大白菜貯藏過程中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量變化分析

魯奇林，王 娜，馮敘橋,,*，趙宏俠，黃曉杰,3

（1.渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院，遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 錦州 121013；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；3.遼寧醫(yī)學(xué)院食品科學(xué)與 工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001）

大白菜貯藏過程中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量變化分析

魯奇林1，王 娜2，馮敘橋1,2,*，趙宏俠2，黃曉杰2,3

（1.渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院，遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 錦州 121013；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；3.遼寧醫(yī)學(xué)院食品科學(xué)與 工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001）

在不同貯藏溫度（0、10、20 ℃）、貯藏方式（未包裝、0.04 mm PE保鮮袋包裝）條件下貯藏大白菜（Brassica rapa pekinensi s）16 d后，采用高效液相色譜法測(cè)定大白菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的變化。結(jié)果表明，在不同貯藏溫度和貯藏方式條件下，硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量隨著貯藏時(shí)間的延長均呈現(xiàn)先增加、后降低、再上升的 趨勢(shì)，其中硝酸鹽的含量在整個(gè)貯藏期間，均在低于432 mg/kg的安全 食用范圍內(nèi)；亞硝酸鹽含量在20 ℃貯藏條件下貯藏7 d即超過了4 mg/kg的安全攝入量，而其他貯藏條件均在安全食用范圍內(nèi)。大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽的含量在貯藏過程中隨貯藏溫度的降低而顯著減少，到貯藏末期（16 d時(shí)）20 ℃和10 ℃貯藏大白菜中硝酸鹽含量分別是0 ℃貯藏的1.2 倍和1.1 倍，亞硝酸鹽含量分別是0 ℃貯藏的1.4 倍和1.2 倍。PE保鮮袋包裝有助于減少大白菜在中、低溫（10、0 ℃）貯藏中硝酸鹽與亞硝酸鹽的含量，但在高溫（20 ℃）貯藏中其含量增加。因此，建議貯藏大白菜時(shí)最好采用PE保鮮袋包裝和0～10 ℃的貯藏溫度，以保證其硝酸鹽和亞硝酸鹽含量不超標(biāo)。

大白菜；硝酸鹽；亞硝酸鹽；高效液相色譜法

蔬菜作為人體重要的維生素和纖維素的攝入來源[1]，在人們的日常膳食中占有重要的地位，其質(zhì)量安全問題更是涉及到每個(gè)人的健康。蔬菜是一種易于富集硝酸鹽的食物，也是人體攝入硝酸鹽的重要來源，人體攝入的80%以上的硝酸鹽來自蔬菜[2]。蔬菜中的硝酸鹽在貯藏、加工、運(yùn)輸、烹飪的過程中會(huì)在硝酸還原酶和微生物的作用下轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽。硝酸鹽和亞硝酸鹽不是人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)，攝入過多會(huì)對(duì)人體造成危害[3]。具有強(qiáng)氧化性的亞硝酸鹽進(jìn)入血液后能將血紅蛋白中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，使正常的亞鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)化成高鐵血紅蛋白從而失去運(yùn)氧功能[4]。如果血液中有20%的亞鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)變成高鐵血紅蛋白，機(jī)體就會(huì)出現(xiàn)缺氧癥狀，表現(xiàn)為皮膚黏膜青紫、惡心、頭暈、全身無力，嚴(yán)重者會(huì)因呼吸衰竭而死[5-6]。同時(shí)，亞硝酸鹽還可與人體攝入的其他食品、醫(yī)藥品、殘留農(nóng)藥等成分中的仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸反應(yīng)，在胃腔中形成強(qiáng)烈致癌物——亞硝胺，從而誘發(fā)消化系統(tǒng)癌變[7-8]。另外，亞硝酸鹽可以通過胎盤進(jìn)入嬰兒體內(nèi)，6個(gè)月以內(nèi)的嬰兒對(duì)亞硝酸鹽極為敏感，對(duì)胎兒有致畸作用[9]。因此，對(duì)蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究，從而確定最佳食用期，指導(dǎo)人們正確的食用蔬菜具有重要意義。

