（蔬菜学专业论文）腌制黄瓜硝酸盐与亚硝酸盐的动态变化.pdf

华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 彦 如需保密，解密时间年月 日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用迁的材料，指导教师对此迸行了审定与我- i 可 r 作的同志对本研究所傲的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意 研究生签名： 施硅巧心 时问： 节年6 月却日 学位论文使用授权书 本人完全了解。华中农业大学关于保存，使用学位论文的规定”，印学生必须按 照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印捌版和电 子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印，缩印或扫描等复制手段保存汇 编学位论文本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表，传播学位论 文的全部或部分内容 注：保密学位论文在解密后适用子本授权书 学位论文作者签名：沌睦纯心导师签名：彳吾，撼 签名日期： 0 7 年6 月纠日 签名日期： 口7 年6 月纠日 华中农业大学2 0 0 7 届硕士毕业论文 摘要 黄瓜( c u c u m i ss a t i v ul ) ，别名胡瓜，属葫芦科( c u c u r b i t a c e a e ) 甜瓜属， 原产于喜马拉雅山南麓的印度北部地区。其栽培历史悠久，栽培区域广泛，深受 广大群众喜爱的蔬菜。但我国的蔬菜多以鲜食、鲜销为主，深加工产品数量比例 较小，不能满足人们对食品从“数量型”向“营养型”转变的需求。腌渍是我国蔬菜 传统加工方法之一，其加工品风味独特、营养丰富，是人们喜爱的调味品。腌制 食品的产业化己逐步形成。 本试验的研究目的在于探讨黄瓜在不同腌制条件下硝酸盐和贬硝酸盐含量 的变化规律。从而为保护人类的健康，科学营养地食用腌制黄瓜提供依据。 本试验取得的主要结果如下： 1 明确了不同盐浓度下黄瓜腌制过程中硝酸盐和亚硝酸盐的变化规律： 不同盐浓度腌制条件下不同基因型黄瓜硝酸盐含量在下降到一个低值以后， 都出现一个反弹的小峰，然后趋于下降，直至最低。硝酸盐含量在腌制过程中呈 下降趋势，o 4 天下降幅度较大，在腌制后期出现一个小峰。在出现小峰以后， 硝酸盐又呈下降趋势，最后硝酸盐含量都在2 0 m g k g 左右，说明在腌制过程中硝 酸盐逐渐被还原成亚硝酸盐。 黄瓜在腌制过程中，亚硝酸盐含量基本上都有一个明显的高峰期，并且峰值 的高低有明显的差异。 2 探讨了不同温度对黄瓜腌制过程中硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响： 温度高，乳酸发酵速度快，硝酸盐分解快；温度低，乳酸发酵速度慢，硝酸 盐分解慢；温度高，亚硝酸盐生成早、含量低；温度低，亚硝酸盐生成较晚并且 含量高。在同一基因型、同一盐浓度下亚硝酸盐的峰值随不同的温度而不同。1 8 下亚硝酸盐的峰值比2 5 下的峰值高达两倍以上。 3 检测了黄瓜腌制过程中重金属的含量： 不同腌制条件下重金属的污染指数差异明显。就重金属种类而言，腌制黄瓜 中c r 、p b 、z n 污染相对较重：而就腌制条件而言，黄瓜腌制9 天左右，重金属含 量达到最高，有的污染指数可达2 l 以上。可见黄瓜腌制以后在9 天左右并不适 宜食用。 关键词：黄瓜；腌制；硝酸盐；亚硝酸盐 不同生态型黄瓜亲奉杂种优势利用及遗传研究 a b s t r a c t c u c u m b e r ( c u c u m i ss a t i v u sl ) i sc u c u r b i t a c e a e ，o r i g i n a l l yp r o d u c e st on o r t ht h e h i m a l a y a ss h a hn a nf o o t h i l li n d i at h eu r e a w a st h ev e g e t a b l et h a tw a sp l a n t e df o r l o n gh i s t o r y , i t sc u l t i v a t i o nd i s t r i c tw a se x t e n s i v e ，a n dw a sl i k e dd e e p l yb yt h el a r g e c r o w d b u tm o s tf r e s hc u c u m b e rw a sh a da n ds o l df o ri no u rc o u n t r y , af e wq u a n t i t y w a sp r o c e s s e d ，i tw a sn o ts a t i s f i e df o rp e o p l e sn e e dt h a tt h ef o o dw a s ”t h eq u a n