香辛蔬菜苦藠粗提液對亞硝酸鹽的清除作用

張瑞宇，王詞欽

(重慶工商大學環(huán)境與生物工程學院，重慶 400060)

香辛蔬菜苦藠粗提液對亞硝酸鹽的清除作用

張瑞宇，王詞欽

(重慶工商大學環(huán)境與生物工程學院，重慶 400060)

研究苦藠在不同實驗條件下對亞硝酸鹽的清除能力。選擇苦藠粗提液不同的預(yù)熱溫度、pH值、用量及反應(yīng)時間進行單因素試驗，并在此基礎(chǔ)上進行正交試驗，以探明清除效果隨反應(yīng)條件所發(fā)生的變化。結(jié)果表明：高溫預(yù)熱很必要，在苦藠自然pH值下清除率可達50%以上；pH值對清除率影響極顯著，pH2.0、11.0mL的粗提液，反應(yīng)10min，清除率達到82.7%。以芥菜為對象，設(shè)置①預(yù)煮后浸于苦藠粗提液中(模擬烹飪)，7℃冷藏，以去離子水浸泡為對照，觀察芥菜中亞硝酸鹽的積累；②鮮葉去污染后PE包裝置于40℃條件下(模擬高溫貯運環(huán)境)，檢測葉片亞硝酸鹽的變化。貯存達13d時，兩種浸泡液中芥菜亞硝酸鹽的積累都較緩慢，苦藠液中芥菜亞硝酸鹽含量始終低于對照，提示煮沸、低溫、添加苦藠均有抑制亞硝酸鹽形成的能力；40℃條件下，前4d中，亞硝酸鹽含量雖略增但均很低，其后亞硝酸鹽含量躍增，第6天時達到356.4mg/kg，2.0mL苦藠粗提液在第1、6天的清除率分別為21.1%和5.9%。

苦藠；芥菜；亞硝酸鹽；清除率

食品中的亞硝酸鹽可造成人體高鐵血紅蛋白癥中毒，而且易于形成確切致癌物亞硝胺，亞硝酸鹽還可致畸、致甲狀腺腫[1]，由此成為生命的主要危害因子。據(jù)報道[2]人體攝入的硝酸鹽81.2%來自蔬菜，根莖葉菜是主要載體。顯然，有效地消除蔬菜中的亞硝酸鹽或者阻斷其向亞硝胺轉(zhuǎn)化是解除亞硝酸鹽威脅、提高蔬菜安全性的合理途經(jīng)。基于此，以蘋果、山楂、洋蔥、大蔥、蘿卜[3-7]等果蔬，菊花、杜仲等[8-9]藥材，紫甘薯花色苷、殼聚糖等[10-11]功能成分為清除劑的研究，均取得較好的效果，但研究方式上多限于探討其與溶液中亞硝酸鹽的反應(yīng)，用于蔬菜中亞硝酸鹽的清除還缺乏實驗研究。

苦藠，學名薤白，百合科，為川、渝、黔特產(chǎn)，鮮品極其清脆爽口、香氣特異，味苦辛辣，是泡菜的上好原料[12]。中醫(yī)認為，苦藠能通陰散結(jié)、行氣導滯、調(diào)理中氣、平衡臟腑、具有清熱、降燥、排毒之功效[13]。迄今為止，食品領(lǐng)域?qū)嗨姷睦碚撗芯亢图庸だ蒙形匆妶蟮溃瑓⒖济耖g經(jīng)驗，本實驗意在探討苦藠是否具有清除亞硝酸鹽的能力，清除效果隨反應(yīng)條件的改變呈現(xiàn)何種變化；并直接將苦藠用于芥菜的模擬烹飪和高溫貯運實驗中，研究苦藠對芥菜亞硝酸鹽積累的影響，旨在從食品安全角度認識并揭示其全新的利用價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦藠：色白球形、大小均勻、產(chǎn)于重慶合川；芥菜：重慶某蔬菜基地產(chǎn)新鮮葉用芥菜。

PE膜袋(厚度0.04mm)；亞硝酸鈉(優(yōu)級純) 重慶北碚化學試劑廠；無水對氨基苯磺酸 天津市光復精細化工研究所；鹽酸萘乙二胺 浙江永嘉試劑廠；實驗用水為去離子水；所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

