抗氧化维生素消减亚硝酸盐作用的比较
2019-06-25张翔宇潘伟杰金尚卉
张翔宇，潘伟杰，金尚卉
(青岛农业大学 生命科学学院，山东 青岛 266109)
亚硝酸盐是人体的正常成分，在低生理浓度下对人体具有重要的生物学作用，可介导先天免疫，在细胞呼吸和信号传导中起关键作用[1]。但高浓度时，在烹调、吸烟或干燥过程中会产生潜在的致癌物质，如N-亚硝基化合物(NOC)。NOC直接来源于所食用某些加工制品比如腌制的蔬菜，或是由亚硝酸盐衍生而来[2]。根据国际癌症研究机构(IARC)2010年的报告，能导致体内亚硝酸化所摄取的硝酸盐或亚硝酸盐对人类可能是致癌的[3]，因此亚硝酸盐的过量摄入会对人体健康产生极大危害。
泡菜是深受大家喜爱的腌制菜，但在制作过程中，有害微生物可将蔬菜中的硝酸盐还原为亚硝酸盐，因此泡菜中亚硝酸盐超标的问题逐渐引起重视[4-6]。
研究表明，添加抗氧化剂可有效清除亚硝酸盐[7]。天然的抗氧化剂主要有水溶性的维生素C(VC)，脂溶性的维生素A(VA)和维生素E(VE)[8-10]，但是具体哪种抗氧化维生素对亚硝酸盐的还原效果最好却并不明确。
本实验拟通过比色法测定外源添加3种维生素后泡菜中亚硝酸盐含量的变化，确定哪种维生素消减亚硝酸盐的效果最优，为食品生产中致癌物质的防控提供新的依据，对食品安全具有重要的意义。
1 材料与方法
1.1 材料
大白菜、盐等购自超市。
1.2 试剂及其配制
60%乙酸、20 g/L NaOH溶液、NH4Cl 缓冲液(加氨水调节pH至9.6～9.7)、0.42 mol/L ZnSO4溶液、显色液、10 μg/mL NaNO2标准液。维生素A标准液、维生素C标准液、维生素E标准液(维生素标准液为1 g/L)。
1.2.1 显色液的配制
1.2.1.1 对氨基苯磺酸溶液(10 g/L)
取5 g对氨基苯磺酸，溶于150 mL冰乙酸和350 mL蒸馏水中混匀，置于棕色瓶中保存。
1.2.1.2 N-1-萘基乙二胺溶液(1 g/L)
取0.5 g N-1-萘基乙二胺，加入 500 mL 60%乙酸溶液，混匀后置于棕色瓶放入冰箱中保存，1周内可以保持稳定。
1.2.1.3 显色液
将上述配制的2种溶液等体积混匀，现用现配。
1.3 仪器及设备
电子天平、水浴锅、离心机、电磁炉、压力蒸汽灭菌锅、紫外可见分光光度计；腌制罐、研钵、研磨棒、药勺、镊子、培养皿、烧杯、量筒、三角瓶、广口瓶、容量瓶、漏斗、移液枪等，均为本学院实验室常规仪器设备。
1.4 方法
1.4.1 泡菜的制备
将白菜洗净，切成小块，晾晒过夜。加入煮沸且冷却的食盐水(10%)，至浸没蔬菜，然后置于阴凉干燥处密封发酵。实验设计在泡菜腌制开始后每隔24 h进行取样测定亚硝酸盐含量，连续测定10 d。
1.4.2 标准曲线的制作
1.4.2.1 梯度浓度NaNO2溶液的配制
用移液枪吸取0,0.25,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 mL的10 μg/mL NaNO2溶液分别置于25 mL容量瓶中，编号1～7号(10 μg/mL×X=Y×25 mL，X为吸取母液浓度的体积，Y为预配制的特定浓度)。分别加入4.5 mL NH4Cl缓冲液、2.5 mL 60%乙酸和5 mL显色液，混匀，加蒸馏水定容至25 mL，在暗处静置25 min。
1.4.2.2 绘制标准曲线
将浓度为0,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 μg/mL的NaNO2溶液分别倒入比色杯，放入分光光度计样品室中，设置波长为550 nm，通过0 μg/mL的样品进行校准调零，逐一测出样品的OD值。得出NaNO2浓度与相应OD值数据的标准曲线。
1.4.3 样品的测定
称取4份泡菜，各5 g，加入相应泡菜液6 mL，研磨至匀浆。全部转移至小烧杯中(用蒸馏水清洗研钵，一起洗入烧杯)。各烧杯分别加入5 mL的蒸馏水、维生素A标准液、维生素C标准液、维生素E标准液。然后依次加入6 mL NaOH溶液(20 g/L)，用氢氧化钠溶液(20 g/L)调节样品pH为8，再加入5 mL ZnSO4溶液，混匀，如果没有白色沉淀物，还需要再滴加NaOH(约1～5 mL)，至产生白色沉淀为止，蒸馏水定容至50 mL。
