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论文方法写作-肉类中亚硝酸盐含量的检测

2021-03-31 12:53:21

  随着经济的高速发展,食品安全事件的不断发生,浙江检出20万克“问题血燕”、甘肃平凉牛奶亚硝酸盐中毒事件等,严重危害到人的日常生活。分析其原因,主要是亚硝酸盐会对身体有害,轻度缺氧,发绀,严重时会致癌致畸,和危害到宝宝的性命。

  本课题主要通过从日常市场中购买的肉类作为实验样品,对试验样品进行预处理之后,采用分光光度法进行亚硝酸盐含量的测定,从而构造标准曲线了解亚硝酸盐含量是否大于现行的肉类的国家标准,是否会对人体健康产生危害。根据实验结果可以知道:清伊坊清真鸡肉香肠、清伊坊牛肉风味香肠、双汇藤椒风味香肠、卤猪头肉3的检验结果分别是14.8 mg/kg、15.2 mg/kg、10.2 mg/kg、24.5 mg/kg,都没有超出国家标准中规定的30 mg/kg,都是符合国家对食品行业中亚硝酸盐含量的要求。所以从市场中随机选取的火腿肠和卤猪头肉都是符合标准的,群众正常摄入不会对健康产生不良危害。

  随着经济的高速发展,使得大众对食品安全,食品污染事件关心不已,以及蔬菜农药等一类的食物中毒,高浓度的肉类中毒、毒胶囊等食品安全事件的不断发生,严重危害到人的日常生活。分析其原因,主要是亚硝酸盐等对食品安全构成影响。

  1.1食品中亚硝酸盐的来源

  亚硝酸盐(亚硝酸盐)是无机化合物的通用名称,广泛存在于自然界中。食品中亚硝酸盐一般是指其钠盐或钾盐,其性状为无色或微黄色的粉末,有咸味,外观及滋味与食盐相似。

  新鲜蔬菜中的亚硝酸盐主要来源是在种植时施用过多氮肥(如硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵等),氮肥未被吸收利用的部分在硝化细菌的作用下,在硝酸还原过程中,会保留硝酸盐的形态并将其转化为亚硝酸盐。

  肉制品本身的硝酸盐来源于生物循环,含量较少。此外,根据GB2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》与GB 2762-2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定,允许少量亚硝酸盐可以作为护色剂、防腐剂添加到肉制品中。也就是说,部分肉制品中的亚硝酸盐不但来自本身存在的硝酸盐转化,还可能有少量外部添加。

  1.1.1亚硝酸盐的危害

  二甲基亚硝胺(NDMA)可能引起肝癌在1950年就有科学家Magee[2]提出了,接着开始了亚硝酸盐间的关系的研究。然后,亚硝酸盐被视为有毒物质,其作为食品添加剂的剂量受到了国家控制。1971年,美国的Stoeivsand[3]指出,食品中的亚硝酸盐对人和动物都具有毒性,如果长期食用含有亚硝酸盐的食物,可能引起癌症、甲状腺肿大等4种病症。经动物实验验证,多种N-亚硝基化合物中约90%可导致癌症。给实验动物喂食一定量的亚硝酸盐和胺,会在小鼠体中产生足以致癌的RNNOs浓度。国际癌症研究协会(InternationalAgency for Research on Canncer,IARC)在2006年的书面报告中提出:亚硝酸盐的摄取会导致身体出现癌症。

  1.1.1.1急性亚硝酸盐毒性

  亚硝酸盐是一种急性药物(药物毒性试验,毒性强的物质称为急性药物),是食品添加剂急性毒性强的物质之一,具有引起缺氧中毒的作用。作用机制如下:亚硝酸盐,强氧化,可氧化甲二血红蛋白血液中正常低铁血红蛋白(Fe2+),从而消除氧的承载功能。当血红蛋白达到总血红蛋白的30%~40%时,组织会因缺氧,发绀(如发紫嘴唇、舌尖和指尖等)、轻度的无氧中毒、呼吸中心瘫痪等,量达到总体的60%到70%时,会引起血管平滑肌松弛,导致血管扩张,血压下降,全身严重缺氧,苍白的面色,心跳快,蓝色和紫色的手指。重症患者心律失常,心率减慢,眼结膜、脸部及全身发黑,甚至昏迷、痉挛和死亡。因为婴儿没有足够的血红蛋白,所以急性中毒的症状(如心悸和呕吐)尤为明显,严重的缺氧如果持续时间很长,就会导致呼吸衰竭,危害生命。

