蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐检测方法的研究进展

赵 静1,2，王 娜3，冯叙桥1,3,*，赵宏侠3，黄晓杰3,4

（1.渤海大学食品科学研究院，辽宁省食品安全重点实验室，辽宁 锦州 121013；

2.美国加州大学戴维斯分校环境毒理系，美国 加州 戴维斯 95616；3.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866；

4.辽宁医学院食品科学与工程学院，辽宁 锦州 121001）

摘 要：硝酸盐和亚硝酸盐主要通过蔬菜食用进入人体，亚硝酸盐是一种有毒物质，人食用后会在体内产生致癌性的亚硝胺。光谱法、色谱法、快速检测法是目前检测蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的主要方法。本文在对上述方法进行介绍并比较的基础上，对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐检测方法的研究进展进行了概述与展望。

关键词：硝酸盐；亚硝酸盐；检测

Advances in Detection Methods for Nitrate and Nitrite in Vegetables

ZHAO Jing1,2, WANG Na3, FENG Xu-qiao1,3,*, ZHAO Hong-xia3, HUANG Xiao-jie3,4

(1. Key Laboratory of Food Safety Liaoning Province, Food Science Research Institute of Bohai University, Jinzhou 121013, China;

2. Deptment of Environmental Toxicology, University of California-Davis, Davis 95616, USA;

3. College of Food Science, Shenyang Agriculture University, Shenyang 110866, China;

4. College of Food Science and Engineering, Liaoning Medical University, Jinzhou 121001, China)

Abstract: Nitrate and nitrite get into human body mainly through vegetables. Nitrite is a kind of toxic substance that can produce carcinogenic nitrosamines. The major methods currently available for the detection of nitrate and nitrite in vegetables include spectroscopy, chromatography and rapid assays. This paper, beginning with a comparative introduction to these methods, reviews recent advances in detection methods for nitrate and nitrite in vegetables and discusses future prospects.

Key words: nitrate; nitrite; detection

中图分类号：TS207.7 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）08-0042-08

doi:10.7506/spkx1002-6630-201408008

硝酸盐和亚硝酸盐广泛的存在于人们的生活中，在2001年正式实施的农产品安全质量标准中，农产品中硝酸盐和亚硝酸盐的限量已经作为重要指标列入其中了。如今，硝酸盐的含量更是作为评价农产品品质的一个重要指标[1]。亚硝酸盐是一种有毒物质，作为防腐剂广泛地应用于各类食品中，是嫩肉粉、肉类保水剂和香肠改良剂等肉制品添加剂的必用配料[2]。尽管亚硝酸盐在改善肉制品的色泽和货架期方面发挥了重要作用，但是亚硝酸盐对人体的不良影响也不容忽视。过量的亚硝酸盐进入人体内，会导致人体出现缺氧及肠源性青紫症状，甚至还会造成致癌致畸等危害[3]。蔬菜作为重要的人体维生素和纤维素的摄入来源，在人们的日常膳食中占有重要的地位，其质量安全问题更是涉及到每个人的健康。在食品质量与安全高度受到重视的今天，准确检测蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的含量，指导人们食用新鲜无害的蔬菜，对广大群众的健康有着重要的意义。

1 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的来源

蔬菜是一种易于富集硝酸盐的植物，人类摄入的80%以上的硝酸盐都来自于蔬菜，过量施用氮肥、长期贮藏、腌渍、烹饪熟化等都会致使蔬菜中的硝酸盐转化为亚硝酸盐[4]。正确认识蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的来源，对于通过适当的方法，有效地减少硝酸盐和亚硝酸盐在蔬菜中的含量十分必要。

1.1 过量施用氮肥

新鲜蔬菜中的硝酸盐主要来源于种植过程中过量施用的氮肥[5]。据报道，农业生产中造成蔬菜硝酸盐积累的原因很多，包括蔬菜的品种、土壤、温度、光照等，其中氮肥种类及其用量是影响硝酸盐积累最主要的外在因素，蔬菜中的硝酸盐81.2%来自蔬菜种植过程中氮肥的施用[6]。一些菜农为了获得蔬菜高产，便盲目、超量地施用氮肥，过量施用氮肥导致蔬菜硝态氮吸收与还原转化不平衡是产生积累的根本原因[7]。未被蔬菜吸收利用的过剩氮肥以硝酸盐的形式贮藏在蔬菜中，致使蔬菜中的硝酸盐累积量增加，在之后的贮藏、加工、食用过程中，硝酸盐经细菌的作用被还原成亚硝酸盐[8]。