由于化學(xué)氮肥的廣泛使用，致使蔬菜中的硝酸鹽殘留量過高[10]。GB 2762—2005《食品中污染物限量》規(guī)定，蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽限量分別為硝酸鹽含量不大于432 mg/kg，亞硝酸鹽含量不大于4 mg/kg[11]。檢測(cè)蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的方法有很多種，例如紫外和可見分光光度法[12]、格里斯分光光度法[13]、苯酚分光光度法[14]、毛細(xì)管電泳法[15]、流動(dòng)注射結(jié)合光譜法[16]、高效液相色譜法[17]、離子色譜法[18]、快速檢測(cè)法[19]等，各種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。考慮到實(shí)驗(yàn)的精確度、靈敏度以及可以批量檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)采用高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定白菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量。

大白菜（Brassica rapa pekinensis）味道鮮美，營養(yǎng)豐富，有“菜中之王”的美稱，為廣大群眾所喜愛。大白菜中含有蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、水分、VB1、VB2、VC，還含有鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等元素，是我國人們常年食用的蔬菜[20]。但種植過程中，由于品種、環(huán)境、施肥、水分、光照等條件的影響都會(huì)造成大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽含量的積累，特別是部分農(nóng)民為了提高產(chǎn)量而過量施用氮肥，使大白菜中的硝酸鹽與亞硝酸鹽的含量積累更為嚴(yán)重[21]。研究表明，大白菜中硝酸鹽的含量范圍為203～3 249 mg/kg，亞硝酸鹽的含量范圍為0～11 mg/kg[22]。因此，通過適當(dāng)?shù)馁A藏方式，使購買來的大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽含量不再升高甚至降低是非常有意義的。低溫和室溫貯藏是現(xiàn)在家庭存放大白菜的主要途徑，本研究主要根據(jù)家庭食用大白菜的主要存放方式，研究不同貯藏溫度（0、10、20 ℃）與不同貯藏方式（未包裝、PE保鮮袋包裝）條件下，大白菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的變化，以期為居民家中大白菜的貯藏從食品安全的角度提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

秋季金星大白菜購自鞍山市某農(nóng)貿(mào)市場，挑選大小勻稱的大白菜200 棵。

磷酸二氫鉀、磷酸為色譜純；硼砂、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、硝酸鈉、亞硝酸鈉等均為分析純；實(shí)驗(yàn)中所用的水為超純水，由Millipore S.A.S. 67120型超純水機(jī)制得。

1.2 儀器與設(shè)備

1260高效液相色譜儀（配可變波長紫外檢測(cè)器） 美國安捷倫科技有限公司；KQ-250E超聲波發(fā)生器 昆山市超聲儀器有限公司；MIR254低溫恒溫保存箱 日本三洋電器集團(tuán)；SHB-D抽慮裝置 上海申光儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品預(yù)處理

將市購的白菜分別貯藏在0、10、20 ℃三種溫度（0 ℃和10 ℃使用MIR254低溫恒溫保存箱，20 ℃為室溫）條件下，每個(gè)溫度分為兩種貯藏方式：未包裝；0.04 mm PE保鮮袋包裝（每個(gè)包裝袋10 kg）。貯藏1、4、7、10、13、16 d時(shí)取樣，取樣時(shí)每個(gè)貯藏溫度、貯藏方式分別隨機(jī)抽取3 棵大白菜，將每棵大白菜分別整棵切碎，將切碎的整棵大白菜混合均勻后各取100 g，得到共18 份樣品，分別加入100 mL的超純水，用勻漿機(jī)制成勻漿，從每份勻漿中準(zhǔn)確稱取20 g的勻漿樣品分別裝于250 mL燒杯中，各加入2.5 mL飽和硼砂溶液和50 mL 80～100 ℃熱水，超聲提取20 min，后加入5 mL乙酸鋅和5 mL亞鐵氰化鉀溶液，玻璃棒攪拌均勻，定量轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中，超純水定容，最后抽濾得到無色透明提取液，經(jīng)0.45 μm水系濾膜過濾后直接用高效液相色譜儀測(cè)定[23]。

1.3.2 高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）測(cè)定條件

色譜柱：Agilent柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；以0.03 mol/L的KH2PO4-H3PO4緩沖溶液為流動(dòng)相（pH 3.3）；流速1 mL/min；可變波長紫外檢測(cè)器，檢測(cè)波長204 nm；柱溫為室溫；20 μL進(jìn)樣量[24]。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別配制含0.05、0.1、0.5、1、2 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)品溶液進(jìn)行高效液相色譜測(cè)定。以峰面積為縱坐標(biāo)，樣品中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[25]。

