蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析

1、蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析贾 丽(北京市理化分析测试中心,北京100089摘要:介绍了近几年来比色法、电极法、紫外法、离子色谱法等对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析进展,并 对今后的发展作了展望。关键词:比色法;电极法;紫外法;离子色谱法;硝酸盐;亚硝酸盐蔬菜是一种与人民生活密切相关而又易富集硝酸盐的作物, 研究表明, 蔬菜是人体硝酸 盐的主要来源,人体摄入的硝酸盐有 70% 80%来自蔬菜 1。在正常情况下,蔬菜从土壤 中吸收的硝酸盐在体内可经硝酸还原酶的作用, 转化为氨和氨基酸等营养物质。 而当条件不 适宜时特别是在大量施氮肥的条件下,蔬菜摄取的硝酸盐量过多,在其内不能被充分同化, 致使硝酸

2、盐在蔬菜内大量累积。近年来,蔬菜的安全性问题日益受到各方面关注,特别是蔬菜栽培方式的改变,使得蔬菜 硝酸盐含量激增, 而人体主要是通过从蔬菜等食品中摄取过量硝酸盐的, 严重危害到人体的 健康。 因此, 蔬菜中硝酸盐含量的控制应得到加强, 我国已对无公害蔬菜中的亚硝酸盐和硝 酸盐含量提出明确的限量标准,亚硝酸盐 4.0mg/kg;硝酸盐 600mg/kg(瓜果类 , 1200mg/kg(根茎类 , 3000mg/kg(叶菜类 2,从而相应的检测方法也应进一步得到完 善,分析蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的方法报道的有很多,包括比色法、电极法、紫外法、离 子色谱法等。1 比色法比色法是一种普遍使用的方法,

3、应用时间较长。王钫等 3采用了国标方法 GB/T 15401 1994(水果、蔬菜及其制品亚硝酸盐和硝酸盐含量的测定测定蔬菜样品中硝酸盐和亚硝 酸盐的含量,将新鲜蔬菜样品用蒸馏水洗净,晾去表面水分。用四分法取可食部分,用干净 不锈钢剪刀剪成碎块, 用捣碎机制成匀浆, 准确称取 20.0g 样品置于 200 mL烧杯中。 于 538nm 处,测定其吸光度值,外标法定量。他们用此法分析了大量的蔬菜样品,对杭州市场的蔬菜 硝酸盐含量进行了分析和质量评价, 得到了较好的应用。 崔令强等 4按 GB5009.33-1996 格 里斯试剂比色法进行, 亚硝酸盐在新鲜蔬菜中含量较低 (0.00-0.60 m

4、g/kg, 部分蔬菜中未检出 亚硝酸盐,仅荠菜、香菜、大葱中亚硝酸盐的含量稍高,分别为 1.00mg/kg, 0.80mg/kg, 0.80mg/kg。蔬菜中亚硝酸盐的含量,一般不超过国家制定的限量标准,新鲜蔬菜中含量更 低。汪李平等 5对武汉市冬季市场供应的主营蔬菜种类的硝酸盐和亚硝酸盐进行监测,硝 酸盐测定采取磺基水杨酸比色法,亚硝酸盐测定采用- 萘胺法。通过监测发现,蔬菜硝酸 盐污染十分严重, 并对影响蔬菜硝酸盐累积的原因进行了探讨, 提出了限制硝酸盐污染的措 施。2 紫外法庞荣丽等 6采用紫外法测定了郑州市 57个蔬菜和水果样品中硝酸盐含量,参比硝酸盐 含量分级评价标准, 分析了目前郑

5、州市主要蔬菜和水果食用的安全状况, 提出了降低果蔬中 硝酸盐含量的有效措施。 具体方法是将新鲜蔬菜和水果表面用去离子水洗净、 晾干, 用四分 法取可食部分,称取 100-200g ,用高速组织捣碎机打成匀浆。依试样中硝酸盐含量的大小, 准确称取匀浆 2-20g ,放入 200mL 烧杯中,加入 5mL 饱和硼砂溶液和 100mL 热水;置沸 水浴中, 加热 15min , 并不断摇动。 取出后冷至室温, 再加入 10mL 亚铁氰化钾溶液、 10mL 乙酸锌溶液和 2g 活性炭,每次加入后均充分摇匀,然后定量转入 200mL 容量瓶中,用水 定容,用折成槽纹的滤纸过滤,得无色清亮提取液。吸取 1