肥料的合理施用，是减少蔬菜中硝酸盐积累的一个有效措施。张乐平等[9]以叶类蔬菜为研究对象，探讨氮肥减施对蔬菜的硝酸盐积累及品质影响。结果表明：在减少20%的化学氮肥施用的基础上，通过增施有机肥、配施微量元素、施用硝化抑制剂等农艺技术措施可降低蔬菜硝酸盐含量2.93%～22.05%，亚硝酸盐含量9.09%～53.17%。因此，蔬菜种植过程中，应减少氮肥施用，采用有机肥并配施微量元素等合理施肥技术，来有效减少蔬菜中硝酸盐的积累。

1.2 蔬菜腌制

生、鲜白菜等蔬菜中通常含有一定量的硝酸盐，在长期贮藏特别是腌渍加工过程中，由于硝酸还原菌的作用被还原成亚硝酸盐，随后自然分解。据孟良玉等[10]研究报道，北方居民家庭酸菜腌制的过程中，随着腌渍时间的延长，亚硝酸盐含量不断上升，在第6天升至最高，随后逐渐下降，大约20d后基本彻底分解（图1）。因此，从食品安全的角度考虑，腌渍菜应该在腌渍至少20d后食用，才能避免因为蔬菜腌渍而产生的亚硝酸盐对人体带来的危害。

图 1 酸菜中亚硝酸盐含量与发酵时间的关系[10]

Fig.1 Relationship between nitrite content and fermentation time of pickled cabbage[10]

1.3 隔夜剩菜

烹饪好的蔬菜，营养含量比较高，容易被微生物所利用。如果隔夜放置，空气中的微生物（如硝酸还原菌）进入到蔬菜中，微生物就会利用其中的营养成分而大量繁殖，在这过程中会产生硝酸盐还原酶，把蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐[11]。梁平[12]曾探究了不同温度条件下存放不同时间后烹饪白菜剩菜中亚硝酸盐含量的变化，结果显示：无论在室温还是在低温条件下存放白菜剩菜，亚硝酸盐含量均随着时间的延长显著增加。在室温存放24h，白菜剩菜中亚硝酸盐含量增加了600%，即使在冰箱存放，亚硝酸盐含量也增加了340%（表1）。说明烹饪好的蔬菜隔夜放置会使其中的亚硝酸盐含量剧增，不宜食用。

表 1 不同时间、不同温度条件下烹饪白菜剩菜中亚硝酸盐含量[12]

Table 1 Nitrate content in cooked Chinese cabbage leftovers under different storage time and temperature conditions[12]

1.4 采后长期贮藏

蔬菜在新鲜状态下，亚硝酸盐含量很低。如果存放在低温（0～15 ℃）、通风良好的条件下，硝酸盐和亚硝酸盐含量会缓慢地升高。如果存放条件差、温度高、时间长，细菌生长繁殖快，蔬菜易萎蔫、发霉、腐烂，使硝酸盐和亚硝酸盐含量激增[11]。宋犇等[13]研究了不同贮藏方式下小白菜、菠菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的变化，实验结果表明，小白菜亚硝酸盐和硝酸盐在贮藏时的起始含量分别为2.1 mg/kg和1325 mg/kg，在5 ℃条件下贮藏4 d时，分别达到6.0 mg/kg与1980 mg/kg，增长幅度分别为3 倍与1.5 倍；在25 ℃条件下贮藏4 d时，分别达到6.7 mg/kg与3 327 mg/kg，增长幅度为3.2 倍与2.5 倍（表2和表3）。因此贮藏新鲜蔬菜时，要尽量采用低温并且贮藏时间不宜过长。

表 2 不同贮藏温度对小白菜、菠菜亚硝酸盐含量的影响[13]

Table 2 Effect of storage temperature on nitrite content in Chinese cabbage and spinach[13]

mg/kg

表 3 不同贮藏温度对小白菜、菠菜硝酸盐含量的影响[13]

Table 3 Effect of storage temperature on nitrate content in Chinese cabbage and spinach[13]

mg/kg

1.5 其他因素

蔬菜中的硝酸盐还可以来自于大气环境中的吸收、植物固氮菌的作用和农业灌溉的水源中[14]。其次，环境中化肥的施用、垃圾、污水灌溉、工业含氮废弃物、燃料燃烧排放的含氮废气等在自然条件下经降水淋溶分解后形成硝酸盐，流入河、湖并渗入地下从而造成有些地区的饮用水中硝酸盐含量比较高，导致蔬菜烹饪后硝酸盐含量升高[15]。此外，蔬菜烹饪后在不洁的餐具中放置过久，硝酸盐就会被还原菌还原成亚硝酸盐，这也是蔬菜中亚硝酸盐产生的一个原因[16]。