  1.1.1.2慢性亚硝酸盐毒性

  a、畸形

  根据一项退化研究,亚硝酸盐可以通过胎盘进入胎儿,导致胎儿强烈变形。特别是在六个月内,胎儿对亚硝酸盐非常敏感。变形诱导机制可引起干细胞的染色体异常。动物实验表明:浓度为1.28 mg/ml的NaNO2能使中国仓鼠肺细胞(CHL)染色体畸变率增大[3]。此外,还有研究表明,NaNO2具有损伤睾丸支持细胞DNA的作用,当染毒剂量为150μg/ml时,可以观察到明显的损伤效应[4]。

  硝酸盐也可以通过牛奶和其它途径进入婴儿体内,导致宝宝身体缺氧,皮肤和黏膜出现蓝色和紫色斑点。20世纪80年代,发现一种南澳地方性新生儿先天畸形。通过大量的病例调查,证实主要是地下水硝酸根含量过高导致的中枢神经系统疾病。2年后,科学家出结论,当饮用水中硝酸根含量超过15 mg/L时,先天畸形的风险就增加4倍[5]。

  b、致癌性

  硝酸盐不是直接的使人产生癌症。主要亚硝酸盐变成亚硝胺,是致癌剂。人体每天吃进肚子里的大部分亚硝酸盐随尿液排出体外。但是,当p H在酸性1~4的条件下,会根据组织中二次胺、三次胺、酰胺等反应,产生强力致癌物质RNNOs化合物,引发癌症。

  1.1.2硝酸盐的益处

  曾被用作奶制品防腐剂的亚硝酸盐被认为是致癌物,但国家卫生研究所的科学家最近发现,这个致癌物可用于治疗心脏病、白血病等。

  9月5日,美国全波广播公司报道,在研究一种—氧化一氮时,马克T格拉德温博士和心脏病专家理查德-坎农博士意外发现了亚硝酸盐的药用价值。一氧化一氮和亚硝酸盐都可以扩张血管,而且亚硝酸盐比一氧化一氮能入药,所以两位研究院就想用亚硝酸盐代替一氧化一氮[6]。

  然后,科学家进行了临床试验。志愿者被他们注入一些亚硝酸盐,志愿者体内的血流增加了两倍,志愿者运动过程中体内氨基酸含量立即下降,说明体内活跃着硝酸盐。因此,科学家相信硝酸盐可以作为治疗急性红细胞贫血、心脏病、动脉瘤和血流疾病的手段。

  1.2亚硝酸盐的检测技术

  1.2.1传统技术

  国内外食品中亚硝酸根的测定方法很多,除了光谱法和快速检测外,还包括电化学方法和色谱法。

  光度法,如盐酸萘乙二胺法易于使用且快速。分光光度计价格相对较小、简单实用,是确定基本单位亚硝酸盐的理想方法。陈习习[7]以在两种亚硝酸盐国标检测方法测定亚硝酸盐的对比研究中表明盐酸奈乙二胺法所测亚硝酸盐结果的精确度比格里斯试剂比色法的高,说明盐酸奈乙二胺法的提取方法更彻底。Zatar等[8](1999)提出了利用磷钼蓝络合物用分光光度法测定硝酸盐和亚硝酸盐的新途径。桑宏庆等人[9]在酸性条件下,利用亚硝酸盐和对硝酸胺-氢氰酸钾体系的作用,建立了褪色光度法测定肉制品中亚硝酸盐含量;李永芳等人[10]利用盐酸间苯胺紫外分光光度法测定亚硝酸盐含量等,该方法的结果容易干扰样品中的材料,预处理比较复杂,所用物质可能对人体造成一定的损伤。

  荧光法简单快速,测试条件难以精确控制,也需要提高稳定性。

  色谱法,国内现在有离子色谱法、液相色谱法等较为人尽皆知的,王心宇等[11](2002)利用紫外检测-离子色谱法测定食品中的亚硝酸盐和硝酸盐。离子色谱测量速度快、准确性高和高灵敏度的好处,并在食品分析中发挥越来越重要的作用。特别是,高性能液相色谱方法(HGC)被广泛用于确定食物中的各种营养成分。然而,液相色谱的工作成本很高,很复杂,基层单位也很难操作。

