維生素C對泡菜中亞硝酸鹽含量的影響

孫清揚(yáng)　吳鏡舟

本期點(diǎn)評專家

張永強(qiáng)? 高級教師，湖南省十佳科技教師。科普中國2021年十大科普人物獎獲得者，全國校園發(fā)明創(chuàng)意大賽、湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽、湖南省創(chuàng)新編程與智能設(shè)計大賽、湖南省科學(xué)調(diào)查體驗活動評審專家組成員。

在泡菜的泡制過程中，很容易形成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽對人體有害，在人體胃的酸性環(huán)境中，可轉(zhuǎn)化為亞硝胺，該物質(zhì)是化學(xué)致癌物之一。四川是泡菜消耗大省，研究如何方便有效地降低泡菜中的亞硝酸鹽含量，使人們吃上放心的泡菜有比較重要的實際意義。

一、實驗原理

維生素C是還原劑，亞硝酸鹽是強(qiáng)氧化劑，它們在酸性條件下會反應(yīng)生成一氧化氮和脫氫抗壞血酸，從而降低亞硝酸鹽的含量。

青辣椒果肉厚而脆嫩，富含維生素C，紅熟果中維生素C的含量最高可達(dá)460毫克。在泡菜的泡制過程中加入青辣椒，可以抑制亞硝酸鹽的產(chǎn)生。

二、實驗用品

（一）實驗器材

燒杯，比色管（10 mL），玻璃棒，吸耳球，移液管（1 mL、5 mL、10 mL），容量瓶（100 mL），膠頭滴管，錐形瓶，泡菜壇，電熱爐，漏斗，濾紙，鐵架臺，電子天平。

（二）實驗試劑和溶液

維生素C（分析純），亞硝酸鹽（分析純），亞硝酸鹽檢測試劑盒，亞鐵氰化鉀（分析純），醋酸鋅（分析純），鹽酸（分析純），維生素C溶液（5.23 mg/L），亞硝酸鈉溶液（5.17 mg/L），乳酸溶液（26.074 g/L），飽和硼砂溶液（50 g/L），亞鐵氰化鉀溶液（106 g/L），乙酸鋅溶液（220 g/L）。

三、實驗內(nèi)容

（一）原理驗證

驗證維生素C能否與亞硝酸鹽反應(yīng)。

（二）測定市售泡菜中亞硝酸鹽的含量

調(diào)查市售泡菜中亞硝酸鹽的含量，驗證測量泡菜中亞硝酸鹽的方法。

（三）青辣椒對自制泡菜中亞硝酸鹽含量的影響

測量泡制蘿卜泡菜的過程中，加入青辣椒對泡菜中亞硝酸鹽含量的影響。

四、實驗步驟

（一）原理驗證實驗

取干凈的250 mL錐形瓶2個，分別加入5 mL 25 g/L乳酸，5 mL 5 mg/L亞硝酸鈉，10 mL 5 mg/L維生素C，稀釋至250 mL刻度線，搖勻，避光反應(yīng)。每隔10 min測一次亞硝酸鹽的含量，共測14次。對照實驗的步驟同前，只是不加維生素C。

（二）市售泡菜中亞硝酸含量的測定

購買蘿卜泡菜和豇豆泡菜，提取泡菜樣品后，按照前面的方法測定其中亞硝酸鹽的含量。每種泡菜設(shè)置兩個平行實驗組。

（三）自制泡菜及其中亞硝酸鹽含量的測定

取8個洗凈的泡菜壇（650 mL），編號1—8。將新鮮的白蘿卜洗凈，切成一指見方的小塊。按照清水與鹽的質(zhì)量比為10：1配制鹽水，將鹽水煮沸冷卻。將切好的白蘿卜分別裝入泡菜壇內(nèi)，每壇裝至半壇時，放入10 g蒜瓣、20 g生姜，繼續(xù)裝至八成滿，再注入配制好的鹽水，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。每壇中白蘿卜的總質(zhì)量控制約為500 g。

其中，3、4號壇中加入100 mg維生素C，5、6號壇中加入100 g青辣椒（切成細(xì)條），7、8號壇中加入100 g黃瓜（切成細(xì)條）。

五、實驗結(jié)果與討論

（一）維生素C與亞硝酸鹽的反應(yīng)

實驗采用往亞硝酸鹽溶液（5 mL 5 mg/L）中加入維生素C（10 mL 5 mg/L）的方式測試亞硝酸鹽含量的變化，并進(jìn)行空白對照。實驗中加入乳酸調(diào)節(jié)并控制pH值，以更接近實際泡菜環(huán)境。經(jīng)測定溶液pH值為2—3，與實際泡菜環(huán)境接近。每隔20 min取樣，測定其中亞硝酸鹽的含量。

實驗結(jié)果顯示，加入維生素C后，100 min內(nèi)，亞硝酸鹽的含量變化不大。100 min后亞硝酸鹽的含量開始降低，且比較明顯，說明維生素C與亞硝酸鹽的反應(yīng)需要一段時間，泡制時間越長，亞硝酸鹽含量越低。

實驗測得的亞硝酸鹽含量較低，顯色后溶液顏色較淺，不易觀察。所以，我們加大了亞硝酸鹽的用量，加入不同量的維生素C，重新取樣進(jìn)行測定，觀察維生素C和亞硝酸鹽的反應(yīng)情況。

