泡菜中亚硝酸盐含量检测之分光光度计与水质分析盒法对比与分析

周群

摘要：以白萝卜和豇豆为原料制作泡菜，利用UV-1000紫外分光光度计和水质分析盒检测亚硝酸盐含量。直到第13天，结果表明：水质分析盒与紫外分光光度计检测结果趋势基本一致，且操作容易、携带方便、耗时较短、设备要求较低、检测精度较高，更适合家庭日常检测之用，也可以作为学校开展泡菜中亚硝酸盐含量检测的有效方法。

关键词：泡菜 亚硝酸盐 分光光度计 水质分析盒

中图分类号：Q-33 文献标志码：B

国内外检测食品中亚硝酸盐的方法很多，主要有光谱法、色谱法、电化学法、快速检测法等。“用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量变化”是高中生物选修教材中的经典的定量实验，但是教材在介绍该法之后采用“目测比色”，误差较大。四川泡菜作为川菜的特色菜肴，可谓家喻户晓、家庭必备。然而，家庭自制泡菜中亚硝酸盐含量的测定不可能采用分光光度计法进行定量测定。那么，可否有简单易行、有效可靠的方法来进行测定呢？

笔者研究了目前亚硝酸盐检测管、速测试纸、水质分析盒等常见的方法，与分光光度计法对比后，发现：前三者简单易懂、操作步骤少、消耗时间短、仪器要求低、不需要另配试剂，比较适合普通家庭日常检测之用，且水质分析盒法灵敏度、精确度较之于检测管和速测试纸都更高，其检测结果与分光光度计检测结果趋势基本一致，更适合家庭日常检测和学校开展选修课实验之用。

1实验原理

1.1泡菜中亚硝酸盐的来源

蔬菜在腌制初期亚硝酸盐含量较低，在肠杆菌科细菌和真菌等的硝酸盐还原酶作用下，蔬菜中大量硝酸盐被转化为亚硝酸盐，使亚硝酸盐含量急剧增加。随着发酵体系中氧气的减少，乳酸菌生长导致pH降低，杂菌的繁殖受限甚至死亡，逐渐成为优势菌群。由于乳酸菌代谢产生的乳酸及乳酸菌自身的酶系统，使部分亚硝酸盐被降解，亚硝酸盐含量降低甚至消失。

1.2亚硝酸盐显色原理

盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应生成重氮盐，重氮盐与N-1-萘基乙二胺盐酸盐偶合形成玫瑰红色染料，产生的颜色深浅与亚硝酸根含量成正比。

1.3标准曲线的制作和使用原理

利用分光光度计可测定玫瑰红色染料的吸光值，该物质在紫外光550nm处具有最大吸收值。配制不同浓度的亚硝酸盐标准溶液，显色后进行比色，测得OD值，运用Excel软件绘制出标准曲线，得到吸光值与亚硝酸钠浓度的函数关系式。测定样品显色液的吸光值，代入函数关系式，计算出样品中的亚硝酸盐的含量。

2实验材料与器材

实验材料：白萝卜、豇豆、姜、蒜瓣、花椒、食盐。

实验器材：泡菜坛（透明玻璃、带坛沿）、碾钵、离心机、漏斗、滤纸、pH试纸、恒温水浴锅、UV-1000紫外分光光度计、移液枪（量程1mL、5mL）、容量瓶若干（25mL、100mL、200mL、500mL）、亚硝酸盐检测管（天津朗瑞安科技有限公司）、快速检测试纸（北京智云达科技有限公司）、水质分析盒（河南南华千牧生物科技有限公司）、电子天平、烧杯、量筒、玻璃棒等。

3实验试剂与方法

3.1试剂

质量分数为60%的乙酸溶液、物质量浓度为0.1mol/L的NaOH溶液、NH4C1缓冲液（pH：9.6-9.7）、物质量浓度为0.42mol/L ZnSO4溶液、显色液、NaNO2浓度梯度标准液。

（1）显色液的配制。

①对氨基苯磺酸溶液：取1g对氨基苯磺酸，溶于70mL蒸馏水（常温下难溶，热水水浴搅拌溶解）和30mL冰乙酸中混匀，置于棕色瓶中保存;

