食前处理对武汉典型蔬菜硝酸盐污染的影响_减少蔬菜里的硝酸盐

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武汉理工大学实验室课外开放实验项目

实验报告书

项目名称：食前处理对武汉典型蔬菜硝酸盐污染的影响I：

不同贮存条件对蔬菜硝酸盐含量的影响

学生姓名：刘鹏舟 专业班级：环科0802 所在学院：资源与环境工程学院 指导老师：黄敏

2010年11月25日

1． 前言

目前各类蔬菜中不仅农药残留超标现象仍然存在，而且硝酸盐超标的问题也比较突出，对人们身体健康构成了威胁。人体摄入的硝酸盐大部分来自蔬菜，约占 80%。硝酸盐在细菌作用下可还原成亚硝酸盐。亚硝酸盐可使血液中毒，致使人体出现头昏缺氧症状;同时亚硝酸盐可与人体摄入的其他食品、药品、残留农药中的次级胺反应，在胃腔中形成强致癌物--亚硝胺，这是消化系统癌变的罪魁恶首。目前各地已经开始实行市场准人制，控制硝酸盐不超标将是取得市场“准入证” 的重要条件之一。尤其要注意对叶菜类、根茎菜类采取控硝措施。蔬菜硝酸盐积累一直是学术界关注的热点问题，我国在蔬菜硝酸盐积累研究方面做了大量工作，如调查各地蔬菜硝酸盐的污染现状，研究硝酸盐含量变化的原由，并作出总体评价；对影响硝酸盐累积的外在因素如无机氮肥的数量、品种、施肥方式、施肥时期等进行了大量研究，近年来，蔬菜加工工艺、贮藏条件对蔬菜硝酸盐含量的影响也受到人们的关注。

改进饮食习惯，进行蔬菜食前处理，是减少蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量的补救措施。之前有数据显示，蔬菜经过烧煮后硝酸盐含量都有不同程度的降低。以此看来，温度和湿度是影响蔬菜硝酸盐含量的重要因素。本实验以小白菜与白萝卜为供试材料，研究测定其在不同温度湿度下硝酸盐及亚硝酸盐含量的变化。

2．材料与方法

2.1 仪器和试剂

仪器名称

型号

生产厂家

江苏金坛科析仪器有限公司 北京赛多利斯仪器系统有限公司

上海东星建材试验设备有限公司

龙尼柯（上海）仪器有限公司

江苏省昆山市超声仪器有限公司

上海精宏实验设备有限公司 颐洋企业发展有限公司 上海热电仪器有限公司 黄石恒丰医疗器械有限公司 高速组织捣碎机

JJ-2（10000~12000r·min-1）

电子分析天平（感量0.001g、BS 224S型

0.0001g）电热恒温水浴锅 紫外可见分光光度计 超声波清洗器 电热恒温干燥箱 艾科浦超纯水系统 可调式移液器（1~5mL）恒温恒湿培养箱

HHS-24 UV-2000 KQ-500E DHG-9241A Aquapro NKJ4II WS-01 所用试剂均为分析纯，水为去离子水，不含亚硝酸盐及硝酸盐。饱和硼砂溶液：称取50.0g硼酸钠，溶于1000mL温水中，冷却至室温。亚铁氰化钾溶液：0.25mol·L-1。称取106.0g亚铁氰化钾，溶于水，定容至1000mL。乙酸锌溶液：1mol·L-1。称取220.0g乙酸锌。溶于30mL冰乙酸和水的混合液中，再用水定容至1000mL。

显色溶液Ⅰ：称取0.4g磺胺，放入盛有160mL水的200mL容量瓶中，在沸水浴上加热溶解。冷却后（必要时过滤）加入20mL盐酸（20=1.19 g·mL-1），用水定容，避光保存。