2 亚硝酸盐对人体的危害

亚硝酸盐对人体存在直接和潜在的危害。直接危害是急性中毒，人体口服200～500 mg亚硝酸盐即可引起中毒，口服1 000～2 000 mg就会死亡。潜在的危害是亚硝酸盐可以与食物或胃中的仲胺类物质作用转化为亚硝胺，诱发消化系统癌变。此外，还会引起肠源性青紫症、致畸等危害[17]。亚硝酸盐的毒性研究一般是根据急性毒性实验研究得出结果，常以小白鼠为实验对象，通过向其注射不同剂量的亚硝酸盐，观察其生理变化，从而测定亚硝酸盐的毒性，表4列出了亚硝酸盐对大鼠的致癌，通过胎盘致畸、致癌的作用[18]。不同种属对亚硝酸盐毒性耐受力的差异很大，人对亚硝酸盐最为敏感，LD50为22 mg/kg，肉鸭对亚硝酸盐的毒性耐受力比较强，牛羊的耐受力最强，LD50最大值达到了7500 mg/kg[19-20] （表5）。WTO/FAO规定硝酸盐和亚硝酸盐的日容许摄入量分别为432 mg/kg和4 mg/kg[21]，如果亚硝酸盐摄入过量，就会引起肠源性青紫症、通过产生亚硝胺而致癌、致畸等严重后果。

表 4 亚硝酸盐的毒性[18]

Table 4 Nitrite toxicity[18]

表 5 亚硝酸盐对不同种属的毒性[19-20]

Table 5 Nitrite toxicity in different species[19-20]

2.1 引起肠源性青紫症

食用了大量硝酸盐含量较高的蔬菜后，特别是当胃肠道功能紊乱或者胃酸浓度较大时，可使肠道内的亚硝酸盐形成速度过快，机体来不及分解转化，从而被大量吸收进入血液。亚硝酸盐具有强氧化性，能将血红蛋白中的二价铁氧化为三价铁，使正常的亚铁血红蛋白转化成高铁血红蛋白而失去运氧功能[22]（图2）。如果血液中有20%的亚铁血红蛋白转变成高铁血红蛋白，机体就会出现缺氧症状，表现为皮肤黏膜青紫、恶心、头晕、全身无力，严重者会因呼吸衰竭而死亡[23]。青海医学院附属医院急救中心于1993年2月—1997年3月，共收治了34例急性亚硝酸盐中毒患者。临床表现为不同程度的全身皮肤及黏膜青紫、头痛、头晕、恶心、呕吐等现象，经过治疗全部痊愈[24]。陈志诚等[25]在亚硝酸盐中毒临床分析中提到，在2008年1月—2010年8月，医院收治31例因亚硝酸盐摄入过量导致急性重症亚硝酸盐中毒的患儿，临床表现为口唇发紫、恶心呕吐、头晕、腹痛等。由此可见，亚硝酸盐对人体的危害不容小觑。

图 2 亚硝酸盐致缺氧症状示意图[22]

Fig.2 Schematic diagram of hypoxia symptoms induced by nitrite[22]

2.2 生成具有致癌作用的N-亚硝基化合物

蔬菜存放过程中，硝酸盐在酶和细菌的作用下而被还原形成的亚硝酸盐，可与人体摄入的其他食品、医药品、残留农药等成分中的次级胺（仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸）反应，在胃腔酸性环境下通过亚硝化反应合成形成强烈致癌物——N-亚硝基化合物，从而诱发消化系统癌变[26]。都韶婷等[27]在对蔬菜积累的硝酸盐对人体健康的影响研究中提到，N-亚硝基化合物可在胃内酸性环境中通过亚硝化反应而合成：在酸性环境中，亚硝酸盐可以转化为活性亚硝化剂，例如亚硝酐（N2O3）、亚硝酰（异）硫氰酸酯（GN-NCS）、亚硝酰卤（NOX）或质子化的亚硝酸（H2NO2+）等，它们能与二级胺或酰胺发生亚硝化反应生成N-亚硝基化合物，反应如下：

