食物中亚硝酸盐的作用及致毒机理的研究

食物中亚硝酸盐的作用及致毒机理的研究

摘要：亚硝酸盐是一种剧毒品，同时也是一种食品添加剂，与食盐极为相似，因误食或使用过量而造成中毒的事例非常多，后果严重。本文对亚硝酸盐在食品中的监测方法、作用、危害、及预防作了简单的介绍，以减少和杜绝这类事件的进一步发生，让亚硝酸盐更好地为我们的生活服务。

关键词：亚硝酸盐；作用；危害；致毒机理

Research on the role and poisoning mechanism of nitrite in food

Li rongrong(201041606009),Sun chunlei(13),Xu fei(22)

(Qingdao University Chemical and Environmental Institute Environmental Engineering Class 1)

Abstract:Nitrite is a kind of highly toxic drug,and also a kind of food additive.It’s very similar to salt.There are many poisoning cases because of eating by mistake or excessive use. The consequences are serious.In this paper,there are simple introductions of the monitoring method,role ,harm,and prevention of the nitrite in food,in order to reduce and eliminate this kind of event happens further,and make the nitrite serves better for our life.

Key words:Nitrite ,role ,harm , poisoning mechanism

硝酸盐和亚硝酸盐是肉类(腌)制品加工过程中最常使用的发色剂,不仅能使制品呈现良好的色泽, 而且还具有防腐和增强风味的作用。但是硝酸盐或亚硝酸盐在加工过程中尤其是使用不当或过量使用,会形成具有致癌作用的亚硝胺,而危害人体健康。因此食物中的亚硝酸盐问题越来越多的引起人们的重视。降低亚硝酸盐的毒副作用, 阻止其在加工过程中或在体内形成亚硝胺, 是我们当前急需解决和探讨的问题。为此，弄清哪些食品中含较多的硝酸盐或亚硝酸盐、哪些食品在加工过程中人为的使用甚至过量使用硝酸盐或亚硝酸盐、哪些食物或食物中的成分能阻止致癌物质——亚硝胺的形成等, 是我们降低或阻止食物中天然或添加的硝酸盐和亚硝酸盐对人体的毒副作用的关键。

1.食品中亚硝酸盐的来源

食品添加剂与亚硝酸盐食品添加剂是指为了改善食品品质和色、香、味，以及防腐和加工工艺的需要而加入其中的化学合成物质或天然物质。食品添加剂大多属于化学合成物质。目前我国食品添加剂已达1500余种，而美国的食品添加剂多达3200种。欧洲共同体1500~2000种，日本为1100种。而亚硝酸盐以及硝酸盐是肉食加工常用的着色剂，亚硝酸盐还是食品防

腐剂。[1]

蔬菜在腌制过程中亚硝酸盐含量增加, 腌制最初2~ 4d, 亚硝酸盐含量有所增加, 7~ 8d

最高, 9d 后逐渐下降。一般含盐浓度在15% 以下, 初腌制的蔬菜( 8d内) 亚硝盐含量最高。

煮熟的蔬菜存放在不清洁容器中, 温度过高, 存放过久或闷锅煮熟过久的蔬菜, 亚硝酸盐含量均可增高。

肉类制品在加工过程中, 为了增强和固定肉的红色( 如香肠) , 人为添加亚硝酸盐或硝酸盐( 硝酸盐可被还原成亚硝酸盐) 。

误食亚硝酸盐亚硝酸盐无色又无臭，易与食盐与面碱混淆，误服可致中毒。

2.亚硝酸盐在食物中的作用

2.1固定和增强肉的红色

原料肉的红色是由肌红蛋白( Mb) 及少量血红蛋白(Hb) 所呈现的一种感观性状。新鲜肉中还原型的肌红蛋白呈暗的紫红色, 但还原型( 亚铁) 肌红蛋白很不稳定,易被氧化, 一旦亚铁肌红蛋白中的二价铁被氧化成三价铁, 变成高铁血红蛋白, 则色泽变暗, 继续氧化, 呈绿色或黄色, 影响外观性状。为了使肉制品呈鲜红色, 往往使用硝酸盐或亚硝酸盐, 硝酸盐在细菌作用下, 还原成亚硝酸盐, 亚硝酸盐在一定的酸性条件下形成亚硝酸。一般宰后成熟的肉因糖酵解形成乳酸, pH 值约为5. 6~ 5. 8。所以此步反应不需外加酸即可进行:NaNO2+

