亚硝酸盐在肉制品中含量的测定分析及替代物研究.doc

33 亚硝酸盐在肉制品中含量的测定分析及替代物研究 河南农业职业学院 毕 业 论 文 姓名：李晓晴 准考证号：012212100250 专业 ：食品科学与工程 摘 要 亚硝酸盐是国际公认的致癌物质，因其兼具发色剂、防腐剂和增强风味的作用，而在食品的加工和贮存过程中得到广泛应用，其中以肉制品应用最广。但是其用量一旦超标就会对人体产生严重的危害。因此如何测定和控制亚硝酸盐在肉制品中的量就变得十分关键，使其既能发挥它在肉制品中的作用，同时又能将其危害降到最低。目前国内外定量测定食品中亚硝酸盐的方法主要有分光光度法 、荧光 法、催化光度法及离子色谱法等。 本文以肉制品中常见的香肠，熟牛肉为实验材料，先从总体上阐述亚硝酸盐的作用及其危害，在采用盐酸萘乙二胺法，对厦门市翔安区不同熟牛肉，香肠进行随机采样，检验其亚硝酸盐的含量，绘制亚硝酸盐含量变化曲线，并对结果进行分析，最后再对亚硝酸盐代替物进行探讨。借此引起大家对亚硝酸盐安全的关注和提高对食品健康的认识。 关键字：亚硝酸盐 含量测定 盐酸萘乙二胺法 代替物 Abstract Nitrite is an internationally recognized carcinogens, both because of their hair color, preservatives and the role of enhanced flavor, and in food processing and storage process is widely used, of which the most widely used meat. But the amount would be exceeded if serious harm to the human body. So how to measure and control the nitrite content in meat products to become very critical, so that it can not only play its role in meat products, while minimizing its hazards. Quantitative determination of food at home and abroad main methods of nitrite in spectrophotometry, fluorescence, spectrophotometry and catalytic ion chromatography. In this paper, the common sausage meat, cooked beef, as material, start with the general described the role of nitrite and the danger of the use of hydrochloric acid naphthylethylenediamine method, different Xiangan District, Xiamen City, cooked beef, sausages for random sampling and testing of the nitrite content of nitrite content to draw the