食品中发色剂亚硝酸盐的检测技术及研究进展

1、食品中亚硝酸盐的检测技术及研究进展摘要:亚硝酸盐是一种典型的发色剂,广泛存在于水体和食品中,可在人体内与仲胺、叔胺和氨基化合物反应形成强致癌物亚硝胺化合物,因此对亚硝酸的检测是十分必要的。本文综述了近年来国内外亚硝酸盐检测方法研究现状,主要包括光度法、电化学法、色谱法,并对未来检测方法提出了展望。关键字:亚硝酸盐;检测技术;发色剂Research Progress of the Determination of Nitrite in Food Abstract: Nitrite was a characteristic chromogenic reagent,which was ubiquit

2、ous within water and food systems. Nitritecan react readily with secondary and tertiary amines and amides in human body producing carcinogenic nitrosamines compounds.As a consequence of the recognized problem,there was a great need for the determination of nitrite. The current development of methods

3、 for the determination of nitrite including spectrometry, electrochemistry and chromatography were reviewed. The methods for the determination of nitrite in future were prospected.Key words: nitrite; determination; chromogenic reagent1 引言发色剂又称护色剂,是能以肉及肉制品中呈色物质作用,使食品加加工、保藏等过程中不被分解和破坏,呈现良好色泽的物质。常用的发色剂

4、有硝酸盐或亚硝酸盐。1由于研究发现腌肉中的亚硝酸盐能生成致癌物质亚硝胺2,因而硝酸盐和亚硝酸盐的使用引起争议,但一般认为只要控制好使用量,就不会达到中毒员的程度,相反还能达到抑制微生物和产生特殊风味的作用,因而认为是人可取代也无须取代的物质,甚至认为在人的唾液、胃液中,也存在亚硝基物质,许多天然植物(如菠菜也存在亚硝基物质3,只要不达到足够的量,对人体应该是安全的。然而很多不法分子为改善食品的色泽,恢复食物原来的颜色,而在腌肉等食品中加入过量的亚硝酸盐、硝酸盐等发色剂,严重地危害了消费者的人生安全。因此寻找一种快速,准确测定食品中亚硝酸盐含量的检测技术势在必行。2 亚硝酸盐的发色原理亚硝酸盐本

5、身并无着色能力,但其与肉中的乳酸发生复分解反应而生成亚硝酸,亚硝酸很不稳定容易分解产生氧化氮,氧化氮与肌肉纤维细胞中的肌红蛋白结合而产生鲜红色的亚硝基肌红蛋白,也可与血红蛋白形成亚硝基血红蛋白4,使肉制品保持稳定鲜艳的红色。3 亚硝酸盐的检测技术3.1 光学分析法分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度,对该物质进行定量分析的方法5。吴春莲6利用苯胺作重氮化试剂、-萘酚为偶联剂,对分光光度法测定肉制食品亚硝酸盐含量进行了研究。结果显示偶联产物的最大吸收波长为480 nm,NO2-的检出限为00.004mg/mL。刘辉等7用盐酸萘乙二胺比色法分别测定5种腌制食品中亚硝酸

6、盐的含量。通过单因素试验及正交试验得到相对标准偏差为0.04%2.76%,回收率为97.6%100%。李富兰等8选择了毒性小的8-羟基喹啉作为偶氮试剂,在碱性条件下与重氮化合物偶合成橙红色染料,建立了测定亚硝酸盐的新方法。在波长为500 nm处具有最大吸收,亚硝酸盐含量在00.8 g / mL 范围内。催化光度法是在常规的分光光度法的基础上发展起来的高灵敏度光度法。卢菊生等9在稀磷酸介质中, 用氯化十六烷基三甲基铵对亚硝酸根催化溴酸钾氧化甲基红褪色反应的增敏作用, 建立了测定痕量亚硝酸根的增敏催化动力学光度法。测定亚硝酸根的线性范围为5.0300g/L, 检出限为0.59g/L, 方法的相对标

7、准偏差优于2%, 标准加入回收率为99%101%。刘秀萍等10基于磷酸介质中的亚硝酸催化溴酸钾氧化甲苯胺蓝的褪色反应,建立了在室温下光度法测定痕量亚硝酸根的方法。实验表明在622 nm 有最大吸收波长,线性范围为0.010.12 mg / L,检出限为 4.8×10-7g / L。荧光光度法测定亚硝酸盐是基于亚硝酸盐对于氧化还原反应的催化作用,使指示物质的荧光强度减弱或猝灭,通过测定荧光强度的变化来测定亚硝酸根含量11。盛丽等12基于盐酸介质中,在常温下亚硝酸根能与劳氏紫发生重氮化偶联反应,劳氏紫的荧光强度随亚硝酸根的加入量增加而明显降低的现象,建立了荧光猝灭法测定痕量亚硝酸根的方法

