蔬菜及其制品中亚硝酸盐的常用分析方法
作者: 孙磊磊 王鸿雁 张娜杰摘 要:亚硝酸盐能与还原性物质如胺类发生反应,生成亚硝胺,其已被认定属于强致癌物质。蔬菜作为人们日常膳食中常见的食物,是人体外源性亚硝酸盐的主要来源,因此检测蔬菜及其制品中亚硝酸盐的含量对于确保食品质量安全具有重要的现实意义。本文概述了蔬菜及其制品中亚硝酸盐的常用检测技术,以期为今后蔬菜及其制品中的食品安全保障提供参考。
关键词:蔬菜及其制品;亚硝酸盐;分析方法
Common Analytical Methods for Nitrite in Vegetables and Their Products
Abstract: Nitrite reacts with reducing substances such as amines to form nitrosamines, which have been recognized as strong carcinogens. As a common food in people’s daily diet, vegetables are the main source of exogenous nitrite in the human body, so the detection of nitrite content in vegetables and their products is of great practical significance to ensure food quality and safety. This paper summarizes the common detection techniques of nitrite in vegetables and their products, in order to provide a reference for food safety assurance in vegetables and their products in the future.
Keywords: vegetables and their products; nitrite; analytical method
亚硝酸盐是广泛存在于土壤及水域中的一类含氮化合物。亚硝酸盐可以作为提色剂和防腐剂在食品中使用,能有效延长蔬菜保鲜时间,改善肉及其制品的色泽。但若超量添加亚硝酸盐,其将在人体内和蛋白质分解产物反应生成亚硝胺,对人体健康造成严重危害[1-2]。
近年来,随着人们生活水平的提高以及对健康饮食方式的追求,蔬菜及其制品的消费量日益增加[3]。但部分菜农由于专业知识欠缺,为提高产量,往往会过量施用氮肥或者所施用的氮肥配比不合理,极易造成硝酸盐及亚硝酸盐的残留,甚至因贮藏时间过长或者不合理的烹饪方式而导致硝酸盐及亚硝酸盐积累[4]。因此,准确分析测定蔬菜及其制品中亚硝酸盐的含量对于确保食品安全具有重要的意义。目前,蔬菜及其制品中亚硝酸盐的测定方法多种多样,主要包括光谱法、色谱法、电化学法及快速检测法等。本研究针对蔬菜及其制品中亚硝酸盐的常用检测方法进行了概述,旨在为食品中亚硝酸盐的检测及快速检测技术的发展提供理论依据。
1 离子色谱法
离子色谱法(Ion Chromatography,IC)具有操作简单、准确、灵敏以及省时省力等优点,适合蔬菜及其制品中亚硝酸盐的批量检测。《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》(GB 5009.33—2016)中第一法为离子色谱法,标准要求样品需经沸水提取和固相萃取柱净化,并以氢氧化钾溶液为淋洗液,采用阴离子交换柱作为分离柱,选择电导检测器[5]。张文婷等[6]对色谱条件进行了优化,在45 ℃柱温和5 mmol·L-1 NaOH溶液作为淋洗液的条件下,采用离子色谱-电导检测法测定蔬菜中亚硝酸盐含量。结果表明,亚硝酸盐检出限为0.4 mg·kg-1,平均回收率为92.7%~119.3%,该方法操作简单、准确灵敏性高,适合蔬菜及其制品样品中亚硝酸盐的测定。ANTCZAK-CHROBOT等[7]选用甜菜酱作为研究基质,采用离子交换色谱-电导检测法测定其亚硝酸盐的含量。结果表明,在线性范围为0.05~15.00 mg·L-1时,目标物质线性关系良好,相关系数为0.999 9,检出限为0.015 mg·kg-1,该方法灵敏度高、检出率高。苏家杰等[8]采用离子色谱法对腌制食品中亚硝酸盐进行定量检测,结果表明,该方法在20~200 μg·L-1线性关系良好,加标回收率为95.88%~104.61%。该方法在满足准确性的同时,减少了净化步骤,降低了实验成本,提高了检测效率。
2 光度法