curve, and the results were analyzed and eventually substitute for nitrite are discussed. To arouse concern about the safety of nitrite and raise awareness of food health.Key word ：nitrite assay Hydrochloric acid naphthalene ethylene diamine law fungible 目 录 前言.4 第一章 亚硝酸盐概述.51.1亚硝酸盐的性质及用途.61.2亚硝酸盐的危害.71.3亚硝酸盐的中毒表现.81.4国家标准.9 第二章 亚硝酸盐含量测定与代替物研究.92.1实验材料 .9 2.1.1实验原理 .9 2.1.2主要实验仪器及试剂 .9 2.1.3实验材料 .10 2.2 实验方法.10 2.2.1样品处理.10 2.2.2亚硝酸盐的测定.11第3章 实验结果与分析 .12 3.1 实验结果.12 3.1.1标准曲线的绘制 .12 3.1.2样品吸光度及含量 .133.2实验结果如下:.13 3.3实验分析 .133.4代替物研究.15结论.18致谢.19参考文献.20 前 言 在肉制品加工过程中，适当地加入亚硝酸盐，可使肉制品具有较好的色、香和独特的风味,并可抑制毒梭菌的生长及其毒素的产生，因此，很多国家允许将其作为发色剂、 抗氧化剂、 防腐剂而加入到肉制品中。其在肉制品中的残留量,各国规定也不一致。亚硝酸盐俗称工业用盐，为一种白色或者微黄色结晶，有的为颗粒状粉末，无臭、味微咸涩，易潮解，易溶于水。除用于染料出产和某些有机合成、金属表面处理等工业外，在食品出产中亦用作食品着色剂和防腐剂。亚硝酸盐是一种允许使用的食品添加剂，在食品加工时，常用亚硝酸盐作为某些鱼、肉加工品的发色剂，只要节制在安全范围内使用不会对人体造成危害。但长期大量食用含亚硝酸盐的食物就会引起中毒，有致癌的隐患。亚硝酸盐转化物的强致癌性也被普遍证实和为人们所认识， 因此，有人提出在肉制品中少加甚至不加入亚硝酸盐， 一些科学工作者为此正 积极实验以寻求一种能够取代亚硝酸盐的物质。 第一章亚硝酸盐概述 1.1.亚硝酸盐的性质及用途亚硝酸和硝酸的钠盐和钾盐常被加入用于腌肉的混合物中，用来产生和保持色泽、抑制微生物和产生特殊的风味。此外，亚硝酸盐（150-200mg/kg）可抑制罐装碎肉和腌肉中的梭状芽孢杆菌。亚硝酸盐的抗微生物作用为它使用于可能生成长肉毒梭状芽孢杆菌的腌肉中提供了正当的理由。亚硝酸盐含量只要控制在安全范围内使用不会对人体造成危害。肉制品中，亚硝酸盐含量不得超30mg/kg，这是因为亚硝酸盐的中毒剂量是200毫克以上，而正常膳食中的亚硝酸盐即使是大量用亚硝酸盐做食品添加剂的肉类，也不会超过50毫克。 亚硝酸盐主要应用于发色剂、防腐剂和具有增强风味的作用。 发色机理： 表1：血红蛋白结构式 NOMb颜色鲜红，且对热稳定。 其防腐机理：主要是抑制甜生物的增殖特别是抑制肉毒棱菌的生长1967年，珀里戈等发现仅用亚硝酸钠100ppm， 能对内毒梭状芽胞杆菌起抑制作用，在加热的情况下，其用量减少至35ppm，仍能起作作用,同时还可能有抑制酶的活性，减缓组织的自身腐败此外,亚硝酸盐还可使细菌营养细胞的热抗性低等。由于亚硝酸盐具有多种功能，因而在肉类制品的保存，加工，防腐等方面得到广泛应用1.2.