饮食中亚硝酸盐的来源及其对人体的影响

杨海莹，郭风军，范维江，王树庆，*（1.山东商业职业技术学院，山东济南250103；2.山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室，山东济南250103；3.国家农产品现代物流工程技术研究中心，山东济南250103）



饮食中亚硝酸盐的来源及其对人体的影响

杨海莹1，2，3，郭风军1，2，3，范维江1，2，3，王树庆1，2，3，*
（1.山东商业职业技术学院，山东济南250103；2.山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室，山东济南250103；3.国家农产品现代物流工程技术研究中心，山东济南250103）

摘要：亚硝酸盐广泛存在于人们的饮食之中，其安全问题一直是公众关注的焦点。讨论了饮食中亚硝酸盐的主要来源，如蔬菜、肉制品、饮用水等，这有助于引导人们合理饮食。从亚硝酸盐的急性中毒、致癌作用、有益作用以及存在的争议等方面讨论了亚硝酸盐对人体健康的影响，以期增进公众对亚硝酸盐的客观认识。

关键词：亚硝酸盐；高铁血红蛋白症；致癌作用；有益作用

亚硝酸盐主要以亚硝酸钠、亚硝酸钾的形式，广泛存在于多种食物中，如蔬菜[1-3]、肉制品[4-5]等。近年来，由亚硝酸盐引起的食物中毒事件[6-7]、亚硝酸盐存在的安全风险[3]等问题成为政府和公众关注的焦点。2012年我国卫生部发布的国家标准《食品中污染物限量》将亚硝酸盐列为食品污染物，并明确了其限量。目前，饮食中亚硝酸盐对人体的影响存在一定的争议，主要集中在流行病学上某些疾病与亚硝酸盐的关联性[8-11]、对肠胃系统的有益作用[4]和由亚硝酸盐转化的一氧化氮对人体的生理调节作用[4，12]等方面。

本文讨论了饮食中亚硝酸盐的主要来源、亚硝酸盐对人体的影响（包括急性中毒、致癌作用、有益作用）、目前存在的争议等内容，以期帮助公众客观地认识亚硝酸盐、引导消费者安全地食用食品，并为进一步研究亚硝酸盐提供参考。

1　饮食中亚硝酸盐的来源

亚硝酸盐于各种食物中广泛存在。饮食中亚硝酸盐的来源主要有蔬菜、肉制品和水等方面[3-5]。

1.1蔬菜

蔬菜是饮食中亚硝酸盐的主要来源之一[3]。不同品种、不同种类的蔬菜亚硝酸盐和硝酸盐的含量也有所差异。总体来讲，根菜类、叶菜类的含量通常高于瓜类、茄类（见表1）。约25 %的硝酸盐在人体口腔中经过一些硝酸还原菌转化成亚硝酸盐，这使得唾液中经还原的亚硝酸盐约占每日摄入量的93 %，而直接来源于食物中的亚硝酸盐所占比例较少[10]。由于唾液中经还原的亚硝酸盐占每日摄入量的比例较高，这样蔬菜中高含量的硝酸盐对人体中亚硝酸盐含量的影响很大，因此，必须谨慎考虑食物中硝酸盐的含量。

表1一些蔬菜可食部分的NO2-、NO3-含量[1]Table 1 Nitrite and nitrate contents in inedible components of vegetables

除了蔬菜本身，种植管理也会对蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐存在一定的影响，特别是氮肥的施用[13]。合理的种植管理可以减少蔬菜中硝酸盐的积累。Aires等研究对比了有机生产系统与传统生产系统对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响，传统生产系统生产的蔬菜的硝酸盐和亚硝酸盐含量分别10.5 mg/kg～45.19 mg/kg 和0.32 mg/kg～1.89 mg/kg，而有机生产系统生产的蔬菜的硝酸盐和亚硝酸盐含量分别为1.45mg/kg～6.40mg/kg、0.14 mg/kg～1.41 mg/kg，认为有机生产系统能够有效地降低蔬菜中硝酸盐的含量，而对亚硝酸盐含量的影响不显著[14]。