8、,测定亚硝酸根的线性范围为0.040.4 mg / L。鲍所言等13基于稀磷酸介质中,用溴酸钾氧化吖啶橙使之褪色并伴随着吖啶橙荧光强度减弱。亚硝酸根的存在对该反应可起到显著的催化作用,使反应的灵敏度明显提高,体系的荧光猝灭程度加强。该方法亚硝酸根测定的线性范围为0.055 ng/mL,亚硝酸根的检出限为0.012 ng/mL。3.2电化学分析法电化学分析法是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律,建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上,对组分进行定性和定量的仪器分析方法14。电位法测定亚硝酸根离子是基于亚硝酸的氧化来进行测定的。罗宿星等15将多壁碳纳米管

9、分散在镱杂多酸盐溶液中,将获得的悬浊液滴涂在玻碳电极表面,制备了镱杂多酸盐/多壁碳纳米管修饰的玻碳电极。采用交流阻抗法对电极表面的性能进行了表征,采用循环伏安法对其电化学性能进行研究。研究发现亚硝酸根在该修饰电极上出现一个氧化峰,氧化峰电位在-0.45 V处,提出了用循环伏安法测定亚硝酸根的方法。亚硝酸根的浓度在5.0×10-61.0×10-4mol/L范围内。氧化峰电流与其浓度呈线性关系。极谱法是通过测定电解过程中所得到的极化电极的电流-电位曲线来确定溶液中被测物质浓度的一类电化学分析方法。朱明霞等16研究了一种选择性高、准确度和精密度均好的示波极谱法测定痕量亚硝酸根的新

10、体系。此法基于甲基紫与亚硝酸根间发生反应生成的新物质在示波极谱上有新的波峰产生-0.75V处的波高与亚硝酸根的浓度成线性关系,亚硝酸根的检测限为2.0×10-7g/mL。张丽萍等17研究了测定蔬菜中亚硝酸盐的新方法。该方法采用示波极谱法测定亚硝酸盐。结果得出亚硝酸盐的检出限为0.012g/ml,线性范围为0.05g/m1.50g/ml,变异系数为2.1%4.0%,样品加标回收率为95.0%107.0%。3.3色谱法色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配,以固定相对流动相中的混合物进行洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动,最终达到分离的效果。18气相色谱的分离原理是利用

11、不同物质在两相问具有不同的分配系数,将各组分分离开来18。程辉19建立一种气相色谱测定食品中亚硝酸盐的方法,采用顶空法进样技术,用气相色谱进行定量测定。该方法测定亚硝酸盐的最低检出限为0.86g;若取样5g,则最低检出浓度为0.43 mg/kg,线性范围1.2g -1200g。张燕等20采用在硫酸介质中亚硝酸与环己基氨基磺酸钠反应生成环己醇亚硝酸酯,环己醇亚硝酸酯在常温下成气态,顶空进样系统自动进样,气相色谱仪FID 进行定量检测,建立葡萄酒中亚硝酸盐的气相-顶空检测方法,最低检出限为0.5 g/mL。高效液相色谱法具有高效、高速、高灵敏度、操作方便等优点。彭景龙21探讨了食品中亚硝酸盐含量的

12、重氮化偶合高效液相色谱测定方法。食品样品除去蛋白质、脂肪后,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化,再与N-1-萘基乙二胺偶合,之后进行HPLC分析。以SB-C18柱为分离柱,VWD和DAD为检测器,乙酸溶液(14%/甲醇(80:20为流动相,流速为1.0mL/min,检测波长为544nm,进样20L。在101000ng/mL范围内,亚硝酸盐含量与峰面积呈良好线性关系(r=0.9997。方法最低检测浓度为40g/kg。离子色谱法是一种特殊的液相色谱。吕岱竹22建立了离子色谱测定豆奶粉中亚硝酸盐的含量的方法。样品用去离子水提取,固相萃取后,采用离子色谱法测定豆奶粉中硝酸盐、亚硝酸盐的含量。结果表明:亚硝酸

