泡菜中的亚硝酸盐

泡菜中的亚硝酸盐泡菜中的亚硝酸盐 余海霞 刘盼盼 季来顺 周敏 罗利 湖北民族学院 生物科学与技术学院 食品科学与工程 湖北恩施 摘摘 要 要 乳酸菌发酵是我国蔬菜加工的传统工艺之一 发酵蔬菜因独 特的风味和丰富的益生菌而深受消费者喜爱 但现代科学研究发现 蔬菜发酵过程中会产生亚硝酸盐积累的问题 不利于消费者健康 本文概述蔬菜发酵过程中亚硝酸盐形成的机理及变化规律 并对降 低发酵蔬菜亚硝酸盐含量的研究与应用进行综述 关键词 关键词 发酵蔬菜 乳酸菌发酵 亚硝酸盐 检测方法 调控方法 Nitrite in pickled cabbage Yu Haixia Liu Panpan Ji Laishun Zhou Min Luoli College of biological science and technology Hubei Institute for Nationalities food science and engineering Hubei Enshi Abstract lactic acid bacteria fermentation is one of the traditional art of China s vegetable processing fermented vegetable because of the unique flavor and rich probiotics and popular consumer favorite But the modern scientific research found that vegetable fermentation process will produce nitrite accumulation is not conducive to the health of consumers In this paper the mechanism and rule of nitrite formation for the vegetable in the fermentation process and carried on the summary to the research and application of lower content in fermented vegetables Keywords fermented vegetable lactic acid fermentation nitrite detection method control method 发酵蔬菜是我国传统的蔬菜加工制品 风味清新独特 千百年 来在我国人们的餐桌上占有不可替代的一席之地 蔬菜发酵加工是 利用有益微生物的活动并控制其生长条件对蔬菜进行的冷加工方式 之一 采用不同的加工工艺 可得到泡菜 酸菜 酱菜和腌菜等多 种形式的发酵蔬菜产品 蔬菜经过发酵加工 不仅形成了乳酸 双 乙酰 酮类化合物等风味物质 而且产生了大量以乳杆菌 双歧杆 菌等乳酸菌为主的益生菌 赋予了发酵蔬菜产品独特的风味及优良 的保健功能 蔬菜富含维生素 矿物质和膳食纤维等 具有调节 人体酸碱平衡 帮助消化 润肠通便 降血脂 预防动脉粥样 硬化 保护心脑血管 延缓衰老 抗肿瘤等功能 在人们日常膳 食中占有十分重要的地位 发酵蔬菜是以新鲜蔬菜为原料 经微生 物发酵而成的一种传统食品 除含有原料蔬菜固有的营养和风味物 质外 还含有多种因发酵产生的风味和生理活性成分 与新鲜蔬菜 相比 发酵蔬菜具有更好的口感 风味和保藏性 成为居家和旅游 的佐餐开胃佳品 1 泡菜中亚硝酸盐的来源泡菜中亚硝酸盐的来源 蔬菜经过发酵加工 不仅形成了乳酸 双乙酰 酮类化合物等 风味物质 而且产生了大量以乳杆菌 双歧杆菌等乳酸菌为主的益 生菌 赋予了发酵蔬菜产品独特的风味及优良的保健功能 蔬菜是 容易累积硝酸盐的作物 在世界各地区人民膳食中硝酸盐日摄入量 贡献率达 30 90 不等 1 现代科学研究发现 在发酵体系中 蔬菜中的硝酸盐会被大量还原 产生发酵蔬菜的亚硝酸盐积累问题 在发酵体系中 蔬菜中累积的硝酸盐会在硝酸还原酶的作用下被大 量转化为亚硝酸盐 硝酸还原酶主要由蔬菜表面和腌制器具所携带 的微生物分泌 也存在于发酵原料蔬菜中 硝酸还原反应大部分在 乳酸菌等发酵微 生物生长的优势环境即卤水中进行 但菜体中也会部分发生 2 国 内外均有研究 3 4 证明 肠杆细菌和黄杆菌属等革兰氏阴性菌分泌 