贮藏条件、加工方式等情况也会对蔬菜产品中的亚硝酸盐有一定的影响。燕平梅等研究了大白菜、甘蓝、白萝卜等在室温、低温、腌制等3种情况下蔬菜中亚硝酸盐含量的变化，发现室温和腌制两种情况的初期会出现亚硝峰，低温贮藏的蔬菜亚硝酸盐含量较低[2]。破损或鲜切加工的蔬菜中亚硝酸盐含量会升高，而去皮（如土豆、甜菜）、去除茎和主叶脉（如莴苣、菠菜）等加工方式可以降低亚硝酸盐的含量[3]。贮藏过程中，由于细菌污染、内源性亚硝酸盐还原酶的作用，亚硝酸盐含量会升高，而低温贮藏能够抑制内源性亚硝酸盐还原酶的活性；腌制过程中，受到杂菌的影响亚硝酸盐的含量会升高；加工蔬菜破碎之后，内源性硝酸盐还原酶释放出来，这会使亚硝酸盐的含量升高[2-3]。1.2肉制品

本身鲜肉中亚硝酸盐的含量并不高，但是在加工生产过程中，肉制品中会人为添加亚硝酸盐，这样经过发色作用使肉制品呈现稳定诱人的色泽[15]。使用亚硝酸盐和硝酸盐保存食物的方法有着历史悠久[10]。亚硝酸盐不仅有发色护色的作用，也能抑制肉毒梭状芽胞杆菌的生长繁殖，延长肉制品的货架期[16-19]。

在全球许多国家，亚硝酸盐是一类按照法律规定允许限量使用的发色剂[5]。一般认为亚硝酸盐在安全范围内对人体无危害，因此我国食品添加剂使用卫生标准对亚硝酸钠、亚硝酸钾作了相关规定：腌腊肉制品类（如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠）最大使用量0.15 g/kg、残留量≤30 mg/kg（以亚硝酸钠计），酱卤肉制品类最大使用量0.15 g/kg、残留量≤30 mg/kg（以亚硝酸钠计），熏、烧、烤肉类最大使用量0.15 kg、残留量≤30 mg/kg（以亚硝酸钠计），油炸肉类最大使用量0.15 kg、残留量≤30 mg/kg（以亚硝酸钠计），西式火腿（熏烤、烟熏、蒸煮火腿）类最大使用量0.15 g/kg、残留量≤70 mg/kg（以亚硝酸钠计），肉灌肠类最大使用量0.15 g/kg、残留量≤30 mg/kg（以亚硝酸钠计），发酵肉制品类最大使用量0.15 g/kg、残留量≤30 mg/kg（以亚硝酸钠计），肉罐头类最大使用量0.15 g/kg、残留量≤50 mg/kg（以亚硝酸钠计）[20]。

1.3饮用水

饮用水也是饮食中亚硝酸盐的主要来源之一。通常饮用水中亚硝酸盐含量低于0.1 mg/L，硝酸盐含量也低于10 mg/L。然而随着人类活动的增加，地下水受到亚硝酸盐的污染风险越来越大[21]。其中，农业区大量施用的氮肥在地下水的亚硝酸盐污染中占有重要角色[22]。这可能会增加井水等浅层地下水的亚硝酸盐浓度升高的风险。世界卫生组织在《Guidelines for Drinking-water Quality》中对饮用水中亚硝酸盐和硝酸盐作了推荐限量。

氯胺消毒法会增加供水系统中亚硝酸盐的浓度，容易出现亚硝酸盐超标的现象[23-24]。这主要是通过不完全的硝化作用增大了饮用水的亚硝酸盐浓度，一般在0.2 mg/L～1.5 mg/L，最高可达3 mg/L[23]。陈忠林等人对南方某市氯胺消毒的供水管网进行了调查，发现管网中亚硝酸盐超标严重，但原水经过预处理后亚硝酸盐浓度会有较大幅度的降低[24]。