②N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液：取0.1g N-1-萘基乙二胺盐酸盐，加入100mL质量分数为60%的乙酸溶液溶解，混匀后置于棕色瓶中放入冰箱保存，一周内保持稳定;

③显色液：使用前将上述配置的两种溶液等体积混合，遮光保存。

（2）NaNO2浓度梯度标准液的配制。

质量浓度为5ug/mL的NaNO2標准使用液的配置：①准确称取0.1g干燥NANO2，加水定容至500mL，配制质量浓度为200ug/mL的NANO2溶液;②吸取上述溶液5mL，加水稀释至200mL。

不同浓度梯度的NaNO2溶液的配制：用移液枪吸取0mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL的5ug/mL NaNOa溶液分别置于25mL容量瓶中，编号1-7号，分别加入4.5mL NH4C1缓冲液、2.5mL质量分数为60%的乙酸溶液和5mL显色液，混匀，加蒸馏水定容至25mL，在暗处静置25min。

（3）其他溶液

①NH4C1缓冲液：取NH4C15.4g，加蒸馏水20mL溶解后，加浓氨水溶液35mL，再加水稀释至100mL。

②ZnS04溶液的配置：称取12g ZnS04用水溶解，并稀释至100mL。

3.2实验方法

3.2.1绘制标准曲线

将质量浓度分0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ug/mL的NaNO2溶液，分别倒入1mL比色杯（倒入3/4杯为宜），放入分光光度计样品室中，设置波长为550nm，通过0ug/mL的样品进行校准调零，拉动滑杆，逐一测出标准溶液的OD值。

根据NaNO2的浓度与体积计算出NaNO2含量，得出NANO2含量与相应OD值数据表（表1）。运用Excel软件绘制出标准曲线，如图1所示。

3.2.2泡菜中亚硝酸盐含量的测定

亚硝酸盐水质分析盒、检测管、速测试纸分别按照产品说明书进行测定。紫外分光光度计法按下列步骤进行测定：

①称取5g泡菜，研磨成匀浆，加入相应泡菜液6mL，混合均匀后进行离心，取上清液于小烧杯中，滴加NaOH溶液，调pH至8.0，再加入5mLZnSO4，会产生白色沉淀，若不产生则再滴加NaOH溶液，至产生白色沉淀为止。

②将上述处理液放入60%水浴锅中水浴10min，取出静置，冷却至室温后过滤到100mL容量瓶中定容并摇匀。

③取10mL样品液转入25mL容量瓶，依次加入2.5mL质量分数为60%的乙酸溶液，4.5mL NH4CI缓冲液，5mL现配显色液，定容并摇匀，放入暗箱中静置25min。

④测出样品液OD值（注意设置空白组进行校准调零），根据标准曲线公式算出亚硝酸盐含量，并绘制亚硝酸盐含量随腌制时间变化的曲线。

4结果与分析

4.1分光光度计测定结果

利用分光光度计测量的实验结果见表2。根据实验结果绘制的亚硝酸盐含量的变化曲线见图2。

4.2水质分析盒测定结果

利用水质分析盒计测量的实验结果见表3。根据实验结果绘制的亚硝酸盐含量的变化曲线见图3。

4.3分析与讨论

通过分析分光光度计、亚硝酸盐水质分析盒测量泡萝卜和泡豇豆中亚硝酸盐含量的变化，发现二者检测结果趋势一致，都表现为第5、6天时亚硝酸盐含量达到最高值，第11天左右亚硝酸盐含量较低。分光光度计测量法在操作步骤、器材要求、试剂准备、精度要求、实验时间等方面都要远高于水质分析盒方法。但实际上二者检测亚硝酸盐含量利用的原理是一致的，由于试剂盒将所需的药品为内置，所以，使用起来更简单、更便捷、更适合普通家庭检测。同时，由于很多高中学校缺乏分光光度计、移液枪等器材，教师可以鼓励学生用水质分析盒检测自制泡菜中亚硝酸盐含量变化。这种实际的操作和亲身的体验可以增强学生的科学思维能力、生活实践能力和对生物学科的兴趣。另外，通过对比发现，亚硝酸盐检测管和速测试纸测定精度不高、不适合本实验泡菜中亚硝酸盐含量的测定，但它们可以用于样品中有较多的亚硝酸盐的食品（如酱腌菜）测定。