CH3COOH= H+ + NO3-+ 2NO+ H2O生成的亚硝基很快与肌红蛋白或血红蛋白反应, 生成鲜艳、亮红色的亚硝基肌红蛋白(MbNO) 或亚硝基血红蛋白(HbNO) ( 少量) :Mb+ NO= M bNO Hb+ NO= HbNO亚硝基肌红蛋白( 或血红蛋白) 遇热后, 放出巯基( - SH) , 成为具有鲜红色的亚硝基血色源, 而起到固定和增强肉的红色的作用。

2.2抑菌防腐

硝酸盐或亚硝酸盐除发色外, 还能抑制微生物的生长繁殖, 起抑菌防腐作用, 特别是对

肉毒梭状芽孢杆菌有特殊的抑制作用。

2.3增强风味

经过实验比较, 在香肠制作过程中使用亚硝酸盐的香肠要比不使用亚硝酸盐的香肠在风味上有明显增强。[2]

3.亚硝酸盐的危害及致毒机理

3.1急性中毒

亚硝酸盐为强氧化剂，进入人体后，可使血中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，使血红蛋白失去携氧能力，致使组织缺氧，并对周围血管有扩张作用。急性亚硝酸盐中毒多见于当作食盐误服。中毒的主要特点是由于组织缺氧引起的紫绀现象，如口唇、舌尖、指尖青紫；重者眼结膜、面部及全身皮肤青紫，头晕头疼、乏力、心跳加速、嗜睡或烦躁、呼吸困难、恶心呕吐、腹痛腹泻；严重者昏迷、惊厥、大小便失禁，可因呼吸衰竭而死亡。一般人体摄人0.3一0.5克的亚硝酸盐可引起中毒，超过3克则可致死。

3.2亚硝酸盐的致癌性及致畸性

亚硝酸盐的危害还不只是使人中毒．它还有致癌作用。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。亚硝胺具有强烈的致癌作用，主要引起食管癌、胃癌、肝癌、肠癌、脑癌等。因此，我们应多吃一些大蒜、绿茶以及富含维生素C的食物，这些食物都可以防止胃中亚硝胺的形成或是抑制亚硝胺的致癌突变作用。另外，亚硝酸盐能够透过胎盘进入胎儿体内．六个月以内的婴儿对亚硝酸盐特别敏感。据研究表明．五岁以下儿童发生脑癌的相对危险度增高与母体经食物摄人亚硝酸盐量有关。[3]

3.3肠原性青紫症

当胃肠道功能紊乱或胃酸浓度降低时, 可使胃肠道内硝酸盐还原菌大量繁殖, 此时大量食用硝酸盐含量较高的蔬菜( 如大白菜、菠菜、球菜等) , 即可使肠道内亚硝酸盐形成速度过快, 机体来不及分解转化, 亚硝酸盐被大量吸收进入血液, 将血红蛋白中的二价铁离子氧化为三价, 使亚铁血红白( 正常) 转变成高铁血红蛋白, 而失去运氧机能,使皮肤粘膜青紫。若血中20%的亚铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白, 则造成缺氧症状, 引起呼吸困难、循环衰竭以及中枢神经系统损害、血管扩张、血压下降等。[2]

4.亚硝酸盐在人体的代谢和生物效应

体内亚硝酸盐有两种来源，主要来源是外源性的食物和饮水中的硝酸盐和亚硝酸盐，其次为体内一氧化氮(nitric oxide NO) 转化产生的亚硝酸盐.外源性的硝酸盐经消化道入血，再运送到唾液腺，经口腔反硝化菌还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐吸收入血.亚硝酸盐在体内可以与NO相互转化。进入胃内的亚硝酸盐在酸性环境下，经胃内共生的反硝化菌作用产生NO 气体分子， NO 可以通过弥散方式入血.内皮细胞、神经元、白细胞内含有一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase , NOS) ，在氧气充分的情况下，还原L一精氨酸产生NO，NO 只存

在数秒即氧化为NO

2- .在缺氧环境，细胞内NO

2

-和一些亚硝基化合物，如nitrosothiol，

C-/N-nitroso compounds ,ironnitrosyl 蛋白在亚硝酸盐还原酶的作用下也可转化为NO。这种理论似乎有点新奇，因为人们习惯认为只有一些细菌、植物含有亚硝酸盐还原酶，怎么人体细胞也有亚硝酸盐还原酶呢?