6、0mL 提取液于 50mL 容量瓶中,用水定容。用 1cm 石英比色杯于 210nm 处测定其吸光度值,根据工作曲线线性回归方程计 算试液中硝酸盐质量浓度,并进一步计算出样品中硝酸盐含量。罗雪华等 7称取苦瓜匀浆 样品 20g 、芥菜 15g ,分别放入 200mL 烧杯中,加入 80mL 热水和 5mL 饱和硼砂溶液,于沸 水浴中加热 15min ,并不时搅拌,冷却,冲洗入 200mL 容量瓶,加 10mL 0.25 mol/L亚铁氰 化钾溶液和 10mL 1mol/L的乙酸锌溶液沉淀蛋白质, 2g 活性碳粉吸附有机物质,每加一种均 需摇匀,最后用水定容至刻度摇匀后过滤,得清亮待测液同时用

7、100mL 去离了水做全程空 白 3个。据苦瓜和芥菜的硝酸盐含量的不同,分别吸苦瓜待测液 10mL 定容至 50mL ,同时 吸空白溶液 10mL 定容至 50mL ,吸芥菜待测液 2mL 定容至 50mL ,同时吸空白溶液 2mL 定 容至 50mL ,务必使空白溶液的稀释倍数与被测样品的相同。摇匀后于紫外分光光度计上, 用 1cm 石英比色杯于 220 nm 处测定吸光度 A220,再于 275 nm 处测定吸光度 A275, A= A 220-A 275,据 A 从标准曲线上查得相应浓度。据样品加水量及匀浆称样量计算样品硝酸盐 含量。王心宇等 8用紫外检测,离子色谱分离的方法对蔬菜样品进

8、行检测,称取 1.0g 蔬菜, 加入少量蒸馏水,研磨,转移到 50mL 容量瓶,置沸水浴中加热 15min ,离心机转速设置为 3500r/min,离心,取上清液。将处理后的样品,用微孔滤膜过滤,并根据样品溶液浓度稀 释后进行离子色谱分析。紫外检测波长选在 225nm 处。3 电极法用硝酸根电极法测定蔬菜硝酸盐氮, 只要熟练掌握电极的使用和维护, 提供测试过程所 需的各项条件, 可以得到准确的分析结果。 从回收率、 精密度及与经典方法的对比结果表明:该方法满足蔬菜硝酸盐快速测定的各项要求,其配置容易、操作简便、抗干扰能力强,能快 速准确地完成大批样品检测, 提高分析工作效率。 相关的文献报道很

9、多。 汪建飞等 9于 2003年就开始对硝酸根电极法测定蔬菜中硝酸盐含量的方法进行了研究, 从而确定了测定条件及 适用范围。 与此同时还与其它分析方法进行了比较实验 (酚二磺酸比色法、 硝酸试粉比色法 , 测定蔬菜硝酸盐含量的结果表明,电极法测定蔬菜硝酸盐含量线性范围宽,硝酸盐含量在 8×10-5 8×10-1 mol/L之间都可被直接测定, 回收率为 97.53% - 103. 76%。 该方法简便快速, 成本低,使用的硝酸根电极内阻小,反应快,选择性较好,在适当的掩蔽剂存在下可以直接 测定复杂样品中硝酸盐的含量,为检测提供一个快速准确的操作规程。姚建武等 10将新鲜 蔬

10、菜样品用清水洗净,毛巾吸干表面水分,切碎后用打浆机打成糊状。称 2.00g 样于 50mL 烧 杯中,加 10mL 水,在磁力搅拌器上搅拌 3min ,再加 10mL 缓冲液搅拌 1min 。调低搅拌速度, 插入硝酸根电极与参比电极, 1min 后读其电位值 E1。用半微量注射器加入 1mol/L 硝态氮标 准溶液 0.20mL ,低速搅拌,同上读出电位值 E2。采用标准加入法。硝酸根电极测量待测液 在添加标准溶液前后的两次电位 (E1和 E2. 用公式 (1计算待测液浓度 (CX :C X =VS C S V X -1(10(E2-E1 /S-1 -1(1式中:V S 为添加标准溶液的体积、

