泡菜中亞硝酸鹽含量檢測之分光光度計與水質分析盒法對比與分析

周群

摘要：以白蘿卜和豇豆為原料制作泡菜，利用UV-1000紫外分光光度計和水質分析盒檢測亞硝酸鹽含量。直到第13天，結果表明：水質分析盒與紫外分光光度計檢測結果趨勢基本一致，且操作容易、攜帶方便、耗時較短、設備要求較低、檢測精度較高，更適合家庭日常檢測之用，也可以作為學校開展泡菜中亞硝酸鹽含量檢測的有效方法。

關鍵詞：泡菜 亞硝酸鹽 分光光度計 水質分析盒

中圖分類號：Q-33 文獻標志碼：B

國內外檢測食品中亞硝酸鹽的方法很多，主要有光譜法、色譜法、電化學法、快速檢測法等。“用比色法測定泡菜中亞硝酸鹽含量變化”是高中生物選修教材中的經典的定量實驗，但是教材在介紹該法之后采用“目測比色”，誤差較大。四川泡菜作為川菜的特色菜肴，可謂家喻戶曉、家庭必備。然而，家庭自制泡菜中亞硝酸鹽含量的測定不可能采用分光光度計法進行定量測定。那么，可否有簡單易行、有效可靠的方法來進行測定呢？

筆者研究了目前亞硝酸鹽檢測管、速測試紙、水質分析盒等常見的方法，與分光光度計法對比后，發現：前三者簡單易懂、操作步驟少、消耗時間短、儀器要求低、不需要另配試劑，比較適合普通家庭日常檢測之用，且水質分析盒法靈敏度、精確度較之于檢測管和速測試紙都更高，其檢測結果與分光光度計檢測結果趨勢基本一致，更適合家庭日常檢測和學校開展選修課實驗之用。

1實驗原理

1.1泡菜中亞硝酸鹽的來源

蔬菜在腌制初期亞硝酸鹽含量較低，在腸桿菌科細菌和真菌等的硝酸鹽還原酶作用下，蔬菜中大量硝酸鹽被轉化為亞硝酸鹽，使亞硝酸鹽含量急劇增加。隨著發酵體系中氧氣的減少，乳酸菌生長導致pH降低，雜菌的繁殖受限甚至死亡，逐漸成為優勢菌群。由于乳酸菌代謝產生的乳酸及乳酸菌自身的酶系統，使部分亞硝酸鹽被降解，亞硝酸鹽含量降低甚至消失。

1.2亞硝酸鹽顯色原理

鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮化反應生成重氮鹽，重氮鹽與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽偶合形成玫瑰紅色染料，產生的顏色深淺與亞硝酸根含量成正比。

1.3標準曲線的制作和使用原理

利用分光光度計可測定玫瑰紅色染料的吸光值，該物質在紫外光550nm處具有最大吸收值。配制不同濃度的亞硝酸鹽標準溶液，顯色后進行比色，測得OD值，運用Excel軟件繪制出標準曲線，得到吸光值與亞硝酸鈉濃度的函數關系式。測定樣品顯色液的吸光值，代入函數關系式，計算出樣品中的亞硝酸鹽的含量。

2實驗材料與器材

實驗材料：白蘿卜、豇豆、姜、蒜瓣、花椒、食鹽。

實驗器材：泡菜壇（透明玻璃、帶壇沿）、碾缽、離心機、漏斗、濾紙、pH試紙、恒溫水浴鍋、UV-1000紫外分光光度計、移液槍（量程1mL、5mL）、容量瓶若干（25mL、100mL、200mL、500mL）、亞硝酸鹽檢測管（天津朗瑞安科技有限公司）、快速檢測試紙（北京智云達科技有限公司）、水質分析盒（河南南華千牧生物科技有限公司）、電子天平、燒杯、量筒、玻璃棒等。

3實驗試劑與方法

3.1試劑

質量分數為60%的乙酸溶液、物質量濃度為0.1mol/L的NaOH溶液、NH4C1緩沖液（pH：9.6-9.7）、物質量濃度為0.42mol/L ZnSO4溶液、顯色液、NaNO2濃度梯度標準液。

（1）顯色液的配制。

①對氨基苯磺酸溶液：取1g對氨基苯磺酸，溶于70mL蒸餾水（常溫下難溶，熱水水浴攪拌溶解）和30mL冰乙酸中混勻，置于棕色瓶中保存;