亚硝酸的危害 尽管亚硝酸盐有这些加工和贮存上的作用，但食品中残留过蜃的硝酸盐和亚硝酸盐，又会对机体产生危害作用，其危害作用主要是由亚硝胺引起的亚硝胺的来源有两种；一是在机体外时， 由于亚硝化细菌的作用使NO3- NO2-，同时蛋白质分解产生的氨基酸进而形成各种胺，这种胺与NO2-一起形成各种亚硝酸胺；二是在机体内时，当人或动物胃肠功能紊乱、贫血、患肠寄生虫病及胃酸浓度降低时，可使胃肠道内硝酸盐还原菌大量繁殖， 还原NO3-成NO2-，进而与肠道内或组织中的胺形成亚硝胺 亚硝胺是亚硝胺类化合物的简称，对鱼、小鼠、大鼠、狮及猴等均有较强的致蝻作用。有人曾用7O多种亚硝胺对H)00多只大鼠进行诱癌试验，发现亚硝胺可引起舌、咽、食管、前胃、肝、肺、肾等部位的癌变，而最常见的是肝癌、食道癌及咽癌。日本杂志也报道了亚硝酸盐处理烤羊肉后， 测出直接作阐的诱变剂和化台物的致突变性。除亚硝胺的致癌作用外，亚硝酸盐还引起急性中毒，其中毒机理为：亚硝酸盐将血红蛋白氧化成为高铁血红蛋白，后者失去携氧能力，表现为块氧症状。 其致癌机理为： 亚硝酸盐并非致癌物，只有当其转化为亚硝基化合物才起致癌作用。亚硝基化合物结构式为它分为两大类：亚硝酰胺类和亚硝胺类。亚硝酸盐能和胺（特别是仲胺）反应形成N-亚硝胺，而N-亚硝胺可能是致癌物。图2其反应方程式还原剂（如抗坏血酸盐）能将亚硝酸盐还原成一氧化氮，另外抗氧化剂(如生育酚)也能有效地减少亚硝酸盐向亚硝胺的转化，因此都可以防止亚硝胺的合成DNA复制过程中，双链分开，活性烷基等致癌物与碱基形成加合物（亚硝胺类化合物一般是导致DNA上的鸟嘌呤甲基化），改变或引入碱基，当机体不能修复时，碱基无法互补，从而干扰复制。 1.3亚硝酸盐中毒表现因误食亚硝酸盐而引起的中毒。可使胃肠道内硝酸盐还原菌大量繁殖而导致胃肠功能紊乱时，食入富含硝酸盐的蔬菜，则硝酸盐在体内还原成亚硝酸盐，引起亚硝酸盐中毒，称为肠原性青紫症，多见于儿童。亚硝酸盐中毒量为0.20.5克，致死量为3克。亚硝酸盐中毒潜伏期短，一般为数十分钟或13小时，症状以紫绀为主。皮肤粘膜、口唇、指甲下最明显，除紫绀外，并有头痛、头晕、心率加快、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、烦躁不安。严重者有心律不齐、昏迷或惊厥，常死于呼吸衰竭。中毒的特效解毒剂为美兰。 1.4国家标准 亚硝酸盐毒性很强，用量要严格控制。我国颁布的食品添加剂使用卫生标准（GB2760-1996）中队硝酸盐和亚硝酸盐的使用量规定如下： 使用范围：肉类罐头、肉制品。 最大使用量：亚硝酸钠0.15g/kg，硝酸钠0.5g/kg。 最大残留量（以亚硝酸钠计）：肉类罐头不得超过0.05g/kg，肉制品不得超过0.03g/kg。 世界卫生组织（WHO）规定，每日允许摄入量为硝酸钾或钠0.4mg/kg体重；联合国粮农组织（FAO）规定，每日允许摄入量为硝酸钾或钠0.2mg/kg体重；日本规定，肉制品中亚硝酸根不得超过0.07g/k 第二章 亚硝酸盐含量测定与代替物研究2.1实验材料 2.1.1实验原理自样品中抽提分离出亚硝酸盐，亚硝酸盐在酸性条件下与对氨基苯磺酸发生重氮化反应生成重氮盐，此重氮盐再与-萘胺试剂发生偶合反应，生成紫红色偶氮化合物。其颜色的深度与样液中亚硝酸含量成正比，可比色测定。反应式如下 2.1.2主要实验仪器及试剂亚铁氰化钾溶液：称取10.6g亚铁氰化钾K4Fe(CN)63H2O溶于水，并稀释至100mL。 