分光光度法操作简单、成本低,对设备要求较低,适合蔬菜及其制品中亚硝酸盐的检测。《食品安全国家标准 食品中硝酸盐和亚硝酸盐的测定》(GB 5009.33—2016)中第二法为分光光度法,该方法的原理是样品经提取后与对氨基苯磺酸重氮化,再与盐酸萘乙二胺偶合反应生成紫红色偶氮化合物,在538 nm波长下测定其吸光值。但该方法灵敏度较低,易受离子干扰,且容易受蔬菜中的色素干扰而影响检测结果。目前已有较多的国内外学者对其进行了深入的研究和改进。任琴[9]采用分光光度法测定蔬菜中亚硝酸盐的残留量,采用沉淀法获得澄清滤液,降低蛋白质等因素对结果的干扰,并于540 nm处测定吸光度,结果发现该方法灵敏度高、检测速度快、操作简单。王焕英[10]采用苯酚分光光度法测定了大白菜、黄瓜、青椒等3种不同种类蔬菜中的亚硝酸盐含量,结果发现,3类蔬菜中硝酸盐含量存在一定的差异,大白菜中的亚硝酸盐含量明显高于黄瓜和青椒。且随着储藏时间的延长,蔬菜中的亚硝酸盐呈上升趋势,提示人们日常生活中要多食用新鲜蔬菜,尽量低温贮藏,并缩短储存时间[11]。
3 气相色谱法
气相色谱法(Gas Chromatography,GC)具有操作简便、抗干扰能力强、检出限低等优点,其利用不同物质在流动相和固定相分配系数的不同实现各组分的分离。何浩等[12]采用顶空气相色谱法测定烟笋、外婆菜等两种蔬菜中亚硝酸含量,样品经沸水提取、沉淀过滤后,在样品提取液中先后加入环己基氨基磺酸钠溶液和硫酸溶液进行重氮化反应,定量分析衍生物环己烯,该方法的线性范围为0.001~0.200 mg·L-1,回收率为90.7%~91.9%。且该方法前处理简单、灵敏度高、检出限低、线性范围宽,且不受样品颜色的干扰。温伊蕾等[13]建立了一种采用衍生气相色谱法测定食品中亚硝酸盐含量的方法,最低检出浓度为0.14 mg·kg-1,加标回收率在100%~103%。该方法具有灵敏度高、线性范围广,以及准确度和精密度高等优点。
4 高效液相色谱法
高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)是利用固定相、流动相及待测物之间的相互作用进行样品中目标物质的测定,具有进样量小、准确度高、灵敏度高以及操作简便等优点,在食品检测中广泛应用[14]。张会亮等[15]使用对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺进行衍生化处理,用液相色谱-质谱联用法测定了咸菜和火腿肠中的亚硝酸盐含量,结果表明该方法的检出限和定量限分别为0.04 mg·kg-1和0.12 mg·kg-1,加标回收率为85.0%~101.3%。常晓途等[16]采用衍生化-高效液相色谱法测定饮用水和白酒中的硝酸盐,结果表明该方法的检出限和定量限分别为0.3 mg·L-1和1.0 mg·L-1,加标回收率为102.3%~104.5%,具有快速、准确、干扰小等优点。袁圆等[17]采用TC-C18色谱柱分离,建立了柱前衍生-高效液相色谱法测定食品中亚硝酸盐含量的方法,结果表明,线性范围为0.015~0.250 mg·L-1时目标物质线性关系良好,加标回收率为83.3%~96.0%。与GB 5009.33—2016中的第二法分光光度法比较,该方法更能有效消除氯离子等阴离子和色素对实验的干扰,适用于蔬菜及其制品中亚硝酸盐的检测。
5 亚硝酸盐快速检测试剂盒法
快速检测试剂盒是一种对待测样品中亚硝酸盐含量进行快速检测的方法,该方法具有快速、准确、灵敏、方便、省时和价廉等优点,适用于食品安全事件的现场快速定性分析。高德江等[18]研制了一种用于现场检测蔬菜及其制品的“检测系统”,该检测系统的稳定性为-0.001~0.002 Abs·h-1,校准品(40.0 mg·kg-1)示值误差范围为0.12%~2.90%,重复性范围为7.15%~8.31%,从取样到报出检测结果仅需30 min。同时,该学者还将系统应用到食品流通领域和食品加工生产企业的产品质量监管和控制中,得到了用户的认可。张新等[19]基于微波提取法建立了亚硝酸盐快速试剂盒法,所得加标回收率在95.8%~102.7%,重复性试验相对标准偏差<5%。该方法具有良好的精密性与准确度,且能大大缩短了检验时间,适合现场执法中亚硝酸盐的检测。
6 结语
本文对离子色谱法、分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法和快速检测试剂盒法进行概述,发现离子色谱法、气相色谱法和高效液相色谱法等色谱方法具有快速、准确、灵敏度和精密度高等优点,但需要相应的仪器设备及耗材,检测成本较高;分光光度法操作简单、成本低廉、选择性和重现性较好,但在蔬菜及其制品中常受到颜色等干扰,影响检测结果的准确性;亚硝酸盐快速检测试剂盒法操作简单、成本低廉,检验时间短,检测精密性与准确度高,常用于现场执法及基层快速检测[20]。相信随着科学技术的不断创新与发展,未来的现代仪器自动化和快速测试技术将更加完善,有利于推动食品行业的进一步发展[21]。
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