11、 C S 为标准溶液的浓度、 V X 为待测液体积、 S 为电极的实测 斜率。4 离子色谱法随着现代大型科学仪器的飞速发展及其应用范围的广深性, 采用离子色谱法测定新鲜蔬 菜中的 NO 2和 NO 3含量具有简便、选择性好、灵敏度高、准确度高等优点 , 该法无需添 加任何化学试剂, 分析速度快, 一次进样能同时测定多种阴离子, 较适合蔬菜中亚硝酸盐和 硝酸盐的批量检测,同时也能减少实验中的有毒有害试剂对环境的影响。沈宏等 11取有代 表性的植株,先用自来水清洗 3次,然后用蒸馏水清洗 3次,再用去离子水清洗 5次。用滤纸 吸干表面水分,选取典型部位将其剪碎。称取植株鲜样 1g ,加入 2 mL

12、去离子水,再加入少 量石英砂,将其研磨成浆,再加入 3 mL去离子水,将其洗入离心管中。在 0、转速为 9000 r/ min条件下离心 0.5h 。将上清液过滤到指形管中,然后将其过 XAD 系列树脂层析柱。用 1mmol/L HCl洗脱,将洗脱液过葡聚糖凝胶层析柱。再用部分收集器分管收集、微孔滤膜过 滤立即分析或放入冰箱 (4 备用。以甲醇作为有机改性剂, 30 mmol/L NaOH + 甲醇 15%为淋洗液, 用离子色谱同时分析菜豆有机酸和无机阴离子。 结果表明, 该方法能同时分析菜 豆根部和叶部的 N03-、 N02-等物质。其检测限为 0.02-0.40 mg/L,线性工作范围为

13、2-120 mg/L之间,相对标准偏差低于 10%,相关系数在 0.9354- 0.9984之间,样品加标回收率为 (100士 10%。与 Na 2B 407或 Na 2C03/ NaHCO3作淋洗液相比,该法准确、方便、快速且不受干扰,测 定结果令人满意。张莹等 12取 5g 新鲜洗净蔬菜样品于捣浆机中捣碎,加 100mL 去离子水浸 泡,加入 1N NaOH调节 pH 至 8.3 ,置于 80恒温振摇提取约 0.5h ,离心过滤,滤液定容至 150mL ,取 5mL 过 sep-pak C18预柱 (日本 Waters 公司 净化,再取滤液过微孔滤膜,滤液进行 HIC 分析。 使用 HIC

14、-6A 高效离子色谱仪 (日本岛津公司 。 蒋蓉等 13称取新鲜蔬菜样品 10g 于 研钵中,研磨匀浆,用 50mL 浓度为 0. 01 mol/ L NaOH 溶液洗入有盖锥形瓶中,在超声条 件下提取 10min ,静置,倾取上清液于离心管中,在转速为 10000r/ min 的条件下离心分离 10min ,备用。将石墨化炭黑柱 ( ENVI -CARB ( Supelco 用 5mL 纯水洗涤后,将样品溶液 上柱,弃去前 2mL 流出液,收集后 5mL 样品溶液于 AS40 自动进样器进样管中,经 0. 45m 过滤器过滤后,自动分析。用离子色谱法 / 电导检测器测定蔬菜和水果中亚硝酸盐和

15、硝 酸盐含量。 优化了分离条件, 以 3.5mg/ L Na2CO 3-1.0 mg/ L NaHCO3为淋洗液, 100g/ mL Cl- 和 0.50g/ mL NO 2 - 能得到良好的分离。相对标准偏差:NO2-为 1.5 %, NO3-为 0.61 %;回收率:NO 2-为 97 %102 % , NO 3-为 96 %104 %。杨敏等 14建立了化学抑制电导检测离 子色谱法定性定量分析蔬菜硝酸盐含量的方法。 阴离子分离, 流动相为 1.7mmol/L NaHCO3 /1.8 mmol/L Na2CO 3。 流速 1.2 mL/min, 自动连续再生抑制装置 SRS-UL TRA。

16、 线性范围为 0.1 100.0 mg /L,线性关系为 0.9997,检出限为 0.05mg/L。应用此法,测定了多种蔬菜硝酸盐含 量。方法操作简单、快速、基体干扰少、灵敏、准确。称取蔬菜样 50.00g 于组织搅拌机中, 加水 150 mL,搅拌 2min ,以 0.0050.01mmol/L NaOH 溶液 50 mL,沿杯壁冲洗菜样,搅拌 1 min ,转入烧杯中,于 70水浴中加热 30 min,冷却至室温,用布氏漏斗过滤,以水冲洗, 定容体积为 500mL ,取部分滤液,以 0.45m 滤膜过滤。样品测定结果表明,离子色谱法与 国标法相比, NO 3-含量测定平均值误差均不超过&#