1.4其他食物

水果、谷物、乳制品等食物也含有少量的亚硝酸盐，对人体摄入的亚硝酸盐和硝酸盐的贡献率较低。由表2可以看出：与蔬菜相比，水果中两者的含量较低。OLIVERIRA等分析了巴西米纳斯吉拉斯州贝洛哈里桑塔市零售点的231个乳制品样品，显示这些乳制品均含有一定量的亚硝酸盐和硝酸盐[25]。TOPCU等分析了185个土耳其奶酪样品，结果表明包括牛奶在内的样品也均含有少量的亚硝酸盐和硝酸盐[26]。

表2一些水果及其制品的NO2-、NO3-含量[4]Table 2 Mean nitrate and nitrite contents in a convenience sample of fruits and derived products

2　饮食中亚硝酸盐对人体的影响

2.1急性中毒

亚硝酸盐是一类具有一定毒性的无机化合物，主要包括亚硝酸钠、亚硝酸钾等。当人体摄入大剂量的亚硝酸盐时（如误食），会出现急性中毒。被吸收的亚硝酸盐在血液中与血红蛋白结合，使之形成高铁血红蛋白，而高铁血红蛋白无携氧能力，从而导致高铁血红蛋白症，造成血氧含量降低，人体组织缺氧。其中，主要反应表达式为NO2-+oxyHb（Fe2+）→metHb（Fe3+）+ NO3-。通常在摄入或吸收亚硝酸盐1 h～2 h，人体就会出现急性中毒的临床症状，包括恶心、呕吐、大量出汗、和指尖、鼻子和耳朵等部位出现紫绀。当被氧化的血红蛋白数量少于50 %时，高铁血红蛋白症状比较轻微；当被氧化的血红蛋白数量约70 %～80 %时，将会出现分泌失调、呼吸困难、唾液分泌过多、虚脱和失去意识；当被氧化的血红蛋白数量超过90 %时，如不及时治疗会有生命危险[27]。

3个月以下的婴儿对亚硝酸盐敏感，极易患高铁血红蛋白症，主要原因有3个方面，包括：该时期的婴儿胃酸偏高，通常pH大于4，摄入的NO3-容易被细菌性硝酸还原酶还原为NO2-；还原性物质（如抗坏血酸等）分泌较少；血红蛋白还原酶系统尚未完善[12]。3个月以上的婴儿、儿童和成年人对亚硝酸盐的敏感度较低，亚硝酸盐引起中毒的剂量为0.4 mg/kg～200 mg/kg体重，致死量为33 mg/kg～250 mg/kg体重。

2.2致癌作用

在胃腔中的酸性环境条件下，亚硝酸盐可与人体中的次级胺，如仲胺、叔胺及氨基酸反应生成具有强烈致癌性的N-亚硝基化合物。该化合物可引起肝癌、食道癌及胃癌等癌症[28]。在都韶婷、赵静等人的研究中，具体过程是：首先，在酸性环境下，亚硝酸盐转化成活性亚硝化剂，包括亚硝酐（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；然后，活性亚硝化剂与次级胺反应生成N-亚硝基化合物[12，29]。

NO2-＋HCl＝HNO2＋Cl-，2HNO2→N2O3＋H2O

R2N+H2→R2NH（次级胺）＋H+，R2NH＋N2O3→R2NNO＋HNO2

2HNO2→H2NO2++NO2-或HNO2+H+→H2NO2+

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

N-亚硝基化合物包括N-亚硝胺和N-亚硝酰胺两种。两者均具有致癌性，但是致癌机理不完全相同。N-亚硝胺的化学性质相对稳定，对细胞无直接致突变的作用，但可通过代谢转化使核酸烷基化，改变细胞的遗传特性，干扰蛋白质的合成，最终表现出致癌作用。N-亚硝酰胺化学性质不稳定，分解后产生与N-亚硝胺经活化生成相同的中间体，从而表现出致癌作用，因此，N-亚硝酰胺无需活化就具有致癌作用[12]。