2 結(jié)果與分析

2.1 HPLC測(cè)定

經(jīng)HPLC測(cè)定，硝酸鹽的保留時(shí)間約為2.5 min（圖1），亞硝酸鹽的保留時(shí)間約為3.0 min（圖2），可以滿足白菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽同時(shí)測(cè)定的要求，而且分析時(shí)間短，在10 min內(nèi)即可完成一個(gè)樣品中硝酸鹽和亞硝酸鹽的同步測(cè)定（圖3）。

圖1 硝酸鹽標(biāo)樣的HPLC色譜圖Fig.1 HPLC chromatogram of nitrite standard

圖2 亞硝酸鹽標(biāo)樣的HPLC色譜圖Fig.2 HPLC chromatogram of nitrate standard

圖3 硝酸鹽和亞硝酸鹽混和標(biāo)樣的HPLC色譜圖Fig.3 HPLC chromatograms of a mixture of nitrite and nitrate standards

2.2 硝酸鹽和亞硝酸鹽的HPLC標(biāo)準(zhǔn)曲線

硝酸鹽和亞硝酸鹽的HPLC標(biāo)準(zhǔn)曲線方程分別為y=148 999x+57.483，R2=0.999 9；y=60 811x+20.751，R2=1。其中y表示峰面積，x表示樣品質(zhì)量濃度。在0～0.1 mg/mL范圍內(nèi)，樣品質(zhì)量濃度與峰面積呈良好的線性關(guān)系。

2.3 準(zhǔn)確度和精密度分析

在大白菜樣品中分別添加質(zhì)量濃度為4 mg/mL的硝酸鹽和亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液后，按照1.3節(jié)方法提取測(cè)定，計(jì)算回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）[25]，結(jié)果見表1。由表1可知，添加量為4 000 mg/kg，硝酸鹽的回收率為87.95%～97.60%，RSD為0.47%；亞硝酸鹽的回收率為90.60%～94.80%，RSD為1.24%。方法的準(zhǔn)確度和精密度可以滿足測(cè)定的要求。

表1 方法的精密度和準(zhǔn)確度Table 1 Results of recovery and accuracy for HPLC method to test nitrite and nitrate

2.4 大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽含量動(dòng)態(tài)變化的測(cè)定

為了研究大白菜在貯藏過程中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的動(dòng)態(tài)變化，用1.3節(jié)方法采樣測(cè)定了在不同貯藏溫度與貯藏方式條件下，菜市場出售的大白菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的動(dòng)態(tài)變化。

2.4.1 0 ℃貯藏大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽含量的變化情況

圖4 0 ℃不同貯藏方式下大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Dynamic changes in nitrate and nitrite contents in Chinese cabbage under different storage modes at 0 ℃

0 ℃貯藏條件下，硝酸鹽的含量隨著貯藏時(shí)間的延長而增加（圖4），在貯藏4～7 d時(shí)，增加趨勢(shì)最為明顯。未包裝貯藏條件下的大白菜在第7天達(dá)到最大值，包裝貯藏條件下的大白菜峰值出現(xiàn)在第10天，隨后都下降到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。整個(gè)過程大白菜中硝酸鹽含量未超出安全食用量的范圍（≤432 mg/kg）且外觀良好可以安全食用。未包裝貯藏與加包裝貯藏條件相比，加包裝貯藏的大白菜中硝酸鹽的含量較低，推測(cè)是因?yàn)榘b有效地阻止了水分的蒸發(fā)以及外界微生物的侵染，對(duì)大白菜起到了一定的保鮮與保護(hù)作用。

在此貯藏條件下，大白菜中亞硝酸鹽含量與貯藏時(shí)間呈正相關(guān)（圖4），其含量隨著貯藏時(shí)間的延長增加的比較平緩，在整個(gè)貯藏過程中，亞硝酸鹽含量一直處于可食用量的范圍內(nèi)（≤4 mg/kg）。在未包裝和包裝兩種

貯藏方式下，包裝貯藏的亞硝酸鹽含量明顯低于未包裝貯藏的亞硝酸鹽含量，這說明加包裝有利于阻止亞硝酸鹽的生成。

在貯藏的10～13 d，硝酸鹽的含量有下降的趨勢(shì)，而亞硝酸鹽的含量卻呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，有可能在此條件下，硝酸鹽與亞硝酸鹽之間進(jìn)行了相互轉(zhuǎn)化。

2.4.2 10 ℃貯藏大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽含量的變化情況

圖5 10 ℃不同貯藏方式下大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Dynamic changes in nitrate and nitrite contents in Chinese cabbage under different storage modes at 10 ℃

