主题：【求助】紫外分光光度计测亚硝酸盐

蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析
2008-3-24　国家食物与营养咨询委员会 

贾  丽1，2  张经华2  谷学新1
（1首都师范大学化学系，北京  100037；2北京市理化分析测试中心，北京  100089）

摘  要：介绍了近几年来比色法、电极法、紫外法、离子色谱法等对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析进展，并对今后的发展作了展望。
关键词：蔬菜；比色法；电极法；紫外法；离子色谱法；硝酸盐；亚硝酸盐

蔬菜是一种与人民生活密切相关而又易富集硝酸盐的作物，研究表明，蔬菜是人体硝酸盐的主要来源，人体摄入的硝酸盐有70%～80%来自蔬菜［1］。在正常情况下，蔬菜从土壤中吸收的硝酸盐在体内可经硝酸还原酶的作用，转化为氨和氨基酸等营养物质。而当条件不适宜时特别是在大量施氮肥的条件下，蔬菜摄取的硝酸盐量过多，在其内不能被充分同化，致使硝酸盐在蔬菜内大量累积。
近年来，蔬菜的安全性问题日益受到各方面关注，特别是蔬菜栽培方式的改变，使得蔬菜硝酸盐含量激增，而人体主要是通过从蔬菜等食品中摄取过量硝酸盐的，严重危害到人体的健康。因此，蔬菜中硝酸盐含量的控制应得到加强，我国已对无公害蔬菜中的亚硝酸盐和硝酸盐含量提出明确的限量标准，亚硝酸盐≤4.0mg/kg；硝酸盐≤600mg/kg（瓜果类），≤1200mg/kg（根茎类），≤3000mg/kg（叶菜类）［2］，从而相应的检测方法也应进一步得到完善。分析蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的方法报道的很多，包括比色法、电极法、紫外法、离子色谱法等。
1  比色法
比色法是一种普遍使用的方法，应用时间较长。王钫等［3］采用了国标方法GB/T 15401—1994（水果、蔬菜及其制品亚硝酸盐和硝酸盐含量的测定）测定蔬菜样品中硝酸盐和亚硝酸盐含量，将新鲜蔬菜样品用蒸馏水洗净，晾去表面水分。用四分法取可食部分，用干净不锈钢剪刀剪成碎块，用捣碎机制成匀浆，准确称取20.0g样品置于20ml烧杯中。于538nm处，测定其吸光度值，外标法定量。他们用此法分析了大量的蔬菜样品，对杭州市场的蔬菜硝酸盐含量进行了分析和质量评价，得到了较好的应用。崔令强等［4］按GB5009.33—1996格里斯试剂比色法进行，亚硝酸盐在新鲜蔬菜中含量较低（0.00～0.60mg/kg，部分蔬菜中未检出亚硝酸盐），仅荠菜、香菜、大葱中亚硝酸盐的含量稍高，分别为1.00mg/kg，0.80mg/kg，0.80mg/kg。蔬菜中亚硝酸盐的含量，一般不超过国家制定的限量标准，新鲜蔬菜中含量更低。汪李平等［5］对武汉市冬季市场供应的主营蔬菜种类的硝酸盐和亚硝酸盐进行监测，硝酸盐测定采取磺基水杨酸比色法，亚硝酸盐测定采用α-萘胺法。通过监测发现，蔬菜硝酸盐污染十分严重，并对影响蔬菜硝酸盐累积的原因进行了探讨，提出限制硝酸盐污染的措施。
2  紫外法
庞荣丽等［6］采用紫外法测定了郑州市57个蔬菜和水果样品中硝酸盐含量，参比硝酸盐含量分级评价标准，分析了目前郑州市主要蔬菜和水果食用的安全状况，提出了降低果蔬中硝酸盐含量的有效措施。具体方法是将新鲜蔬菜和水果表面用去离子水洗净、晾干，用四分法取可食部分，称取100～200g，用高速组织捣碎机打成匀浆。依试样中硝酸盐含量的大小，准确称取匀浆2～20g，放入200ml烧杯中，加入5ml饱和硼砂溶液和100ml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亚铁氰加钾溶液、10ml乙酸锌溶液和2g活性炭，每次加入后均充分摇匀，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。吸取10ml提取液于50ml容量瓶中，用水定容。用1cm石英比色杯于210nm处测定其吸光度值，根据工作曲线线性回归方程计算试液中硝酸盐质量浓度，并进一步计算出样品中硝酸盐含量。罗雪华等［7］称取苦瓜匀浆样品20g、芥菜15g，分别放入200ml烧杯中，加入80ml热水和5ml饱和硼砂溶液，于沸水浴中加热15min，并不时搅拌，冷却，冲洗入200ml容量瓶，加10ml 0.25mol/L亚铁氰化钾溶液和10ml 1mol/L的乙酸锌溶液沉淀蛋白质，2g活性碳粉吸附有机物质，每加一种均需摇匀，最后用水定容至刻度摇匀后过滤，得清亮待测液同时用100ml去离了水做全程空白3个。据苦瓜和芥菜的硝酸盐含量的不同，分别吸苦瓜待测液10ml定容至50ml，同时吸空白溶液10ml定容至50ml，吸芥菜待测液2ml定容至50ml，同时吸空白溶液2ml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，ΔA=A220-A275，据ΔA从标准曲线上查得相应浓度。据样品加水量及匀浆称样量计算样品硝酸盐含量。王心宇等［8］用紫外检测，离子色谱分离的方法对蔬菜样品进行检测，称取1.0g蔬菜，加入少量蒸馏水，研磨，转移到50ml容量瓶，置沸水浴中加热15min，离心机转速设置为3500r/min，离心，取上清液。将处理后的样品，用微孔滤膜过滤，并根据样品溶液浓度稀释后进行离子色谱分析。紫外检测波长选在225nm处。