乙酸锌溶液：称取22.0g乙酸锌Zn(CH3COO)22H2O，加3mL冰醋酸溶于水，并稀释至100mL。 饱和硼砂溶液：5.0g硼酸钠（Na2BO410H2O）溶于100mL热水中，冷却备用。0.4%对氨基苯磺酸溶液（4g/L）。 0.2%-萘胺溶液(2g/L) 。 亚硝酸钠标准溶液（200g/mL）：精确称取0.1000克于硅胶干燥器中干燥24h的亚硝酸钠（优级纯），加水定容到500mL。 亚硝酸钠标溶液（5g/mL）：临用前，吸取此溶液25mL，用水定容到1000mL。 仪器：研钵，分光光度计，分析天平，2mL、5mL、10mL移液管各2支，1000mL容量瓶1个，250mL容量瓶1个，500mL容量瓶2个，50mL容量瓶20支，滤纸。 主要实验试剂的用途: 硼酸饱和液:调节pH值为弱酸性。 亚铁氰化钾溶液乙酸锌溶液:使蛋白质沉淀。亚铁氰化钾与乙酸锌生成亚铁氰化锌与蛋白质发生共沉淀现象。 对氨基苯磺酸溶液:使生物体中的亚硝酸根转化为重氮根，即对重氮基苯磺酸。 盐酸萘乙二胺溶液:与重氮基苯磺酸形成偶氮类化合物，显色剂.2.1.3实验材料 厦门翔安区各地随机采集到的香肠，熟牛肉若干。 2.2.实验方法 2.2.1样品处理 样品中硝酸盐及亚硝酸盐的提取： 称取经搅拌混合均匀的样品5g于50mL烧杯中，加入硼砂饱和溶液12.5mL，以玻璃棒搅拌，然后用70左右的水约800mL，将其稀释转移到1000mL容量瓶，沸水浴中加热15min，取出，加入5mL亚铁氰化钾溶液，摇匀，再加5mL乙酸锌溶液，以沉淀蛋白质。冷却到室温，用水定容，摇匀。放置片刻，去除上层脂肪，清液用滤纸过滤。 2.2.2亚硝酸钠标准曲线的绘制 用移液管精确吸取亚硝酸钠标准液(5g/mL) 0.0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.5，2.0，2.5mL(各含0，1，2，3，4，5，7.5，10，12.5g 亚硝酸钠)于一组50 mL 容量瓶中，各加水至25mL，分别加2mL0.4%对氨基苯磺酸溶液，摇匀，静置35min 后，各加入1mL 0.2%-萘胺溶液，并用水定容到50mL，摇匀。静置15min后，用20mm比色皿，用分光光度计在540nm波长下测定吸光度，以蒸馏水为空白。以测得的各比色液的吸光度对应的亚硝酸浓度作曲线。比色液中亚硝酸钠浓度为00.30g/mL时，两者呈线性关系。本法的标准偏差为3.0%。 2.2.3亚硝酸盐的测定将不同地点采集到的香肠分为 A1，A2,A3，A4，A5;熟牛肉分为B1，B2，B3，B4，B5，分别按下面方法进行操作： 取20mL待测液于50mL烧杯中，加2mL0.4%对氨基苯磺酸溶液，摇匀。静置35分钟后，加入1mL 02%-萘胺溶液，比色测定，记录吸光度。根据标准曲线方程算得相应的亚硝酸钠浓度（g/mL），计算试样中亚硝酸盐（以亚硝酸钠计）的含量. 第三章 实验结果与分析 3.1 实验结果 3.1.1标准曲线的绘制 3.1.2样品吸光度及含量3.2实验结果如下3.3实验分析 本次实验是否成功需要注意的: 1. 实验试剂加入的顺序不能任意改变。因为在弱酸条件下亚硝酸盐先与对氨基苯磺酸重氮化,再与盐酸萘乙二胺偶合形成红色染料，才能用分光光度法进行测定。 2.拿取比色皿时，手指不能接触其透光面。测定溶液的吸光度时，应先用该溶液润洗比色皿内壁23次。测定一系列溶液的吸光度时，通常是按从稀到浓的顺序测定。被测定的溶液以装至比色皿的3/4高度为宜。