t i t y t y p e ”t o ”t h en o u r i s h m e n tt y p e ”t h ep i c k l i n gm e t h o dw a so n eo ft h et r a d i t i o n p r o c e s s i n gv e g e t a b l em e t h o d si no u rc o u n t r y , t h ep i c k l e st a s t ew a ss p e c i a l ，a n dt h e n o u r i s h m e n tw a sa b u n d a n t t h ei n d u s t r i a l i z a t i o no ft h ep i c k l i n gf o o dh a da l r e a d y c o m ei n t ob e i n gg r a d u a l l y t h er e s e a r c hp u r p o s el i e s i nd i s c u s s i n gt h ec h a n g er u l eo ft h en i t r a t ea n dt h e n i t r i t eu n d e rt h ed i f f e r e n ts a l i n i t yi np i c k l e dc u c u m b e r ，t h e nf o rp r o t e c t i n g h u m a n i t y sh e a l t h ，a n dp r o v i d i n gt h eb a s i so ft h es c i e n t i f i cn u t r i t i o ne d i b l ep i c k l e d v e g e t a b l e s t h em a i ns t u d yr e s u l t sw e r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： 1 h a sb e e nc l e a ra b o u tt h ec h a n g er u l eo ft h en i t r a t ea n dt h en i t r i t eu n d e rt h e d i f f e r e n ts a l i n i t yi np i c k l e dc u c u m b e r ： u n d e rt h ed i f f e r e n ts a l i n i t ys a l tc o n d i t i o n s ，t h en i t r a t ec o n t e n to fd i f f e r e n t c u c u m b e rv a r i e t yd r o p st oal o wv a l u e a l la p p e a r sar e s i l i e n c et h es m a l lp e a k , t h e n t e n d st ot h ed r o p ，u n t i lt ol o w e s t t h en i t r a t ec o n t e n ta s s u m e st h ed r o pt c n d e n c yi n p i c k l e dc u c u m b e r , 0 4w o r l d sf a l lt h es c o p et ob eb i g g e r , l a t e rp e r i o da p p e a r sa s m a l lp e a ki nt h es a l ts y s t e m i na p p e a r sa f t e rt h es m a l lp e a k , t h en i t r a t ea s s u m e st h e d r o pt e n d e n c y ，t h ef i n a l n i t r a t ec o n t e n ta l la b o u t2 0 m g k g , s h o w e dt h en i t r a t e g r a d u a l l yr e t u r n st oo r i g i n a ls t a t ei nt h es a l ts y s t e mp r o c e s st h en i t r i t e n i ec u c u m b e ri nt h es a l ts y s t e mp r o c e s s t h en i t r o u sa c i ds a l tc o n t e n tb a s i c a l l y a l lh a sa l lo b v i o u sp e a k ，a n dt h ep e a kv a l u eh e i g h th a st h e o b v i o a sd i f f e r e n c e 2 h a sd i s c u