的硝酸还原酶的作用是发酵蔬菜中亚硝酸盐大量形成的原因 发酵 体系中产生的亚硝酸盐可在亚硝酸盐还原酶的作用下或与酸作用而 被分解 1 1 蔬菜本身 新鲜的蔬菜中有很多硝酸盐 是由于农业生产中氮素肥料的过 量施用或施用时间不当 如收获前不久施用 蔬菜吸收土壤中氮肥 后氮素暂存于植物体内 致使蔬菜和食品中积累了过量的硝酸盐 氮素 N 参与植物体内大部分物质的构成 在植物生命活动中占有 首要的地位 又称为生命元素 蔬菜等植物的氮源主要是广泛存在 于土壤中的胺盐和硝酸盐等无机氮化合物 为了追求蔬菜的高产 大量施用化肥 尤其是大量施用易造成硝酸盐过量积累的氮肥 土壤 中硝酸盐含量过多 蔬菜吸收量大于其还原量 就会造成体内硝酸盐 的过量积累 结果造成蔬菜中硝酸盐含量严重超标 1 2 生产工艺 在生产过程中 工艺条件控制不当 如腌制蔬菜时加盐量不足且 腌制时间过短 难以控制细菌的繁殖数量 腌菜中硝酸盐被细菌还原 成亚硝酸盐 结果造成产品中的亚硝酸盐含量过高 一般来说 蔬 菜发酵初期亚硝酸盐的含量会不断增长 达到一个高峰之后下降 这 峰叫做亚硝峰 不同的蔬菜原料所含的蛋白质 氨基酸的量不尽相 同 在泡制过程中亚硝酸盐形成的时间和峰值也有所不同 有的蔬 菜出现一个峰 也有的出现二三次高峰 通常情况下 腌菜之后一周 左右的亚硝酸盐含量最高 而到二十天之后就已经很低了 因此 泡菜制作工程中加盐量和泡制时间的控制是保证产品质量的一个重 要环节之一 1 3 微生物污染 传统蔬菜发酵中的主要微生物是醋酸细菌和乳酸菌 它们是一 种 有益 细菌 没有硝酸还原酶 也不产生亚硝酸盐 但是 在泡 菜制作过程中 如果条件控制不当 酸度不足 会有细菌混杂在其中 如一些引发食物细菌性中毒的沙门氏菌 这些细菌本身具有将食物 中硝酸盐还原成亚硝酸盐的能力 如果这些杂菌大量繁殖 就会产生 大量的亚硝酸盐 给酸菜带来不安全因素 2 亚硝酸盐的危害亚硝酸盐的危害 现代科学研究发现 在发酵体系中 蔬菜中的硝酸盐会被大量 还原 产生发酵蔬菜的亚硝酸盐积累问题 亚硝酸盐会对人体产生 多种危害 主要包括引发高铁血红蛋白症和形成致癌物质亚硝胺 研究 5 表明 胃癌 食道癌等消化系统癌症高发地区往往与其膳食 中过量的硝酸盐和亚硝酸盐有关 亚硝酸盐是一种强毒性物质 可 对人体健康带来多种危害 作为一种强氧化剂 较大剂量的亚硝 酸盐进入人体后 可将红细胞中亚铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白 使血红蛋白失去携氧能力 致使全身组织缺氧 产生亚硝酸盐中毒 症状 此外 亚硝酸盐在适当条件下可与食物或胃中共存的仲胺类 物质发生亚硝基化反应 生成强致癌物亚硝胺 该物质可导致人体 多种癌症的发生 3 泡菜中亚硝酸盐的检测方法泡菜中亚硝酸盐的检测方法 3 1 分光光度法 可见分光光度法光谱法中最常用的测定亚硝酸盐的方法是 Griess 法 NO 在酸性条件下与偶氮反应生成红色的偶氮苯 偶氮 在 500 600nm 有最大吸收光谱 若所选择的反应物不同 最大吸 收光谱也有所不同 目前 使用得最多的反应剂是磺胺和 N 1 盐 酸奈乙二胺 在 540nm 处比色测定 因所选择的 反 应 剂 不 同 Griess 法 的 测 定 极 限 是 0 02 2 mol L Griess 法测定 NO 具有高灵敏性 高准确度和再现性的特点 且方法简单有效 但在复杂介质中测定会受到影响 用 Griess 法测定 NO 时 必须先 将 NO 还 原 为 NO 再用 Griess 法 测定 NO 的含量 3 2 改进分析 近年来 许多学者对 Griess 法进行了改进 使其操作更为简便 灵敏性更高 采用超声波振荡法 并对锌 镉法测定硝酸盐的试验 条件进行了改进 方法的精密度和回收率都较好 可用于江河水 雨水 海水等天然水体中硝酸盐的测定 采用固体格氏试剂快速测 定水中的亚硝酸盐氮 与液体试剂法相比效果相同 且固体格氏试 剂法简化了操作手续 减轻了工作人员的工作强度 降低了分析成 本 减少了试剂损耗 另外 配成的固体试剂可长期保存 随时可 以适用 更适合大批水样的测定 采用自行设计的低频振荡还原仪 可在 8min 还原 100 个样液 而且还原效率高 操作简便 大大提高 了测定的速度 具有重要推广价值 用 H 酸 1 8 氨基萘酚 3 6 二磺酸 代替 萘胺或盐酸萘乙二胺作为重氮化合物的偶联试剂测 定水中亚硝酸盐 亚 硝 酸 盐 在 0 025 