17、177;5 %,但标准偏差小于比色法,说明离子 色谱法测定蔬菜 NO 3-含量准确度高,重复性良好,具有简单、快速、灵敏等优点,可用于蔬 菜生产销售中硝酸盐含量监测的定性定量测定。王守箐 15也以西红柿为例,应用离子色谱 建立了一种快速有效的检测硝酸盐和亚硝酸盐的方法。林国剑等 16准确称取 50.00 g 新鲜 蔬菜样品, 于组织捣碎机中加入 150 mL 去离子水后, 捣碎 2 min, 再用 50 mL 去离子水沿杯 壁冲洗菜样,捣碎 1 min,转入烧杯中,用超声波仪萃取 30 min后用布氏漏斗过滤,以水洗 脱,定容至 500 mL,取部分滤液于离心管中, 5000 r/ min离心

18、 10 min 后,以 0.45m 滤膜 过滤后上机。以流速 1.2 mL/ min,流动相为 1.7 mmol/ L NaHCO3 1.8 mmol/ L Na2CO 3混合 液,色谱条件为:阴离子分离柱 Dionex AS14S 柱 (4 mm×250 mm 及相应保护柱 IonPacAG14(4 mm×50 mm,自动连续再生抑制装置 SRS - ULTRA 4 mm,建立了外加水模 式抑制电导检测的离子色谱法对蔬菜中 4种阴离子进行了分离测定。徐霞等 17将新鲜蔬菜 样品用自来水洗净, 再用去离子水冲洗 2 3次, 晾去表面水分。 用四分法取可食部分, 切碎, 按比

19、例加入一定量水 (称取试样时应扣除加水量 ,用高速组织捣碎机制成匀浆样品。称取 5 10g (精确到 0.001g 试样于 150mL 具塞磨口锥形瓶中, 加入去离子水 50mL , 超声萃取 30min 后,静置 5min ,过滤后将溶液转移至 200mL 容量瓶中,定容。进样前过 0.45m 微孔滤膜, 若提取液颜色较深,则可再通过固相萃取柱除去大分子有机物和色素等杂质。王群芳等 18称取 1-2g 干净新鲜蔬菜样品于事先加少量石英砂的研钵中, 研磨至匀浆, 用 50 mL超纯水转 入 100 mL具塞胶瓶中,超声提取后,离心,取上清液稀释,再通过色谱前处理柱除去有机 物,待测。采用抑制型

20、离子色谱法同时测定叶菜中的硝酸盐和亚硝酸盐的含量。色谱柱为 Ionpac AS11 柱,流动相为 21mmol/L NaOH溶液,检测器为电导检测器 (CD,流动相流速为 1.0 mL/min。 该方法简便、 快捷, 准确度和灵敏度高, NO 2-和 NO 3-的回收率分别为 97% -105%和 95%-104%,相对标准偏差 RSD <5.0%。同时考察了样品浸提时间对结果的影响。5 语结综上所述,可以看出,对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析手段逐渐复杂。可以预见,随 着人们各种安全意识的增强, 以及现代仪器自动化和测试技术的发展、 普及和完善, 对蔬菜 中硝酸盐和亚硝酸盐的分析研究也将

21、会增加,而且必将趋于更加简单、快捷、灵敏和高效。 参考文献:1宾士友 阮月燕 蔡耕鸣 . 广西蔬菜水果硝酸盐含量状况与控制措施 J.广西农学报 ,2006年 2月 ,21(1:23-25. 2GB 184062001S3王钫 王卫平 华楚衍 . 杭州市场蔬菜硝酸盐含量分析及质量评价 J.浙江农业学报 ,2004 16(5:271-273. 4崔令强 孟慧 唐正松 . 济宁市 33种市售蔬菜中亚硝酸盐含量测定 J.济宁医学院学报 ,2003年 12月 , 第 26卷第 4期 .5汪李平 向长萍 王运华 . 武汉市场蔬菜硝酸盐含量状况及食用卫生评价 J.湖北农业科学 ,2003No3:71-72.6庞荣丽 方金豹 袁国军 . 郑州市主要蔬菜和水果硝酸盐污染状况调查 J.中国农学通报 ,2006年 2月 , 第 22卷 第 2期 :297-300.7罗雪华 蔡秀娟 . 紫外分光光度法测定蔬菜硝酸盐含量 J.华南热带农业大学学报 ,2004年 3月 , 第 10卷第 1期 :13-16.8王心宇 项新华 涂晓明