HY-8型調(diào)速振蕩器 國華電器有限公司；Electrolux BCD-252K可調(diào)溫冰箱 伊萊克斯(中國)有限公司；722型分光光度計 上海舜宇恒平科學儀器有限公司；DGG-9076A型電熱恒溫干燥箱 上海齊欣科學儀器公司；PL203電子天平、Delta320-s數(shù)字酸度計 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水式真空泵 鞏義市英峪華儀器廠；HH-2數(shù)字恒溫水浴鍋 江蘇金壇中大儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 苦藠粗提液的制備

苦藠清洗，濾紙吸干，取適量苦藠室溫下仔細研磨成均勻漿體，準確稱量2.50g，以去離子水全部轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶，定容，水浴加熱10min，冷卻后用尼龍布過濾、抽濾至清，用干潔容器貯存于4℃，制得苦藠粗提液質(zhì)量濃度為0.05g/mL。

1.3.2 苦藠粗提液清除亞硝酸鹽的單因素試驗

預(yù)加熱溫度的影響：取10.0mL苦藠粗提液8份，分別于18、30、40、55、70、80、90、98℃條件下加熱，冷至常溫后與亞硝酸鈉反應(yīng)10min，測定苦藠對亞硝酸鹽的清除率。

苦藠粗提液pH值的影響：取10.0mL苦藠粗提液8份，經(jīng)98℃水浴10min后冷至常溫，分別用體積分數(shù)10%的鹽酸或10g/100mL氫氧化鈉溶液調(diào)整pH值為：2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，再與亞硝酸鈉反應(yīng)10min，測定苦藠對亞硝酸鹽的清除率。

苦藠粗提液用量的影響：分別取苦藠粗提液1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0mL，于98℃水浴10min后冷至常溫，與亞硝酸鈉反應(yīng)10min，測定苦藠對亞硝酸鹽的清除率。

反應(yīng)時間的影響：取10.0mL苦藠粗提液8份，于98℃水浴10min后冷至常溫，分別與亞硝酸鈉反應(yīng)3.0、6.0、9.0、12.0、15.0、18.0、21.0、25.0min，測定苦藠對亞硝酸鹽的清除率。

1.3.3 正交試驗

根據(jù)pH值單因素試驗結(jié)果，特在酸性范圍與堿性范圍各設(shè)一組正交試驗，因素水平設(shè)計見表1，以優(yōu)化反應(yīng)條件。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels in the orthogonal array design

1.3.4 7℃條件下苦藠粗提液對預(yù)煮后芥菜葉片亞硝酸鹽積累的影響

取預(yù)煮2min的鮮芥菜葉冷至室溫(模擬烹飪)，分成兩份各200g，分別浸泡于750mL去離子水(a樣)和750mL苦藠粗提液(b樣)中，薄膜覆蓋，7℃冷藏，分別于5、8、10、11、12、13d時取樣測定亞硝酸鹽的含量。

1.3.5 40℃恒溫條件下鮮芥菜葉亞硝酸鹽積累及苦藠粗提液的清除效果

經(jīng)質(zhì)量分數(shù)0.4%次氯酸鈉消毒、無菌水沖洗至無氯味的鮮芥菜葉500g，以PE袋包裝系口，置入40℃恒溫箱中(模擬高溫貯運)，分別于1、2、3、4、5、6d時取樣測定。測定時另取樣以苦藠粗提液2.0mL進行清除實驗研究。

1.4 指標測定

1.4.1 亞硝酸鹽清除率的測定

準確吸取15μg/mL NaNO2兩份各2.0mL分別置于50mL容量瓶中，一份加入10.0mL苦藠粗提液，另一份作空白，搖勻反應(yīng)10min。各加入0.6g/100mL對氨基苯磺酸4mL，搖勻靜置5min。再各加入0.3g/100mL鹽酸萘乙二胺2mL，搖勻，定容至50mL，靜置15min，用2cm比色皿于538nm波長處測定吸光度，按式(1)計算清除率[4]。

