抗氧化維生素消減亞硝酸鹽作用的比較

張翔宇，潘偉杰，金尚卉

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266109)

亞硝酸鹽是人體的正常成分，在低生理濃度下對(duì)人體具有重要的生物學(xué)作用，可介導(dǎo)先天免疫，在細(xì)胞呼吸和信號(hào)傳導(dǎo)中起關(guān)鍵作用[1]。但高濃度時(shí)，在烹調(diào)、吸煙或干燥過程中會(huì)產(chǎn)生潛在的致癌物質(zhì)，如N-亞硝基化合物(NOC)。NOC直接來源于所食用某些加工制品比如腌制的蔬菜，或是由亞硝酸鹽衍生而來[2]。根據(jù)國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)2010年的報(bào)告，能導(dǎo)致體內(nèi)亞硝酸化所攝取的硝酸鹽或亞硝酸鹽對(duì)人類可能是致癌的[3]，因此亞硝酸鹽的過量攝入會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生極大危害。

泡菜是深受大家喜愛的腌制菜，但在制作過程中，有害微生物可將蔬菜中的硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，因此泡菜中亞硝酸鹽超標(biāo)的問題逐漸引起重視[4-6]。

研究表明，添加抗氧化劑可有效清除亞硝酸鹽[7]。天然的抗氧化劑主要有水溶性的維生素C(VC)，脂溶性的維生素A(VA)和維生素E(VE)[8-10]，但是具體哪種抗氧化維生素對(duì)亞硝酸鹽的還原效果最好卻并不明確。

本實(shí)驗(yàn)擬通過比色法測(cè)定外源添加3種維生素后泡菜中亞硝酸鹽含量的變化，確定哪種維生素消減亞硝酸鹽的效果最優(yōu)，為食品生產(chǎn)中致癌物質(zhì)的防控提供新的依據(jù)，對(duì)食品安全具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

大白菜、鹽等購自超市。

1.2 試劑及其配制

60%乙酸、20 g/L NaOH溶液、NH4Cl 緩沖液(加氨水調(diào)節(jié)pH至9.6～9.7)、0.42 mol/L ZnSO4溶液、顯色液、10 μg/mL NaNO2標(biāo)準(zhǔn)液。維生素A標(biāo)準(zhǔn)液、維生素C標(biāo)準(zhǔn)液、維生素E標(biāo)準(zhǔn)液(維生素標(biāo)準(zhǔn)液為1 g/L)。

1.2.1 顯色液的配制

1.2.1.1 對(duì)氨基苯磺酸溶液(10 g/L)

取5 g對(duì)氨基苯磺酸，溶于150 mL冰乙酸和350 mL蒸餾水中混勻，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，混勻后置于棕色瓶放入冰箱中保存，1周內(nèi)可以保持穩(wěn)定。

1.2.1.3 顯色液

將上述配制的2種溶液等體積混勻，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.3 儀器及設(shè)備

電子天平、水浴鍋、離心機(jī)、電磁爐、壓力蒸汽滅菌鍋、紫外可見分光光度計(jì)；腌制罐、研缽、研磨棒、藥勺、鑷子、培養(yǎng)皿、燒杯、量筒、三角瓶、廣口瓶、容量瓶、漏斗、移液槍等，均為本學(xué)院實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器設(shè)備。

1.4 方法

1.4.1 泡菜的制備

將白菜洗凈，切成小塊，晾曬過夜。加入煮沸且冷卻的食鹽水(10%)，至浸沒蔬菜，然后置于陰涼干燥處密封發(fā)酵。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在泡菜腌制開始后每隔24 h進(jìn)行取樣測(cè)定亞硝酸鹽含量，連續(xù)測(cè)定10 d。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

1.4.2.1 梯度濃度NaNO2溶液的配制

用移液槍吸取0,0.25,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 mL的10 μg/mL NaNO2溶液分別置于25 mL容量瓶中，編號(hào)1～7號(hào)(10 μg/mL×X=Y×25 mL，X為吸取母液濃度的體積，Y為預(yù)配制的特定濃度)。分別加入4.5 mL NH4Cl緩沖液、2.5 mL 60%乙酸和5 mL顯色液，混勻，加蒸餾水定容至25 mL，在暗處靜置25 min。

1.4.2.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

將濃度為0,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 μg/mL的NaNO2溶液分別倒入比色杯，放入分光光度計(jì)樣品室中，設(shè)置波長為550 nm，通過0 μg/mL的樣品進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)零，逐一測(cè)出樣品的OD值。得出NaNO2濃度與相應(yīng)OD值數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.3 樣品的測(cè)定

稱取4份泡菜，各5 g，加入相應(yīng)泡菜液6 mL，研磨至勻漿。全部轉(zhuǎn)移至小燒杯中(用蒸餾水清洗研缽，一起洗入燒杯)。各燒杯分別加入5 mL的蒸餾水、維生素A標(biāo)準(zhǔn)液、維生素C標(biāo)準(zhǔn)液、維生素E標(biāo)準(zhǔn)液。然后依次加入6 mL NaOH溶液(20 g/L)，用氫氧化鈉溶液(20 g/L)調(diào)節(jié)樣品pH為8，再加入5 mL ZnSO4溶液，混勻，如果沒有白色沉淀物，還需要再滴加NaOH(約1～5 mL)，至產(chǎn)生白色沉淀為止，蒸餾水定容至50 mL。