10 ℃貯藏條件下，大白菜中硝酸鹽含量在貯藏初期下降明顯（圖5），可能是部分硝酸鹽轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽的原因。貯藏4～7 d，硝酸鹽含量顯著上升，7～10 d時(shí)硝酸鹽含量繼續(xù)增加，峰值出現(xiàn)在第10天，之后含量有所下降，貯藏第13天后，菜葉有所發(fā)黃甚至有些腐爛，硝酸鹽含量劇增，但是未超過食用的安全標(biāo)準(zhǔn)432 mg/kg。由圖5可知，在10 ℃貯藏條件下，包裝貯藏的效果優(yōu)于未包裝貯藏。

在上述貯藏條件下，大白菜中亞硝酸鹽含量隨著貯藏時(shí)間的延長而遞增（圖5），前7 d亞硝酸鹽含量顯著增長，第7天達(dá)到峰值，7～13 d含量趨于平穩(wěn)并有所下降，13 d后由于大白菜本身發(fā)黃等因素從而使亞硝酸鹽含量再次顯著上升，并接近了安全限量，不建議食用。在此貯藏條件下，包裝貯藏的效果優(yōu)于未包裝貯藏，但效果不明顯，亞硝酸鹽的含量沒有明顯差別。

在貯藏的1～4 d過程中，大白菜中的硝酸鹽含量顯著下降而亞硝酸鹽含量卻呈直線上升趨勢(shì)，說明在貯藏初期部分硝酸鹽有可能轉(zhuǎn)變成了亞硝酸鹽。

2.4.3 20 ℃貯藏大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽含量的變化情況

如圖6所示，20 ℃貯藏條件下，大白菜中的硝酸鹽含量在貯藏初期可能由于部分硝酸鹽轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽，其含量顯著下降，而亞硝酸鹽含量卻明顯上升。貯藏4 d后硝酸鹽的含量明顯升高，后趨于平穩(wěn)狀態(tài)，包裝條件下10 d后由于蔬菜嚴(yán)重失水后變質(zhì)，感官質(zhì)量明顯下降，其含量在明顯下降之后又顯著上升。在20 ℃貯藏條件下，未包裝貯藏的效果優(yōu)于包裝貯藏，可能是因?yàn)樵跍囟容^高的情況下，包裝導(dǎo)致透氣性下降，大白菜容易變質(zhì)。

圖6 20 ℃不同貯藏方式下大白菜中硝酸鹽與亞硝酸鹽含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.6 Dynamic changes in nitrate and nitrite contents in Chinese cabbage under different storage modes at 20 ℃

大白菜中的亞硝酸鹽含量在此貯藏條件下隨著貯藏時(shí)間的延長而顯著增加，雖然在貯藏10 d后其含量有所下降，但是在小幅度下降后顯著上升。在此貯藏條件下，5～6 d時(shí)亞硝酸鹽含量就超過了限量4 mg/kg，不具有食用性?？赡苡捎跍囟容^高，透氣性差，大白菜容易腐敗，此條件下的包裝貯藏使亞硝酸鹽含量上升的更加明顯。因此，在室溫或者更高的溫度條件下貯藏白菜，超過4 d后便不建議食用。

3 結(jié) 論

新鮮大白菜在存放的過程中，硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量隨著貯藏時(shí)間的延長、貯藏溫度的升高而逐漸增大；新鮮大白菜在不同貯藏方式下，硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量存在明顯差異，基本規(guī)律為：20 ℃（保鮮袋包裝）＞20 ℃（未包裝）＞10 ℃（未包裝）＞10 ℃（保鮮袋包裝）＞0 ℃（未包裝）＞0 ℃（保鮮袋包裝）。

到貯藏末期，20、10 ℃和0 ℃貯藏白菜中硝酸鹽含量分別是230.09、224.28 mg/kg和188.05 mg/kg，20 ℃和10 ℃貯藏條件下硝酸鹽含量是0 ℃的1.2 倍和1.1 倍。但是在整個(gè)貯藏過程中，硝酸鹽的含量均沒有超過安全標(biāo)準(zhǔn)（432 mg/kg）。由以上可知，貯藏大白菜最好選擇在低溫并且加PE保鮮袋包裝條件下存放，有利于保證其營養(yǎng)與品質(zhì)。