式中：A1為加苦藠粗提液試樣的吸光度；A2為未加苦藠粗提液作為對照的吸光度。

1.4.2 芥菜樣品中亞硝酸鹽含量的測定

亞硝酸鈉標準曲線繪制：吸取0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0、2.5mL亞硝酸鈉標準使用液(即亞硝酸鈉為0、1、2、3、4、5、7.5、10、12.5μg)，分別置于50mL容量瓶中。各加入0.4g/100mL對氨基苯磺酸2mL，混勻，靜置3～5min后各加入1.0mL 0.2g/100mL鹽酸萘乙二胺溶液，加水至刻度、混勻，靜置15min，用2cm比色皿，以零管調(diào)零，于538nm波長處測定吸光度，繪制標準曲線，得到回歸方程y＝0.0139x－0.015，相關(guān)系數(shù)R2＝0.9995。

樣品測定：準確稱量2.50g芥菜葉勻漿于500mL容量瓶中，按GB/T 15401—1994《水果、蔬菜及其制品亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的測定》[14]方法，依次用果蔬提取劑(50g氯化鎘與50g氯化鋇溶于1000mL重蒸水中，用濃鹽酸(2mL左右)調(diào)pHl)、2.5moL/L氫氧化鈉、氫氧化鋁乳液(125g硫酸鋁溶解于1000mL重蒸水中，使氫氧化鋁全部沉淀(溶液呈微堿性)，用蒸餾水反復洗滌，真空抽濾，直至洗液分別用氯化鋇、硝酸銀檢驗不產(chǎn)生混濁為止。取下沉淀物，加適量重蒸餾水使呈稀漿糊狀，搗勻備用)處理、定容過濾，得無色透明樣品液。取此液40.0mL于50mL容量瓶中，檢測亞硝酸鹽含量。果蔬類亞硝酸鹽含量按式(2)計算。

式中：C為測定用樣液中亞硝酸鹽含量/(μg/mL)；m為樣品質(zhì)量/g。

1.4.3 VC對亞硝酸鹽的清除和苦藠中VC含量的測定

參照1.4.2節(jié)進行VC對亞硝酸鹽的清除實驗。采用碘量法[15]測定苦藠中的VC含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦藠粗提物清除亞硝酸鹽的單因素試驗與正交試驗結(jié)果

2.1.1 苦藠粗提液預(yù)熱溫度對亞硝酸鹽清除效果的影響

圖1 不同預(yù)處理溫度對亞硝酸鹽清除率的影響Fig.1 Effect of preheating temperature on the scavenging ratio of Chinese onion juice against nitrite

如圖1所示，隨溫度的上升，苦藠粗提液對NO2－的清除率逐漸增高，70℃以后清除率迅速增長，98℃時(實測)達到最大值55.17%。王長祥等[7]對蘿卜、王瑩[10]對紫甘薯花色苷、劉世民[5]對洋蔥的研究發(fā)現(xiàn)，清除NO2－的最適溫度分別是100、80、70℃，即清除劑在高溫范圍內(nèi)作用更強；但據(jù)報道[16]，大蒜在40℃清除NO2－效果最好。苦藠中清除NO2－的活性成分很耐熱，在食品的熱處理中，具有很大的應(yīng)用價值。

2.1.2 苦藠粗提液pH值對亞硝酸鹽清除效果的影響

圖2 不同pH值的苦藠粗提液對亞硝酸鹽消除率的影響Fig.2 Effect of pH on the scavenging ratio of Chinese onion juice against nitrite

由圖2可知，pH值對苦藠粗提液清除NO2－的能力影響顯著，當pH值在2.0～7.0范圍內(nèi)，清除率隨pH值的升高而下降；pH值在7.0～9.0時，清除率隨pH值的升高而上升；pH值在6.0～7.0時，清除率最低，但高于50%，當pH3.0時，清除率為64.98%，這與在模擬胃酸條件下得到的結(jié)果吻合。

2.1.3 苦藠粗提液用量對亞硝酸鹽清除效果的影響

由圖3可知，苦藠粗提液對亞硝酸鹽的消除能力隨用量的增加幾乎呈線性升高，這與孫艷輝等[11]研究結(jié)果一致。

圖3 不同用量的苦藠粗提液對亞硝酸鹽消除率的影響Fig.3 Effect of Chinese onion juice amount on its scavenging ratio of against nitrite

