突变，无论是生殖细胞尤其是精子中的基因还是体细胞中的基因都会受到损害。在人体内，由亚硝酸盐导致的基因突变的概率更高，从而造成生殖缺陷或者发育畸形等危害。2）亚硝酸盐会致癌。亚硝酸盐促使细胞癌变的方式是使细胞在基因突变后，无法启动调亡程序或者使其调亡程序受到抑制，从而导致细胞癌变。而这些已经癌变的细胞会将有缺陷的基因通过有丝分裂等形式传递给子细胞，从而使得癌细胞数量以指数增长的形式快速增长，以致细胞恶性转化的风险大大提高，因此癌细胞在全身大量转移，使得癌症的发病率大大提高[4]。3）亚硝酸盐能使肿瘤细胞大量繁殖。由于肿瘤细胞一般只能进行无氧呼吸，肿瘤细胞具有利用外源性NO2-的能力，所以亚硝酸盐为肿瘤细胞提供了呼吸的原料。亚硝酸盐除了上述3个危害还有使血管扩张、血压降低、组织缺氧等大量危害。

2 亚硝酸盐的来源以及作用

2.1 亚硝酸盐在蔬菜中的来源

1）氮肥的过量使用。蔬菜中，亚硝酸盐最主要的来源就是氮肥，如NaNO3、KNO3、NH4NO3以及一些含氮有机化肥等。有学者研究表明，减少使用20%的氮肥可以降低9.09%～53.17%的亞硝酸盐[6]。氮肥的过量使用，会使蔬菜中的硝酸盐含量增加，从而使硝酸盐不仅在烹饪、加工时被还原为亚硝酸盐，同时在口腔的唾液里也会有部分的硝酸盐被还原为亚硝酸盐[7]。

2）腌制的蔬菜以及隔夜的剩菜。根据一些研究人员的研究结果表明[8]，在泡菜腌制的过程中亚硝酸盐的含量会先增加后减少，第6天的亚硝酸盐含量最高，等到第20天的时候亚硝酸盐基本被完全分解。所以，要注意泡菜食用的时间，从而避免过多的食用亚硝酸盐。

3）其他原因。像大气中的氮氧化物含量（比如：NO、NO2等）、植物固氮菌的作用以及含氮水源（比如：NH4+、NO3-等离子）的灌溉等其他原因都会造成植物中亚硝酸盐含量增加[2]。

2.2 亚硝酸盐在肉制品中的作用

1）亚硝酸盐的抑菌作用。对于肉制品来说，10mg/kg～40mg/kg的亚硝酸盐就能与肉结合。然而在肉制品中，只有游离的亚硝酸盐才具有真正意义上的抑菌作用。亚硝酸盐的抑菌作用与一些环境因素有关，如pH值等。亚硝酸盐抑菌的机理可能有以下几个方面：第一、亚硝酸盐中的NO2-与含铁蛋白生成一种铁-HITROY化合物，从而抑制细菌的细胞呼吸，使细菌缺少进行生命活动所需的ATP，因而达到抑菌的作用；第二、亚硝酸盐会分解生成NO和O2，O2可以抑制一些厌氧细菌的生长，从而达到抑菌的效果；第三、亚硝酸钠还可以抑制一些酶的活性[9]。

2）亚硝酸盐的抗氧化作用。亚硝酸盐的抗氧化作用主要体现在抗脂质氧化。脂质氧化是指在肉以及肉类食品加工和储藏期间，脂质由于热、光等外界环境的作用，产生不良风味，影响使用品质，严重的可能会产生有毒物质。亚硝酸钠对脂类物质的抗氧化作用主要表现在以下几个方面：脂类物质中存在碳碳双键，亚硝酸盐可以与碳碳双键反应，使得肉制品中的部分脂质稳定；与某些物质进行螯合反应；与肉中的一些物质生成亚硝基和亚硝酰基等具有抗氧化活性的化合物。endprint

3）亚硝酸盐的发色作用。由于肉在腌制的过程中，食盐会加速肉中的肌红蛋白和血红蛋白的氧化，使得肉从原来天然的红色转变为灰红色和灰棕色，从人的感官影响到人的食欲。而亞硝酸盐在酸性条件下会生成亚硝酸，同时亚硝酸又很不稳定，会生成NO，NO和处在还原状态的肌红蛋白（Mb）反应结合生成亚硝基肌红蛋白，亚硝基肌红蛋白遇热后生成鲜红色的亚硝基血色原，肉则具有特殊的红色。