3  电极法
用硝酸根电极法测定蔬菜硝酸盐氮，只要熟练掌握电极的使用和维护，提供测试过程所需的各项条件，可以得到准确的分析结果。从回收率、精密度及与经典方法的对比结果表明，该方法满足蔬菜硝酸盐快速测定的各项要求，其配置容易、操作简便、抗干扰能力强，能快速准确地完成大批样品检测，提高分析工作效率。相关的文献报道很多。汪建飞等［9］于2003年就开始对硝酸根电极法测定蔬菜中硝酸盐含量的方法进行了研究，从而确定了测定条件及适用范围。与此同时还与其它分析方法进行了比较实验（酚二磺酸比色法、硝酸试粉比色法），测定蔬菜硝酸盐含量的结果表明，电极法测定蔬菜硝酸盐含量线性范围宽，硝酸盐含量在8×10-5～8×10-1mol/L之间都可被直接测定，回收率为97.53～103.76%。该方法简便快速、成本低，使用的硝酸根电极内阻小、反应快、选择性较好，在适当的掩蔽剂存在下可以直接测定复杂样品中硝酸盐的含量，为检测提供一个快速准确的操作规程。姚建武等［10］将新鲜蔬菜样品用清水洗净，毛巾吸干表面水分，切碎后用打浆机打成糊状；称2.00g样于50ml烧杯中，加10ml水，在磁力搅拌器上搅拌3min，再加10ml缓冲液搅拌1min；调低搅拌速度，插入硝酸根电极与参比电极，1min后读其电位值E1，用半微量注射器加入1mol/L硝态氮标准溶液0.20ml，低速搅拌，同上读出电位值E2。采用标准加入法。硝酸根电极测量待测液在添加标准溶液前后的2次电位（E1和E2），用下列公式计算待测液浓度（CX）：
CX=VSCSVX-1（10（E2-E1）/S-1）-1
式中：VS为添加标准溶液的体积、CS为标准溶液的浓度、VX为待测液体积、S为电极的实测斜率。
4  离子色谱法
随着现代大型科学仪器的飞速发展及其应用范围的广深性，采用离子色谱法测定新鲜蔬菜中的NO2-和NO3-含量具有简便、选择性好、灵敏度高、准确度高等优点，该法无需添加任何化学试剂，分析速度快，一次进样能同时测定多种阴离子，较适合蔬菜中亚硝酸盐和硝酸盐的批量检测，同时也能减少实验中的有毒有害试剂对环境的影响。沈宏等［11］取有代表性的植株，先用自来水清洗3次，然后用蒸馏水清洗3次，再用去离子水清洗5次；用滤纸吸干表面水分，选取典型部位将其剪碎；称取植株鲜样1g，加入2ml去离子水，再加入少量石英砂，将其研磨成浆，再加入3ml去离子水，将其洗入离心管中。在0℃、转速为9000r/min条件下离心0.5h；将上清液过滤到指形管中，然后将其过XAD系列树脂层析柱；用1mmol/L HCl洗脱，将洗脱液过葡聚糖凝胶层析柱；再用部分收集器分管收集、微孔滤膜过滤立即分析或放入冰箱（4℃）备用；以甲醇作为有机改性剂，30mmol/L NaOH+甲醇15%为淋洗液，用离子色谱同时分析菜豆有机酸和无机阴离子。结果表明，该方法能同时分析菜豆根部和叶部的NO3-、NO2-等物质。其检测限为0.02～0.40mg/L，线性工作范围为2～120mg/L之间，相对标准偏差低于10%，相关系数在0.9354～0.9984之间，样品加标回收率为（100±10）%。与Na2B4O7或Na2CO3/NaHCO3作淋洗液相比，该法准确、方便、快速且不受干扰，测定结果令人满意。张莹等［12］取5g新鲜洗净蔬菜样品于捣浆机中捣碎，加100ml去离子水浸泡，加入1N NaOH调节pH至8.3，置于80℃恒温振摇提取约0.5h，离心过滤，滤液定容至150ml，取5ml过sep-pak C18预柱（日本Waters公司）净化，再取滤液过微孔滤膜，滤液进行HIC分析（使用HIC-6A高效离子色谱仪）。蒋蓉等［13］称取新鲜蔬菜样品10g于研钵中，研磨匀浆，用50ml浓度为0.01mol/L NaOH溶液洗入有盖锥形瓶中，在超声条件下提取10min，静置，倾取上清液于离心管中，在转速为10000r/min的条件下离心分离10min，备用。将石墨化炭黑柱（ENVI-CARB）（Supelco）用5ml纯水洗涤后，将样品溶液上柱，弃去前2ml流出液，收集后5ml样品溶液于AS40自动进样器进样管中，经0.45μm过滤器过滤后，自动分析。用离子色谱法/电导检测器测定蔬菜和水果中亚硝酸盐和硝酸盐含量，优化了分离条件，以3.5mg/L Na2CO3-1.0mg/L NaHCO3为淋洗液，100μg/ml Cl-和0.50μg/ml NO2-能得到良好的分离。相对标准偏差：NO2-为1.5%，NO3-为0.61%；回收率：NO2-为97%～102%，NO3-为96%～104%。杨敏等［14］建立了化学抑制电导检测离子色谱法定性定量分析蔬菜硝酸盐含量的方法。阴离子分离，流动相为1.7mmol/L NaHCO3/1.8mmol/L Na2CO3。流速1.2ml/min，自动连续再生抑制装置SRS-UL TRA。线性范围为0.1～100.0mg/L，线性关系为0.9997，检出限为0.05mg/L。应用此法，测定了多种蔬菜硝酸盐含量。方法操作简单、快速、基体干扰少、灵敏、准确。称取蔬菜样50.00g于组织搅拌机中，加水150ml，搅拌2min，以0.005～0.01mmol/L NaOH溶液50ml，沿杯壁冲洗菜样，搅拌1min，转入烧杯中，于70℃水浴中加热30min，冷却至室温，用布氏漏斗过滤，以及冲洗，定容体积为500ml，取部分滤液，以0.45μm滤膜过滤。样品测定结果表明，离子色谱法与国际法相比，NO3-含量测定平均值误差均不超过±5%，但标准偏差小于比色法，说明离子色谱法测定蔬菜NO3-含量准确度高，重复性良好，具有简单、快速、灵敏等优点，可用于蔬菜生产销售中硝酸盐含量监测的定性定量测定。王守箐［15］也以西红柿为例，应用离子色谱建立了一种快速有效的检测硝酸盐和亚硝酸盐的方法。
5  结语
综上所述，可以看出，对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析手段逐渐复杂。可以预见，随着人们各种安全意识的增强，以及现代仪器自动化和测试技术的发展、普及和完善，对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析研究也将会增加，而且测定方法必将趋于更加简单、快捷、灵敏和高效。◇