NO2－＋HCl=HNO2＋Cl－，2HNO2→N2O3＋H2O

R2N＋H2→R2NH（二级胺）＋H+，R2NH＋N2O3→
R2N-NO＋HNO2

2HNO2→H2NO2+＋NO2－或HNO2＋H+→H2NO2+

R’CONHR（酰胺）＋H2NO2+→R’CON－NOR（亚硝酰胺）＋H2O＋H+

N-亚硝基化合物分为N-亚硝胺和N-亚硝酰胺两大类。N-亚硝基化合物没有直接致癌作用，主要是其化学性质活泼容易生成烷基偶氮羟基化合物和氨氮化合物而呈现致癌活性。其致癌机制研究表明，亚硝胺可引起食管上皮细胞相关癌基因抑癌基因发生改变，促进癌变。DNA碱稀释过滤法证明，N-亚硝基化合物含氮杂环化借诱发DNA互补碱对之间交联而启动细胞的癌变[28]。

2.3 致畸

亚硝酸盐可以通过胎盘进入胎儿体内，特别是6 个月以内的婴儿对亚硝酸盐特别敏感，对胎儿有致畸作用。经过研究发现，亚硝酸盐的重要代谢产物——亚硝酰胺中甲基以及亚硝基脲可以致使大鼠等实验动物下一代产生畸形，特别是中枢神经系统和骨骼系统畸形[29]。Ivankovic等[30]研究了亚硝基烷基脲的致畸作用，在妊娠的前半期一次注射给大鼠、叙利亚金黄地鼠注射亚硝基甲基脲或亚硝基乙基脲都可引起脑组织和骨骼畸形；若在大鼠妊娠的前三分之一时期注射前体物质即乙基脲加亚硝酸钠，大多数鼠生后第一周死于脑水肿，而在妊娠后半期给乙基脲加亚硝酸钠，所有仔代都死于神经系统肿瘤。Diwan等[31]给妊娠8 d或12 d的小鼠一次注射0.5mmol/kg亚硝基乙基脲，引起仔鼠的脑、眼、肢等畸形，同时发现亚硝基乙基脲能引起仔鼠中枢神经系统出血坏死，第四脑室腔扩大。

3 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的检测方法

鉴于硝酸盐与亚硝酸盐对人体健康如此重要，并且蔬菜是人体硝酸盐与亚硝酸盐的重要来源，因此对蔬菜中硝酸盐与亚硝酸盐的含量进行检测有着十分重要的意义。国内外检测蔬菜中的硝酸盐与亚硝酸盐的方法多种多样，主要分为光谱法（spectroscopy）和色谱法（chromatography）两大类，另外，还有电化学法、快速检测法等方法。由于硝酸盐和亚硝酸盐对人体的危害性，对其检测的精度要求特别高。

3.1 光谱法

光谱法中常见的测定蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的方法为分光光度法[32]，分光光度法是基于物质对光的选择性吸收的特点而建立起来的一种分析方法，因其投资相对小、操作较简便而得到广泛应用，也是GB/T 5009.33—2008《食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定》中所推荐的方法。此外，光谱法中还有苯酚分光光度法、系数补偿双波长分光光度法和流动注射分光光度法等。

分光光度法中最常用的是紫外-可见分光光度法（ultraviolet-visible spectroscopy，UV-Vis），这一方法的原理是在弱酸条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化，再与盐酸乙二胺偶合形成紫红色染料，之后在最大吸收波长下测定吸光度。亚硝酸盐分光光度法分析中经典的方法是Griess分光光度法，在一定酸度条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺反应生成重氮化合物，再与N-（1-萘基）-乙二胺耦合，形成紫红色耦氮化合物，在540nm波长处光具有最大吸收[33]。