2.3有益作用

有研究认为一定剂量的亚硝酸盐对人体具有有益的作用，如缓解肺动脉高压等[16]。CROSBY等研究发现生理浓度的亚硝酸盐可使人体出现明显的血管扩张作用[30]。HUNTER等研究人体吸入雾化的亚硝酸盐可使呼出气体中的NO含量增加，并有舒张血管的作用[31]，因此，可将雾化的亚硝酸盐作为一种选择性降低肺动脉压力的药物。他们认为亚硝酸盐是一种信号因子，是血管内源性一氧化氮的储存池，从而发挥低氧信号、保护细胞和舒张血管的作用。

亚硝酸盐作为一种食品添加剂，以钠盐和钾盐的形式在很多国家广泛允许限量添加[5]。它可以抑制肉制品中肉毒梭状芽胞杆菌的生长繁殖，防止肉毒毒素中毒[16-18]。另外，亚硝酸盐可以抑制或杀死口腔、胃部和皮肤上的致病微生物[32]。

2.4存在的争议

目前各国科学家对亚硝酸盐的安全性存在着较多的争议[10，33]。有学者认为亚硝酸盐与相关癌症在流行病学统计分析上似乎没有相关性，而另一些学者则持相反的观点。BRYAN等综合分析认为，日常饮食中的硝酸盐和亚硝酸盐与胃癌无相关性，其安全性有待进一步评价[33]，而BRUNING-FANN等认为硝酸盐、亚硝酸盐和N-亚硝基化合物与胃癌存在一定的关系[34]。COSS等研究认为长期饮用低于最大限量的硝酸盐（10 mg/L）的水与胰腺癌无关，而食用含亚硝酸盐的肉制品可能会增加罹患胰腺癌的风险[11]。ASCHEBROOKKILFOY等调查分析认为饮食中的硝酸盐和亚硝酸盐没有显著增加女性罹患卵巢癌的风险[9]。世界卫生组织（WHO）在文件《Nitrate and nitrite in drinking-water》中认为现在没有确凿的证据表明亚硝酸盐具有致癌性。皇甫申超认为亚硝酸盐单独致癌的证据不足，但是亚硝酸盐可能会通过亚硝酸盐呼吸促进癌细胞的生长[8]。

3　讨论

在高剂量摄入时亚硝酸盐会引起人体的急性中毒——高铁血红蛋白症，危及人体健康。亚硝酸盐的代谢产物N-亚硝基化合物也具有强烈的致癌性，一直是公众关注的焦点。不过，亚硝酸盐的另一代谢产物一氧化氮在舒张血管、保护细胞等方面对人体起着有益的作用。另外，作为一种食品添加剂，亚硝酸盐在肉制品的护色、抑菌等方面也有着良好的效果。目前，对较低剂量亚硝酸盐的安全性存在一定的争议，但是还没确凿证据证明亚硝酸盐具有致癌性。未来围绕亚硝酸盐安全性的研究依然是公众关注的焦点之一。

不过，其代谢产物N-亚硝基化合物的强致癌作用不容忽视，因此，尽量降低亚硝酸盐和硝酸盐的摄入量是保护身体健康的途径之一。尽量使自身的亚硝酸盐和硝酸盐的每日摄入量符合世界卫生组织的推荐每日摄入量标准。了解饮食中亚硝酸盐的来源是很重要的，其来源主要是蔬菜、肉制品、饮用水等。开展如何控制或降低食物中亚硝酸盐和硝酸盐含量的研究也是该领域的热点。