参考文献
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［3］王钫，王卫平，华楚衍. 杭州市场蔬菜硝酸盐含量分析及质量评价. 浙江农业学报，2004，16（5）：271-273.
［4］崔令强，孟慧，唐正松. 济宁市33种市售蔬菜中亚硝酸盐含量测定. 济宁医学院学报，2003，26（4）.
［5］汪李平，向长萍，王运华. 武汉市场蔬菜硝酸盐含量状况及食用卫生评价. 湖北农业科学，2003，3：71-72.
［6］宠荣丽，方金豹，袁国军. 郑州市主要蔬菜和水果硝酸盐污染状况调查. 中国农学通报，2006，22（2）：297-300.
［7］罗雪华，蔡秀娟. 紫外分光光度法测定蔬菜硝酸盐含量. 华南热带农业大学学报，2004，10（1）：13-16.
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［9］汪建飞，陈世勇，邢素芝. 电极法测定蔬菜中硝酸盐的方法研究. 甘肃农业科技，2000，5：39-41.
［10］姚建武，艾绍英，谢梅芳. 用硝酸根电极快速测定蔬菜中的硝酸盐含量. 土壤肥料，2006，1：48-49.
［11］沈宏，严小龙，郑少玲. 菜豆有机酸和无机阴离子同时分析的离子色谱法. 华南农业大学学报，2001，22（2）：8-10.
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［13］蒋蓉，金玉娥，汪国权. 离子色谱法测定蔬菜、水果中的亚硝酸盐和硝酸盐. 分析仪器，2003，4：29-31.
［14］杨敏，林国剑，钟国华. 离子色谱法测定蔬菜硝酸盐含量. 理化检验-化学分册，2005，41：412-414.
［15］王守箐. 离子色谱法测定蔬菜中亚硝酸盐和硝酸盐的含量. 上海蔬菜，2005，4：13-14.

作者简介：贾丽（1980～  ），女，研究实习员，研究方向为食品分析。