s s e dt h ec h a n g er u l eo f t h en i t r a t ea n dt h en i t r i t eu n d e rt h ed i f f e r e n t t e m p e r a t u r ei np i c k l e dc u c u m b e r ： t e m p e r a t u r eh i 曲，t h el a c t i cf e r m e n t a t i o ns p e e di sq u i c k , t h en i t r a t ed e c o m p o s e s q u i c k l y ；t e m p e r a t u r el o w ，t h e l a c t i cf e r m e n t a t i o ns p e e di ss l o w , t h en i t r a t e d e c o m p o s e ss l o w l y ；t e m p e r a t u r eh i g h , t h en i t r i t ep r o d u c t i o n ，t h ec o n t e n ti se a r l yl o w ； t e m p e r a t u r el o w , t h en i t r i t ep r o d u c t i o nl a t e ra n dt h ec o n t e n ti sh i g h u n d e rt h e i d e n t i c a lv a r i e t y ，t h ei d e n t i c a ls a l i n i t yt h en i t r i t ep e a kv a l u eb u ti sd i f f e r e n ta l o n g 、j i ，i t l l 2 华中农业大学2 0 0 7 届硕士毕业论文 t h ed i f f e r e n tt e m p e r a t u r e i nt h i se x p e r i m e n t , u n d e rt h ei d e n t i c a lv a r i e t y ，t h ei d e n t i c a l s a l i n i t yt h en i t r i t ep e a kv a l u eb u ti sd i f f e r e n ta l o n gw i t ht h ed i f f e r e n tt e m p e r a t u r e 18 u n d e rn i t r i t ep e a kv a l u e sc o m p a r e2 5 cu n d e rt h ep e a l cv a l u et or e a c ha sh i g ha s a b o v et w ot i m e s 3 e x a m i n e dt h ec o n t e n to f t h eh e a v ym e t a li np i c k l e dc u c u m b e r ： u n d e rt h ed i f f e r e n ts a l ts y s t e mc o n d i t i o nt h eh e a v ym e t a lp o l l u t i o ni n d e x d i f f e r e n c ei so b v i o u s s p e a k i n go ft h eh e a v ym e t a lt y p e ，p i c k l e si nt h es y s t e m c u c u m b e rc r , p b ，z nt op o l l u t er e l a t i v e l yh e a v i e r ；b u ts p e a k i n go ft h es a l ts y s t e m c o n d i t i o n , t h ec u c u m b e rs a l tm a k e sa b o u t9d a y , t h eh e a v ym e t a lc o n t e n ta c h i e v e d h i g h s o m ep o l l u t i o ni n d e x sm a y r e a c ha b o v e2 1 o b v i o u s l yt h ec u c u m b e rs a l ts y s t e m l a t e rc e r t a i n l yw i l ln o tb es u i t a b l ea b o u t9d a y se d i b l e k e y w o r d ：c u c u m b e r ( c u c u m i ss a t i v u sl ) ；p i c k l e d ；n i t r a t e ；n i t r i t e 不同生态型黄瓜亲本杂种优势利用及遗传研究 1 前言 硝酸盐和亚硝酸盐在环境中广泛存在，是自然界最普遍的含氮化合物。