2.1.4 反應(yīng)時間對亞硝酸鹽清除效果的影響

表2 苦藠粗提液與亞硝酸鹽反應(yīng)不同時間的清除率Table 2 Effect of reaction time on the scavenging ratio of Chinese onion juice against nitrite

從表2可以看出，苦藠粗提液對NO2－清除較快，3～6min即可充分作用，延長反應(yīng)時間幾乎沒有影響。洋蔥對NO2－的清除約在10min達到最佳效果；核桃對NO2－的清除率受時間的影響較小，但達到最大清除率需90min以上[17]。

2.1.5 酸性范圍內(nèi)苦藠粗提液清除亞硝酸鹽的正交試驗結(jié)果

表3 酸性范圍內(nèi)苦藠粗提液清除亞硝酸鹽的正交試驗結(jié)果Table 3 Orthogonal array layout and experimental results (in acidic pH range)

從表3可以看出，最佳組合為A2B1C1，即苦藠粗提液經(jīng)90℃預(yù)熱后、用量9mL、pH2時消除亞硝酸鹽的效果最好。由極差分析各因素對結(jié)果的影響由大到小的順序為C＞A＞B，即pH值的影響最大，溫度的影響次之，用量則最小。

表4 酸性范圍內(nèi)正交試驗方差分析表Table 4 Analysis of variances for the scavenging ratio of Chinese onion juice against nitrite with various reaction conditions (in acidic pH range)

從表4可以看出，pH值對清除率的影響極顯著，溫度的作用顯著。

2.1.6 堿性范圍內(nèi)苦藠粗提液清除亞硝酸鹽的正交試驗結(jié)果

表5 堿性范圍內(nèi)苦藠粗提液清除亞硝酸鹽的正交試驗結(jié)果Table 5 Orthogonal array layout and experimental results (in alkaline pH range)

從表5可以看出，最佳因素組合為A3B2C3，即苦藠粗提液經(jīng)95℃預(yù)熱后，用量為10mL，pH10時消除亞硝酸鹽的效果最好。極差分析反映出各因素對結(jié)果的影響由大到小的順序為A＞C＞B，即溫度的影響最大，pH值的影響次之，用量則最小。表6說明，A、C的影響極顯著，而B則不顯著。

表6 堿性范圍內(nèi)正交試驗方差分析表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 不同處理下芥菜亞硝酸鹽的積累及苦藠的清除效果

2.2.1 預(yù)煮后的芥菜葉7℃冷藏亞硝酸鹽的積累及苦藠粗提液的抑制效果

圖4 7℃保藏預(yù)煮后芥菜葉片中亞硝酸鹽積累量隨時間的變化Fig.4 Change in the nitrite accumulation in mustard leaves soaked in deionized water or Chinese onion juice during storage at 7 ℃

如圖4所示，a樣和b樣中亞硝酸鹽含量隨貯藏期延長呈緩慢上升趨勢，第13天時，a樣的亞硝酸鹽為51.9mg/kg，b樣為44.0mg/kg，b樣的亞硝酸鹽含量始終低于a樣，可見，即使化學反應(yīng)在低溫下延緩，苦藠粗提液仍然表現(xiàn)出較強的抑制作用，清除率可達15%左右。

鮮菜中的亞硝酸鹽原本很少，但硝酸鹽含量高，在硝酸還原菌的作用下硝酸鹽還原成亞硝酸鹽并導致積累，也就是說基于微生物作用的亞硝酸鹽形成，可以從調(diào)控微生物的消長入手，故預(yù)煮具高溫滅菌效果，微生物存活率大大下降，使還原反應(yīng)削弱或中斷，亞硝酸鹽形成減少。配合以7℃低溫貯藏，使預(yù)煮取得的效果得以持續(xù)，但隨著時間的推移，沒有其他措施的配合，要維持原初的微生物狀態(tài)是不可能的，因此，在微生物逐漸增殖的同時，出現(xiàn)了亞硝酸鈉含量緩慢增加的現(xiàn)象。

