食品中亞硝酸鹽成分檢測方法進展研究

奚 敏， 張夢云， 王菲珂， 白蕊鏡

(1.陜西聯同通用標準技術服務有限公司，陜西 西安 714000；2.西安岳達生物科技股份有限公司，陜西 西安 714000)

引 言

如今，食品安全已經成為了當今社會的關注熱點。食品中的亞硝酸鹽超標給民眾的身體帶來巨大的傷害的同時，也給食品安全檢測部門的工作帶來了巨大挑戰。因為亞硝酸鹽的檢測流程十分復雜，亞硝酸鹽的精確檢測要付出很大的人力、物力和財力。基于以上背景，本文綜述了食品中亞硝酸鹽成分檢測方法進展，通過對各種方法應用場景、檢測效能、檢測成本的綜合對比，從而為今后亞硝酸鹽的檢測方法改進提供借鑒。

1 亞硝酸鹽介紹

1.1 亞硝酸鹽

亞硝酸鹽是一類以亞硝酸根為功能基團的鹽類總稱。化學反應中，亞硝酸根與金屬、非金屬陽離子結合就會生成亞硝酸鹽。人們日常生產生活中接觸最多的亞硝酸鹽是亞硝酸鈉。亞硝酸鈉微咸、且防腐敗。這些與食鹽極為類似的化學性質和物理性質使得亞硝酸鈉在很多場合中直接替代了傳統的食鹽。此外，亞硝酸鈉還具有很多食鹽不具備的功能，比如使肉制品發色，口感更加鮮醇等。

1.2 亞硝酸鹽的危害

雖然亞硝酸鹽作為食品添加劑無疑是成功的，但是也有弊端。那就是會以身體健康為代價，人們在獲得了保質期更長、色香味更佳的食物的同時，身體也會因長期攝入大量亞硝酸鹽而透支。在我國，食品制作監管力度有待加強。醬肉、鹵菜等食品的加工環境極為惡劣，衛生情況堪憂。我國每年都有因亞硝酸鹽攝入過量而造成的食物中毒事件，各種私營的食品加工“黑作坊”也屢禁不止。

國家之所以如此重視食品中亞硝酸鹽指標的監管，是因為亞硝酸鹽的毒性很大。亞硝酸鹽的毒性從動物致死量就能看出，一般情況下成年人一次性攝入不到1.5 g就會死亡。亞硝酸鹽食物中毒事件中，中毒人員攝入亞硝酸鹽的量較少，外部表現癥狀為頭暈、乏力、胸悶、惡心。體質較差的中毒者還會出現嚴重嘔吐。假如得不到及時的救治，中毒者便會出現心率加快、呼吸困難等癥狀，最終會死于呼吸衰竭。

2 亞硝酸鹽檢測方法比較

2.1 比色法

比色法的原理是亞硝酸與顯色劑反應生成有色物質，通過比色法來量化亞硝酸基團的含量[1-3]。不同基質的待測物中亞硝酸鹽含量的測定機理不同，亞硝酸鹽含量測定效果的影響因素也很多。比如市場中的肉制品通常會添加紅色素來使其看起來更加誘人，然而紅色素添加劑會對亞硝酸鹽含量的測定帶來很大的干擾。假如采用常規的測定方法會得到比真實值高的測定結果。為了消除紅色素添加劑對亞硝酸鹽含量測定的干擾，學者趙立東[4]提出的改進方案是加入聚酰氨粉和氫氧化鋁乳液，從而使檢測結果更接近真實數據。

2.2 離子色譜法

離子色譜法是一種定性和定量相結合的分析測定方法，利用離子交換原理來對待測樣本進行沉淀、提取、凈化。離子色譜法的迅速普及得益于大型科學儀器的飛速發展。目前，該方法使用頻率最高的應用場景是新鮮蔬菜中亞硝酸鹽含量的精確測定。在高端硬件設備的支持下，雖然可以快速、準確地獲取待測物中亞硝酸鹽的含量，此外還能同時進行硝酸鹽的批量檢測。但是，高昂的檢測成本是限制其普及的主要原因，僅有權威的政府檢測部門和少量的科研機構才配備相應的設備。

2.3 催化光度法

催化光度法又稱為催化動力學光度法，該方法的最大優勢是可以對微量的亞硝酸根含量待測物進行測量。其測定原理是在酸性介質中，亞硝酸根對溴酸鉀等氧化指示劑有催化作用。我國學者劉立行[5]等以CNS-作為反應的顯色劑來指示亞硝酸根催化氧化二價鐵離子的程度?？傮w而言，采用催化光度法來測定亞硝酸鹽含量的試驗誤差總能保持在2.1%以內。目前，采用催化光度法測定亞硝酸鹽含量經常被應用于人們日常生活飲用水的檢測和較微量亞硝酸鹽監測的場景中。

2.4 核固紅共振光散射法

我國學者董存智研究發現，由于鹽酸介質中的核固紅可發生聚集這一獨特性質，567 nm處共振光散射現象明顯。而當介質中人工摻雜一定量的亞硝酸根鹽后，共振光散射現象又會變得不明顯或者消失。這是因為亞硝酸根會與核固紅發生重氮化反應，核固紅的聚集程度就會大大降低。在實驗室中可以根據共振光散射現象的衰減程度來達到量化亞硝酸根含量的目的。核固紅共振光散射法可以測出溶液中9.34×10-9g/mL以上亞硝酸根濃度，精度非常高。但是精確測量亞硝酸根濃度的線性范圍較窄，因此一般場景中不采用該方法。

2.5 電化學傳感法

電化學傳感法可以根據傳感器類型進一步細分為電位型傳感器法和電流型傳感器法。

2.5.1 電位型傳感器

電位型傳感器的原理是檢測電極對溶液中目標檢測離子響應的電勢，從而將檢測離子濃度信號轉化為電極的電勢信號。該型傳感器結構簡單，響應快速、精準，借助輔助信號放大設備可以檢測非常低濃度的亞硝酸鹽。電位型傳感器檢測亞硝酸根離子的關鍵在于離子交換膜的選擇。最早期的離子交換膜材質為PVC，隨著材料學的發展以及科技的進步，離子交換膜材質選擇更多且性能更加優良。

2.5.2 電流型傳感器

電流型傳感器的原理是檢測電極對溶液中目標檢測離子響應的電流，首先通過技術手段保證電極與檢測溶液接觸面的電位恒定，此時被檢測離子被氧化或還原過程中會有電子的轉移，從而形成過外電路的電流。過外電路的電流通過量化就能進一步確定樣本中目標檢測離子的濃度。如今市面上常用的電流型傳感器電極材料有銅電極、鉑電極、金電極、銀電極等，實際的應用場景中會充分考慮其使用的成本和電極的響應效能。

3 結語

通過對食品中亞硝酸鹽的檢測方法的進展研究，以及對各種方法應用場景、檢測效能、檢測成本的綜合對比發現，每種方法都有自己的優勢和弊端。本文綜合權衡以上五種分析方法后認為電化學傳感法是未來亞硝酸鹽的檢測的發展趨勢。主要原因包括三個方面：首先電化學傳感法本身的檢測效率就比較高且檢測成本也比較低，可以滿足絕大多數應用場景中亞硝酸鹽的檢測要求；其次，電化學傳感法會與計算機聯機，從而達到輔助檢測的目的。如今計算機技術的發展日新月異，勢必會帶動該檢測技術一同發展；第三，隨著化學工業以及材料學的發展，亞硝酸鹽檢測電極材料的難題將會得到很好地解決。目前，學者已經研發出一種新型納米復合材料，該材料亞硝酸鹽電流響應特性非常理想。