食盐浓度和发酵时间对辣白菜中亚硝酸盐含量的影响

1、食盐浓度和发酵时间对辣白菜中亚硝酸盐含量的影响摘 要：食盐浓度和发酵时间是制作辣白菜的两个关键因素，它们影响辣白菜的口味及亚硝酸盐含量。本课题探究了某种温度下不同的食盐浓度以及某一食盐浓度下随着发酵时间的进行亚硝酸盐含量变化的规律。关键词：辣白菜；食盐浓度；发酵时间 1前言蔬菜中有大量的硝酸盐。硝酸盐是亚硝酸盐的前体。亚硝酸盐是一种有毒物质, 当人们食用含有硝酸盐的蔬菜后,硝酸盐经口腔细菌的作用还原成亚硝酸盐。它能迅速进人人体血液，将血红蛋白中的铁氧化为高铁，使其形成无法转运氧的高铁血红蛋白，从而影响氧的运载，造成人体缺氧，患高铁血红蛋白症。这种病症对幼儿的威胁更大，严重者可引起死亡。因此减少

2、硝酸盐的摄入量是避免亚硝酸盐在体内生成的一种主要途径。腌渍菜成熟时硝酸盐含量很低，即使在体内发生还原作用，生成的亚硝酸盐量在安全范围，不会对人产生毒性。腌渍蔬菜在腌制过程中将硝酸盐还原成亚硝酸盐，其生成量在发酵初期达到高峰；随着发酵的进行，“亚硝峰”很快消失，发酵后期腌菜的亚硝酸盐含量远远小于FAO/WHO规定的日摄入量。因此，应避开腌渍初期食用腌菜。针对辣白菜在发酵过程中会产生亚硝酸盐的事实，我们提出了以下问题：1某一特定食盐浓度的辣白菜，随着发酵时间的进行，亚硝酸盐含量发生了什么样的变化？2用不同的食盐浓度分别制作辣白菜，其亚硝酸盐含量会有什么样的变化？2实验原理2.1制作辣白菜的原理利用

3、乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖制作辣白菜。辣白菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断累积，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将辣白菜发酵过程分为三个阶段。发酵初期  蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵，发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。由于有较多的二氧化碳产生，气泡会从坛沿水槽内的水中间歇性地放出，使坛内逐渐形成嫌气状态。此时辣白菜液的含酸量约为0.3%0.4%，是辣白菜初熟阶段，其菜质咸而不酸、有生味。发酵中期  由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，嫌气状态形成，

4、乳酸杆菌开始活跃，并进行同型乳酸发酵。这时乳酸的积累量可达到0.6%0.8%。pH为3.53.8。大肠杆菌、腐败菌、酵母菌和霉菌的活动受到抑制。这一期间为辣白菜完全成熟阶段，辣白菜有酸味而且清香。发酵后期  在此期间继续进行的是同型乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，乳酸杆菌的活性受到抑制，发酵速度逐渐变缓甚至停止。此阶段辣白菜酸度过高、风味不协调。从乳酸的含量、辣白菜的风味品质来看，在初期发酵的末期和中期发酵阶段，辣白菜的乳酸含量为0.4%0.8%，风味品质最好，因此，常以这个阶段作为辣白菜的成熟期。2.2测定亚硝酸盐含量的原理在盐酸酸化条件

5、下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮反应后，与盐酸萘乙二胺结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液在波长525nm下进行比色定量，可以计算出辣白菜中亚硝酸盐的含量。3材料与方法3.1试验材料3.1.1 实验原料大白菜4500g，食盐、白糖、味精、姜、辣椒3.1.2 实验药品饱和硼砂溶液醋酸锌（0.22g/ml）亚铁氰化钾（0.106g/ml）对氨基苯磺酸（4mg/ml）盐酸萘乙二胺（2mg/ml）亚硝酸钠标准溶液（5g/ml）3.1.3 主要仪器722分光光度计、组织捣碎机、50ml比色管、分析天平3.2 实验方法3.2.1 辣白菜的制作经过查找资料和初步实验，发现当食盐浓度为

