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江苏化工网 行业资讯 科学普及 科普知识 揭开亚硝酸盐背后的秘密
揭开亚硝酸盐背后的秘密
  发布日期:2023-11-02

“兴元呈土贡,梦华录大观。”在唐宋时期,我国的泡渍菜就已经有了很大的发展,像《东京梦华录》中,就讲到“唯以好淹藏菜蔬,卖一色好酒。”泡菜在中国人的餐桌上一直占据着重要的位置,从四川泡菜、东北酸菜到辣白菜、辣萝卜等朝鲜族泡菜;从西南的坛坛罐罐到东北成双成对的大缸,五花八门的面孔,幻化出无限的宝藏美味。但泡菜虽好,可不要贪多哦,因为在腌制泡菜的过程中,会产生一种对人体有害的化学物质,我们把这种物质称为亚硝酸盐(NO2-)。

那么亚硝酸盐是什么呢?

亚硝酸盐是自然界中普遍存在的含氮无机化合物之一。自然界中的氮循环以及人类的活动,构成了硝酸盐的重要来源。在硝酸盐的形成过程中,由于微生物的作用,常伴随亚硝酸盐的产生。常见的亚硝酸盐主要有亚硝酸钠和亚硝酸钾,其外观与食盐类似,呈白色至淡黄色,粉末或颗粒状,无臭,味微咸,易潮解和溶于水。

中国人最早发明使用亚硝酸盐加工禽畜肉,用于延长肉的保质期。《宋史》科技卷中记载,亚硝酸盐可用于腊肉防腐和发色,并于公元13世纪传入欧洲[1]。联合国粮农组织和世界卫生组织联合食品添加剂专家委员会(JECFA)规定成人亚硝酸盐的每日摄入量不超过0.2 mg/kg。而按照我国食品安全管理规定,腌制食品亚硝酸盐含量不应超过20 mg/kg[2],肉制品亚硝酸盐含量不应超过30mg/kg。

01 腌制食品时亚硝酸盐的产生

东北人小时候一定见过大缸酸菜,过年之前通常会腌制几缸酸菜,成百斤的新鲜的大白菜,一个多月就变成了酸香爽口的酸菜,炖上一锅酸菜五花肉,满屋飘香。但总有心急的孩子熬不过那么长的腌酸菜时间,这时长辈会说,再等等,现在酸菜不够时间。

这不仅是因为腌够时间的酸菜更美味,还因为腌够时间的酸菜更安全。

其实在许多传统发酵工艺中,都是利用新鲜蔬菜在乳酸菌作用下发酵,变得酸爽可口。但新鲜蔬菜中含有大量的硝酸盐(NO3-),会在许多其他微生物的作用下还原为亚硝酸盐。腌制开始时亚硝酸盐含量逐步提升,在7~8天内会达到峰值,此时亚硝酸盐含量超标。但随着腌制时间增长,乳酸菌代谢出大量乳酸,使得杂菌数量下降,因此亚硝酸盐含量逐步下降,在21天左右降至可食用范围。

然而发酵菌种、发酵时间、发酵温度和某些化学物质都会导致亚硝酸盐含量变化。在现代发酵工程中,采用纯种菌群发酵,并用加入适量的食品添加剂,例如维生素C、茶多酚、大蒜素等[3]

不止在发酵产品中,生活中许多常见的食品中也含有一定量的亚硝酸盐,例如新鲜的瓜果蔬菜、腊肉香肠等。其中在隔夜的剩饭剩菜里含量颇高。据统计,蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4 mg/kg,咸菜中亚硝酸盐的平均含量在7 mg/kg以上,而豆粉中的平均含量可达10 mg/kg[4]。 在自然界中,亚硝酸盐分布也十分广泛。

02 亚硝酸盐的作用

亚硝酸盐应用到食品中已有很长的历史。在19世纪,人们发现,亚硝酸钠被应用到肉制品中,会让肉变得更鲜美,颜色变得更红润。因此亚硝酸盐被广泛应用加工到各类肉制品中。

亚硝酸盐能作为肉制品添加剂,主要有以下4个方面[5]

2.1发色作用

在肉制品处理过程中,亚硝酸盐会与肌红蛋白反应生成鲜红色的亚硝基肌红蛋白(NO-Mb)和亚硝基血红蛋白,这使得肉制品在加热后也能保持颜色的红润。

2.2抗氧化作用

亚硝酸盐可与肉中的微量元素螯合,生成亚硝基和亚硝酰基等具有抗氧化活性的物质[6],并且可以防止油脂氧化酸败(也就是防止产生哈喇味)。

2.3改良肉制品的风味

亚硝酸盐能促进挥发性物质的形成,并有利于醛类物质和硫化物相互作用产生肉制品的特殊风味。

2.4防腐作用

亚硝酸盐虽然不能作为防腐剂应用于食品工业,但是将其用作发色剂并按一定量添加于腊肉制品中,也具有理想的防腐作用[7]。在此过程中,亚硝酸盐通过以下两个作用达到防腐效果,一是抑制微生物正常的新陈代谢,二是抑制蛋白质的合成与DNA的复制,最后抑制细胞膜与细胞壁的生成[8]

