食品中亚硝酸盐成分检测方法进展研究

奚 敏， 张梦云， 王菲珂， 白蕊镜

(1.陕西联同通用标准技术服务有限公司，陕西 西安 714000；2.西安岳达生物科技股份有限公司，陕西 西安 714000)

引 言

如今，食品安全已经成为了当今社会的关注热点。食品中的亚硝酸盐超标给民众的身体带来巨大的伤害的同时，也给食品安全检测部门的工作带来了巨大挑战。因为亚硝酸盐的检测流程十分复杂，亚硝酸盐的精确检测要付出很大的人力、物力和财力。基于以上背景，本文综述了食品中亚硝酸盐成分检测方法进展，通过对各种方法应用场景、检测效能、检测成本的综合对比，从而为今后亚硝酸盐的检测方法改进提供借鉴。

1 亚硝酸盐介绍

1.1 亚硝酸盐

亚硝酸盐是一类以亚硝酸根为功能基团的盐类总称。化学反应中，亚硝酸根与金属、非金属阳离子结合就会生成亚硝酸盐。人们日常生产生活中接触最多的亚硝酸盐是亚硝酸钠。亚硝酸钠微咸、且防腐败。这些与食盐极为类似的化学性质和物理性质使得亚硝酸钠在很多场合中直接替代了传统的食盐。此外，亚硝酸钠还具有很多食盐不具备的功能，比如使肉制品发色，口感更加鲜醇等。

1.2 亚硝酸盐的危害

虽然亚硝酸盐作为食品添加剂无疑是成功的，但是也有弊端。那就是会以身体健康为代价，人们在获得了保质期更长、色香味更佳的食物的同时，身体也会因长期摄入大量亚硝酸盐而透支。在我国，食品制作监管力度有待加强。酱肉、卤菜等食品的加工环境极为恶劣，卫生情况堪忧。我国每年都有因亚硝酸盐摄入过量而造成的食物中毒事件，各种私营的食品加工“黑作坊”也屡禁不止。

国家之所以如此重视食品中亚硝酸盐指标的监管，是因为亚硝酸盐的毒性很大。亚硝酸盐的毒性从动物致死量就能看出，一般情况下成年人一次性摄入不到1.5 g就会死亡。亚硝酸盐食物中毒事件中，中毒人员摄入亚硝酸盐的量较少，外部表现症状为头晕、乏力、胸闷、恶心。体质较差的中毒者还会出现严重呕吐。假如得不到及时的救治，中毒者便会出现心率加快、呼吸困难等症状，最终会死于呼吸衰竭。

2 亚硝酸盐检测方法比较

2.1 比色法

比色法的原理是亚硝酸与显色剂反应生成有色物质，通过比色法来量化亚硝酸基团的含量[1-3]。不同基质的待测物中亚硝酸盐含量的测定机理不同，亚硝酸盐含量测定效果的影响因素也很多。比如市场中的肉制品通常会添加红色素来使其看起来更加诱人，然而红色素添加剂会对亚硝酸盐含量的测定带来很大的干扰。假如采用常规的测定方法会得到比真实值高的测定结果。为了消除红色素添加剂对亚硝酸盐含量测定的干扰，学者赵立东[4]提出的改进方案是加入聚酰氨粉和氢氧化铝乳液，从而使检测结果更接近真实数据。

2.2 离子色谱法

离子色谱法是一种定性和定量相结合的分析测定方法，利用离子交换原理来对待测样本进行沉淀、提取、净化。离子色谱法的迅速普及得益于大型科学仪器的飞速发展。目前，该方法使用频率最高的应用场景是新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量的精确测定。在高端硬件设备的支持下，虽然可以快速、准确地获取待测物中亚硝酸盐的含量，此外还能同时进行硝酸盐的批量检测。但是，高昂的检测成本是限制其普及的主要原因，仅有权威的政府检测部门和少量的科研机构才配备相应的设备。

2.3 催化光度法

催化光度法又称为催化动力学光度法，该方法的最大优势是可以对微量的亚硝酸根含量待测物进行测量。其测定原理是在酸性介质中，亚硝酸根对溴酸钾等氧化指示剂有催化作用。我国学者刘立行[5]等以CNS-作为反应的显色剂来指示亚硝酸根催化氧化二价铁离子的程度。总体而言，采用催化光度法来测定亚硝酸盐含量的试验误差总能保持在2.1%以内。目前，采用催化光度法测定亚硝酸盐含量经常被应用于人们日常生活饮用水的检测和较微量亚硝酸盐监测的场景中。

2.4 核固红共振光散射法

我国学者董存智研究发现，由于盐酸介质中的核固红可发生聚集这一独特性质，567 nm处共振光散射现象明显。而当介质中人工掺杂一定量的亚硝酸根盐后，共振光散射现象又会变得不明显或者消失。这是因为亚硝酸根会与核固红发生重氮化反应，核固红的聚集程度就会大大降低。在实验室中可以根据共振光散射现象的衰减程度来达到量化亚硝酸根含量的目的。核固红共振光散射法可以测出溶液中9.34×10-9g/mL以上亚硝酸根浓度，精度非常高。但是精确测量亚硝酸根浓度的线性范围较窄，因此一般场景中不采用该方法。

2.5 电化学传感法

电化学传感法可以根据传感器类型进一步细分为电位型传感器法和电流型传感器法。

2.5.1 电位型传感器

电位型传感器的原理是检测电极对溶液中目标检测离子响应的电势，从而将检测离子浓度信号转化为电极的电势信号。该型传感器结构简单，响应快速、精准，借助辅助信号放大设备可以检测非常低浓度的亚硝酸盐。电位型传感器检测亚硝酸根离子的关键在于离子交换膜的选择。最早期的离子交换膜材质为PVC，随着材料学的发展以及科技的进步，离子交换膜材质选择更多且性能更加优良。

2.5.2 电流型传感器

电流型传感器的原理是检测电极对溶液中目标检测离子响应的电流，首先通过技术手段保证电极与检测溶液接触面的电位恒定，此时被检测离子被氧化或还原过程中会有电子的转移，从而形成过外电路的电流。过外电路的电流通过量化就能进一步确定样本中目标检测离子的浓度。如今市面上常用的电流型传感器电极材料有铜电极、铂电极、金电极、银电极等，实际的应用场景中会充分考虑其使用的成本和电极的响应效能。

3 结语

通过对食品中亚硝酸盐的检测方法的进展研究，以及对各种方法应用场景、检测效能、检测成本的综合对比发现，每种方法都有自己的优势和弊端。本文综合权衡以上五种分析方法后认为电化学传感法是未来亚硝酸盐的检测的发展趋势。主要原因包括三个方面：首先电化学传感法本身的检测效率就比较高且检测成本也比较低，可以满足绝大多数应用场景中亚硝酸盐的检测要求；其次，电化学传感法会与计算机联机，从而达到辅助检测的目的。如今计算机技术的发展日新月异，势必会带动该检测技术一同发展；第三，随着化学工业以及材料学的发展，亚硝酸盐检测电极材料的难题将会得到很好地解决。目前，学者已经研发出一种新型纳米复合材料，该材料亚硝酸盐电流响应特性非常理想。