食品添加剂亚硝酸盐论文.总结

亚硝酸盐的来源、危害与阻断剂研究进展的讨论摘要：本文介绍了食品发色剂亚硝酸盐的来源、作用、危害和控制，并对阻断剂的开发和研究进展作了简单的综述。关键词：亚硝酸盐；发色剂；来源；危害；阻断剂Theorigin，harmfulnessandblockersoffoodcolorfixativenitriteXueYayueAbstract：Thispaperintroducestheorigin，harmfulnessandcontroloffoodcolorfixativenitrite，andmakessimpleoverviewofthedevelopmentandprogressaboutblockers.Keywords:Nitrite;foodcolorfixative;sources;harmfulness;blockers亚硝酸盐广泛存在于自然界中,是国家允许的食品添加剂,主要应用于肉制品中,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,来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,能诱导实验动物发生癌变,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[1,2]。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[3,4]。1亚硝酸盐的性质与来源1.1性质亚硝酸盐是一类无机化合物总称,主要指硝酸钠。硝酸钠为白色至淡黄色粉末或颗粒状物，味微咸，易溶于水，外观及滋味都与食盐相似[5]。1.2来源1.2.1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[6,7]。1.2.2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[8]。1.2.3蔬菜中的亚硝酸盐[9-12]1.2.3.1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,硝酸盐在其后的贮藏、加工、食用过程中,在细菌的作用下易转化为亚硝酸盐,如绿色蔬菜中的甜菜、莴苣、菠菜、芹菜及萝卜等最为严重。1.2.3.2酸菜等腌渍食品。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6天时升至最高,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。1.2.3.3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。1.3.4环境中的亚硝酸盐[9]环境中硝酸盐与亚硝酸盐的污染来源很多，如人工化肥：硝酸铵、硝酸钙、硝酸钾、硝酸钠和尿素等；生活污水、生活垃圾与人畜粪便，据测试1L生活污水在自然降解过程中，可产生110mg硝酸盐，1kg垃圾粪便堆肥在自然条件下经淋滤分解后，可产生492mg硝酸盐；食品、燃料、炼油等工厂排出大量的含氨废弃物，经过生物、化学转换后均可形成硝酸盐进入环境中；汽车、火车、轮船、飞机、锅炉、民用炉等燃烧石油类燃料、煤炭、天然气，可产生大量氮氧化物，平均燃烧1t煤、1kL油和1万m3天然气可分别产生二氧化氮气体9kg、13kg与63kg，这些二氧化氮气体经降水淋溶后可形成硝酸盐降落到地面和水体中等。这些环境中形成的硝酸盐，流入河、湖并渗入地下，从而造成地表水和地下水的硝酸盐污染。例如个别地方的井水，含有较多的硝酸盐，一般称为“苦井水”。1.3.5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。2亚硝酸盐的作用与危害2.1作用2.1.1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,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)。如果亚硝酸盐用量不足或未充分转化成为亚硝基,会使肌红蛋白、血红蛋白不能充分形成亚硝基肌红蛋白、亚硝基血红蛋白,进而影响产品颜色效果[1]。2.1.2抑菌作用亚硝酸盐对肉毒梭状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌和产气荚膜杆菌等致病菌的生长繁殖起抑制作用,其抑菌能力受在肉制品中残留量的浓度及pH值等环境因素影响。肉毒梭菌(Clostridiumbotulinum)是一种腐物寄生菌,分布非常广泛。肉毒梭菌是革兰染色阳性菌,可以产生芽孢,专性厌氧。