探析微量亞硝酸鹽分析方法

楊韻靖（廣東省地質實驗測試中心，廣東 廣州 510000）

亞硝酸鹽和硝酸鹽廣泛存在于環境和食物中。這些鹽已經在食品工業中用作添加劑很長時間了，但是亞硝酸鹽對于改善肉質的外觀十分重要，它可以防止食物過快的腐蝕，可以改善食物的味道，使食物更能被人接受，甚至是在市場得到更優的價格。但不得不提出的是，亞硝酸鹽的使用會對人體產生不良的影響，例如，血紅蛋白遇到亞硝酸鹽會轉化成為高鐵血紅蛋白，這一轉化過程是不可逆的，也就是說，亞硝酸鹽會對人體內的血紅蛋白造成不良影響，而血紅蛋白對于人體呼吸十分重要，它的轉化會降低人體交換氧氣的效率。對于孕婦和嬰兒，這種危險尤其嚴重。亞硝酸鹽還可與胃中的仲胺和酰胺反應形成致癌的N-亞硝胺。硝酸鹽也很危險，因為它很容易在體內還原為亞硝酸鹽。由于這些毒性作用，許多國家對其在加工食品中的使用施加了嚴格的限制。

1 改良比色法檢測亞硝酸鹽

食品中過量使用亞硝酸鹽和硝酸鹽一直是食品安全的主要問題。因此，需要一種靈敏，選擇性，快速和準確的亞硝酸鹽和硝酸鹽測定方法。在過去的15年中，已經報道了許多檢測和測定亞硝酸鹽和/或硝酸鹽的方法，包括分光光度法（例如Griess反應），化學發光，電化學，色譜，毛細管電泳，熒光分光光度法和電化學發光。每種方法都有其優點和缺點。

1.1 分光光度法

由于分光光度法的簡便性和廉價的分析可行性，分光光度法被廣泛應用于食品的亞硝酸鹽測量，原理是亞硝酸鹽會與檢測試劑盒發生化學反應，重氮化是氮元素的含量顯著增加，亞硝化是指在生成物中氮元素的價態減小，經過此類反應生成的生成物吸光度會發生改變，恰好其與亞硝酸鹽的濃度呈線性關系，因此使用此類方法既經濟又方便，受到了廣泛歡迎。

1.1.1 格里斯分析

分光光度法檢測亞硝酸鹽的最常用方法是Griess 分析，該方法涉及重氮偶合步驟。1879年，格里斯（Griess）首次開發了這種測定唾液中亞硝酸鹽含量的方法。該方法的主要原理是在酸性條件下，亞硝酸鹽與磺胺酸反應生成重氮陽離子，然后將重氮陽離子與芳香胺1-萘胺偶合，產生紅紫色（λmax≈540nm）。水溶性偶氮染料。然而，該方法中使用的試劑1-萘胺是致癌的。1939 年，Bratton 和Marshall 首次提出在Griess 反應中使用N-（1-萘基）乙二胺（NED）作為磺酰胺的偶聯組分。已經發現，與N-萘胺相比，NED 具有多個優點，它具有可重現性，更快的偶聯速度，更高的靈敏度，偶氮染料的酸溶解度以及在pH范圍內顏色的pH獨立性，優于1-萘胺。使用磺胺和NED進行的改良Griess 反應已成為檢測食品，環境和生物流體中亞硝酸鹽的最常見Griess測定法。

經過多年分析對比，格里斯得出，雖然格里斯分析對于亞硝酸鹽的測量提供了新方法和新途徑，但是不得不承認該方法具有局限性，體現在低靈敏度、抗干擾能力低下等。當被檢測物體中含有銅、鐵、硫、碘等元素時，其離子形態會對亞硝酸鹽檢測產生十分大的誤差。為了克服這些局限性，格里斯已經做出了很大的努力來改進和修改Griess分析。

今天，我們已經知道基于格里斯分析的幾種方法。Griess反應已與HPLC或FIA系統耦合，可以分析特別復雜的基質（例如食物樣品和生物液體）中的亞硝酸鹽含量。HPLC-Griess 系統的原理是色譜分離色譜柱后衍生化的亞硝酸鹽和硝酸鹽。這樣的HPLC-Griess系統已經是可商購的。多種技術的發展導致亞硝酸鹽和硝酸鹽的測定更加高效和自動化。但是，這些技術依賴于現代設備的應用，這通常非常昂貴。HPLC-Griess 系統仍然受到生物樣品中存在的氯化物的嚴重干擾。