盛好溶液后，应先用滤纸轻轻吸去比色皿外部的液体，再用擦镜纸轻轻擦拭透光面，直至洁净透明。实验完毕，比色皿要洗净晾干，忌用碱液或强氧化性洗涤剂洗涤。 亚硝酸盐为食品添加剂，可以保持肉类食品颜色鲜艳、亮红，肌纤维膨松，加入亚硝酸盐的熟食好看又好吃。亚硝酸盐为剧毒物质，它是强氧化剂，进入人体后可使血中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，从而失去输氧的功能，使组织缺氧而出现青紫；同时它还是一种致癌物质，主要引起食管癌、胃癌、肝癌和大肠癌等。从检测结果看，国家卫生标准肉制品亚硝酸含量为0.15g/kg,，实验中熟牛肉中亚硝酸盐最低含量为17.41mg/kg，最高为64.21mg/kg;香肠中亚硝酸盐最低含量为20.11 mg/kg,最高为72.47 mg/kg均未超过国家标准允许范围。亚硝酸盐残留量超标的原因主要是熟肉制品加工人员缺乏食用过量的亚硝酸盐对人体危害的认识，有些人不知道亚硝酸盐的控制量，多数加工人员不用计量器具只凭经验添加亚硝酸盐；其次是部分个体经营者，受利益驱使，认为多添加亚硝酸盐加工制作的熟肉制品，易熟易烂、色泽红润、感官好、销路好，在生产加工过程中无视国家标准，过量使用亚硝酸盐；再次，干式腌制法将亚硝酸盐直接洒在肉的表面，不易均匀常导致局部过量；没有严格执行国家标准也是引起亚硝酸盐超标的一个重要原因。 抽样过程中发现一般卤肉制品经营户从业人员只知道亚硝酸盐是一种发色剂，有防腐和增香作用，但对过量摄入可导致人体急性中毒以及致癌却一无所知；同时，亚硝酸盐的流通、使用和保管情况也相当混乱，从业人员缺乏相关卫生知识，这一状况在客观上存在着极大的事故隐患，对广大消费者的健康构成了严重威胁。因此，建议卫生监督部门应对照食品添加剂管理办法、肉与肉制品卫生管理办法采取措施，加强卤肉制品行业中亚硝酸盐使用的监督和管理，严格控制亚硝酸盐超标的卤肉制品进入销售市场。 虽然硝酸盐和亚硝酸盐的使用受到了很大限制，但至今国内外仍在继续使用，其原因是亚硝酸盐不仅对保持腌制肉制品的色、香、味有特殊作用，而且对肉毒梭状芽孢杆菌有抑制作用，迄今未发现理想的替代物质。亚硝酸盐毒性很强，中毒剂量为0.30.5g,亚硝酸盐能与肉中的胺结合生成亚硝胺或在体内转变成为亚硝胺。实验表明亚硝胺是一种很强的致癌物质，因此对食品中的亚硝酸盐残留量有严格要求,我国规定肉制品中亚硝酸盐残留量30 mgkg。 预防熟肉制品中亚硝酸盐残留量超标应进行综合管理：一是对加工人员、消费者宣传教育，使他们了解过量亚硝酸盐所造成的危害，并使他们掌握亚硝酸盐的正确使用方法、使用范围和安全使用量；二是经营单位必须配备天平等计量设备；三是卫生监督部门要定期或不定期地对市场中的熟肉制品加大监督监测频率，对不合格的单位必须严加惩处；四是要结合亚硝酸盐食物中毒的案例，对卤肉制品经营户进行卫生知识培训，大力宣传亚硝酸盐的相关卫生知识，以改变我区卤肉制品市场使用亚硝酸盐混乱的局面，以确保整个市场中的熟肉制品能符合卫生标准，保障人民的身体健康不受到亚硝酸盐的危害。 3.4代替物研究 亚硝酸盐替代物的研究经历了“减少亚硝酸盐 的使用量、利用其他化合物抑制亚硝胺的形成、完全不使用亚硝酸盐”等几个阶段。尽管亚硝酸盐本身及其转化物亚硝胺化合物对机体会产生严重损害，但从生产角度看，完全添加亚硝酸盐几乎是不可能的，目前还没有任何一种物质能很好地替代亚硝 酸盐，可以不夸张地说，没有亚硝酸盐也就没有肉制品加工工业。总体来说，使用亚硝酸盐利大于弊，在尚未找到理想的替代物之前，慎重地使用它实为必要。