显色溶液Ⅱ：称取0.1g萘乙二胺盐酸盐（C10H7NHCH2CH2NH2·2HCL，含量 98.5%以上），放入100mL容量瓶中，加水溶解后定容，避光保存。

显色溶液Ⅲ：量取445mL盐酸（20=1.19g·mL-1），放入1000mL容量瓶中，加水定容。

亚硝酸钠标准储备溶液：称取在115±5℃下烘至恒重的亚硝酸钠（基准试剂）

NO2）0.3000g，于200mL容量瓶中，加水溶解后定容。此溶液含亚硝酸离子（1000 mg·L-1。

用移液管吸取亚硝酸钠标准储备溶液5mL于1000mL容量瓶中，用水定容。该

NO2）5 mg·溶液为标准工作溶液，含亚硝酸离子（L-1，宜使用时现配。

硝酸钾标准储备溶液：准确称取经110℃下烘至恒重的硝酸钾0.1631g，用水溶

NO3解，定溶至1000mL，此溶液含硝酸离子（）100 mg·L-1。

活性炭：粉末状。

折成槽纹的中速定量滤纸（Φ=11cm）：双圈牌

2.2 实验前储存方式

2.2.1.不同温度条件下储放试验

以小白菜和白萝卜为实验材料进行硝酸盐种类和含量变化的测定。

将采集到的小白菜进行简单的相同实验前清洗等预处理后，称量处理后重量。（1）．将小白菜样品在室温条件下放置5天后进行实验处理

（2）．将小白菜样品在冷藏柜中（冷藏温度已设定好）放置5天后进行实验处理。（3）．将小白菜样品在冷冻柜中（冷冻温度已设定好）放置5天后进行实验处理。2.2.2不同湿度条件下储放试验

在第一组实验的基础上进行同一冷藏条件，不同湿度条件下的实验。（1）．条件：冷藏（10-15℃）湿度（70%~75%）

取上组实验中在室温，冷藏，冷冻条件下各自进行的三组平行实验，放于冷藏（10-15℃）湿度（70%~75%）的条件下，放置5天后进行实验处理。（2）．条件：冷藏（10-15℃）湿度（80%~85%）

取上组实验中在室温，冷藏，冷冻条件下各自进行的三组平行实验，放于冷藏（10-15℃）湿度（80%~85%）的条件下，放置5天后进行实验处理。（3）．条件：冷藏（10-15℃）湿度（90%~95%）

取上组实验中在室温，冷藏，冷冻条件下各自进行的三组平行实验，放于冷藏（10-15℃）湿度（90%~95%）的条件下，放置5天后进行实验处理。2.3 测试原理

NO2）在弱碱性条件下，用热水从样品中提取亚硝酸离子（，然后用亚铁氰化钾和乙酸锌沉淀蛋白质，用活性碳粉吸附色素等有机物质，过滤得清亮待测液。在弱酸性条件下，亚硝酸盐与磺胺进行重氮化反应生成重氮化合物，再与萘乙二胺盐酸盐进行耦合形成紫红色染料。分取两份滤液，一份取适量滤液直接加磺胺和萘乙二胺盐酸盐，在波长538nm处测量生成的红色复合物的吸光度，计算

NO2）含量[5]。样品中亚硝酸离子（NO3利用硝酸根离子（）在紫外区（220nm）处有强烈的吸收，而蔬菜中叶绿素等有机物质是紫外分光光度法直接测定硝酸盐的主要干扰物质之一，测定波长275nm处吸光度，以消除有机物质的干扰。另取一份适量滤液在波长220nm、275nm处测量吸光度A220、A275，据两者之差△A= A220－A275从标准曲线上查得相应浓度，计算样品中硝酸盐含量[75, 76]。

2.4 操作步骤

2.4.1样品的采集与制备

将在不同贮存方式下的小白菜实验品分组并依次用去离子水冲洗2~3次，晾去表面水分，用四分法取可食部分，切碎，按比例加入一定量水（番茄等多汁样品可不加水），用高速组织捣碎机制成匀浆样品，但在称取试样时，应扣除加水量。

2.4.2试样中亚硝酸盐和硝酸盐的提取

依试样中亚硝酸盐和硝酸盐含量的大小，准确称取匀浆样2~20g（精确到0.001g）或准确量取2~20mL。加2~3滴正辛醇，消除泡沫。放入200mL烧杯中，加入5mL饱和硼砂溶液和100mL（70~80℃）热水；置沸水浴中，加热15min，并不断摇动。取出后冷至室温，再加入10mL亚铁氰化钾溶液，10mL 乙酸锌溶液和2g活性炭粉，每次加后均充分摇匀。然后定量转入 200mL 容量瓶中，用水定容。用折成槽纹的滤纸过滤，得无色清亮提取液。2.4.3亚硝酸盐工作曲线的绘制 用移液管吸取亚硝酸钠标准工作溶液（5 mg·L-1）0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5mL，分别置入8个50mL容量瓶中，各加水至约30mL；然后加入5.0mL溶液Ⅰ、3.0mL溶液Ⅲ混匀，置于室温下遮光处，再加入1.0 mL溶液Ⅱ，混匀，3min后用水定容。于15min内，在分光光度计上，用1cm光径吸收池，以零管调零，于波长538nm处测其吸光度。绘制标准曲线。2.4.4硝酸盐工作曲线的绘制