人们 的日常生活离不开蔬菜，但蔬菜是一种容易富集硝酸盐的作物( w h i t e1 9 7 5 ) 。硝 酸盐在一定含量范围内本身没有毒，其危害主要是通过还原为亚硝酸盐表现出 来。现代医学证明，亚硝酸盐中毒通常表现为3 种类型，即高铁血红蛋白症、致 癌、肾上腺肾小球肥大( e i c h o l z e r e t a l 1 9 9 8 ) 。高铁血红蛋白症和致癌已在人体中 得到证实，肾上腺肾小球肥大还只是动物试验的结果。 不同种类蔬菜的硝酸盐含量差异很大。沈明珠等( 1 9 8 2 ) 对3 4 种蔬菜按农业 生物学分类，其硝酸盐含量以均值计排序如下：根菜类 薯芋类 绿叶菜类 白菜类 葱蒜类 豆类 瓜类 茄果类 多年生类 食用菌类。同类蔬菜作物不同品种间硝 酸盐含量也存在着显著差异，受基因型的控制。c a n t l i f f e ( 1 9 7 2 ) 首先提出蔬菜品 种间硝酸盐含量有显著差异。r e i n i n k ( 1 9 8 9 ) 对9 个莴苣品种进行分析表明，硝酸 盐积累在基因型间有显著差异。汪李平等( 2 0 0 4 ) 对小白菜不同品种硝酸盐含量进 行分析也表明，硝酸盐积累在基因型问有显著差异。沈明珠等( 1 9 8 6 ) 提出了通过 育种途径培育低硝酸盐菠菜的可能性。林家宝等( 1 9 9 4 ，1 9 9 5 ) 研究蔬菜硝酸盐含 量遗传指出，蔬菜硝酸盐含量是可遗传的数量性状，但遗传力很低，主要由累加 基因所控制，可通过筛选低硝酸盐含量的亲本杂交，有可能获得硝酸盐含量低且 高产的杂交一代品种。 黄瓜( c u c u m i ss a t i v u s 三) ，别名胡瓜，属葫芦科( c u e u r b i t a e e a e ) 甜瓜属， 原产于喜马拉雅山南麓的印度北部地区。具有很高的经济价值和营养价值，是一 种重要的蔬菜作物。其广泛分布于世界各地，在中国普遍栽培。据统计，我国黄 瓜的栽培面积仅次于番茄，位居第二。黄瓜是为大众所喜爱的重要蔬菜食品，人 们的生活离不开黄瓜。 黄瓜染色体数2 n = 2 x = 1 4 。幼果脆嫩，每1 0 0 9 鲜果含水分9 4 9 7 9 、碳水化 合物1 6 4 1 9 、蛋白质o 4 1 2 9 、钙1 2 3 l m g ，磷1 6 5 8 m g ，铁0 2 1 5 m g ， 维生素c 4 2 5 m g 。黄瓜适宜生食、熟食或腌渍，例如我国的扬州乳黄瓜，是一 种很有名的腌制黄瓜，其味道非常可口，深受人们的喜爱。腌制蔬菜虽然味道很 好，但是众多研究表明，蔬菜在腌制过程中，硝酸盐和亚硝酸盐含量偏高，影响 人类的健康。因此，研究黄瓜腌制过程中硝酸盐和亚硝酸盐的含量的动态变化以 及重金属的含量变化，找出硝酸盐和亚硝酸盐含量较低适合于人们食用的时期， 同时通过育种的手段筛选出适合于加工的黄瓜品种，成为黄瓜育种的重要目标之 一，具有极其重要的实践意义。 目前，国内蔬菜作物硝酸盐含量的研究多见于通过栽培手段控制施肥的途径 ( 傅志坚，2 0 0 4 ：贺文爱2 0 0 3 ) 来降低蔬菜硝酸盐含量，对蔬菜硝酸盐含量基因 4 华中农业大学2 0 0 7 届硕士毕业论文 型差异的研究较少( 汪李平，2 0 0 4 ) 。在黄瓜腌制过程中对硝酸盐和亚硝酸盐含量 以及重金属的变化研究，国内外相关报道很少。 1 1 硝酸盐及亚硝酸盐 硝态氮是蔬菜吸收的主要氮源之一，以硝酸盐的形式广泛存在于环境中。硝 酸盐，在微生物的作用下被还原为亚硝酸盐。亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水， 除了工业用途外，硝酸盐和亚硝酸盐在食品生产中作为食品添加剂使用，用作发 色剂和防腐剂，允许用于肉及肉制品的生产加工中，其作用是使得肉与肉制品呈 现良好的色泽。一般使用硝酸钠( 钾) 和亚硝酸钠( 钾) 作为防腐剂和发色剂。罐头 和发酵食品由于其厌氧环境容易造成肉毒梭菌的生长而导致致命中毒事件的发 生，因此常添加亚硝酸钠抑制肉毒梭菌的生长。由于亚硝酸钠所特有的抑制肉毒 梭菌生长的作用，目前尚没有能够完全替代亚硝酸钠的食品添加剂。因此，在肉 品的加工中仍普遍使用硝酸盐和亚硝酸盐。 1 2 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐对人体健康的危害及限量标准 1 2 1 硝酸盐和亚硝酸盐与人体健康 人们的日常生活离不开蔬菜，但蔬菜又是一种容易富集硝酸盐( n 0 f ) 的作物 ( w h i t e1 9 7 5 ) 。硝酸盐和亚硝酸盐在环境中广泛存在，是自然界最普遍的含氮化 合物。亚硝酸盐广泛存在于水，食品及环境样品中，其对人体的健康和对生态环 境的危害现已越来越受到人们的关注。蔬菜是人民生活的必须品，是人们日常生 活中不可缺少的重要副食品，全国人均蔬菜占有量已达到2 5 0 千克人年，远远 超过世界平均1 2 0 千克人年的水平。它为人们提供各种维生素、矿物质和纤维 素，但蔬菜又是容易富集硝酸盐的作物，与广大人民群众的身体健康密切相关。 早在1 9 0 7 年r i c h a r d s o n 就发现蔬菜含有大量n 0 3 。