改变传统工艺， 如适当调整腌肉时间和温度可以减少成品中的亚硝酸盐残留量(金基男，199 3) ， 而最直接的方法就是减少亚硝酸盐的加入量。使用一 种0.3的氨基酸和肽的结合物，同时并用1010的亚硝酸钠或使用0.51.0的赖氨酸盐和精氨基酸等量混合物，同时并用1010的亚硝酸可使肉制品的色调非常好。可见，氨基酸类物质有可能降低亚硝酸钠的用量，但是其生产成本会很大提高。 研究发现，Vc能与亚硝酸盐作用可以减少或阻亚硝胺的生成( Nirrish等,1972 )。另外还发现c有稳定肌肉色泽的特性，其最佳添加量为原料肉0.01 0.05，Vc的这两种特性在后来的试验得到了进一步证实( Fiddler等，197 3 ,Greenben74 )，这些研究使Vc在当代肉食品加工中得以广泛应用。烟胺与磷酸盐类柠檬酸或其钠盐、葡萄糖酸内酯(GDL)等混合使用，也具有同样的效果。在肉制品加工配方中添加山梨酸( Nogat等，1976)、山梨糖醇、鞣酸、没食子酸( BarMe，1981 ；s ti h等，1982 )、猕猴桃中的某些成分(张琳，1982 ) 等也可以抑制亚硝胺的生成。 新的替代物完全不添加亚硝酸盐 (Sweet ，1991 )，这种替代物由发色剂、抗氧化剂多价鳌合剂和抑菌剂组成，发色剂利用的是合成色素赤鲜红，其作用为发色( 实为着色) ；抗氧化剂多价鳌合剂是磷酸盐多聚磷酸盐和特丁基对苯二酚，其作用主要是能预防脂肪氧化，起到亚硝酸盐的抗氧化作用，因而也起到了预防腌肉氧化变味的作用，使成品的特有风味得到保证。抑菌剂为对羟基苯甲酸酯和山梨酸及其盐，作用是起到亚硝酸盐的抑制肉毒梭菌生长及毒素产生的作用。在所有的亚硝酸盐抑菌替代物中，山梨酸钾被公认为是最安全的食品添加剂，对其研究也最为广泛，在肉中添加2600 m k g对肉毒梭菌的抑制效果和添加156 mg k g 亚硝酸盐的效果相同。尽管亚硝酸盐的替代物已研制成功，但效果始 终不及亚硝酸盐，我们相信，经过科学工作者的不懈努力，必将研制出一种全新的更安全、更经济、效果优于亚硝酸盐的亚硝酸盐替代物。 结 论 本文采用了盐酸萘乙二胺法测定了厦门市翔安区部分地区熟牛肉及香肠中亚硝酸盐的含量，发现亚硝酸盐作为食品添加剂的现象十分普遍，并且香肠中亚硝酸盐的含量总体上高于熟牛肉，二者均符合国家卫生标准，希望以上数据能为有关部门提供一点帮助，同时也希望有关部门能采取积极措施来控制或不定期检测来规范市场秩序，加强市场食品卫生质量监督，为消费者食品安全打开一条绿色通道。 致 谢 本文的研究工作是在我的指导老师马翔的指导和关怀下完成的，在我的论文的立题、研究及完成工作中，无不倾注着马老师辛勤的汗水和无私的奉献。在整个过程他们给了我指导与鼓励，帮助我完成任务。马老师严谨的治学态度、渊博的知识、默默奉献的精神使我深受启迪。从尊敬的导师的身上，我不仅学到了扎实、深厚的专业知识，也学到了做人的道理。在此，我向我的马导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。 此毕业设计是学校实验楼完成的，在我毕业设计实验过程中，倾注着实验室其他同学对我的关心、照顾和帮助。在此，我各位老师和同学致以衷心的感谢。 感谢各位老师在大学期间对我的教导，谢谢你们，是你们让我学到了很多弥补珍贵的知识，让我成长的道路少走了许多弯路。 在此，向所有关心和帮助过我的老师、同学表示由衷的谢意！ 大学三年，感谢我们专业的同学伴我走过了许多的风风雨雨，感谢我们寝室