徐贵华等[34]采用GB/T 5009.33—2008《食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定》中的分光光度法测定大白菜、小白菜等4 种蔬菜中的亚硝酸盐含量，结果表明，蔬菜随着放置时间的延长，其亚硝酸盐含量呈上升趋势，冰箱4 ℃条件下存放能够有效抑制亚硝酸盐含量的增加。赵艳霞等[35]采用UV-Vis测定出生菜、小白菜、油菜、菠菜中的亚硝酸盐平均含量分别为0.326、0.380、0.241、0.310 mg/kg，相对标准偏差在3.11%～4.38%之间，潘国璋等[36]采用UV-Vis测定茄子和芹菜中亚硝酸盐含量，并与经典法萘乙二胺法进行比较，实验结果显示：UV-Vis的线性范围是0～1.2µg/mL，
摩尔吸光系数是7732.6L/（mol•cm），测定结果令人满意。关秀杰等[37]采用此法对白菜、黄瓜、芸豆和冬瓜中的亚硝酸盐含量成功地进行了测定，得出了以下结论：1）无论是在室温还是在低温条件下，4 种蔬菜中亚硝酸盐含量均随贮藏时间的延长而增加。2）温度对蔬菜中亚硝酸盐含量及其变化速率有明显的影响。在相同的贮藏时间下，室温条件下贮藏的蔬菜中亚硝酸盐含量均高于低温条件下，而室温条件下蔬菜中亚硝酸盐变化速率均明显大于低温条件下。3）蔬菜中亚硝酸盐含量及其变化速率因蔬菜品种不同而存在显著差异。分光光度计具有操作简便、准确的优点，样品经过预处理后，直接采用分光光度计进行吸光度的测定就可以得知被测物的浓度。这些研究结果说明，采用分光光度法测定蔬菜中的硝酸盐与亚硝酸盐具有方法简便、快速、准确、成本低等优点。

苯酚分光光度法是根据硝酸盐与苯酚在浓硫酸介质中发生硝化反应，生成有色物质的原理，应用分光光度法测定硝酸盐和亚硝酸盐含量，具有快速、简单、准确等特点[38]。叶瑞洪等[39]采用苯酚分光光度法测定菠菜、春菜和木耳中的硝酸盐与亚硝酸盐含量，通过低浓度H2O2将食品中的亚硝酸盐氧化成硝酸盐，间接测出亚硝酸盐的含量。结果表明：硝酸盐的检出限为0.25 µg/mL，
精密度为0.424%；亚硝酸盐的检出限为0.61 µg/mL，精密度为0.341%；硝酸盐和亚硝酸盐加标回收率为91.6%～104%，说明该方法具有准确、稳定性高等优点。

系数补偿双波长分光光度法是采用硝酸盐和亚硝酸盐的参比波长以及用参比波长求出补偿系数的一种分光光度法，刘瑟容等[40]将此法应用于菠菜、生菜、芹菜中硝酸盐和亚硝酸盐的同时测定，在浓硫酸介质中，以1.0 mol/L间苯二酚为显色剂，测得硝酸盐在0～30 µg/25 mL、亚硝酸盐在0～25 µg/25 mL范围内，符合比耳定律；摩尔吸收系数分别为
0.8×103、4.0×103L/（mol•cm），参比波长分别为545、405nm，补偿系数分别为0.934 5、0.980 2。对上述菠菜、生菜、芹菜试样分别进行7 次测定，得到相对标准偏差分别为3.25%、4.38%、3.11%；回收率分别为95.2%、98.5%、93.7%，说明采用此方法测定蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐具有准确可靠、稳定性好等特点。

流动注射分光光度法是基于NO3－可通过Zn-C柱还原为NO2－，结合流动注射分析技术建立的流动注射分光光度法。任乃林等[41]采用此方法，将样品匀浆后以超声波提取、活性炭脱色后，提取液一份直接用盐酸萘乙二胺比色法测定其中的亚硝酸盐，另一份经Zn-C柱将硝酸盐还原为亚硝酸盐后用相同方法测定，用差减法计算硝酸盐含量。其中亚硝酸盐方法的线性范围为0.1～2.4 µg/mL，检出限为0.01 µg/mL，相对标准偏差介于0.03%～1.8%之间，该方法操作简便，连续性强，精密度高，适用范围广。

采用不同的光谱法测定蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐具有不同的优缺点（表6），在实际操作过程中要根据不同的要求与条件来选择合适的方法。例如，如果对准确度和精确度没有特殊的要求，可以采用格里斯分光光度法与苯酚分光光度法。如果对结果的准确度和精确度要求比较高，在实验室条件允许的情况下，可以采用紫外分光光度法测定蔬菜中的硝酸盐与亚硝酸盐。

表 6 不同光谱法测定硝酸盐和亚硝酸盐的比较[33-41]

Table 6 Comparison of different spectroscopic methods to analyze nitrite and nitrate contents[33-41]