Kumar D 等用亚硝酸铀(165μg/kg) 静脉注射大鼠，3d后发现血浆亚硝酸盐含量不但不增加，反而明显下降.在下肢缺血区NOS 表达水平下降，血流增加，血管密度增加，内皮细胞增殖，亚硝酸盐积聚，组织内NO 代谢产物 nitrosothiol， C -/N-nitroso compounds 及ironnitrosyl 蛋白增加.而在对侧非缺血区没有上述表现.实验证明组织内NO增加不是由NOS 合成的，而是进入体内的亚硝酸盐被某种机制还原成NO，这种还原机制受组织氧分压的影响.哺乳动物组织内亚硝酸盐是NO单个电子氧化产物，可以成为NO 的前体或蓄水库.亚硝酸盐可以通过一些机制，还原为NO，例如，脱氧血红素、脱氧肌红素、线粒体复合物Ⅳ，缺氧时亚硝酸盐还原为NO 变得更加明显。

值得注意的是NO 有2 种状态，作为自由基的NO。和信号分子的NO. NO 还原为NO-，也可氧化为NO+。

NO-← NO → NO+

在炎症、缺血再灌注时，自细胞被激活，耗氧量可达静息状态时的1000 倍， NOS 合成的NO，被氧化为NO。，作为自由基NO。清除病原体的同时造成组织损伤.而在缺氧环境， NOS合成NO 途径消失， NO 主要来自NO

2

-或其他亚硝基化合物的酶促还原反应，此时的NO 为信号分子，作用于细胞内鸟苷酰环化酶(guanylyl cyclase cGMP) 催化GTP产生GMP，后者调控细胞增殖，表型转化、平滑肌松弛等生物效应。

在有氧环境，NOS 催化 L-精氨酸产生NO，NO 立即被氧化，终产物为亚硝酸盐.

2NO + O

2→2N0

2

N0

2+ NO → N

2

3

N

20

3

+ H

2

0 → 2H+ +NO

2

-

在无氧环境下，由硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶按下述过程反硝化，产生信号分子的NO ，终产物为N

2

NO

3-→ NO

2

-→NO →N

2

0 → N

2

亚硝酸盐除了产生NO，作为信号分子发挥生物学效应外， NO

2

-也可能直接发挥生物效应，因为亚硝酸盐还原时会释放能量，能量会对细胞增殖、运动产生促进作用。此外亚硝酸盐可以和细胞内胶类物质作用产生各种含氮有机化合物，不同氧化还原状态的含氮有机化合物发挥不同的生物效应。[6]

5.预防亚硝酸盐中毒及治疗措施

5.1预防中毒措施

严把“病从口人”关，做到“五不吃”。不吃腐烂变质的食物，不吃隔夜菜和变味的剩饭剩菜，不吃在冰箱放置过久的食品，不吃劣质熟食品(特别是外观鲜红的肉制品)，不吃腌制时间不足20天的腌菜。

不饮用含有大量亚硝酸盐的6种水。在炉灶上烧了一整夜或放置了1—2天的不冷不热的温吞水，自动热水器中隔夜重煮的开水，经过反复煮沸的残留开水，盛在保温瓶中已非当天的水，蒸过馒头、饭、肉等食物韵蒸锅水，有苦睐的井水。

购买熟肉制品注意观察肉制品的颜色是否正常，是否颜色过于鲜艳。购买熟肉制品应尽量购买大型企业、老字号企业及通过质量体系认证的包装产品。千万不要在路边小贩处购买散装肉制品，千万不要购买色泽太鲜艳的熟肉制品。以免误食亚硝酸盐。

不买私盐，不得在厨房和食堂库房存放亚硝酸盐。食品工业、建筑工地使用亚硝酸盐不得散装、散放，应设明显标记，专人专库保管存放，避免误用。肉制品用亚硝酸盐作发色剂时，应严格遵守用量标准，不得超过标准。