，1 9 4 3 年w i l s o n 指出蔬菜的n 0 3 。 可以还原成亚硝酸盐。研究表明，人体内n 0 3 8 1 2 来自蔬菜( c o m e c t a l 1 9 7 9 ： 联合国环境规划署，1 9 8 7 ) ，不合理施用化肥是造成蔬菜中硝酸盐积累的重要因 素。硝酸盐对人体的危害早已受到人们的普遍关注。 n 0 f 在一定含量范围内本身没有毒，其危害主要是通过还原为亚硝酸盐( n 0 2 ) 表现出来。现代医学证明，n 0 2 。中毒通常表现为3 种类型，即高铁血红蛋白症、 致癌、肾上腺肾小球肥大( e i c h o l z e r e t a l 1 9 9 8 ) 。高铁血红蛋白症和致癌已得到人 体证实，肾上腺肾小球肥大还只是动物试验结果。高铁血红蛋白症也称为蓝婴 病”，是亚硝酸盐进入血液，将血红蛋白中的低价铁氧化为高价铁，使其形成无 法转运氧气的高铁血红蛋白，从而影响氧气的运载，造成人体缺氧，是一种高铁 血红蛋白水平和高血n 0 3 。增高的综合病症，通常伴随急性腹泻、昏迷，甚至严 不同生态型黄瓜亲本杂种优势利用及遗传研究 重组织缺氧而最终死亡。致癌主要是通过体内内源合成n 亚硝胺化合物( n o c ) 所引起( f a o w h o ，1 9 9 5 ；池田英南，1 9 9 0 ；陈君石等，1 9 9 9 ；e i c h o l z e rc ta 1 1 9 9 8 ) n 0 3 可与各种胺类反应形成强致癌物质亚硝胺，在已发现的1 2 0 多种亚 硝胺化合物中，有7 5 被确认为有致癌i 生( f r a s e r , 1 9 7 9 ： w h o ，1 9 9 n 。另外，孕 妇摄入过量n 0 3 有对胎儿造成神经系统畸型的危险，对人类健康构成潜在威胁 ( 陈振德，1 9 8 8 ) 。据报道胃癌与环境中n 0 3 水平及从饮水和蔬菜中的n 0 3 摄入量 成正相关( f i n e ，1 9 8 2 ：郑光华等，1 9 9 9 ) 。n o f , n 0 2 对人体健康和生态环境的危害， 己日益受到人们的普遍关注。 研究证明，硝酸盐在人体内经微生物作用可被还原成有毒的亚硝酸盐，亚硝 酸盐具有抗甲状腺功能，长期摄入亚硝酸盐会造成智力迟钝，危害很大。亚硝酸 盐是一种强氧化剂，与人体血红蛋白反应，会使血液中的铁从低价转变为高价， 从而使血液失去输氧能力，造成人体血液氧中毒即高铁血红蛋白症，严重者可导 致人体死亡。亚硝酸盐可导致维生素c 的氧化破坏并阻碍胡萝h 素转化为维生 素c ，致体内维生素c 不足( 刘作屏等，1 9 9 8 ；林希蕴等，1 9 9 1 ；宋囿菊，1 9 9 5 ；) 。 进人肠胃中的亚硝酸盐遇到胺极易转化成强致癌物质亚硝胺( 徐专红，1 9 9 9 ；刘 作屏等，1 9 9 8 ；林希蕴等，1 9 9 1 ；宋囿菊，1 9 9 5 ) 。亚硝胺在体内先进行a - 位碳 羟基化，经过一些活性中间代谢产物作为烷化剂，脱甲基后，甲基( 或其它烷基) 使d n a , r n a 等大分子中的鸟嘌呤等o 处烷基化，鸟嘌呤与烷基的配位键结合， 使d n a 或r n a 复制错误，从而形成癌症。亚硝胺不仅多次长期摄人体内能致 癌，而且一次冲击也可致癌。多年的调查资料表明( 刘作屏等，1 9 9 8 ；张秀兰， 1 9 9 8 ：房其美，1 9 9 4 ) ，人类的某些癌症如胃癌、食道癌、肝癌等与亚硝胺有关 现代医学研究证明，硝酸盐在人体内可以被还原转化成亚硝酸盐。近年来在 研究环境与癌病的病因上，越来越重视强致癌物质一亚硝酸胺及其前体物硝酸盐 和亚硝酸盐对人体健康的影响。硝酸盐本身对人体没有毒害作用，但在蔬菜，水 果的储藏和运输过程中，或当硝酸盐进入人体后还原生成亚硝酸盐，与人体中有 机化合物结合形成亚硝胺，这种物质具有致癌、致畸、致基因突变作用，并容易 发生儿童青紫症。鉴于此，国内外很多地方都对此进行了相关的研究( 周泽义等， 1 9 9 8 ；张景，2 0 0 3 ；马瑾等，2 0 0 4 ；于红梅等，2 0 0 4 ) 。 1 2 2 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的限量标准 蔬菜中的n 0 3 含量是卫生品质的重要指标之一。研究表明，n 0 3 对成年人的 致死剂量为每千克体重1 5 7 0m g ( f 海第一医学院等编，1 9 7 8 ) 。联合国世界卫 生组织( w h 0 ) 和联合国粮农组织( f a o ) 1 9 7 3 年规定，n 0 3 。的日允许量( a d i ) 为每 千克体重为3 6 m g 。以此为依据，各国先后制定了一些最高允许含量的标准。