  电化学法,如电泳法,硝酸盐和硝酸盐的水平可以通过简单的电子测量来迅速确定,以测量液体中的某一特定离子的活动。这是一个简单、快速、重复和有价值的方法,广泛应用。

  1.2.2新兴技术

  1.2.2.1高光谱技术

  高光谱成像技术是一种新兴的光学无损检测技术,在各种食品检测中已有应用。高光谱成像技术可在紫外到红外光谱范围内,对被检测样品以数百个波长以反射、透射、散射和荧光的采集模式连续成像,并将多次采集到的空间信息、光谱信息、光强度信息表达为三维立方体图像。通过图像信息和光谱信息的结合,可以预测和评估被检测样品每一点的内部及外部的品质安全属性,实现组成成分分析、食用品质等评定。如陈晓东等[12]建立了香肠样本中亚硝酸盐含量测定的高光谱检测模型在800~950nm波长范围内,分别采用偏最小二乘回归和遗传算法优化的人工神经网络进行定量分析建模,效果均良好且有可行性。

  1.2.2.2快速检测法

  a、亚硝酸盐检测试纸

  检测试剂的原理主要是利用检测试纸上的试剂与被测样品中的亚硝酸盐迅速生成有色产物,根据显色速度以及颜色深浅来测定亚硝酸盐的含量。此方法具有高效、快捷、准确等优点,适用于检测肉类制品、酱腌菜等食品中的亚硝酸盐含量。

  刘凤银等[13]利用亚硝酸盐和NH2CgH4-NH2反应生成的橙红色特殊物质,该模型提供了一个快速的方法来测量肉类、蔬菜等食品中的硝酸盐含量。

  1.2.2.3亚硝酸盐检测仪

  军事医学科学院研究所研制出一种可在半小时以内完成一次食品亚硝酸盐检测的快速检测仪,该法基于食品中的亚硝酸盐和磺胺酸反应生成稳定物、再和N-1-萘基乙二胺反应生成对可见光有选择性吸收的紫红色络合物的原理[14]。

  总体来说,随着时间的推移,各种技术的不断发展,被应用于食品中亚硝酸盐的检测的方法将越来越多。

  1.3我国肉制品中亚硝酸盐检测情况

  我国部分省市的肉制品中亚硝酸盐的监测情况如表1所示,1990~2003年,我国21个省市共13013份市售肉制品检样中,合格率为70.9%,合格率较低。近十年来,我国大部分省市肉制品中亚硝酸盐的含量超标情况略有改善,总体在86%~98.3%之间,还存在部分的地区差异,且农贸市场中散装熟肉制品超标率较高。总体来说,肉制品中亚硝酸盐含量超标情况多年来仍不容乐观,超标率仍处于相当高水平。所以,我们要加强在肉制品食品中的抽检力度,降低超标率,让人们吃上合格的食品。

  2012年至2017年,苏州市对辖区内的肉制品中的亚硝酸盐进行了一次摸底调查结果见图1。随着苏州市对食品中肉制品中亚硝酸盐的抽检力度逐渐加大,抽查次数的增加,使得市场肉制品的亚硝酸盐含量显著下降,合格率总体趋势上升,在93.57%~98.90%之间。但亚硝酸盐的添加仍较为普遍,应继续保持对其监测[1]。

  表1我国部分省市肉制品中亚硝酸盐监测情况Table 1 Monitoring of nitrite in meatproducts in some provinces and cities of China