4）亚硝酸盐的增强风味的作用。亚硝酸盐对肉制品的风味有很好的提高作用。亚硝酸盐的加入可以很好的降低脂肪自动氧化成的碳水化合物的浓度，从而减少肉中的脂肪氧化的味道。

3 亚硝酸盐的分析方法

亚硝酸盐有多种检测方法，主要有快速检测法、电化学法、色谱法和光谱法。

快速检测法主要是用试纸条检测，使用方便且现象明显，但只能达到半定量的效果；电化学法主要有化学发光法和光电检测法，具有不受其他物质干扰且操作简便等优点，但由于其自身存在的一些不足，这种方法目前还在试验阶段；色谱法分为液相色谱法和气相色谱法，但操作起来比较麻烦；光谱法主要分为分光光度法和催化发光法，分光光度法主要是利用硝酸盐和亚硝酸盐可以吸收一定波长的光的原理。

3.1 紫外-可见分光光度法

1）比尔定律。比尔定律是指当一束平行光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度与吸光物质浓度以及吸收层厚度成正比。

2）绘制标准曲线。从比尔定律可知，吸光度与亚硝酸盐的浓度成正比，且该曲线为正比例函数，即一条过原点的曲线。标准曲线的绘制有利于操作者在得出某溶液的吸光度后，直接得出该溶液的浓度，不需要再次计算，方便操作，同时还可以减小误差，提高实验的准确性，使得实验更具有说服力。

3.2 紫外检测部分

紫外-可见分光光度法，是光电比色法的一种亚硝酸盐的检测方法。在酸性条件下，亚硝酸盐会和对氨基苯磺酸发生重氮化反应，该产物再与N-1-萘基乙二胺偶合生成紫红色偶氮化合物。此物质在540nm处为最大吸收波长。

常规的实验步骤如下：取待测食物，加入研磨过滤器中，将研磨液转移至烧杯中，接着用水洗涤研磨过滤器，将滤液合并，并用氢氧化钠溶液将pH调节至8.0，再加入硫酸锌溶液，混匀，如不产生白色沉淀，再加入氢氧化钠溶液至白色沉淀生成为止。在水浴中加热至60℃，10min后，冷却至室温，用滤纸过滤，用少量水淋洗沉淀，将滤液和洗涤液在容量瓶中定容。取样品溶液，置于有刻线的试管中，加入NH4Cl缓冲液，60%乙酸和显色液，加水定容，混合均匀，暗处静置25min，用光程1cm的比色杯在540nm处测定吸光度。

通过前面获得的吸光度进行对照，得出亚硝酸盐含量[2]。

4 总结与展望

亚硝酸盐无时无刻不存在于我们的食物中。少量的亚硝酸盐对身体有好处，一旦过量，它对我们的身体就会造成伤害。而亚硝酸盐的来源常见于蔬菜和肉制品。亚硝酸盐的含量可以通过多种方法测定，但是紫外—可见分光光度法是实验室最常用的方法，具有简便、快速并且准确的特点，并且用到的仪器以及一些试剂价格较低，使得实验更容易实施。

参考文献

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[2]赵静，王娜，冯叙桥，等.蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐检测方法的研究进展[J].食品科学，2014，35（8）：42-49.

[3]Milkowski A，Garg HK，Coughlin JR，et al.Nutritional epidemiology in the context of nitric oxide biology：A risk-benefit evaluation for dietary nitrite and nitrate.Nitric Oxide，2010（22）：110-119.

[4]皇甫超申，史齐，李延红，等.亚硝酸盐对人体健康的利害分析[J].环境与健康杂志.2010，27（8）：733-736.

[5]皇甫超申，许靖华，秦明周，等.亚硝酸盐与癌的关系[J].河南大学学报，2009，39（1）：35-41.

[6]张乐平，廖鸿昕，刘煜，等.氮肥减施对蔬菜硝酸盐含量及品质的影响研究[J].湖南农业科学，2011（7）：48-51.

[7]冯晓群，雍东鹤.蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的来源及监控措施[J].甘肃科技，2011，4（27）：143-147.

[8]孟良玉，兰桃芳，何余堂.酸菜中亚硝酸盐含量变化规律及降低措施的研究[J].中国酿造，2005，23（11）：9-10.

[9]陈瑶，刘成国，罗扬，等.亚硝酸盐在腊肉加工中的作用及其替代物的研究进展[J].肉类研究，2010（5）：32-36.

[10]张翠芬.食品添加剂硝酸盐、亚硝酸盐检测方法研究进展[J].中国食品添加剂，2014（6）：152-155.endprint