亚硝酸盐在人体中也有重要作用。

2.5微量亚硝酸盐可以调节人体机能

很多蔬菜中含有丰富的硝酸盐,当我们摄入硝酸盐时,机体只是把其中一小部分转化为亚硝酸盐,这时,我们的唾液、大肠和组织中会存在少量的亚硝酸盐,机体利用这些亚硝酸盐制造一氧化氮。一氧化氮对心血管系统的健康非常重要,它是神经递质和调节血压的物质,同时还具有抗炎的作用。可见微量的亚硝酸盐对机体是有益的。

03 亚硝酸盐的危害

3.1毒性

亚硝酸盐外观与食盐相似,其具有较高的毒性,致死量低,日常生活中常因误服引起中毒。亚硝酸盐中毒患者可出现皮肤、口唇发绀,严重者出现呼吸困难或昏迷[9]。过量的亚硝酸盐会与细胞中的血红蛋白(Hb)反应,由于亚硝酸盐的氧化性,会把血红素中Fe2+氧化成Fe3+,即把Hb氧化成高铁血红蛋白(MetHb),导致人体缺氧,紫绀。

3.2致癌、致畸

亚硝酸盐与人体吸收食物或水中的次级胺(仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸)结合,形成强致癌物质亚硝胺,引起核酸代谢紊乱或突变,从而诱发消化系统癌变[10-11]。自从1956年英国科学家MAGEE和BARNES第1次发表亚硝胺致癌的报告以来,相继的医学研究已证明,人体过多摄入亚硝酸盐会增加罹患消化系统癌症(例如:胃癌、结肠癌等)的几率[12]。所以我们常常在新闻中看到,隔夜的饭菜、烂掉的瓜果不能吃。这就是因为其中的亚硝酸盐含量过高。

04 总  结

综上所述,对于亚硝酸盐我们要有正确的认识,世界卫生组织规定,亚硝酸盐的每日摄入安全容许量为0.06mg/(kg·d)以下,所以我们要尽量少摄取含有亚硝酸盐的食品。而许多小作坊生产的泡菜等腌渍食品,亚硝酸盐含量都远超国家要求,长期食用有中毒的风险。所以大家要在正规商场购买有资质的腌渍食品、肉制品等。同时亚硝酸盐带来的急性和慢性毒性不容忽视,寻找到其替代品的工作也显得尤为重要[13]

参考文献

[1]食品安全风险解析—关于亚硝酸盐的科学解读[J].广西质量监督导报,2016.09.28:4.

[2]姜建,吕腾,李娇卓等.传统酱菜中降解亚硝酸盐枯草芽孢杆菌的筛选和鉴定[J].现代食品,2021(06):142-144.DOI:10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2021.06.041.

[3]黄慧福,潘丽君,杨丽等.降低富源酸菜中亚硝酸盐含量的研究[J].食品工业,2018,39(04):162-166.

[4]《普通高中教科书 选修1 生物技术实践》[M].北京:2007.

[5]张树丹,冉艳.沿海城市肉制品亚硝酸盐含量调查分析[J].食品安全导刊,2023(19):103-105+111.DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2023.19.013.

[6]刘姝韵,谷大海,王桂瑛等.肉制品中亚硝酸盐替代物的研究进展[J].食品安全质量检测学报,2017,8(12):4582-4587.

[7]裴倩如,汪强,唐文屹等.肉制品中亚硝酸盐的概述、检测方法及其替代物的研究进展[J].食品安全导刊,2019(10):62-65.DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2019.10.027.

[8]董庆利,屠康.腌制肉中亚硝酸盐抑菌机理的研究进展[J].现代生物医学进展,2006(03):48-52.DOI:10.13241/j.cnki.pmb.2006.03.019.

[9]王长远,王晶,汤辉.急性重度亚硝酸盐中毒1例报道[J].中国工业医学杂志,2022,35(05):417-418.DOI:10.13631/j.cnki.zggyyx.2022.05.008.

[10]LUNDBERG J O,WEITZBERG E,GLADWIN M T.The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and thera-peutics [J].Nat Rev Drug D--iscov,2008(7):156–167.

[11]马俪珍,张健斌,孟培培.食品中亚硝胺类化合物的危害及控制研究进展[J].保鲜与加工,2012,12(2):1-4,45.

[12]吕洁英,杜瑞英.茶叶中硝酸盐和亚硝酸盐的研究进展 [J] 农产品质量与安全,2020(6):83.

[13]孔令杰,邓洁莹,吴莹,葛金霞,徐宝才.肉制品中替代亚硝酸盐发色微生物的作用机理及其应用研究进展.[J/OL].食品科学.2022(6):2.

(作者:于博 曲博,哈尔滨师范大学化学化工学院)

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