3.2 色谱法

色谱法检测蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的常用方法为高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）法、离子色谱 （ion chromatography，IC）法和气相色谱（gas chromatography，GC）法。高效液相色谱仪具有很高的精确度与灵敏度，可以进行批量测定，样品经过预处理，过滤膜后就可以直接进行HPLC测定，并且10min左右就能完成一个样品的测定，因此采用HPLC同步测定的方法具有快速、准确、灵敏度和精密度高的优点，能满足蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量同步测定的要求，缺点是所用试剂有毒，对实验人员与环境有危害[42]。

余海兰等[43]采用HPLC同时测定蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐含量，提取样品后用Hypersil ODS反相柱分离，然后用紫外检测器同时检测硝酸盐和亚硝酸盐，结果表明硝酸盐和亚硝酸盐的最低检测水平分别为0.0125、0.0250 mg/kg；加标回收实验表明，在0.1～10.0 mg/kg添加水平范围内，硝酸盐的回收率为95.84%～97.12%，相对标准偏差为0.39%～1.26%；亚硝酸盐的回收率为90.54%～95.17%，相对标准偏差为0.28%～1.09%，说明采用HPLC测定硝酸盐与亚硝酸盐，能得到较好的分离率与回收率，能够准确分离与测定硝酸盐与亚硝酸盐的含量。陈文生等[44]同样采用HPLC同时测定黄瓜、番茄、大白菜等新鲜蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量，结果表明，蔬菜中NO2－和NO3－的线性范围（以N计）为0～80 mg/kg，
相关系数为0.9999；方法检出限为NO2－ 0.04 mg/kg、NO3－ 0.01 mg/kg，回收率为NO2－ 99.2%～102.4%、NO3－ 98.7%～99.3%，相对标准偏差分别为0.97%和0.25%。由于腌菜中的盐含量很高，张秋菊等[45]用反相HPLC测定腌菜中的亚硝酸盐和硝酸盐时，采用石墨化炭黑柱及PreIC-Ag
和PreIC-Na联合柱净化处理后以磷酸二氢钾缓冲溶液为流动相，经CapcellPAK C18色谱柱分离后检测，结果表明NO2－和NO3－在0.20～20mg/L范围内具有良好的线性关系，其相关系数均大于0.999，检出限均为0.8 mg/kg，
实际样品的加标回收率分别为90.6%～101.3%和96.6%～104.8%，相对标准偏差≤5%。这些结果表明采用HPLC测定蔬菜中的硝酸盐与亚硝酸盐含量，方法可靠、选择性好、检测灵敏度高、分离度好、适合大批量样品的测定。

IC的原理为试样经沉淀蛋白质、除去脂肪后，采用相应的方法提取和净化，以KOH为淋洗液，阴离子交换柱分离，用电导检测器检测，以保留时间定性、外标法定量测定蔬菜中硝酸盐与亚硝酸盐含量。该方法分析速度快，一次进样能同时测定多种阴离子，适合蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的批量检测，同时也能减少实验中的有毒有害试剂对环境的影响[46]。杨敏等[47]以白菜为例建立了超声辅助提取IC测定蔬菜中硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、总氮、总磷含量的方法，并对白菜各部位的硝酸盐、亚硝酸盐及磷酸盐含量的分布进行了研究。结果表明，当进样量为20µL，使用Na2CO3-NaHCO3为淋洗液，NO2－、NO3－、PO43－、总氮（TN）、总磷（TP）的最小检出限分别为0.015、0.014、0.030、0.014、0.061mg/L，相关系数为0.999 0～0.999 9，相对标准偏差为0.22%～0.94%，回收率为80.0%～110.0%。陈洪伟等[48]采用IC/电导检测器，测定了青瓜、大白菜、生菜等的硝酸盐和亚硝酸盐的含量。样品经前处理，获得无色透明的溶液后，经0.45µm过滤器过滤后得到待测液，最后自动进样，以10mmol/L KOH溶液为淋洗液，采用IC法进行样品测定，得到的相对标准偏差NO3－为0.38%，NO2－为0.54%；回收率NO3－为98.8%～99.7%，NO2－为98.6%～99.9%。这些实验结果说明IC法的仪器稳定性较好，具有简便、选择性好、灵敏度高、准确度高等优点。但是该测定仪器价格昂贵，在实际操作中不能得到普遍的应用，适合实验室操作。