60 ℃水浴加热10 min，取出后各样品中加入1 g活性炭进行脱色，放置20～30 min冷却至室温。用滤纸过滤，弃初滤液20 mL，收集滤液23 mL于50 mL容量瓶中，蒸馏水定容至50 mL并摇匀。
取滤液10 mL转入25 mL容量瓶中，依次加入2.5 mL 60%的乙酸，4.5 mL NH4Cl缓冲液，5 mL现配显色液，定容至25 mL并摇匀，放入暗箱中静置25 min。分别测量各样品液的吸光值，波长为550 nm(同时设置空白组进行校准调零)。
每个处理测3组平行，利用标准曲线的公式计算其亚硝酸盐含量。
2 结果与分析
2.1 标准曲线的绘制
测量梯度浓度NaNO2溶液的吸光度值，以NaNO2的浓度为横坐标，吸光值为纵坐标绘制标准曲线，结果见图1。其回归方程为Y=1.7626X-0.0169，线性相关系数R2=0.9992。
图1 亚硝酸钠标准曲线Fig.1 Standard curve of sodium nitrite
2.2 亚硝酸盐含量的测定
连续10天对泡菜中的亚硝酸盐含量进行测定，未使用抗氧化剂的对照组的测定结果见图2，亚硝酸盐的含量随着腌制时间的延长而不断增加，在腌制第3天时达到峰值；随后亚硝酸盐的含量逐渐降低。施加不同抗氧化维生素处理后测得的亚硝酸盐含量的动态变化趋势整体一致(见图3～图5)，均是先升高后下降，且在第3天达到峰值。
图2 添加H2O对照组的亚硝酸盐含量的变化Fig.2 Changes of nitrite content in the control group with addition of H2O
图3 添加VA处理组的亚硝酸盐含量的变化Fig.3 Changes of nitrite content in the treatment group with addition of VA
图4 添加VC处理组的亚硝酸盐含量的变化Fig.4 Changes of nitrite content in the treatment group with addition of VC
图5 添加VE处理组的亚硝酸钠含量的变化Fig.5 Changes of nitrite content in the treatment group with addition of VE
2.3 3种抗氧化维生素消减效果的比较
由以上结果可知，当发酵至第7天时，泡菜中的亚硝酸盐含量已较低，所以我们利用前7天处理组的检测数据与空白对照组进行分析，比较3种抗氧化维生素消减亚硝酸盐的效果。3种维生素均对亚硝酸盐具有消减作用，且泡菜中亚硝酸盐的含量越高，抗氧化维生素的消减效果越好，结果见表1。综合每天的消减数据可知，3种抗氧化维生素中，维生素C的消减作用最强，其次是维生素E和维生素A。
表1 3种维生素对亚硝酸盐消减效果的比较Table 1 Comparison of the effects of three vitamins on nitrite reduction
3 结论
泡菜在中国已有2000多年的历史，以其脆嫩的口感、独特的风味和易制的过程深受大家喜爱，同时食用泡菜还具有健胃理气、预防脑血管疾病等医疗功效。但是在泡菜的腌制发酵过程中，有害微生物及某些杂菌可将蔬菜中的硝酸盐还原为亚硝酸盐。因此，泡菜中亚硝酸盐超标的问题逐渐引起人们的重视。
本实验在泡菜的腌制过程中施加了3种不同的抗氧化型维生素VA、VC、VE，研究它们对泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量是否有影响。通过与空白对照进行比较，发现3种抗氧化维生素对亚硝酸盐均有消减能力。对这3种不同维生素的消减效果进行比较，发现维生素C的消减作用最强，其次是维生素E和维生素A。
抗氧化维生素对亚硝酸盐含量的降低可以应用于泡菜腌制以及日常生活中。平时在腌制泡菜时可以适当搭配一定的复合维生素，在食用亚硝酸盐含量超标的食物时可以多服用复合维生素或者食用一些富含维生素的蔬菜、水果。通过简易的方式即可大大降低食物中亚硝酸盐残留对人体的危害。本实验结果为食品生产中致癌物质的防控提供了新的理论依据，对食品安全具有重要的意义。