2.2.2 40℃恒溫下芥菜葉亞硝酸鹽的積累及苦藠粗提液的清除效果

圖5 40℃保存條件下芥菜葉片亞硝酸鹽積累量隨時間的變化Fig.5 Change in the nitrite accumulation in mustard leaves packaged in polyethylene bags during storage at 40 ℃

如圖5所示，經(jīng)過次氯酸鈉消毒，芥菜葉表初始帶菌量很少，1～4d內(nèi)，亞硝酸鹽的積累較慢，但葉片的脫綠黃化現(xiàn)象漸漸顯現(xiàn)，第5天時，由于葉片在40℃高溫下，代謝活性很強，消耗過快而衰老加劇，外觀明顯黃化，極大地弱化了對微生物的抵抗力，所含硝酸鹽在微生物的作用下加速轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，使其含量陡增，最終達到356.4mg/kg。同時進行的清除實驗表明，2.0mL苦藠粗提液(相當于苦藠0.1g)的清除率從第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對亞硝酸鹽的清除和苦藠中VC含量的測定

圖6 不同質(zhì)量濃度VC對亞硝酸鹽的清除率Fig.6 Nitrite scavenging ratios of vitamin C at various concentrations

如圖6所示，VC質(zhì)量濃度在10～50mg/100mL之間，清除率增加很快，之后隨著質(zhì)量濃度的增大，清除率的升高趨于平緩。本實驗測得苦藠中VC含量為8.8mg/100g(鮮品)。以相同清除率比較，經(jīng)初步計算得出：5g苦藠制汁，98℃預(yù)熱10min，不調(diào)整pH值，其對亞硝酸鹽的清除能力略高于30mg VC；5.5g苦藠制汁，98℃預(yù)熱10min，調(diào)整pH值為2.0，其清除能力與100mg VC相當。

3 結(jié) 論

3.1 苦藠粗提液是亞硝酸鹽的有效清除劑。90℃以上的高溫預(yù)熱是確保清除率達到50%以上的必要措施。在此基礎(chǔ)上，清除反應(yīng)呈劑量-效應(yīng)關(guān)系(圖3)，隨用量增加清除率持續(xù)上升。VC具有抗氧化活性，同時也是亞硝酸鹽的有效清除劑，本研究中苦藠VC含量僅為8.8mg/100g(鮮質(zhì)量)，且高溫預(yù)處理可破壞VC，這表明苦藠粗提液清除亞硝酸鹽的機理與水果不同，苦藠中存在著耐高溫的其他活性成分，其作用機制尚待研究。

3.2 預(yù)熱后的苦藠粗提液在酸性條件下，更有利于其清除活性的發(fā)揮，當pH2.0時，清除率升至72.24%，這與核桃的研究結(jié)果一致。苦藠粗提液的清除反應(yīng)在3～6min基本完成，比之已有研究結(jié)果，表現(xiàn)出“快速清除”的優(yōu)勢。

3.3 “模擬烹飪”直接反映出熟制葉菜在冷藏期間亞硝酸鹽緩慢積累的規(guī)律和苦藠粗提液對其亞硝酸鹽的有效清除作用。在13d貯期末，苦藠粗提液浸漬樣品中亞硝酸鹽含量比對照低15.2%。日常生活中，常見冷藏菜肴和蔬菜半成品的情況，對此，可選擇適當方式添加或攝食苦藠，以消除或減輕亞硝酸鹽的危害。

3.4 “模擬高溫貯運”反映芥菜鮮葉受40℃高溫脅迫，葉片衰老加劇而部分微生物卻快速增殖的情況下，第6天亞硝酸鈉含量攀升至356.4mg/kg。2.0mL苦藠粗提液的清除率從開始的21.1%下降至5.90%。

3.5 結(jié)合我國蔬菜物流狀況看，蔬菜的貯運銷條件尚不完善，尤其在高溫貯運或貯運期延長時，亞硝酸鹽更易積累，本實驗表明，應(yīng)用苦藠清除亞硝酸鹽用量小、安全性高，價格低廉，但合理的應(yīng)用方式或處理方法，有待深入研究。

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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

張瑞宇(1947—)，女，教授，碩士，研究方向為食品安全保藏技術(shù)。E-mail：zhang_ruiyu@tom.com