参考文献：

[1]王朝辉,田霄鸿,魏永胜,等.蔬菜的硝态氮累积及其营养调控[M].北京:中国农业大学出版社, 2000

[2]燕平梅,薛文通,张慧,等.不同贮藏蔬菜中亚硝酸盐变化的研究[J].食品科学, 2006, 27(6): 242-246

[3] CHAN T Y. Vegetable-borne nitrate and nitrite and the risk of methaemoglobinaemia[J].Toxicology Letters,2011,200(1):107-108

[4] HORD N G, TANG Y, BRYAN N S. Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits[J]. The American Journal of Clinical Nutrition, 2009, 90(1): 1-10

[5] HONIKEL K-O. The use and control of nitrate and nitrite for the processing of meat products[J]. Meat science, 2008, 78(1): 68-76

[6]胡萍,余少文,黄绮兰,等.中国主要省市1988-2003年亚硝酸盐食物中毒分析[J].深圳大学学报(理工版), 2005, 22(1): 57-69

[7]李艳灵,王素芳. 2000-2009年亚硝酸盐食物中毒文献分析[J].预防医学情报杂志, 2010(10): 822-824

[8]皇甫超申,许靖华,秦明周,等.亚硝酸盐与癌的关系[J].河南大学学报(自然科学版), 2009, 39(1): 35-41

[9] ASCHEBROOK-KILFOY B, WARD M H, GIERACH G L, et al. Epithelial ovarian cancer and exposure to dietary nitrate and nitrite in the NIH-AARP diet and health study[J]. European Journal of Cancer Prevention, 2012, 21(1): 65

[10] SINDELAR J J, MILKOWSKI A L. Human safety controversies surrounding nitrate and nitrite in the diet[J]. Nitric Oxide, 2012, 26(4): 259-266

[11] COSS A, CANTOR K P, REIF J S, et al. Pancreatic cancer and drinking water and dietary sources of nitrate and nitrite[J]. American Journal of Epidemiology, 2004, 159(7): 693-701

[12]都韶婷,章永松,林咸永,等.蔬菜积累的硝酸盐及其对人体健康的影响[J].中国农业科学, 2007, 40(9): 2007-2014

[13]陈东林,陈荣华,刘亮,等.不同氮肥对新鲜蔬菜亚硝酸盐含量的影响[J].甘肃农业, 2013(9): 84-85

[14] AIRES A, CARVALHO R, ROSA E A, et al. Effects of agriculture production systems on nitrate and nitrite accumulation on baby-leaf salads[J]. Food Science & Nutrition, 2013, 1(1): 3-7

[15]利平,延斌,永泉,等.食品添加剂[M].中国农业大学出版业, 2009 [16]张利鹏,杨敬平,孙德俊.亚硝酸盐研究进展与肺动脉高压[J].国际呼吸杂志, 2008, 28(5): 311-314

[17] BRYCE T A, TELLING G M, ALTHORPE J. Use of vacuum distillation and gas chromatography-mass spectrometry for determination of low levels of volatile nitrosamines in meat products[J]. Journal of A－gricultural and Food Chemistry, 1971, 19(5): 937-940

[18]丁之恩.亚硝酸盐和亚硝胺在食品中的作用及其机理[J].安徽农业大学学报, 1994, 21(2): 199-205

[19] NUNEZ DE GONZALEZ M T, OSBURN W N, HARDIN M D, et al. Survey of residual nitrite and nitrate in conventional and organic/ natural/uncured/Indirectly cured meats available at retail in the U－nited States[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(15): 3981-3990

[20]中华人民共和国卫生部. GB2760-2011食品添加剂使用标准[S].北京:中国标准出版社, 2011

[21] WARD M H, DEKOK T M, LEVALLOIS P, et al. Workgroup report: drinking -water nitrate and health -recent findings and research needs[J]. Environmental Health Perspectives, 2005: 1607-1614

