亚硝酸盐的来源及危害

结课论文论文题目学号：姓名：专业：化学工程与工艺系别：化学工程系指导教师：二○一四年十一月北京交通大学海滨学院结课论文1摘要水和食物是人类维持生命必不可缺少的物质，也是人类生存最基本的需求，但同时也是传播疾病的重要媒介。随着人们生活水平的提高，食品安全越来越被人们重视。然而，食物中毒事件屡见不鲜。亚硝酸盐作为一种化学性污染物，与人们的饮食、健康有密切的关系。硝酸盐和亚硝酸盐是广泛存在于自然环境中的化学物质，特别是在食物中，如粮食、蔬菜、肉类和鱼类都含有一定量的硝酸盐和亚硝酸盐。它是一种允许使用的食品添加剂，只要控制在安全范围内使用，不会对人体造成危害，但是,使用不当则会对人造成严重的后果，甚至造成生命安全。本文从亚硝酸盐的来源、危害和控制以及发展等几个方面论述，通过对亚硝酸盐相关知识的介绍加强人们对其危害的认识，并提出采取科学有效的预防控制措施，尽量减少可能带来的危害，保证食品安全。关键词：食品添加剂；亚硝酸盐；来源；危害；北京交通大学海滨学院结课论文21绪论亚硝酸盐，一类无机化合物的总称，主要指亚硝酸钠。亚硝酸钠为白色至淡黄色粉末或颗粒状，味微咸，易溶于水。外观及滋味都与食盐相似，并在工业、建筑业中广为使用，肉类制品中也允许作为发色剂限量使用。由亚硝酸盐引起食物中毒的机率较高，食入0.3~0.5g的亚硝酸盐即可引起中毒甚至死亡。因此，严格控制其在食品中的含量是食品卫生监督工作的重要项目，也是消费者必须引起重视的食品安全问题。亚硝酸盐是重要的食品添加剂，各国对食品中亚硝酸盐的添加量均有严格限量，世界卫生组织规定每日允许摄食量为亚硝酸钾或钠≤0.2mg/kg体重，我国对亚硝酸盐的添加量也有规定，详见表1。表1部分食品中亚硝酸盐的限量标准（以NaNO2计）品名限量标准mg/kg食盐（精盐）、牛乳粉≤2香肠（腊肠）香肚、酱腌菜、广式腊肉≤20鲜肉类、鲜鱼类、粮食≤3肉制品、火腿肠、灌肠类≤30蔬菜≤4其他肉类罐头、其他腌制罐头≤50婴儿配方乳粉、鲜蛋粉≤5西式蒸煮、烟熏火腿及罐头、西式火腿罐头≤70亚硝酸盐广泛存在于自然界中,是国家允许的食品添加剂,主要用于肉制品中,一方面赋予肉制品特有的肉红色、改善产品的组织结构;另一方面作为防腐剂,对肉毒梭状芽孢杆菌具有较强的抑制作用。目前,国内外肉类企业全都采用亚硝酸盐作为肉品的发色剂,获得理想的色泽和风味,延长保质期。但亚硝酸盐使用量超过一定标准(150mg/kg)会导致NO-大量残留,残留的NO-和蛋白质代谢产物仲胺结合可生成亚硝胺。这些亚硝基化合物均是致癌因子,能诱导发生癌变,调查资料表明,一些癌症的发病率与腌腊肉制品的消费量有一定的相关性。世界各国对食品中亚硝酸盐使用量的要求日趋严格,但是,经市场调查和化学检验,在肉制品加工过程中亚硝酸钠添加过量,产品不合格现象也普遍存在,超过国家卫生标准的情况比较严重,尤其是一些小型肉食品企业和私人自己加工的肉制品,极大地损害了消费者的健康,所以降低亚硝酸盐在香肠制品中的残留量亟待解决。