6、3%以下时，制作的辣白菜容易发生腐败，而当食盐浓度在8%以上时，制作的辣白菜又容易成为腌菜。因此，我们分别制作了3%、5%、7%的食盐浓度梯度的辣白菜，以供实验检测。本实验选择的辣白菜原料为大白菜。这种蔬菜含有较少量的色素，有利于检测。制作辣白菜时除食盐浓度不同外，配料完全相同并等量，以保证只有食盐浓度一个变量。3.2.2 标准曲线的测定用刻度移液管吸取0.2 ml、0.4 ml、0.6 ml、0.8 ml、1.0 ml、1.2 ml的亚硝酸钠溶液（相当于1g、2 g、3 g、4 g、5 g、6g亚硝酸钠），分别移于50 ml比色管中，再另取1支比色管作为空白对照。在各管中分别加入2.0 ml

7、氨基苯磺酸溶液，混匀，静至35 min后，各加入1.0 ml的盐酸萘乙二胺溶液，添加蒸馏水，使各比色管内体积为50 ml，混匀，测定吸光度值。3.2.3 样品的测定3.2.3.1 样品处理以下是样品处理流程图移取辣白菜捣碎、取糊状物加蒸馏水+饱和硼砂溶液振荡加入醋酸锌+亚铁氰化钾离心、过滤将3坛辣白菜做好标记后，分别做如下处理：称取约10g辣白菜，用捣碎机捣碎。取0.5g糊状物转移到50 ml烧瓶中，加12.5ml饱和硼酸溶液，混匀。加5ml醋酸锌振荡，再加5ml亚铁氰化钾溶液，转移至 100ml容量瓶中定容，放置20min。然后离心，清夜用滤纸过滤，弃去初液10ml，剩余滤液备用。3.2.3

8、.2 比色测定吸取40 ml的透明滤液，转移到50 ml的比色管中，重复“制作标准显色液”中的显色步骤，每隔2天用722分光光度计检测一次。计算样品中的亚硝酸盐含量： X试样中亚硝酸盐的含量，mg/kgm试样质量，gC在标准曲线上查出的亚硝酸盐浓度，gV1样品定容体积，mlV2测定用液体积，ml3.2.4 数据记录测得标准曲线为y = 0.67x + 0.0195（R2 = 0.9958），数值如表1所示：表1 亚硝酸钠标准曲线A-C值表NaNO2含量/ml0.00.20.40.60.81.01.2A0.0000.1760.3010.4050.5560.6900.824样品测定值如表2所示：表

9、2 不同天数不同食盐浓度下样品吸光度值表腌制时间/天食盐浓度1号坛 3%2号坛 5%3号坛 7%10.1250.0970.05330.2150.1820.08950.4900.5380.30470.6000.8090.38790.5340.3360.328110.4980.2660.258130.4780.2020.226发酵温度：1315 3.2.5 作图图1 亚硝酸盐浓度标准曲线3.3 操作要点1）饱和硼砂溶液有助于亚硝酸盐的提取，并且利于蛋白质的沉淀。2）当亚硝酸盐含量高时，过量的亚硝酸盐可以将偶氮化合物氧化变成黄色，而使红色消失，这时可以先加入试剂，然后滴加样液，从而避免亚硝酸盐过量。

10、3）最初滤液的10ml要弃去，以免影响结果的准确性。4）使用硼砂溶液提取时振荡要充分。5）取辣白菜样品时，白菜的梗和叶大致要一致，避免出现过大偏差。4 结果和讨论4.1 实验结果4.1.1 感官指标色泽：辣椒红色为主，梗部泛白气味：略带酸味滋味：辛辣鲜甜口感：脆嫩爽口4.1.2 理化指标测得不同的食盐浓度下某一发酵时间亚硝酸盐的含量以及随着发酵时间的进行某一食盐浓度下亚硝酸盐含量及变化的规律。含量如表3所示：表3 不同天数不同食盐浓度下样品中亚硝酸盐的含量（单位：mg/kg）腌制时间/天食盐浓度1号坛 3%2号坛 5%3号坛 7%10.790.580.2531.461.210.5253.513