[22]党江艳,张玉玲,李睿.地下水亚硝酸盐污染风险分析——以沈阳冲洪积扇农业灌区为例[J].中国农村水利水电, 2014(5): 15-18

[23] KIRMEYER G J. Nitrification occurrence and control in chloraminated water systems[M]. AWWA Research Foundation and American Water Works Association, 1995

[24]陈忠林,孙运磊,李国良,等.南方某城市给水配水系统中亚硝酸盐状况调查[J].哈尔滨工业大学学报, 2006, 38(7): 1047-1050

[25] OLIVEIRA C P, GLORIA M B A, BARBOUR J F, et al. Nitrate, nitrite, and volatile nitrosamines in whey-containing food products[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1995, 43(4): 967-969

[26] TOPCU A, TOPCU A A, SALDAMLI I, et al. Determination of nitrate and nitrite content of Turkish cheeses[J]. African Journal of Biotechnology, 2006, 5(15):1411-1414

[27] ORGERON J, MARTIN J, CARAWAY C, et al. Methemoglobinemia from eating meat with high nitrite content[J]. Public Health Reports, 1957, 72(3): 189

[28] SLOB W, VAN DER BERG R, VAN VEEN M. A statistical exposure model applied to nitrate intake in the Dutch population [J].Health Aspects of Nitrates and Its Metabolites, 1995(5): 75-82

[29]赵静,王娜,冯叙桥,等.蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐及其检测方法的研究进展与展望[J].食品科学, 2014, 35(8): 42-49

[30] COSBY K, PARTOVI K S, CRAWFORD J H, et al. Nitrite reduction to nitric oxide by deoxyhemoglobin vasodilates the human circulation[J]. Nature Medicine, 2003, 9(12): 1498-1505

[31] HUNTER C J, DEJAM A, BLOOD A B, et al. Inhaled nebulized nitrite is a hypoxia-sensitive NO-dependent selective pulmonary vasodilator[J]. Nature Medicine, 2004, 10(10): 1122-1127

[32] ARCHER D L. Evidence that ingested nitrate and nitrite are beneficial to health[J]. Journal of Food Protection, 2002, 65(5): 872-875

[33] BRYAN N S, ALEXANDER D D, COUGHLIN J R, et al. Ingested nitrate and nitrite and stomach cancer risk: an updated review[J]. Food and Chemical Toxicology, 2012, 50(10): 3646-3665

[34] BRUNING-FANN C S, KANEENE J. The effects of nitrate, nitrite and N-nitroso compounds on human health: a review[J]. Veterinary and Human Toxicology, 1993, 35(6): 521-538

Sources of Nitrite in the Diet and Its Effects to Human Health

YANG Hai-ying1，2，3，GUO Feng-jun1，2，3，FAN Wei-jiang1，2，3，WANG Shu-qing1，2，3，*

（1. Shandong Institute of Commerce and Technology，Jinan 250103，Shandong，China；2. Shandong Key

Laboratory of Storage and Transportation Technology of Agricultural Products，Jinan 250103，Shandong，China；3. National Engineering Research Center for Agricultural Products Logistics，Jinan 250103，Shandong，China）

Abstract：Nitrite is widely exists in the diet and its security has attracted great attention to the people. In order to guide the people rational diet，we discussed the main source of nitrite in the diet，such as vegetables，meat products，drinking water，etc，in this paper. We were discussed the effects of nitrite on human health，including acute poisoning，carcinogenesis，beneficial effects and the existing disputes，etc，in order that the roles of nitrite were the further objectively understand in the body.

Key words：nitrite；methaemoglobinaemia；carcinogenesis；beneficial effects

收稿日期：2014-10-12

*通信作者

作者简介：杨海莹（1963—），女（汉），副教授，硕士，研究方向：食品加工技术。

基金项目：济南市自主创新产业化重大专项（201208015）

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.03.052