GC的分离原理是利用不同物质在两相间具有不同的分配系数，将各组分分离开来，具有操作简便、抗干扰能力强、线性范围宽、检出限低等优点[49]。史东坡[50]采用GC测定大白菜、马铃薯、西红柿等蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐含量，样品经前处理后，用硫酸作催化剂，温度控制在90 ℃以下，此时样品中的硝酸根可与苯发生反应生成硝基苯，然后萃取，最后利用选择性强的电子捕获检测器检测。结果显示：硝酸盐的回收率在79.72%～101.79%之间，亚硝酸盐的回收率在88.06%～105.81%；变异系数在3.22～5.93；硝酸盐最低检出限为0.75 mg/kg；亚硝酸盐的最低检测水平为0.609 mg/kg，说明采用GC测定蔬菜中的硝酸盐与亚硝酸盐具有分离性能与检测性能高、结果准确、精确度高等优点。

综上所述，采用色谱法测定蔬菜中硝酸盐与亚硝酸盐具有简便、快速、精确度高等优点，不同的方法具有不同的特点（表7），使得蔬菜中硝酸盐与亚硝酸盐含量的测定方法有了更多的选择。

表 7 不同色谱法测定硝酸盐和亚硝酸盐的比较[43,46,49]

Table 7 Comparison of different chromatographic methods to analyze nitrite and nitrate contents[43,46,49]

3.3 电化学法

电化学法是分析化学中的一个重要分支，它可以通过简单的电位测量，直接测定溶液中某一种离子的活度，测定所用的设备简单，而且能进行连续快速的测定。目前用于测定蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的电化学方法主要有极谱法、硝酸根电极法和毛细管电泳法等[22]。

极谱法是通过测定电解过程中所得到的极化电极的电流-电位曲线来确定溶液中被测物质浓度的一类电化学分析方法[51]。Badea等[51]采用醋酸纤维素膜或聚（1,8-二氨基萘）膜改性的铂电极，快速批量的测定水中的硝酸盐和亚硝酸盐含量，与标准比色法相比，该方法不需要致癌试剂与任何检测试剂，检测方法简单、快速。另外，这个方法可以扩展到食物、土壤和化肥中的硝酸盐和亚硝酸盐的分析。

硝酸根电极法的原理为依据待测液在添加标准溶液前后的2次电位（E1和E2）不同，计算出待测液中硝酸根的浓度。此法精确度高、重现性好、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。姚建武等[52]采用此法快速测定白菜、生菜、茼蒿等蔬菜中的硝酸盐含量，测定的回收率在99.5%～103%之间，变异系数在1.7%左右,表明该方法准确、回收率高。

毛细管电泳法是以弹性石英毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的电泳分离分析方法[53]。

ztekin等[53]采用毛细管电泳法直接测定肉制品和蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐含量，该方法基于阴离子在涂有聚乙烯亚胺（polyethylene imine，PEI）的毛细管中的分离，由于PEI是阳离子聚合物，电流可以在宽范围pH值中逆流，从而使硝酸盐与亚硝酸盐快速分离，不需要向分离器中加入其他任何的电流调节器，采用紫外检测器检测，硫氰酸盐为内标，实验结果表明，该方法的重现性和回收率良好。Merusi等[54]建立毛细电泳法同时测定硝酸根、亚硝酸根和草酸根的新方法，采用熔融石英毛细管柱（75 µm×32.5 cm，有效长度为21.5 cm）作为分离通道，以50 µmol/L磷酸盐（pH 2.5）作为运行缓冲液，运行电压25 kV，毛细管柱温为25 ℃，检测波长为214 nm，进样压力为3.5 kPa，外标法定量测定，结果表明硝酸盐、亚硝酸盐和草酸盐的检出限分别为0.3、0.8 mg/L和4.5 mg/L，相关系数均大于0.999。实验结果表明，该方法准确、检出限低、重现性好。

综上所述，采用电化学法测定硝酸盐与亚硝酸盐具有简便、快速、准确等优点。每种方法都有其独特的优点（表8），以后会被应用到更广泛的领域中。

表 8 不同电化学法测定硝酸盐和亚硝酸盐的比较

Table 8 Comparison of different electrochemical methods to analyze nitrite and nitrate contents

3.4 快速检测法

以上方法虽然有很多优点，但是检测过程都需要专业人员与仪器，操作较繁琐、费用高，检测有一定的局限性。随着食品安全问题的日益严峻，如何快速、简便检测出蔬菜中硝酸盐、亚硝酸盐的含量对人们的健康生活有非常重要的意义，现场快速检测为实现这一目标提供了可能，因而越来越受到重视。一般认为，如果方法能够应用于现场，在30min内出具检测结果，即可视为现场快速检测方法[55]。目前来看，现场快速检测方法主要是根据亚硝酸盐与显色剂的显色反应来测定亚硝酸盐的含量，一般采用试纸、试剂盒等形式。