学习一点鉴别食盐和亚硝酸盐的知识，亚硝酸盐发潮，粘塑料袋，往外倒时没有食盐的砂粒感，含亚硝酸盐的食品、菜汤味道稍苦。

加强监督和执法检查，通过对食品快速检测。彻底清查餐饮企业违法购买、存放和使用亚硝酸盐的行为。

多食用可抑制亚硝胺形成的食物：如大蒜、绿茶、胡萝卜、西红柿和富含维生素C的食物。据卫生部卫生咨询委员会委员何志谦教授介绍，自然界很多食物包括鱼类、蛋类、蔬菜、肉类中都含有亚硝酸盐，蔬菜中的亚硝酸盐的平均含量大约是4毫克/公斤，豆类相对高，可以达到10毫克/公斤，含量极底，再加上亚硝酸盐不会蓄积在体内，而会通过尿液排出，因此日常膳食中的亚硝酸盐不会对人体造成危害。因为造成亚硝酸盐中毒的剂量是一次摄入200毫克以上，而正常膳食中的亚硝酸盐含量非常低，即使同时食用了大量用亚硝酸盐做添加剂的肉食，总体上也不会超过50毫克／公斤。虽然世界各国食品科学家都在研究开发亚硝酸盐替代物。至今也没有理想结果。亚硝酸盐对肉制品独特的发色作用短时间是不可取代的。我们只要做好亚硝酸盐的相应管理，了解它的性质。掌握了它的使用方法。就大可不必因噎废食，到谈亚硝酸盐而色变的地步，而能让其用于食品而无害于人类健康。[4]

5.2治疗措施

西药疗法：用特效解毒剂1％美蓝液(美蓝1克，纯酒精10毫升，生理盐水90毫升)，每千克体重0．1～0．2毫升，静脉注射；或用5％甲苯胺蓝液．每千克体重0．1～0．2毫升，静脉注射或肌肉注射：同时应用5％维生素C液60～80毫升，静脉注射。以及静脉注射50％葡萄糖液300一500毫升。

中药疗法：解毒汤绿豆粉、甘草末，开水冲调，灌服。重危患者可输入一定量的新鲜血，及时处理低血压休克，纠正酸中毒，吸氧及其它对症处理。

发生亚硝酸盐中毒者要尽快送医院救治，靠一般处理是很危险的。[5]

6.总结

综上所述，亚硝酸盐作为重要的食品添加剂之一，它能使得易腐的肉、鱼、家禽转变成特殊风格的腌制产品。它还能使得这些产品避免产生食品中最致命的细菌—梭状芽胞肉毒杆菌。然而由于人们对其毒性缺乏充分的认识，甚至不知道其有很强的致死性，为了追求产品的鲜美和延长保质期而造成使用过量。以及人们在日常生活中无意识的摄入过量的亚硝酸盐对人体产生极大的危害。因此作为普通公民的我们要尽量在生活中避免亚硝酸盐的摄入，坚决不吃放置过久和糜烂的蔬菜等等。食品监督部门也要强化对食品加工企业的监管，严格按照国家标准使用食品添加剂，加强对出厂和市售肉制品的检测。

参考文献：

[1] 杨厚玲，赵大传亚硝酸盐与食物中毒济南教育学院学报2003（6）

[2]徐专红. 食物中的硝酸盐和亚硝酸盐与人体健康食品科技1999

[3]丁之恩亚硝酸盐和亚硝胺在食品中的作用及其机理安徽农业大学学报1 9 9 4 , 2 1

(2 ) : 19 9 一2 0 5

[4] 赵建春亚硝酸盐食物中毒的预防综述科技信息（科学·教研）2007(7)

[5] 王龙江，韩超慧预防亚硝酸盐中毒及其治疗措施使用中医内科杂志1671-7813（2008）

-08-053-01

[6]J Bentz BG, Hammer NO, Mi\ash B, et al. The kinetics and redox state of nitric oxide determine the bio\ogica\consequences in \ung adenocarcinoma[JJ. Tumour Bio\ , 2007 , 28 (6) : 301- 311.