芽孢非常耐热,一般煮沸需要约6h才能杀死。由于肉毒梭菌分布广泛,在肉品生产过程中容易被污染。香肠、火腿、发酵肉等深层为厌氧环境,为肉毒梭菌的生长繁殖创造条件。如果肉制品的存放时间较长,将更有利于肉毒梭菌的繁殖。肉毒梭菌在生长繁殖过程中可以产生肉毒毒素,肉毒毒素的毒性极强,是最强的神经麻痹毒素之一,对人的致死量为10-9mg/kg,其毒力比氰化钾强1万倍。人食用被污染的食品后24h内即可表现出临床症状,死亡率高达30%~50%。国内外都有因食用肉制品而引起肉毒毒素中毒和死亡的报道。亚硝酸盐的抑菌机理尚不清楚,有人认为在肉制品生产过程中添加NaNO2,NaNO2在一定条件下可释放出有强烈氧化作用的[O],使肉深层组织处于有氧环境。在[O]的作用下,严格厌氧的肉毒梭菌生长繁殖受到抑制,不能产生毒素,也就防止了肉毒毒素引起的食物中毒。也可能是NO2-与蛋白质结合生成一种铁-HITROY的复合物,从而阻止了丙酮酸降解和释放ATP的过程,破坏了细菌的生长环境,而亚硝酸盐在肉中生成亚硝酸后,分解生成NO和O2,氧可以抑制深层肉中厌氧的肉毒梭状芽孢杆菌。而Grey(2001)认为在腌肉中只有游离的亚硝酸盐才具有抑菌效果[3]。2.1.3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。2.1.4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[13]。2.2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急性和慢性危害。2.2.1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。2.2.2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。3亚硝酸盐的安全控制由上述危害可知亚硝酸盐本身具有急性毒性且毒性较强。在肉中亚硝酸盐可以与蛋白质分解产物仲胺类物质反应，生成亚硝胺。亚硝胺具有致畸致癌性，特别与脑瘤、胃肠道和胰腺癌变密切相关。研究表明，在现行腌制肉中允许使用的亚硝酸盐水平下，不会出现上述问题。我国规定，腌腊肉制品、发酵肉制品中，亚硝酸盐作为护色剂、防腐剂允许最大使用量为0.15g/kg，残留量(以亚硝酸钠计)≤30mg/kg。Yuan等对中国东北地区642种不同的食物中亚硝酸盐残留量进行调查。结果表明，亚硝酸盐残留量在规定限量标准以内，最高的是腌腊肉制品(14.3mg/kg)，其次是泡菜(4.1mg/kg)[14]。不论是腌制时还是加工后的成品，温度控制在04度最为适宜，因为这个温度既可抑制细菌（包括肉毒杆菌）生长繁殖，又不影响肉制品腌制加工，也不破坏成品的组织结构和感官品质，还可以延长制品的保存期。发色与抑菌要求PH控制在6.0左右，而提高保水性能则要求PH接近中性，为了制品的安全与质量，还是以PH6.0左右为好。抗坏血酸盐助色剂的使用量要适当，一般应控制在200—300mg/kg之间，并且宜先加入肉中，然后再添加亚硝酸盐与食盐的混合盐水。为提高制品嫩度和保水性能，制品的中心温度常控制在68度，20—30min，但为破坏肉毒毒素，最好中心温度达到72度，18min，以保证制品的安全。一般合格新鲜肉是比较安全的，但如用冻肉解冻以后加工方火煺或灌肠制品，应检查细菌数。一般细菌总数应限制在10²+³个/g的程度为良好，若达到10²*³个/g时，应用漂白粉水喷雾后水洗，腌制时可添加碳氧血红蛋白补充流失的血红素。4亚硝酸盐代替物和阻断剂的开发与应用以上阐述了亚硝酸盐在肉制品生产的诸多作用以及对人体的危害之大，找到一种亚硝酸盐的替代物已成为一项迫在眉睫的任务。目前，人们寻求使用的亚硝酸盐替代品有两类：一类是部分或完全取代亚硝酸盐的添加剂；另一类是在常规亚硝酸盐浓度下阻断亚硝胺形成的添加剂。下面简要介绍几种阻断剂。4.1花茶花茶不仅具有美容养颜的功能，而且还对人体健康起着重要的作用，有些花茶甚至起到良好的防癌作用。陈晓銮等对5种花茶做了研究，结果表明在模拟人体胃液环境条件下，桂花清除亚硝酸盐和阻断亚硝胺的合成的效果最佳，其最大清除率和阻断率分别为93．88%82．68%，百合花、康仙花、金盏花居中，而菊花效果最差[15]。库尔班·吐松等的研究表明：顶羽菊提取物对亚硝酸钠的清除率和对亚硝胺合成的阻断率与其浓度呈正相关,醇提物和水提物对亚硝酸钠的清除率分别可达60%、58%,对亚硝胺合成的阻断率可达86.6%、48.6%。通过与Vc的对照分析可知,顶羽菊提取物具有较强的清除亚硝酸钠和阻断亚硝胺合成的能力。因此,进一步研究顶羽菊的有效成分及其功能,将对有效防治癌症病因产生具有一定的价值,同时将对我国丰富的顶羽菊资源开发利用起促进