  年代地区检验批次合格率/%结论

  1990-2003我国21个省市13013 70.9肉制品中亚硝酸盐超标车处于相当高水平

  2008-2014北京市昌平区334 95.2驴肉,鸭肉、猪肉制品是昌平区熟肉制品中亚硝酸盐污染的主要品种

  2011-2012山东省大连市160 93.8在农贸市场销售的酱卤肉制品与熏超标风险较高烤肉品

  2012-2013广西省南宁市120 98.3腊味类、烧卤味超标率较高

  2012-2013福建省厦门市102 90.2香肠、腊肉类超标率较高

  2014-2015河南省许昌市225 86.9散装熟肉制品中亚硝酸盐含量超标率较高

  图1苏州市2012~2017年肉制品中亚硝酸盐监测情况

  1.4亚硝酸盐在食品中的应用

  1.4.1着色作用

  硝酸盐确保肉的口感,并允许原始颜色在视觉上保存。硝酸盐经过反应会生

  成一些含有铁离子的化合物使得肉类的稳定性得到加强。

  1.4.2抑菌作用

  在一定的浓度环境中,氮化物对金黄色葡萄球菌、肉毒杆菌和其他细菌有强的抑制作用。主要是亚硝酸盐和肉类反应会生成一些抑制细菌繁殖的物质。

  1.4.3抗氧化作用

  硝酸盐可以通过碳碳双键反应提高肉质脂肪的稳定性,减缓脂质氧化反应率进入有氧环境,从而降低食物腐烂率,使腌制肉制品能长期保存,但仍保留原味。

  1.4.4腌制作用

  亚硝酸盐中的成分可以与食盐反应,使盐分可以来到肉类品的内部,使得肉类的口感更佳,还能减少肉类的异味。

  1.5研究目的及意义

  群众对食品污染事件关心不已,以及蔬菜农药等一类的食物中毒,高浓度的肉类中毒、毒胶囊等食品安全事件的不断发生,严重危害到人的日常生活。本实验通过对日常生活中所食用的肉类进行研究分析,根据他们所含有的亚硝酸盐的含量进行数据化分析,构建曲线了解食品是否超过国家的限制的亚硝酸盐含量的最大值,使大众可以对生活中的一些食品有更多的了解,维护人民的身体健康。

  1.6研究内容

  从日常生活中购买肉类进行亚硝酸盐的含量测试,通过紫外分光光度法测定NO2-的浓度并计算亚硝酸盐含量。通过标准曲线分析样品中亚硝酸盐的含量。

  第2章材料与方法

  2.1实验材料

  试验选取的样品来源与生产公司来源如下表2:

  表2样品来源

  样品名称样品来源生产公司

  双汇王中王优级火腿肠郑州高新区某农贸市场双汇电子商务有限公司

  清伊坊清真鸡肉香肠郑州高新区某农贸市场沈阳齐品宏商贸月浦县公司

  清伊坊牛肉风味香肠郑州高新区某农贸市场沈阳申淦电子商务有限公司

  双汇藤椒风味香肠郑州高新区某农贸市场双汇电子商务有限公司

  卤猪头肉1郑州高新区某农贸市场无

  卤猪头肉2郑州高新区某农贸市场无

  卤猪头肉3郑州高新区某农贸市场无

  酱牛肉郑州高新区某农贸市场无

  2.2实验仪器

  仪器名称型号生产厂家

  紫外分光光度计UV-1800日本岛津

  电子天平ME204/02梅特勒-托利多

  电热恒温水浴锅HWS24杭州中检智能科技有限公司

  食物粉碎机奥科WMS-PB108中山市迈尔康环保科技电器

  2.3实验试剂

  试剂生产厂家纯度

  亚铁氰化钾天津市光复科技发展有限公司不少于99.5%

  (二水和乙酸锌)乙酸锌天津市科密欧化学试剂有限公司分析纯(AR)

  无水对氨基苯磺酸天津市科密欧化学试剂有限公司分析纯(AR)

  N-1-萘乙二胺盐酸盐天津市化学试剂研究所有限公司分析纯(AR)

  硼砂天津市恒兴化学试剂制造有限公司分析纯(AR)

  乙酸(冰醋酸)西陇科学有限公司分析纯(AR)

  盐酸北京化工厂36.0%~38.0%

  参考GB/T5009.33—2016《食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定方法》中的第二法

  2.4实验原理

  肉制品需要经过一列前处理步骤才能进行检测分析,如蛋白质沉淀与脂肪弃除。反应原理主要是亚硝酸盐与对氨基苯磺酸作用,生成不稳定的化合物,随即与α—萘胺作用,生成红色偶氮化合物.化学反应原理图如下图2

  图2亚硝酸盐测定原理图

  2.5标准曲线制备

  参考GB/T5009.33—2016《食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定方法》中的第二法

  2.6样品的预处理

  参考GB/T5009.33—2016《食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定方法》中的第二法

  2.7亚硝酸盐的测定

  采用GB/T5009.33—2016《食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定方法》中的第二法,取5g样品于烧杯中再加入12.5ml的硼砂溶液和一些水,加热15min转移至500ml的容量瓶。在加入5ml亚铁氰化钾和乙酸锌溶液定容,过滤备用,在取滤液40ml于50ml带塞试管中,加入2ml对氨基苯磺酸和1ml盐酸萘乙二胺溶液,定容摇匀。静置15min在538nm处测吸光度。