北京交通大学海滨学院结课论文32亚硝酸盐的来源2.1蔬菜中亚硝酸盐2.1.1过量施用硝态氮肥蔬菜施用过多硝酸铵和其它硝态氮肥后，未被蔬菜吸收利用的过剩硝态氮则以硝酸盐的形式储藏在蔬菜中。硝酸盐在植物体内的含量是不均衡的，蔬菜品种不同硝酸盐含量变化很大。不同种类蔬菜的新鲜可食部分中硝酸盐含量按其均值大小排列为：根菜类＞薯类＞绿叶菜类＞白菜＞葱蒜类＞豆类＞茄果类。如根茎类蔬菜中的甜菜根、萝卜等，叶菜类中菠菜、芹菜、灰菜、荠菜等都含有较高的硝酸盐。其中甜菜根、莴苣和波菜硝酸盐含量多数高于2500mg/kg。凡有利于某些还原菌，例如大肠杆菌、产气杆菌和革兰氏阳性球菌等生长和繁殖的各种因素（温度、水分、pH和渗透压等）都可促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。因此新鲜蔬菜在贮存过程中，腐烂蔬菜及放置过久的煮熟蔬菜，亚硝酸盐的含量明显增高。2.1.2熟菜等腌制食品生、鲜白菜等蔬菜中通常含有一定量的硝酸盐,在长期贮藏尤其是腌渍加工过程中，由于硝酸还原菌的作用，硝酸盐被还原成亚硝酸盐，随后自然分解。以居民家庭腌制酸菜为例，随着发酵时间的延长，酸菜中亚硝酸盐含量不断上升，第6d时升至最高，随后会逐渐下降，20d后基本彻底分解。因此，腌渍菜具有一定的安全食用期。2.1.3隔夜熟菜、霉变蔬菜烹调熟化的白菜等蔬菜,其营养成分易被微生物吸收利用。随着存放时间的延长,菜肴中亚硝酸盐细菌含量增多,硝酸盐就会并逐渐被还原成亚硝酸盐。同理,霉变蔬菜的亚硝酸盐含量一般也较高。2.2食品中的发色剂和防腐剂肉制品、肉类罐头等肉类食品，在其加工过程中加入一定量的硝酸盐、亚硝酸盐即可改善风味，稳定色泽，抑制肉毒梭菌的生长和繁殖，而且至今没有发现北京交通大学海滨学院结课论文4任何一种添加剂能够代替亚硝酸盐的这些功能。因此，亚硝酸盐使用过量、残留超标事件也时有发生。2.3食品中添加硝酸盐转化食物中一般都含微量硝酸盐，如存放过久或保管不当，细菌大量繁殖，可将硝酸盐转化为亚硝酸盐。有些地区饮用水中含有较多硝酸盐，用这样的水烹调食物，并在不洁炊具中放置过久，硝酸盐易在细菌作用下还原为亚硝酸盐。2.4火锅食品火锅食品中亚硝酸盐的含量与底锅种类、就餐时间有关[10]。火锅的就餐时间一般在45~90min，就餐的时间越长，尾汤中亚硝酸盐含量就越多。研究表明，酸菜底汤中亚硝酸盐含量1.6mg/L，就餐90min时，尾汤中亚硝酸盐含量达15.73mg/L，增加了近10倍。选用酸菜底汤、海鲜底汤、骨头底汤、鸳鸯底汤就餐90min后，酸菜底汤中的亚硝酸盐含量增加最多，海鲜底汤其次，骨头底汤增加最少，增加2.8倍。2.5其他来源海盐中也有少量硝酸盐和亚硝酸盐，鱼类含有一些胺类物质，鱼死后就会有很多的胺从蛋白质中分解出来，用海盐腌制咸鱼，腌制过程中亚硝酸盐跟仲胺起反应，生成亚硝胺。人们食用了用海盐腌制的咸鱼时，亚硝胺就会进入人体。