沈 明珠等( 1 9 8 2 ) 提出的蔬菜n 0 3 卫生评价标准该标准以人均体重6 0k g 、人均每日 6 华中农业大学2 0 0 7 届硕士毕业论文 食用鲜菜o 5k g 计，参照w h o 和f a o 规定的a d i 值，推算出我国蔬菜可食部 分中n 0 3 的卫生标准为每千克鲜重4 3 2m g ，含量_ 4 3 2 m g 定为一级，属轻度污染； 7 8 5m g 定为二级，属中度污染； 1 4 4 0m g 为三级，属重度污染；可能中毒的 一次剂量为3 1 0 0m g ，t i p _ 绿叶 菜类 白菜类 葱蒜类 豆类 瓜类 茄果类 多年生类 食用菌类，同一类蔬菜，硝酸 盐含量可相差数倍至数十倍，如白菜类中小白菜硝酸盐含量( 1 8 1 8 m g k g ) 是花椰菜 ( 4 9 7 m g k g ) 的近4 倍，瓜类中冬瓜( 5 4 1 m g k g ) 是西瓜( 1 2 m 眺曲的4 0 多倍；同一种蔬 菜不同品种间硝酸盐积累量差异也很大，莴苣中比诺利硝酸盐含量为2 6 7 8 m g k g ， 而托利多含硝酸盐1 2 3 m g k g ，相差2 0 多倍。日本卫生实验所的资料表明，鸭儿芹、 莴苣、萝卜叶、菠菜等的硝酸盐含量在2 0 0 0 3 0 0 0 m g k g ，葱、胡萝h 、甜椒等在 1 0 0 5 0 0 m g k g 。一般认为。蔬菜不同种类和品种间硝酸盐含量的差异是由遗传因 素造成的。o l d a y 等( o l d a yf c ，e ta l ，1 9 7 6 ) 指出，不同品种菠菜硝酸盐含量与其 硝酸盐还原酶活性( n r a ) 有关，h y b r i d4 2 4 的n r a 较a m e r i c a 高，尤其是叶片中，因 此其硝酸盐积累少。但b i o m z a n d s t r a 等( b l o m z a n d s t r am , e ta l ，1 9 8 6 ) 的研究 却表明，培养介质中含有n 0 3 时，不同基因型莴苣组织中硝酸盐浓度与n r a 没有 关系，当培养介质中不含n 0 3 。时，硝酸盐浓度与n r a 呈正相关。由此可见，不能用简 单的模型来描述n r a 与蔬菜硝酸盐浓度间的关系，许多因素可能对此产生影响。 另一方面这种差异与不同蔬菜种类和品种间根系对硝酸盐的吸收能力的不同也 有关。日本超能菠菜与宁夏圆叶菠菜相比，生长后期硝态氮吸收量小，硝酸盐含量 也低( 艾绍英等，2 0 0 0 ) 。 l 412 蔬菜不同部位和不同生长期 同一株植物不同器官组织内硝酸盐分布有很大差异。分布的一般规律是根部 和茎部较高，叶和花部较低，叶柄常高于叶片，外叶常高于内叶。这种分布规律与不 同组织的功能有关，也与其n r a 不同有关。另外，在不同生长发育阶段蔬菜硝酸盐 含量也不同，生长前期大于后期( 黄启为等，1 9 9 1 ) ，适当晚收有利于降低蔬菜中 的硝酸盐，降低幅度可达数倍甚至数十倍。这可能是由于随着生长期的推进，蔬菜 吸收硝酸盐的能力下降，或植株的增大对硝酸盐的稀释作用所致。 1 2 华中农业大学2 0 0 7 届硕士毕业论文 1 4 2 影响蔬菜硝酸盐积累的外部因素 1 4 2 1 施肥 氮肥用量是影响蔬菜积累硝酸盐的重要因素之一试验表明( 王朝辉等， 1 9 9 8 ) ，氮肥用量与蔬菜硝酸盐含量呈显著正相关。增施氮肥虽提高了n r a ，但硝 酸盐的还原仍小于吸收，从而导致其积累。肥料种类也会影响植物硝酸盐的积累。 一般认为硝态氮肥最易导致硝酸盐的积累。任祖淦等( 任祖淦等，1 9 9 9 ) 的研究 表明，施用氯化铵和硫酸铵，空心菜的硝酸盐积累量最低。但王庆等( 王庆等，2 0 0 0 ) 指出。茄果类蔬菜硝酸盐含量不受施肥种类的影响。氮肥与磷、钾肥配合施用可 有效降低蔬菜中的硝酸盐( 刘明月等，1 9 9 8 ) 。磷与植物的物质代谢和能量代谢 有着密切的关系，植物缺磷，蛋白质合成受阻，严重影响植物的生长和硝酸盐的吸 收与同化( r u b y t w j r ，e ta l ，1 9 9 0 ) 。但刘永菊等( 刘永菊等，1 9 9 9 ) 的田间试 验却表明。磷肥对大白菜硝酸盐积累无明显影响。钾能显著提高大白菜功能叶的 n r a ，促进对n 0 3 的同化和利用，增加对n 的吸收( 倪吾钟等，1 9 9 7 ) ，但也有与此 不同甚至相反的研究结果。对磷、钾肥的不同研究结果可能与土壤原有肥力有关。 土壤缺磷缺钾，则施用磷、钾肥有利于降低蔬菜硝酸盐含量，反之，则无明显影响， 但此猜想尚待研究证实。n h 4 + - n 与n 0 3 。- n 的比值是决定蔬菜硝酸盐含量的重 要因素。n 0 3 - n 与n h 4 * - n 的比例为4 ：1 时，生菜产量、干物质重及叶绿素含量 与比例为8 ：1 时无显著差异，但叶内n 0 3 。n 含量下降2 8 5 ( 杜猛军等，1 9 9 2 ) 施用钼、钴、硼、锰等微量元素可提高n r 活力，加快硝酸盐还原速率。从而减少 其积累量。土壤的轻度盐渍化，可在一定范围内控制蔬菜体内硝酸盐含量。无机 肥与有机肥共施也可降低蔬菜硝酸盐含量，当然，在定量时要与土壤肥力相结合。 另外，施肥方式也很关键，重视“攻头控尾：“重基肥轻追肥”，有利于后期控制蔬菜 硝酸盐积累，提高蔬菜品质。 1 4 2 2 气候因素 ( 1 ) 光 光照影响蔬菜硝酸盐的积累，光强增加，植物n 0 3 含量下降，延长光照时间可 降低硝酸盐的积累。目前研究业已证明( s c a i f eae ta l ，1 9 9 4 ) ，不同光强- l r n 0 3 停供，菠菜硝酸盐含量下降，高光照植株快于低光照植株。这是因为光照良好，植株 生长量大，吸入的硝酸盐可被稀释：同时n r 活力高，加快了硝酸盐的还原，有利于 其含量的下降。 ( 2 ) 水分 水分在蔬菜生命活动中起着十分重要的作用，和硝态氮的吸收及其在植物体 内的还原转化密切相关。王朝辉等( 王朝辉等，1 9 9 7 ) 报道，土壤水分增加不仅 促进蔬菜生长，还促进硝态氮的吸收及向地上部分的转移，但生长量和硝态氮吸收 不同生态型黄瓜亲本杂种优势利用及遗传研究 的增加并不同步，生长超前引起的养分稀释效应是增加土壤水分使蔬菜硝酸盐含 量降低的主要原因。在干旱情况下，由于蔬菜生长受到抑制，硝态氮含量升高。 ( 3 ) 温度 温度对蔬菜硝酸盐浓度的影响已报道的结果不尽一致。g i l b e r t 等( g i l b e r te t a l ，1 9 4 6 ) 发现温度对植物积累硝酸盐没有任何影响。c a n t l i f f e ( c a n t l i f f ed j ，1 9 7 2 ) 报道，不施氮肥时，菠菜硝酸盐含量在1 5 ( 2 以下不受温度影响，1 5 ( 2 以上随温度升 高而增加；施用氮肥，临界温度下降，每1 k g 土壤施氮5 0 m g 和2 0 0 m g ，临界温度分别 为1 0 ( 2 和5 0 ；但在施氮情况下，温度从2 5 ( 2 上升至3 0 时，菠菜硝酸盐含量下降。 赵玲( 赵玲，1 9 9 5 ) 观察到夏季温度较高时生长的蔬菜，硝酸盐含量明显高于冬 季，原因是夏季长期高温造成水分缺乏，使n r 活性下降。但重庆市蔬菜硝酸盐含量 也表现出与气温相反的关系，冬季 春季 秋季 夏季，高低之间可相差5 倍左右( 黄 建国等，1 9 9 6 ) 。 除此之外，c 0 2 浓度也会影响植物对硝酸盐的积累。p a c e 等( p a c eg m ，e ta l ， 1 9 9 0 ) 发现，c 0 2 胁迫下，玉米幼苗积累硝酸盐的原因不是n r 活性不够，而是光合作 用受阻导致还原能力和c 骨架供应不足，从而使硝酸盐同化速率下降。 1 4 2 3 硝化抑制剂 为降低和控制蔬菜硝酸盐含量，目前国外普遍采用硝化抑制剂来抑制土壤硝 化细菌的活性，从而达到减少土壤和蔬菜硝酸盐积累的目的。前西德采用双氰胺 ( d c d ) 作为硝化抑制剂，取得了较好的效果，美国使用氮吡啉，但尚有一些问题。胡 勤海等( 胡勤海等，1 9 9 1 ) 报道，添加1 0 2 0 的双氰胺可使青菜叶中硝酸盐降 低3 5 7 7 1 1 茎降低1 4 5 5 4 9 ，萝卜叶中硝酸盐降低2 9 9 3 4 似，茎降 低1 1 7 3 2 2 。潘洁等( 潘洁等，2 0 0 1 ) 用硝化抑制剂和微量元素为主要原 料研制的固体调节剂对大白菜硝酸盐含量有明显的降低作用，幅度在3 0 左右。可 见硝化抑制剂对降低蔬菜硝酸盐有明显作用，应积极研究和推广 1 4 3 蔬菜硝酸盐累积的调控研究 由于考虑到累积在蔬菜体内的硝酸盐归根结底来源于生长介质，故以往调控 措施的研究主要围绕氮素供应来进行，而对蔬菜本身对氮源的利用情况研究较少， 加之影响硝酸盐累积的因素复杂多样，蔬菜生产上的硝酸盐污染问题并没有得到 解决。作物的营养特性由其遗传性状决定，在一定条件下不同作物种类和品种均 具有不同的吸收、利用养分特征，虽然影响作物体内硝酸盐累积的因素有多种，但 就特定作物而言。可能其中的一种或几种因素的影响才是造成硝酸盐累积较多 的关键环节。只有根据不同蔬菜的营养特性，查明影响植物体吸收、利用氮素的 主要因子才能通过调控措施，对症下药，达到降低其硝酸盐累积量的目的。而迄今 尽管关于各种调控硝酸盐措施的报道很多，但就不同调控措施对相同作物的调控 1 4 华中农业大学2 0 0 7 届硕士毕业论文 效果差异研究很少，也未见相同调控措施在不同作物上的效果比较报道。 1 4 3 1 选育和选种低硝酸盐的蔬菜品种 利用杂交育种和生物工程技术，选育出硝酸还原酶活性较高蔬菜品种，能从 根本上解决蔬菜中硝酸盐积累的问题。 1 4 3 2 改善蔬菜的生长环境 在蔬菜的生长季节里，应给其充分的光照条件，必要时可以增加人工光源来 补充光照。进行合理灌溉，保持土壤一定的含水量，一般要求在相对含水量6 0 以上。 1 4 3 3 合理施肥 ( 1 ) 增施有机肥。 有机肥料是降低蔬菜硝酸盐含量重要措施之一。有机肥料不但可供给蔬菜的 养分，保持地力、减少污染的优点，还具有改善土壤的理化性状，可降低土壤有 硝化作用。 ( 2 ) 合理施用氮肥 氮肥的施用重前控后，注意n 、p 、k 配合施用。氮肥在品种的选择上应选 用氯化铵、硫酸铵等，尽量少或不用硝态氮肥，如硝酸钠、硝酸铵等。蔬菜收获 前l o 至1 5 天禁止使用化学氮肥。 ( 3 ) 增施磷、钾肥和微肥。 氮肥是蔬菜生长中所必需的肥料，在满足氮的同时，也要适当补充磷、钾肥 和微量元素。只有做到平衡施肥，才能生产出高产、优质硝酸盐含量低的无公害 蔬菜。 1 4 3 4 施用土壤调节剂 ( 1 ) 旋用少量石灰。 一方面给植物补充钙，另一方面增加土壤的p h 值增强土壤中铝的有效性， 从而提高蔬菜硝酸还原酶的活性，降低蔬菜硝酸盐的含量。 ( 2 ) 使用硝化抑制剂。 研究表明，在土壤中适当施用硝化抑制剂，可以抑制土壤的硝化作用，有利 于降低土壤中硝态氮的含量。