1 0 g ml 范围内呈线性关 系 用改进的 E 大肠杆菌膜 Griess 反应微量滴定板法测定基质中 微量硝酸盐 3 3 紫外分光光度法及改进分析 紫外分光光度法改进了常规紫外分光光度法测定水中硝酸盐氮 的操作方法 用活性炭代替树脂吸附处理样品 简化了预处理手续 使测定硝酸盐氮检出限达到 0 014m g ml 提出了一种神经网络参优 化方法 并 3 2 成功地将其应用于水中 NO 和 NO 的分析 在含量 变化较大 最大与最小相差 15 倍 的范围内对 2 种物质同时进行测 定 硝酸盐氮的相对误差小于 5 亚硝酸盐氮的相对误差较大 但 一般小于 10 RSD 小于 5 利用外检测 离子色谱法测定食品 中的亚硝酸盐 2 3 和硝酸盐 NO N NO N 的检出限分别为 4 g L 和 10 g L 此方法适用于测定肉制品 奶粉 蔬菜中的硝酸盐 和亚硝酸盐 采用紫外共振拉曼光谱法同时测定污水处理过程中的 硝酸盐和亚硝酸盐 该方法的浓度范围是 7 M 3 5mM 是一种较 为理想的同时测定污水中硝酸盐和亚硝酸盐的方法 该方法的线性 范围为 0 1 6 g ml 用于地表水 地下水的测定 结果与盐酸奈 乙二胺比 色法一致 导数法与紫外分光光度法相结合 拓宽了紫外分光光度 法测定硝酸盐和亚硝酸盐的领域 且其灵敏度高 简便 快速 研 究了硝酸盐和亚硝酸盐的一阶导数光谱 用一阶导数紫外分光光度 法直接测定水中硝酸盐 最低检出浓度为 1n g ml 该方法不需任何 分离 掩蔽或转化 直接测定水中 3 NO 简便 灵敏 精密度和 准确度较高 适用于饮用水 湖水和河水中 4 泡菜中亚硝酸盐含量的控制泡菜中亚硝酸盐含量的控制 蔬菜发酵食品中导致亚硝酸盐产生的因素较多 可从以下几方面 加以控制 4 1 原料控制 首先是科学施肥 在种植蔬菜时要施用氮肥要做到适量适时 科学施肥 最好开展生态农业 多施有机肥 少施化肥 二是保护 地生产的蔬菜 在不影响湿度的情况下 应适当增加掀棚 揭棚和开 窗 的次数和时间 以增加光照强度 利于蔬菜同化硝酸盐 减少硝酸 盐的含量 三是选育维生素 C 含量较高的蔬菜品种 维生素 C 能阻断或减缓硝酸盐的形成 抑制亚硝胺的合成 除此之外 还应 逐渐 改变以叶菜 根菜为主要副食的饮食习惯 四是蔬菜在收获 运 输过程中 要避免损伤 更不宜在高温下长期堆放 已腐烂变质的 蔬菜 亚硝酸盐的含量明显升高 不宜采用 6 另外 选用亚硝酸 盐含量低生产用水 也是防止成品中亚硝酸盐含量过高的措施之一 4 2 工艺控制 4 2 1 菌种选育 筛选高效降解亚硝酸盐微生物菌种 目前对降解亚硝酸盐的菌 种多为乳酸菌 因此 可从乳酸菌中选取不同的菌种 进行定向诱导 从而选育出降解亚硝酸盐效果理想并能稳定遗传的菌种 也可以适 当进行其他菌种降解亚硝酸盐研究 但对微生物的安全性要进行评价 4 2 2 寻找能清除亚硝酸盐但对人体无害的添加剂 维生素 C 能够阻断亚硝酸盐形成亚硝胺 维生素 C 含量丰富 的水果蔬菜主要有 沙棘 鲜枣 山楂 猕猴桃 柠檬 柑橘 青椒 番茄等 另外 姜汁 大蒜等也有清除亚硝酸盐的作用 食 品生产时可使用烟酰胺 Vc 等抗氧剂作为发色剂 从而减少亚硝 酸盐的用量 7 4 2 3 酶解 采用酶法降解食品中亚硝酸盐理论可行 但有待于进一步的摸 索和研究 通过转基因技术对亚硝酸还原酶编码基因进行改造 使 其在细菌中的表达强度增大 从而增加亚硝酸还原酶的活性 为其在 食品中应用奠定基础 亚硝胺作用过程可被许多化合物和环境条件 所抑制 如绿茶在 37 pH 值为 3 的模拟胃液条件下 可抑制 胃内硝酸盐还原菌 使亚硝酸盐含量明显降低 4 3 工艺条件控制 采用杀菌处理工序 最大限度减少杂菌污染 减少内源性亚硝 酸盐的产生 同时在保证食品最佳发色的情况下 减少外源性亚硝酸 盐的添加量 从而减少亚硝酸盐残留 5 结语结语 作为中国传统食品 发酵蔬菜发展前景广阔 降低发酵蔬菜的 亚硝酸盐含量有利于提高产品安全性 现有的研究表明 可通过优 化发酵技术 添加亚硝酸盐清除物等方式进行亚硝酸盐含量调控 目前 国内酱腌菜产品多采用自然发酵生产 发酵菌种和接种发酵 技术的研 发比较落后 因此 加强优良乳酸菌种的筛选和纯种发酵技术的应 用是降低产品亚硝酸盐含量 提升发酵蔬菜品质的可行途径 参考文献 1 HAMBRIDGET Nitrateandnitrite intake assessment EB OL WHOFoodAdditivesS