另外，长时反复使用的蒸锅水中含有较高的亚硝酸盐；当人体胃肠道功能紊乱、贫血、蛔虫病或消化道功能欠佳时，其肠道内细菌可将硝酸盐转化为亚硝酸盐；一些发酵食品如啤酒中也含少许亚硝酸盐。北京交通大学海滨学院结课论文53亚硝酸盐的作用3.1发色作用动物屠宰后,外界供给的氧气中断,但机体中的酶不会立即失活,所以代谢在无氧条件下进行。动物机体发生一系列生物化学反应,如糖酵解生成乳酸,ATP和肌酸磷酸释放磷酸等,使得肌肉环境处于酸性状态(pH值5.5—6.4)。此时被导入腌制肉系的亚硝酸盐会分解生成亚硝酸,亚硝酸不稳定,在常温下继续分解生成亚硝基(NO),亚硝基的形成速度与环境酸度、温度以及还原物质如抗坏血酸等的存在有关。亚硝基与肉中的肌红蛋白、血红蛋白结合生成亚硝基肌红蛋白(NO-Mb)、亚硝基血红蛋白(NO-Hb)。这是一种含Fe2+的鲜亮红色的化合物，这种物质性质稳定，即使加热Fe2+与NO-也不易分离，这就使肉制品呈现诱人的鲜红色，增加消费者的购买欲，提高肉制品的商品性。3.2抑菌作用亚硝酸盐是良好的抑菌剂，它在pH4.5~6.0的范围内对金黄色葡萄球菌和肉毒梭菌的生长起到抑制作用，其主要作用机理在于NO2-与蛋白质生成一种复合物，从而阻止丙酮降解生成ATP，抑制了细菌的生长繁殖。而且硝酸盐及亚硝酸盐在肉制品中形成HNO2后，分解产生NO2，再继续分解成NO-和O2，氧可抑制深层肉中严格厌氧的肉毒梭菌的繁殖，从而防止肉毒梭菌产生肉毒毒素而引起的食物中毒，起到了抑菌防腐的作用。3.3腌制作用亚硝酸盐添加于腌制肉类中具有增加肉制品风味作用。其对于肉制品的风味可有两个方面的影响：一是产生特殊腌制风味，这是其他辅料所无法取代的。二是防止脂肪氧化酸败，以保持腌制肉制品独有的风味。3.4螯合作用在肉制品腌制过程中,亚硝酸盐能使泡胀的胶原蛋白的数量增多,从而增加肉的黏度和弹性,是良好的螯合剂。北京交通大学海滨学院结课论文64亚硝酸盐的危害一般在肉制品生产过程中添加亚硝酸钠发色和防腐，国家对亚硝酸钠添加量有严格的规定。如果添加量超过国家标准就会超过人体的解毒功能，从而对人体健康造成不同程度的危害。4.1急性危害亚硝酸钠对人的中毒剂量为0.3~0.5g，致死量为2~3g。正常人血红蛋白含Fe2+，行使全身组织运送O2和带走CO2的功能。当机体吸收过量亚硝酸钠后，由于亚硝酸钠具有还原能力，血红蛋白的Fe2+被氧化成Fe3+，使正常的血红蛋白变成高铁血红蛋白。高铁血红蛋白失去携氧的能力，造成集体组织缺氧，引起呼吸困难、皮肤发绀、血压下降等症状，严重者昏迷惊厥、呼吸衰竭而死亡。4.2慢性危害亚硝酸钠在酸性条件下可以生成亚硝酸，亚硝酸的一氧化氮可与肉中蛋白质分解产物胺类反应形成亚硝胺，如二甲胺与亚硝酸作用生成二甲基亚硝胺。亚硝胺是一种强致癌物，据动物实验，一次多量或长期摄入都可引起癌症，目前还没有发现能耐受亚硝胺而不致癌的动物。人类的鼻咽癌、食道癌、胃癌、肝癌等都与亚硝胺有关。