盡管Gries測定的基礎是重氮偶合反應，但亞硝化反應也可用于亞硝酸鹽的測定。其他幾種指示劑物質與亞硝酸鹽反應形成有色產物。例如，亞硝酸鹽在酸性溶液中與巴比妥酸反應形成亞硝基衍生物紫羅蘭酸。在此基礎上，建立了分光光度法測定水中亞硝酸鹽的方法。在310 nm的分析波長下，當亞硝酸鹽的濃度在0.00 到3.22 ppm 范圍內時，觀察到比爾定律。Burakham等。基于亞硝酸根離子與間苯二酚（1,3,5-三羥基苯）之間的亞硝化反應，建立了測定水樣中亞硝酸根和硝酸根的新分光光度反應系統。該系統用于流動注射分析。它每小時可以分析多達20個樣品，相對標準偏差小于1.5%。但是，產物的最大吸光度為312 nm，因此該過程受Fe3+的影響很大。

1.1.2 催化分光光度法

催化分光光度法主要應用于水產品的亞硝酸鹽檢測，原理是亞硝酸鹽與檢測試劑盒發生催化反應，取代的吩噻嗪衍生物、三芳基甲烷堿性染料此類指示劑經常被應用到反應中。但是，這些方法中的許多方法都很耗時，并且容易受到干擾，例如Fe2+，Fe3+，Ag+，SO32-，Br-和I-等離子體。當前，用于測定亞硝酸鹽的催化分光光度法需要嚴格控制反應條件，例如酸度，溫度和試劑用量。為了進一步開發這些方法，應做出以下努力：（1）在某些指示性反應中使用表面活性劑以提高靈敏度和選擇性。（2）更加注重解釋催化機理，尋找提高靈敏度和選擇性的有效途徑；（3）開發一種新型的高靈敏度和特異性指示劑，以改善其水溶性。（4）將FIA 系統應用于催化分光光度法以提高分析效率。

1.2 化學發光

化學發光（CL）是一種功能強大的分析技術，其優點在于，首先，測量手法簡便，是現有亞硝酸鹽檢測方法中最為簡便的一類方法；其次，成本低，化學發光所涉及的檢測試劑盒物質較為普遍；最后，具有無與倫比的安全性和可控性。由于這些優點，CL法近年來已廣泛用于亞硝酸鹽的測定。據報道，可以先還原為氮氧化物然后與臭氧反應來檢測亞硝酸鹽和硝酸鹽，有科學家就將化學發光法率先應用在海水測量中，成功后，又有許多科學家先后將該方法應用于人體的血液、尿液分析，對現代醫學的發展也提供了新靶點。但是化學發光法在應用到人體血漿時并不能向之前幾類檢測那么順利，會受到某些亞硝基的影響。緊接著，越來越多科學家投入亞硝酸鹽的檢測方法——化學發光，試圖通過優化來拓寬其應用范圍。Nagababu等報告了一種改進的直接化學發光方法，用于測定血漿亞硝酸鹽，而不受其他與一氧化氮相關的物質（例如S-亞硝基硫醇）的干擾。該方法涉及在NO分析儀的吹掃容器中由冰醋酸和抗壞血酸組成的反應系統。在這些酸性條件下，亞硝酸鹽被抗壞血酸化學計量還原為NO。該方法對血漿亞硝酸鹽的測定具有很高的靈敏度（97%準確度）和高精度（CV ＜10%）。與流動注射系統結合使用時，CL方法還有其他優勢，例如分離效率高和檢測限低。然而，氣相CL 法的主要缺點是需要更高的燃燒溫度（600℃）。系統中甚至微量的氧氣也會與NO反應生成NO2，從而降低CL 的強度。在高溫（600?C）下，NO2 可以轉化回NO，以補償氧氣引起的干擾。另外，在該方法中，必須用惰性氣體從水相中除去一氧化氮，導致操作繁瑣且靈敏度低。

2 結語

通過介紹痕量亞硝酸鹽分析方法，提出了每種方法的優缺點，并提出了改進方向。希望通過優化亞硝酸鹽檢測方法，可以改善人們的飲食習慣。只有優化飲食條件，我們才能繼續優化改善人們的生活質量并確保他們的安全。