②N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽溶液：取0.1g N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽，加入100mL質量分數為60%的乙酸溶液溶解，混勻后置于棕色瓶中放入冰箱保存，一周內保持穩定;

③顯色液：使用前將上述配置的兩種溶液等體積混合，遮光保存。

（2）NaNO2濃度梯度標準液的配制。

質量濃度為5ug/mL的NaNO2標準使用液的配置：①準確稱取0.1g干燥NANO2，加水定容至500mL，配制質量濃度為200ug/mL的NANO2溶液;②吸取上述溶液5mL，加水稀釋至200mL。

不同濃度梯度的NaNO2溶液的配制：用移液槍吸取0mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL的5ug/mL NaNOa溶液分別置于25mL容量瓶中，編號1-7號，分別加入4.5mL NH4C1緩沖液、2.5mL質量分數為60%的乙酸溶液和5mL顯色液，混勻，加蒸餾水定容至25mL，在暗處靜置25min。

（3）其他溶液

①NH4C1緩沖液：取NH4C15.4g，加蒸餾水20mL溶解后，加濃氨水溶液35mL，再加水稀釋至100mL。

②ZnS04溶液的配置：稱取12g ZnS04用水溶解，并稀釋至100mL。

3.2實驗方法

3.2.1繪制標準曲線

將質量濃度分0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ug/mL的NaNO2溶液，分別倒入1mL比色杯（倒入3/4杯為宜），放入分光光度計樣品室中，設置波長為550nm，通過0ug/mL的樣品進行校準調零，拉動滑桿，逐一測出標準溶液的OD值。

根據NaNO2的濃度與體積計算出NaNO2含量，得出NANO2含量與相應OD值數據表（表1）。運用Excel軟件繪制出標準曲線，如圖1所示。

3.2.2泡菜中亞硝酸鹽含量的測定

亞硝酸鹽水質分析盒、檢測管、速測試紙分別按照產品說明書進行測定。紫外分光光度計法按下列步驟進行測定：

①稱取5g泡菜，研磨成勻漿，加入相應泡菜液6mL，混合均勻后進行離心，取上清液于小燒杯中，滴加NaOH溶液，調pH至8.0，再加入5mLZnSO4，會產生白色沉淀，若不產生則再滴加NaOH溶液，至產生白色沉淀為止。

②將上述處理液放入60%水浴鍋中水浴10min，取出靜置，冷卻至室溫后過濾到100mL容量瓶中定容并搖勻。

③取10mL樣品液轉入25mL容量瓶，依次加入2.5mL質量分數為60%的乙酸溶液，4.5mL NH4CI緩沖液，5mL現配顯色液，定容并搖勻，放入暗箱中靜置25min。

④測出樣品液OD值（注意設置空白組進行校準調零），根據標準曲線公式算出亞硝酸鹽含量，并繪制亞硝酸鹽含量隨腌制時間變化的曲線。

4結果與分析

4.1分光光度計測定結果

利用分光光度計測量的實驗結果見表2。根據實驗結果繪制的亞硝酸鹽含量的變化曲線見圖2。

4.2水質分析盒測定結果

利用水質分析盒計測量的實驗結果見表3。根據實驗結果繪制的亞硝酸鹽含量的變化曲線見圖3。

4.3分析與討論

通過分析分光光度計、亞硝酸鹽水質分析盒測量泡蘿卜和泡豇豆中亞硝酸鹽含量的變化，發現二者檢測結果趨勢一致，都表現為第5、6天時亞硝酸鹽含量達到最高值，第11天左右亞硝酸鹽含量較低。分光光度計測量法在操作步驟、器材要求、試劑準備、精度要求、實驗時間等方面都要遠高于水質分析盒方法。但實際上二者檢測亞硝酸鹽含量利用的原理是一致的，由于試劑盒將所需的藥品為內置，所以，使用起來更簡單、更便捷、更適合普通家庭檢測。同時，由于很多高中學校缺乏分光光度計、移液槍等器材，教師可以鼓勵學生用水質分析盒檢測自制泡菜中亞硝酸鹽含量變化。這種實際的操作和親身的體驗可以增強學生的科學思維能力、生活實踐能力和對生物學科的興趣。另外，通過對比發現，亞硝酸鹽檢測管和速測試紙測定精度不高、不適合本實驗泡菜中亞硝酸鹽含量的測定，但它們可以用于樣品中有較多的亞硝酸鹽的食品（如醬腌菜）測定。