測定步驟為：取4個干凈的250 mL錐形瓶，分別加入5 mL 25 g/L乳酸，20 mL 5 mg/L亞硝酸鹽。1號錐形瓶中不加維生素C，2—4號分別加入40 mL、80 mL、120 mL 5 mg/L維生素C，加水至250 mL，搖勻，避光反應(yīng)10 min，測定亞硝酸鹽的含量。

改進(jìn)后，溶液顏色變化更明顯。維生素C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，溶液顏色越淺，說明亞硝酸鹽的含量越低。

兩組實驗的結(jié)果都說明，維生素C能與亞硝酸鹽反應(yīng)，可用維生素C降低亞硝酸鹽的含量。

（二）市售泡菜中亞硝酸鹽的含量

從市場上購買蘿卜泡菜和豇豆泡菜，將樣品提取后，使用試劑盒均未測出其中的亞硝酸鹽。詢問試劑盒經(jīng)銷商得知，我們所用的亞硝酸鹽試劑盒是用來測定水中亞硝酸鹽的含量，不能直接用于測定泡菜中亞硝酸鹽的含量。之后，我們擴(kuò)充了泡菜的種類，改用國家標(biāo)準(zhǔn)方法，再次對市售泡菜中亞硝酸鹽的含量進(jìn)行測定，仍未測出。

我們猜測：市售泡菜中亞硝酸鹽的含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)方法的測定最低值，導(dǎo)致我們未測出。

（三）青辣椒對自制泡菜中亞硝酸鹽含量的影響

我們選擇四川人常吃的蘿卜泡菜作為實驗對象，分別在泡制蘿卜泡菜的過程中加入維生素C、青辣椒和黃瓜。泡制后，使用國家標(biāo)準(zhǔn)方法每天測定其中的亞硝酸鹽含量。

測定結(jié)果表明，第1天和第2天測定的亞硝酸鹽的數(shù)值均大于《食品中污染物限量》（GB2762-2017）中規(guī)定的腌漬食品中亞硝酸鹽的限量（20mg/kg）。

蘿卜泡菜中的亞硝酸鹽含量從第2天開始下降，到第5天低至8.1 mg/kg以下。“蘿卜+維生素C”泡菜中的亞硝酸鹽含量明顯低于同一天測得的蘿卜泡菜中亞硝酸鹽的含量，說明維生素C可降低亞硝酸鹽的含量。

“蘿卜+青辣椒”泡菜中的亞硝酸鹽含量比同一天蘿卜泡菜、“蘿卜+維生素C”泡菜中的亞硝酸鹽的含量更低，證明青辣椒能有效抑制亞硝酸鹽的產(chǎn)生。

就“黃瓜+蘿卜”泡菜而言，由于我們做的兩個平行樣本測定的結(jié)果差異較大，很難得出結(jié)論。從第二天的測定結(jié)果來看，“黃瓜+蘿卜”泡菜中的亞硝酸鹽含量明顯高于其他泡菜的。

六、實驗結(jié)論

（一）加入維生素C可以降低溶液中亞硝酸鹽的含量，且時間越久，亞硝酸鹽的含量降低得越多。在其他條件一致時，維生素C含量越高，亞硝酸鹽含量越低。

（二）市售蘿卜泡菜和豇豆泡菜中均未測出亞硝酸鹽，說明其含量低于測定范圍，可放心食用。

（三）泡制之初，蘿卜泡菜中亞硝酸鹽含量較高，不可大量食用。隨著泡制時長的增加，各種自制泡菜中的亞硝酸鹽含量逐漸降低，到第五天時，幾種泡菜中的亞硝酸鹽含量已經(jīng)低至無法測出。因此，建議泡菜泡制五天后再食用。

（四）在蘿卜泡菜的泡制過程中可加入適量的青辣椒，以減少泡菜中亞硝酸鹽的含量。

七、思考與展望

本次實驗還有許多不足之處，比如，測定泡菜中亞硝酸鹽含量時用肉眼觀察比色，若用分光光度計測定，結(jié)果更精準(zhǔn)。本次實驗選用的泡菜蔬菜只有兩種，若選用的蔬菜種類更多，會對人們安全食用泡菜的研究更有幫助。

（指導(dǎo)老師：李丹）

專家點(diǎn)評

文章展示了對自制泡菜中亞硝酸鹽含量的研究結(jié)果，提出了實驗創(chuàng)新和進(jìn)一步思考的觀點(diǎn)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

一、通過實驗研究得出自制泡菜中亞硝酸鹽含量的變化趨勢，并給出相應(yīng)的建議，如推薦在泡制五天后食用泡菜，以減少亞硝酸鹽的攝入；

二、提出將維生素C和亞硝酸鹽的反應(yīng)應(yīng)用于實際生活中，并探究了在制作泡菜的過程中加入青辣椒來降低亞硝酸鹽含量的方法，體現(xiàn)了實驗的創(chuàng)新性和對實際問題的探索；

三、反思了實驗的不足之處，并提出擴(kuò)充實驗范圍、使用分光光度計測定亞硝酸鹽含量的建議，體現(xiàn)了作者對實驗的反思和對未來研究方向的展望。

主要不足之處在于缺乏對其他因素的控制，文章中未提及其他可能影響亞硝酸鹽含量的因素，如溫度、pH值等進(jìn)行控制，而這些因素可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。