13、盐的线性范围分别为125mg/mL,回收率分别为89.6%102.0%,检出限分别为0.11mg/kg。王新芳23建立了离子色谱法测定火腿肠中的硝酸盐和亚硝酸盐含量的方法。利用纯水萃取火腿肠中的亚硝酸盐, 经过煮沸、冷冻、过滤后进样测定。经过多次实验, 该方法样品加标回收率为96%99%,标准曲线的相关系数为0.999 0。蒋蓉等24建立了用离子色谱法/电导检测器测定蔬菜和水果中亚硝酸盐和硝酸盐的方法。优化了分离条件,以3.5mg/L Na2CO3和1.0 mg/L NaHCO3为淋洗液。测定亚硝酸根的相对标准偏差为1.5%,回收率为97%102%。3.4 其他分析法董存智25发现在波长为56

14、7 nm处的共振光散射强度降低与亚硝酸根浓度在一定范围内呈线性关系,从而建立了共振光散射法测定痕量亚硝酸根的新方法。该方法的线性范围为2.0×10-82.8×10-7g/mL,检出限为9.34×10-9g/mL,回收率为95.5%98.6%。刘传湘26用镉柱还原法测定了20余种蔬菜的硝酸盐与亚硝酸盐的含量。并对人的适宜摄入量进行讨论。姜廷福等27以溴离子(Br-为内标,建立了毛细管离子电泳同时测定腌菜中的硝酸根和亚硝酸根的方法。同时讨论了缓冲液pH、样品和缓冲液中氯化钠浓度、分离电压对分离的影响。结果表明NO2- 检出限分别为0.3 g/L,峰面积相对标准偏差分别

15、5.8%。4 总结光度法简便、快速、灵敏度高、价格低廉、容易普及,但干扰因素较多,选择性较差,结果的偏差较大。电化学法的灵敏度高、分辨率好、操作简单,但分析结果较为复杂。色谱法具有高效、高速、高灵敏度、操作方便等优点,但测定范围较窄,实验方法较复杂。5 展望亚硝酸盐严重威胁着人们的身体健康,因此对亚硝酸盐分析方法的研究与改进将会继续得到人们的高度重视。随着分析化学新方法和新技术的不断出现和发展,亚硝酸盐的检测方法也更加多元化,新的检测方法层出不穷。目前用于亚硝酸盐含量的测定方法有多种,各种方法都有其优缺点。随着亚硝盐研究的深入,极低含量的检测成为必然趋势28,未来的亚硝酸盐检测方法可能是联用技

16、术得到广泛的应用,因为联用技术可以实现自动化分析,相互取长补短,充分发挥各自优势,显著提高食品中亚硝酸盐含量的测定,大大地提高样品分析效率。参考文献1 白英杰.浅谈动物性食品添加剂J. 兽医卫生,2010,12(2:7.2 梁子伟,练春连.浅析食品添加剂对食品安全的影响J.科技论坛,2010,4(2:52.3 张根生,食品中有害化学物质的危害与检测M.中国计量出版社,2006.4 刘诚.肉制品中的亚硝酸盐J.营养卫生,1998.14(6:1-4.5 胡之德.分光光度分析法M.宁夏人民出版社, 1987.6 吴春莲.分光光度法测定肉制食品中亚硝酸盐的含量研究J.河北农业科学,2007,11(4:

17、 97-99.7 刘辉,田亚红,劳旺梅,等.盐酸萘乙二胺比色法测定腌制食品中亚硝酸盐的含量J.中国酿造,2010,7( 6 :157-160.8 李富兰,颜杰,郭金全,等.水质中微量亚硝酸盐的测定J.中国酿造,201,219(6:160-162.9 卢菊生,田久英,缪小青.溴酸钾-甲基红-CTMAC增敏催化光度法测定食品中痕量亚硝酸根J.食品科技,2007,15(7:222-224.10 刘秀萍,孟美荣,张丽君.溴酸钾氧化甲苯胺蓝催化光度法测定痕量亚硝酸根J.理化检验化学分册,2009(10 :43-44.11 张立名.现代生物化学分析原理M.中国科学技术大学出版社,1991.12 盛丽,朱金

18、林,韩小茜,等.荧光分光光度法测定痕量亚硝酸根J.理化检验化学分册,2008,44(12 :59-60.13 鲍所言,刘卫洁,胡汉芳.催化荧光法测定痕量亚硝酸根J.光谱学与光谱分析,2004,24(3:342-344.14 李东辉.分析化学M.科学普及出版社,2008.15 罗宿星,伍远辉,勾华.用稀土(镱杂多酸盐/多壁碳纳米管修饰的玻碳电极测定亚硝酸根J. 理化检验,2010,46(3:254-259.16 李艳霞,谢东坡,赵辉.催化动力学法测定亚硝酸根的研究进展J.周口师范学院学报,2001,21(1:42-43.17 张丽萍,杨增,门传玲,等.示波极谱法测定蔬菜中亚硝酸盐J.包头医学院学报,2000,1