肖良品等[56]研制出了三维纸质微流控芯片用于亚硝酸盐的快速检测。纸质微流控芯片是以纸作为芯片的一种微流控芯片。纸芯片系统内的疏水材料把亲水性的纸材料分割成亲水与疏水相间的区域，形成通道，并集成了进样、分离、反应、检测等基本操作单元。纸芯片中以柠檬酸、对氨基苯磺酰胺、N-（1-萘基）乙二胺盐酸作为显色剂，结合比色检测装置用于亚硝酸盐的检测。亚硝酸盐检测纸芯片应用简单，耗样量少（30µL），成本低，灵敏度较好，能快速实现亚硝酸盐的检测，为亚硝酸盐的快速检测方法提供了参考。

房彦军等[57]利用检测试纸条和光电检测仪联用的方法，通过检测试纸与亚硝酸盐显色反应的原理，将显色的试纸条在光电检测仪的感应窗里测定，实现了对食品中亚硝酸盐的现场快速定量检测。屈智慧等[58]采用定性中速滤纸作为亚硝酸根试纸的材料，以含有4-氨基苯磺酰胺和N-1-萘基乙二胺盐酸盐的显色剂及含有1∶1的α-萘胺溶液和对氨基苯磺酸溶液的显色剂，按1∶1混合后作为显色剂，研制了一种检测亚硝酸根的试纸。李健等[59]根据显色剂显色反应测吸光度的原理研制出一种可以快速、简便、灵敏、安全的针对亚硝酸盐国际限量（4 mg/kg）
和硝酸盐国际限量（432 mg/kg）的两种试剂盒，用于检测蔬菜中硝酸盐与亚硝酸盐含量，可以满足现场快速检测的需要，具有实用价值。通过这些应用实验表明，亚硝酸根试纸、试剂盒具有体积小、便于携带、检测方便、成本低廉等特点，具有广泛的应用价值和市场开发前景。

4 展 望

综上所述，蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的检测方法有多种，各种方法都有其优缺点，在选择方法的时候要根据具体情况选择合适的方法进行测定。分光光度法方法简单、快速，选择性好，所用试剂稳定，毒性相对较小。格里斯分光光度法是经典的方法，该方法回收率高，重现性好，操作简便，适应于批量测定。色谱法快速、准确，灵敏度和精密度高，需要相应的仪器，但是不适于现场速检，所用试剂有毒。快速检测方法简便、快速，不需要专业人员操作，所用试剂对环境没有危害，能满足现场检测的需要，具有十分广泛的前景。目前我国现场快速检测技术发展还不够完善，与发达国家还存在一定的差距，随着现代化学分析、生物技术方法的不断成熟完善，将来可以将光谱法、色谱法等这些技术加入为现场快速检测中，使大型仪器微型化，安装在专门检测车中进行现场快速检测。

科技的迅猛发展，会创造出更多的方法适用于检测蔬菜中硝酸盐与亚硝酸盐的含量。目前，生物传感器法和连续自动分析仪法是国内外研究的热点。

生物传感器是基于传感器对生物物质敏感，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。由于酶膜、线粒体电子传递系统粒子膜、微生物膜、抗原膜、抗体膜对生物物质的分子结构具有选择性识别功能，只对特定反应起催化活化作用，因此生物传感器具有非常高的选择性，具有分析速度快、准确度高、系统操作比较简单、成本低等优势，其缺点是生物固化膜不稳定。

连续自动分析仪法是将生化分析中的取样、加试剂、混合、保温、比色、结果计算、书写报告等步骤的部分或全部由模仿手工操作的仪器来完成，可进行定时、连续检测等各种反应类型的分析测定，具有检测快速、简便、灵敏、准确的优点，但是应用有一定的局限性。

由于生物传感器法和连续自动分析仪法都具有简便、快速、成本低等优点，将来可以将其应用到蔬菜中硝酸盐与亚硝酸盐的检测中，使检测更方便、快捷。

随着分析新方法和新技术的不断出现和发展，蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的检测方法也会更加多元化。可以预见，现代仪器自动化和测试技术的发展、普及和完善，必将使蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析研究更加完善，对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析研究也将会更加深入，极低含量的检测成为必然趋势，而且测定方法必将趋于更加简单、快捷、灵敏和高效。

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