用移液管吸取硝酸钾标准储备溶液（100 mg·L-1）0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5mL，分别置入8个50mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀。在紫外分光光度计上，用1cm石英杯于波长220nm处测其吸光度。绘制标准曲线。

2.4.5亚硝酸盐的测定

据所需测定蔬菜样品中亚硝酸盐含量的不同，吸取一定量（10、15mL）提取液于50mL容量瓶中，用水稀释至约30mL。加入溶液Ⅰ5mL，再加入溶液Ⅲ3mL，混匀。置于室温遮光处，再加入溶液Ⅱ1mL，混匀，3min后用水定容。于15min内，用1cm吸收池，以空白溶液调零，在波长538nm 处测其吸光度。从

NO2）浓度（mg·标准曲线上查得相应的亚硝酸离子（L-1）。

同一试样应做两个平行测定。同时做空白试验。2.4.6亚硝酸盐的结果计算：

NO2(mgkg1)150200m0V1…………………………（1）

NO2）浓度，mg·式中：1——从工作曲线上查得的测试液中亚硝酸离子（L-1；

m0——扣除加水后蔬菜匀浆样的称取量，g； V1——整取过滤液体积，mL。2.4.7硝酸盐的测定

据所需测定蔬菜样品中硝酸盐含量的不同，分别一定量（1、5、10mL）样品待测液定容至50mL，同时吸对应量空白溶液（1、5、10mL）定容至50mL，务必使空白溶液的稀释倍数与被测样品的相同。摇匀后于紫外分光光度计上，用1cm石英比色杯于220nm 处测定吸光度A220，再于275nm处测定吸光度A275，NO3△A= A220－A275，据△A从标准曲线上查得硝酸离子（）相应浓度（mg·L-1）。

同一试样应作两个平行测定。同时做空白试验。2.4.8硝酸盐的结果计算：

NO3(mgkg1)250200m0V2…………………………（2）

NO32式中：——从工作曲线上查得的测试液中硝酸离子（）浓度，mg·L-1；m0——扣除加水后蔬菜匀浆样的称取量，g；V2——整取过滤液体积，mL。

3.数据分析与讨论

3.1工作曲线

以硝酸盐和亚硝酸盐标准溶液分别作出工作曲线

硝酸盐工作曲线0.4000.3500.3000.250△A0.2000.1500.1000.0500.00001234硝酸根浓度5678y = 0.0485x + 0.00152R = 0.9999系列1线性(系列1)

图1 硝酸盐工作曲线

亚硝酸盐工作曲线系列1线性(系列1)0.4500.4000.3500.3000.250吸光度A0.2000.1500.1000.0500.00000.050.10.15y = 1.1046x + 0.00072R = 0.99980.20.25亚硝酸根浓度0.30.350.4

图2 亚硝酸盐工作曲线

3.2数据处理

测出吸光度后用标准工作曲线计算出盐类含量，绘成如下表格。

表1 不同储放温度下小白菜硝酸盐含量变化

储放温度（℃）0-5 10-15 20-25 0 1623.2 1623.2 1623.22010.4 2144.0 2331.5

储放时间（天）2 1627.1 1876.1 1986.62012.0 2207.2 2052.02409.7 2170.4 1894.21963.7 1936.3

由表1可知，在0-5℃时，小白菜中硝酸盐的含量在前3天内起伏不定，到第4天达到最高浓度，随后在第5天下降。而在10-15℃的条件下，硝酸盐含量在第3天上升到最高值，而后逐渐降低。在20-25℃条件下，硝酸盐含量在存放后第1天浓度急剧增加达到最高值，随后逐渐下降，并接近初始值。

表2 不同储放温度下小白菜亚硝酸盐含量变化

储放温度（℃）0-5 10-15 20-25 0 0.474 0.474 0.4740.498 0.507 0.508

储放时间（天）2 0.572 0.649 0.7500.585 0.822 0.8970.727 0.762 0.7150.719 0.832

表2是不同温度下小白菜亚硝酸盐含量的变化数据。见表2可得，在0-5℃情况下，亚硝酸盐含量在前3天呈上升趋势，在第4天急剧上升并达到最大值，而后在第5天略微下降。在10-15℃条件下，亚硝酸盐含量变化与上一情况类似，只不过达到最高值的时间是在存放后第3天，比上种温度条件下早一天。而温度范围在20-25℃时，情况近似于在10-15℃条件下变化趋势。