  2.8分析结果的表述

  参考GB/T5009.33—2016《食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定方法》中的第二法

  第3章实验结果与分析

  3.1试验标准曲线

  亚硝酸钠标准液含量吸光度

  0 0

  1 0.0118

  2 0.0292

  3 0.0445

  4 0.0599

  5 0.0734

  7.5 0.1099

  10 0.1516

  12.5 0.1894

  图3亚硝酸盐标准曲线

  由图2图3可以知道,根据亚硝酸盐标准溶液做出来的曲线达到了国家要求的0.999多,说明我们购买的标液没有过期。

  3.2样品数据处理结果

  样品名称称样量吸光度浓度结果平均值相对误差

  双汇王中王优级火腿肠5.2191 0.0619 4.1842 10.021 10.0 0.3

  5.2582 0.0622 4.2039 9.994

  清伊坊清真鸡肉香肠5.6114 0.0989 6.6184 14.743 14.8 1.1

  5.3625 0.0955 6.3947 14.906

  清伊坊牛肉风味香肠5.8525 0.1072 7.1645 15.302 15.2 1.2

  5.6621 0.1024 6.8487 15.120

  双汇藤椒风味香肠5.2855 0.0639 4.3158 10.207 10.2 0.8

  5.2632 0.0631 4.2632 10.125

  卤猪头肉1 5.8212 0.0092 0.7171 1.540 1.6 5.9

  5.2858 0.0088 0.6908 1.634

  卤猪头肉2 5.1988 0.0069 0.5738 1.360 1.4 2.4

  5.2523 0.0072 0.5855 1.393

  卤猪头肉3 5.290 0.1561 10.3816 24.531 24.5 0.1

  5.2544 0.1552 10.3224 24.556

  酱牛肉5.2321 0.0063 0.5263 1.257 1.2 2.3

  5.2886 0.0062 0.5197 1.228

  图4样品处理结果

  检验标准:每个国家都对食品中硝分量有严格的控制,世界卫生组织规定,每日允许摄食的亚硝酸钠或亚硝酸钾的量应当小于0.2 mg/kg;我国还对添加的亚硝酸盐数量也有规定,要求肉制品成品中氮化含量小于30 mg/kg,最大的添加量不能超过0.15 g/kg[15]。

  分析图4可知,含量较高的清伊坊清真鸡肉香肠、清伊坊牛肉风味香肠、双汇藤椒风味香肠、卤猪头肉3的检验结果分别是14.8 mg/kg、15.2 mg/kg、10.2 mg/kg、24.5 mg/kg,都没有超出国家标准中规定的30 mg/kg,说明我们市场中出售的火腿肠还是和肉制品还是比较健康的食物。

  3.3重复性试验

  在测试测定条件下,将每个样品溶液放入1厘米的皿中,测定其吸光度A及其RSD值。

  火腿肠的吸光度和RSD值见表3

  表3火腿肠

  吸光度A双汇王中王优级火腿肠清伊坊清真鸡肉香肠清伊坊牛肉风味香肠双汇藤椒风味香肠

  0.0610 0.0997 0.1052 0.0631

  0.0621 0.0975 0.1066 0.0624

  0.0607 0.0979 0.1083 0.0640

  0.0621 0.0984 0.1077 0.0644

  0.0631 0.0987 0.1061 0.0649

  RSD%1.56%0.85%1.17%1.58%

  肉类的吸光度和RSD值见表

  表4肉类的吸光度和RSD值

  吸光度A卤猪头肉1卤猪头肉2卤猪头肉3酱牛肉

  0.0097 0.0075 0.1531 0.0073

  0.0101 0.0077 0.1577 0.0069

  0.0085 0.0054 0.1561 0.0073

  0.0079 0.0061 0.1521 0.0059

  0.0084 0.0059 0.1544 0.0058

  RSD%10.50%15.60%1.50%9.91%

  由表3表4可知双汇王中王优级火腿肠的RSD=1.56%,清伊坊清真鸡肉香肠的RSD=0.85%,清伊坊牛肉风味香肠的RSD=1.17%,双汇藤椒风味香肠的RSD=1.58%,卤猪头肉1的RSD=10.50%,卤猪头肉2的RSD=15.60%,卤猪头肉3的RSD=1.50%,酱牛肉的RSD=9.91%,结果表明用此方法的重复性较好。