亚硝胺在体内微粒体羟化酶作用下，经过一系列代谢，形成终致癌物，促使自由甲基(CH3·)将核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的鸟嘌呤O6或O7位甲基化，使细胞产生突变或癌变。4.3致癌性亚硝酸盐是一种允许使用的食品添加剂，只要控制在安全范围内使用不会对人体造成危害，但长期大量食用含亚硝酸盐的食物有致癌的隐患。因为亚硝酸盐在自然界和胃肠道的酸性环境中可以转化为亚硝胺，亚硝胺具有强烈的致癌作用，主要引起食管癌、胃癌、肝癌和大肠癌等。其致癌机理：亚硝酸盐被吃到胃里后，在胃酸作用下与蛋白质分解产物二级胺反应生成亚硝胺。胃内还有一类细菌叫硝酸还原菌，也能使亚硝酸盐与胺类结合成亚硝胺。胃酸缺乏时，此类细菌生长旺盛，故不论胃酸多少均有利于亚硝胺的产生。北京交通大学海滨学院结课论文74.4致畸形亚硝酸盐能够透过胎盘进入胎儿体内，六个月以内的胎儿对亚硝酸盐类特别敏感，对胎儿有致畸作用。据研究表明五岁以下儿童发生脑癌的相对危险度增高与母体经食物摄入亚硝酸盐量有关。亚硝酸盐对幼儿也有极大的危害，我国制定的婴幼儿配方乳粉中的亚硝酸盐含量非常严格。此外，亚硝酸盐还可通过授乳途径进入以婴儿体内，造成婴儿机体组织缺氧，皮肤、粘膜出现青紫斑。北京交通大学海滨学院结课论文85亚硝酸盐的控制措施5.1减少亚硝酸盐的摄入严禁食用腐败食物。食物中一般都含有微量硝酸盐，如存放过久或保管不当，细菌大量繁殖，可把硝酸盐转化为亚硝酸盐。亚硝酸盐会成百倍的上升。常温下的剩菜、剩饭含有的亚硝酸盐会随时间的推移而迅速增加，从防癌角度出发，均不应吃。要食用新鲜蔬菜蔬菜。在冰箱不可存放过久，最好现买现吃，对有异味的变质蔬菜坚决不吃。不宜长时间大量吃酸菜。少吃或不吃腌腊制品、酸菜，不吃腌制时间在24小时之内的咸菜。咸菜和泡菜也可产生亚硝酸盐，但产生的高峰出现在腌泡第七天，若隔半个月后食用，则其中的亚硝酸盐会大大减少。严禁饮用苦井水，不喝长时间煮熬的蒸锅剩水。多吃一些含VC和VE丰富的蔬菜、水果以及茶叶、食醋等可以阻止亚硝酸盐的形成。5.2亚硝酸盐的严格控制严格食品添加剂卫生管理，控制硝酸盐、亚硝酸盐作为发色剂的使用范围、使用剂量及食品残留量。在土壤中施用钼肥以减少粮食、蔬菜中亚硝酸盐含量。钼肥在植物中起到作用是固氮和还原硝酸盐。改良水质，对饮用水中含硝酸盐较高的地区进行水质处理。加强监督管理。我国这方面的工作还存在许多要完善的地方。北京交通大学海滨学院结课论文96亚硝酸盐的研究发展亚硝酸盐作为重要的食品添加剂，在肉制品加工中发挥着多方面的作用。由于其安全性问题，如何降低亚硝酸盐在食品中的残留量一直备受人们的关注。虽然科学工作者已经做了很多工作，但在这方面我们还有很长的一段路要走，其研究方向主要集中在三个方面。6.1菌种选育发挥微生物的潜在能力，对微生物进行选种和育种改良，通过调节培养条件或改变基因，即利用突变体，从技术上对菌种加以改良。目前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。6.2多菌种发酵利用不同菌种间性能互补的特点，可选用毛