11、.872.1274.335.892.7493.842.362.30113.571.841.78133.421.361.5401234567135791113腌制时间/天亚硝酸盐含量/g1号坛 3%2号坛 5%3号坛 7%变化规律如图2所示：图2 三种食盐浓度的泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图1）变化趋势从上面的曲线图中我们可以看出，辣白菜中亚硝酸盐含量在发酵刚开始的时候都处于上升趋势，在第7天的时候会达到一个最高值，之后就会慢慢下降，在发酵时间达到13天左右的时候下降到一个相对比较稳定的数值，达到平稳状态。2）食盐浓度的影响对比不同食盐浓度的辣白菜中亚硝酸盐含量，食盐浓度为3%的辣白菜中

12、亚硝酸盐含量总体上是3坛辣白菜中最高的；食盐浓度为5%的辣白菜中亚硝酸盐含量变化最快，它的最高值是三坛中最高的，当亚硝酸盐降到最低值时，也是3坛辣白菜中最低的；而食盐浓度为7%的辣白菜中亚硝酸盐含量变化不大，一直处于较低的数值。此外，根据所测得的数据可以发现，3%的食盐浓度所制作的泡菜，亚硝酸盐含量相对较高，低浓度的食盐溶液可能对微生物生长的抑制作用较小，而7%的食盐溶液则对微生物的生长有较大的抑制作用，因此，高浓度的食盐浓度泡菜中的亚硝酸盐含量较低。4.2 讨论通过查资料我们得出了一个可能的含量变化机理：发酵初期，辣白菜中的微生物生长很快，微生物将蔬菜中的硝酸盐氧化成亚硝酸盐，如此同时，蔬菜

13、中的酚类物质和维生素C等物质也会将亚硝酸盐还原，但总体来说，生成的亚硝酸盐大于被还原的亚硝酸盐，因此，随着发酵时间的进行，亚硝酸盐的含量会逐步上升。随着微生物代谢活动的持续，氧气被消耗殆尽，辣白菜坛中的环境不利于除乳酸菌以外的其他微生物的生长。与此同时，蔬菜中的硝酸盐含量由于被氧化而减少，因此，亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。5 结论1泡菜在发酵初期，其亚硝酸盐含量一直在上升，在发酵时间达到第7天时，其亚硝酸盐含量会达到一个最高值。之后，亚硝酸盐含量将慢慢下降。2不同的食盐浓度会影响泡菜中的亚硝酸盐含量，过高或过低的食盐浓度对泡菜中的亚硝酸盐含量都有不同程度的影响。3经过对泡

14、菜口味的尝试、实验结果以及其原因的分析，我们认为食盐浓度为5%的泡菜比较适合食用，但要在发酵时间达到11天以后食用才比较适宜。6 改善措施根据实验所得数据以及所查资料，可提出如下改善建议以减少辣白菜中亚硝酸盐的含量。6.1适当提高食盐浓度食盐浓度对亚硝酸盐含量的影响是通过其对细菌活动的影响而起作用的。较高浓度的食盐对细菌有抑制作用,虽然抑制杂菌生长使亚硝盐生成少,但高浓度食盐也抑制乳酸菌的生长,而且最主要的是抑制亚硝酸还原菌的活性,使亚硝盐生成量大大减少。6.2适当添加Vc有在维生素阻断腌渍蔬菜产生亚硝酸盐的研究表明,在一定范围内，添加维生素C越多,消除亚硝酸盐的效果越好。6.3 接种发酵也有

15、研究表明，接种发酵能降低亚硝酸盐的合成,使亚硝酸盐变化曲线相对平滑稳定、峰值低，从而使辣白菜中亚硝酸盐的含量相对较低。参考文献1 朱正威,孙万儒,赵占良主编.生物技术实践.人民教育出版社. 2004.9122 吴永宁主编.现代食品安全科学.化学工业出版社.2003:2482593 张意静.食品分析.中国轻工业出版社.20044 洪庆慈主编.食品生物化学.南京大学出版社5 食品安全教研室编.食品质量与安全专业实验指导.哈尔滨商业大学食品工程学院出版. 2006:806 杨惠芬,李明元等.食品卫生理化检验标准手册M.北京:中国标准出版社.1997:370378.7 李静娜,王红珠,梁高道.28种蔬菜中亚硝酸盐含量随贮存时间的变化J.中国公共卫生.2002,18(4):474.8 中华人民共和国国家标准GB/T