一般施用总氮量的1 0 2 0 双氰胺为宜，施肥的 安全间隔期为1 0 1 5 d ，能够有效抑制蔬菜硝酸盐的积累。 1 4 3 5 加工黄瓜的选择 盐渍后的蔬菜中，硝酸盐的含量会有明显的降低，但亚硝酸盐的含量会增高， 因而对蔬菜特别是高硝酸盐积累的蔬菜，做盐渍加工不是好方法。 不同生态型黄瓜亲本杂种优势利用及遗传研究 1 4 3 6 加强蔬菜硝酸盐积累机制的研究 累积机制的研究是为了控制蔬菜可食部分中的硝酸盐含量。这需要植物营养 学、植物生理学、遗传学、细胞学、分子生物学、医学等各个学科的交叉与融合。 1 4 3 7 加强降低蔬菜硝酸盐含量的农艺措施研究 改进饮食习惯，进行蔬菜食前处理，是减少蔬菜硝酸盐含量的补救措旄。这 也需要营养学、卫生学、食品加工、食品卫生与检测等各学科的交叉融合。如果 能找到一种切实有效而又简便易行的措旌或某类物质，将蔬菜内的超量的硝酸盐 “诱导”出来或者让它转化成对人类无害或有益的物质( 如氨基酸，糖类等) ，将 对降低蔬菜体内硝酸盐含量的研究起到推动作用。 1 4 3 8 加强菜区的环境监测工作 加强生产、科研和环境监测等有关部门之间的协作，开展对植物中硝酸盐和 亚硝酸盐残留情况的定期、定点、定品种监测与分析研究，及时发现问题并提出 改进措施。 综上所述，蔬菜中过多硝酸盐的积累与遗传、育种、栽培技术和贮藏加工等 方面有着密切的关系。通过育种手段筛选硝酸盐积累量低的蔬菜种类和品种与采 用科学合理的栽培技术是获得高品质、高产量、低硝酸盐积累的蔬菜的根本方法 因此，应加强对蔬菜的硝酸盐调控研究和低硝酸盐蔬菜品种的选育 1 5 黄瓜腌制过程中亚硝酸盐含量动态变化的影响因素及其调控 1 5 1 黄瓜腌制过程中亚硝酸盐含量动态变化的影响因素 腌制黄瓜中的亚硝酸盐含量的变化及峰值出现主要受到腌渍液食盐浓度、腌 渍液温度、酸度、盐渍液中的含糖量及一些杂菌的繁殖几个方面的影响 1 5 1 1 食盐浓度对亚硝酸盐含量的影响 大量有关蔬菜腌制的研究( 蒲朝文等，2 0 0 1 ：梁新红，2 0 0 1 ；郑桂富等，2 0 0 0 ) 表明：腌制发酵初期，由于乳酸生成量较少、食盐的抑菌作用成为主要因素。食 盐浓度低因而不能抑制硝酸还原菌的生长则亚硝酸盐生成较快；高浓度的食盐可 以不同程度地抑制那些对食盐的耐受能力较差的微生物，使硝酸还原过程变慢。 乳酸菌的活动能力随盐液浓度的增高而减弱。故而随乳酸菌发酵的旺盛进行，低 盐度的腌渍液主要依赖其较高的酸度而抑制那些不耐酸的细菌，从而使硝酸还原 受到抑制，亚硝酸盐含量趋于下降。 根据以上原理，可以得出在腌渍液食盐浓度一定时，在蔬菜腌制过程中，其 中亚硝酸盐的含量是呈现出先缓慢上升，达到一定值后又缓慢下降的趋势。在改 1 6 华中农业大学2 0 0 7 届硕士毕业论文 变腌渍液食盐浓度时，一些已有的相关报道表明：采用低腌渍液浓度时，亚硝酸 盐含量的峰值出现得要比采用高腌渍液浓度时早，并且采用高腌渍液浓度时最终 产品中的亚硝酸盐的含量要高。 1 5 1 2 腌渍液温度对亚硝酸盐含量的影响 腌渍液温度对亚硝酸盐的生成量及生成期有着明显的影响。有关这一方面的 实验研究也已得出在一定盐浓度，不同室温的条件下，腌制产品中亚硝酸盐含量 随腌制时间的变化关系：温度高，亚硝酸盐生成早、含量低；温度低，亚硝酸盐 生成较晚且含量高( 郑桂富等，2 0 0 0 ) 。出现这些现象的原因是温度较高时乳酸 发酵能顺利进行，迅速升高的酸度使硝酸还原菌的活动受到抑制，也就是在继续 生成亚硝酸盐的过程中，由于受到乳酸菌的作用而在未达到更高值时就被抑制 另一方面，已生成的亚硝酸盐被旺盛发酵所形成的酸性环境分解破坏_ 部分，因 此其亚硝酸盐含量必然减少。温度较低时由于微生物生长受到抑制，发酵产酸速 度变慢，虽然硝酸还原菌的活动同样受到抑制，但其还原过程仍在进行，这种亚 硝酸盐生成与分解的缓慢过程形成了量的积累，至一定时间而达到高峰。所以， 低温腌制的蔬菜产品中亚硝酸盐含量要高。在实际生产时，为使产品中亚硝酸盐 含量降低，应该尽量根据乳酸菌自身特性，采用适当的发酵温度使乳酸菌处于较 高的活性状态( 一般先将温度控制在1 5 2 0 c ，等到发酵进人旺盛期时再下降至 1 0 c 以下) ，这样，尽早形成的酸性环境有利于亚硝酸盐的进一步分解，还对缩短 生产周期有一定的帮助。 1 5 1 3 酸度对亚硝酸盐含量的影响 根据大量研究报道，保持一定室温、一定食盐浓度，在蔬菜腌制过程中，添 加一些物质( 如碳酸钠、醋酸等) 改变其酸碱度，其结果是酸度越高，亚硝酸盐浓 度越低( 郑桂富等，2 0 0 0 ) 。这是因为较高的酸度除能抑制有害微生物外，还能 分解破坏亚硝酸盐。作用机理为：亚硝酸盐与乳酸等作用，产生有利的亚硝酸， 亚硝酸不稳定，进一步分解产生n o 。 化学反应方程式为： n 0 2 - 4 c h 3 - c h ( o h ) 0 0 0 h = h n 0 2 + c h 3 - c h ( o h ) c o o - 3 h n 0 2 = h + 斗n 0 3 + 2 n o + h 2 0 1 5 1 4 腌渍液中含糖量对亚硝酸盐含量的影响 根据乳酸菌自身的特征，研究发现腌制蔬菜时，腌渍液含糖量与最终产品中 的亚硝酸盐含量有密切的关系。同样，在保持前述几个条件不变的情况下，添加 一