貯藏溫度對(duì)亞硝酸鹽含量的影響顯著。0 ℃貯藏情況下，亞硝酸鹽含量的增幅小，在貯藏16 d時(shí)，亞硝酸鹽的含量仍然沒有超過國家標(biāo)準(zhǔn)，而10 ℃與20 ℃的貯藏條件下，貯藏1周亞硝酸鹽含量就已經(jīng)接近了安全食用范圍，20 ℃條件下第10天則超過了國家標(biāo)準(zhǔn)4 mg/kg。到貯藏末期（16 d），20 ℃和10 ℃貯藏大白菜中亞硝酸鹽含量分別是0 ℃貯藏的1.4 倍和1.2 倍。因此，低溫有利于阻止亞硝酸鹽的生成，貯藏大白菜時(shí)，最好采用PE保鮮袋包裝并于低溫下保存，保證其亞硝酸鹽含量不超標(biāo)。

由結(jié)果還可得知，在0 ℃貯藏中期、10 ℃與20℃貯藏初期，硝酸鹽含量呈下降趨勢(shì)而亞硝酸鹽含量呈上升趨勢(shì)，很有可能是因?yàn)橄跛猁}部分轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽。由此證明大白菜在貯藏期間，硝酸鹽可以轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽。

貯藏期為16 d，貯藏條件為0 ℃、0 ℃+包裝時(shí)，大白菜可以安全食用；貯藏條件為10 ℃、10 ℃+包裝時(shí)，大白菜貯藏超過13 d即不建議食用；貯藏條件為20 ℃、20 ℃+包裝時(shí)，大白菜貯藏1周即不能食用。因此，應(yīng)該盡量食用新鮮大白菜，如果需要貯藏也要選擇在低溫下存放，而且時(shí)間不能過久，最好不要超過一個(gè)星期，以保證大白菜的營養(yǎng)和衛(wèi)生品質(zhì)。

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Dynamic Changes in Nitrate and Nitrite Contents of Chinese Cabbage during Storage

LU Qi-lin1, WANG Na2, FENG Xu-qiao1,2,*, ZHAO Hong-xia2, HUANG Xiao-jie2,3
(1. Food Science Research Institute of Bohai University, Food Safety Key Laboratory of Liaoning Province, Jinzhou 121013, China; 2. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China; 3. College of Food Science and E ngineering, Liaoning Medical University, Jinzhou 121001, China)

Changes in nitrate and nitrite contents were determined simultaneously by HPLC in Chinese cabbage (Brassica pekinensis) stored at different temperatures (0, 10, and 20 ℃) with two packaging modes (not packaged and packaged in 0.04 mm thick PE bags) during a storage period of 16 days. The results showed that the contents of both nitrate and nitrite in Chinese cabbage were firstly increased, then decreased and further increased at the last storage stage. Nitrate content was in the safe range (≤ 432 mg/kg) during the whole storage period. The n itrite content in Chinese cabbage stored at 20 ℃ for one week surpassed the security intake (≤ 4 mg/kg) while that in the Chinese cabbage stored under all other conditions remained in the safe range. The contents of both nitrate and nitrite in Chinese cabbage were reduced significantly with the decrease of storage temperature during the storage process. At the end of the storage, the nitrate contents in Chinese cabbage stored at 20 ℃ or 10 ℃ were 1.2 and 1.1 times higher than that in cabbages stored at 0 ℃, respectively, while the nitrite contents were 1.4 and 1.2 times higher than that of cabbages stored at 0 ℃, respectively. Packaging with PE bags helped reduce the nitrate and nitrite contents in Chinese cabbage stored at 10 and 0 ℃, but the opposite result was observed at 20 ℃. Therefore, it is suggested that Chinese cabbage storage should be packaged with PE bags and stored at 0-10 ℃ for effectively controlling of nitrate and nitrite contents in Chinese cabbage.

Chinese cabbage; nitrate; nitrite; high performance liquid chromatography

TS207.7

A

1002-6630（2014）18-0151-05

10.7506/spkx1002-6630-201418030

2013-12-24

渤海大學(xué)人才引進(jìn)基金項(xiàng)目（BHU20120301）；遼寧省科技廳重點(diǎn)項(xiàng)目（2008205001）

魯奇林（1963—），男，教授，碩士，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全。E-mail：luqilinn@sina.com

*通信作者：馮敘橋（1961—），男，教授，博士，研究方向?yàn)楣哔A藏加工與質(zhì)量安全控制。E-mail：feng_xq@hotmail.com