表3 10-15℃不同湿度储放条件下大白菜硝酸盐含量变化

储放湿度（RH%）70-75 80-85 90-95 0 1620.1 1620.1 1620.11083.0 1405.5 1610.8

储放时间（天）2 1560.5 2030.4 1864.91735.8 1821.4 2029.71971.3 1689.9 1768.92284.3 1831.4 1363.9 表3是不同湿度下大白菜中硝酸盐含量的变化趋势。依据表中数据可知，当湿度在70%-75%之间，硝酸盐浓度在第一天内急剧下降，到达最低值，随后逐渐上升在第5天达到最高。而在80%-85%湿度下，蔬菜内部硝酸盐浓度在第1天降至最低值，但在第2天骤然升高到最大值，随后缓慢下降。湿度为90%-95%条件下，硝酸盐含量在前3天逐天升高，在第3天上升达最高，随后逐渐下降至低于初始含量。

表4 10-15℃不同湿度储放条件下白萝卜硝酸盐含量变化

0储放湿度（RH%）70-75 80-85 90-95

0 1325.1 1325.1 1325.11321.1 1237.4 1292.5

储放时间（天）2 1351.4 1443.2 1314.81403.6 1589.7 1471.11389.3 1457.3 1340.41497.2 1353.5 1082.3

由表4可知，在70%-75%的湿度下，白萝卜中硝酸盐含量在前3天内呈上升趋势，在第4天略有下降，但在第5天骤然升高达到最高值。当湿度变为80%-85%，存放第一天的24小时内硝酸盐含量略有下降，但在第2天开始增加并在第3天上升到最高，随后逐渐降低。湿度为90%-95%的情况与上一组数据比较相似，在第1天时内部硝酸盐含量略微下降，而在随后两天逐渐上升，在第3天急剧增加并到达最高点，随后逐渐降低，下降至低于初始含量。

4.小结

综合以上数据，蔬菜中硝酸盐的含量随着存放的方式和时间进行有规律的变化。小白菜内硝酸盐含量先增后减，在存放第一天达到最高，但总体都超过了新鲜白菜的含量。按温度梯度来看，低温有利于硝酸盐的生成，这可能是由于温度影响了硝酸还原酶的合成。而小白菜中亚硝酸盐含量随存放时间的延长呈升高趋势，这可能是硝酸盐向亚硝酸盐的转化的结果。综合各方面因素得出结论，小白菜不应长时间存放，选择室温贮藏为宜。大白菜中硝酸盐含量在70%-75%和80%-85%湿度下，均在存放的第一天下降到最低，随后呈上升趋势。而在90%-95%情况下，第五天内硝酸盐含量降至最低。而70%-75%湿度下的最低值相对较小，因此建议选择湿度较低的环境储存大白菜，在存放第一天食用最佳。而白萝卜硝酸盐含量在第一天略微下降后, 除去90%-95%湿度下第五天的含量急剧下降的情况以外,随后呈普遍上升趋势。故宜在存放第一天食用白萝卜，或者将其在湿度大的条件下长时间存放比较合适。大白菜中硝酸盐含量普遍高于白萝卜，可能是由于大白菜水分含量大于白萝卜而更易累积硝态氮的缘故。

这次实验不仅让我学到了实用先进的知识，更提高了我的实验技能。同组的同学分工明确，齐心协力，自主设定方案，完善思路。在实验过程中碰到困难，就请教老师，和同学讨论，以做到集思广益。这其中的学习过程，教会了我们如何建立自己的实验思路，让我们了解了团队协作的重要性，相信将会成为我们一生中宝贵的精神财富。

参考文献

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【5】汪李平.向长萍.王运华 武汉地区夏季蔬菜硝酸盐含量状况及其防治 [J]-华中农业大学学报2000(05)

【6】任祖淦,邱孝煊,蔡元呈.化学氮肥对蔬菜累积硝酸盐的影响 [J]-植物营养与肥料学报1997(01)

致谢

首先我感谢武汉理工大学为我提供了良好的学习的平台，让我们体验了动手践习的过程。然后感谢黄敏老师在实验期间对我们孜孜以求的教导。她开阔的视野和敏锐的思维给了我们深深的启迪。同时，在本次开放性试验过程中我也学到了许多硝酸盐测定方面的知识，试验技能有了很大的提高。最后，向支持我们实验学习的组员和学长学姐表示衷心的感谢。向所有关心、支持、帮助过我的良师益友致以诚挚的谢意。