60 ℃水浴加熱10 min，取出后各樣品中加入1 g活性炭進(jìn)行脫色，放置20～30 min冷卻至室溫。用濾紙過濾，棄初濾液20 mL，收集濾液23 mL于50 mL容量瓶中，蒸餾水定容至50 mL并搖勻。

取濾液10 mL轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶中，依次加入2.5 mL 60%的乙酸，4.5 mL NH4Cl緩沖液，5 mL現(xiàn)配顯色液，定容至25 mL并搖勻，放入暗箱中靜置25 min。分別測(cè)量各樣品液的吸光值，波長為550 nm(同時(shí)設(shè)置空白組進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)零)。

每個(gè)處理測(cè)3組平行，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線的公式計(jì)算其亞硝酸鹽含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

測(cè)量梯度濃度NaNO2溶液的吸光度值，以NaNO2的濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見圖1。其回歸方程為Y=1.7626X-0.0169，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.9992。

圖1 亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of sodium nitrite

2.2 亞硝酸鹽含量的測(cè)定

連續(xù)10天對(duì)泡菜中的亞硝酸鹽含量進(jìn)行測(cè)定，未使用抗氧化劑的對(duì)照組的測(cè)定結(jié)果見圖2，亞硝酸鹽的含量隨著腌制時(shí)間的延長而不斷增加，在腌制第3天時(shí)達(dá)到峰值；隨后亞硝酸鹽的含量逐漸降低。施加不同抗氧化維生素處理后測(cè)得的亞硝酸鹽含量的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)整體一致(見圖3～圖5)，均是先升高后下降，且在第3天達(dá)到峰值。

圖2 添加H2O對(duì)照組的亞硝酸鹽含量的變化Fig.2 Changes of nitrite content in the control group with addition of H2O

圖3 添加VA處理組的亞硝酸鹽含量的變化Fig.3 Changes of nitrite content in the treatment group with addition of VA

圖4 添加VC處理組的亞硝酸鹽含量的變化Fig.4 Changes of nitrite content in the treatment group with addition of VC

圖5 添加VE處理組的亞硝酸鈉含量的變化Fig.5 Changes of nitrite content in the treatment group with addition of VE

2.3 3種抗氧化維生素消減效果的比較

由以上結(jié)果可知，當(dāng)發(fā)酵至第7天時(shí)，泡菜中的亞硝酸鹽含量已較低，所以我們利用前7天處理組的檢測(cè)數(shù)據(jù)與空白對(duì)照組進(jìn)行分析，比較3種抗氧化維生素消減亞硝酸鹽的效果。3種維生素均對(duì)亞硝酸鹽具有消減作用，且泡菜中亞硝酸鹽的含量越高，抗氧化維生素的消減效果越好，結(jié)果見表1。綜合每天的消減數(shù)據(jù)可知，3種抗氧化維生素中，維生素C的消減作用最強(qiáng)，其次是維生素E和維生素A。

表1 3種維生素對(duì)亞硝酸鹽消減效果的比較Table 1 Comparison of the effects of three vitamins on nitrite reduction

3 結(jié)論

泡菜在中國已有2000多年的歷史，以其脆嫩的口感、獨(dú)特的風(fēng)味和易制的過程深受大家喜愛，同時(shí)食用泡菜還具有健胃理氣、預(yù)防腦血管疾病等醫(yī)療功效。但是在泡菜的腌制發(fā)酵過程中，有害微生物及某些雜菌可將蔬菜中的硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。因此，泡菜中亞硝酸鹽超標(biāo)的問題逐漸引起人們的重視。

本實(shí)驗(yàn)在泡菜的腌制過程中施加了3種不同的抗氧化型維生素VA、VC、VE，研究它們對(duì)泡菜腌制過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽含量是否有影響。通過與空白對(duì)照進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)3種抗氧化維生素對(duì)亞硝酸鹽均有消減能力。對(duì)這3種不同維生素的消減效果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)維生素C的消減作用最強(qiáng)，其次是維生素E和維生素A。

抗氧化維生素對(duì)亞硝酸鹽含量的降低可以應(yīng)用于泡菜腌制以及日常生活中。平時(shí)在腌制泡菜時(shí)可以適當(dāng)搭配一定的復(fù)合維生素，在食用亞硝酸鹽含量超標(biāo)的食物時(shí)可以多服用復(fù)合維生素或者食用一些富含維生素的蔬菜、水果。通過簡易的方式即可大大降低食物中亞硝酸鹽殘留對(duì)人體的危害。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果為食品生產(chǎn)中致癌物質(zhì)的防控提供了新的理論依據(jù)，對(duì)食品安全具有重要的意義。