项目编号西南大学本科生科技创新基金项目 申申 请请 书书项 目 名 称： 几种比色法测食品硝酸盐含量的比较与改进 申 请 者： 所 在 学 院： 申 请 金 额： 3000元 起 止 时 间： 2011年10月-2012年9月 联 系 电 话： 电 子 信 箱： 西南大学 年 月 日 一一、基基本本情情况况 1 1项项目目情情况况项目名称几种比色法测食品硝酸盐含量的比较 与改进项目性质小发明、小创作、小设计 I 基础研究 应用基础研究 社会调查 开放实验室 创新性研究 项目来源 自主立题 教师指导选题起止时间自 2011 年 10 月 至 2012 年 9 月申请金额 3 千元项目实施时间2011 年 10 月2 2申请者情况申请者情况姓名性别学院年级专业民族兼职3 3项项目目组组成成员员情情况况姓名性别年级专业分工每周工作时间签字4 4指指导导教教师师情情况况姓名职称专业E-mail学院电话签字二二、立立题题依依据据 1 1研研究究目目的的与与 立立项项意意义义： （一）申请理由（一）申请理由（包括项目前提基础及项目成员具备的知识、兴趣、已取得的成绩及相关科研 经历） 硝酸盐和亚硝酸盐是食品加工常用的添加剂，具有发色、抑菌、改善食品风味和质构等作 用，尤其在抑制肉毒梭状杆菌生长方面效果显著，目前没有理想的替代物。硝酸盐在一定条件 下可以转化成亚硝酸盐，亚硝酸盐与胺类物质生成的致癌物亚硝胺已引起全球的普遍关注。对 于硝酸盐的检测国家出台了相关的方法，新的检测方法也层出不穷，力求能够找到一种便捷快 速、高效准确、实用性强、推广面宽的方法。但是往往都是各执己见，且少有从定量的角度进 行比较，致使未能够有一种较为合适、快速、高效的方法。 我国的经济在不断地发展，肉制品等的生产规模在不断扩大，质量在不断提高，销量更是 增长迅速。但同时市场上的肉制品等的硝酸盐含量的监控仍存在着较大的漏洞。 不少肉制品和腌菜、豆制品等的加工生产都离不开硝酸盐，同样是感官质量上佳的肉制品 可能是不良商家将病死的猪肉先经过双氧水浸泡漂白，然后再添加大量的硝酸盐和亚硝酸亚， 最后经过加工而达到正常肉制品的色泽效果；添加大量的亚硝酸盐的腊肉只要经过一夜的熏烤 就可以达到正常熏烤十几天的色泽和硬度。按照GB2760-2011食品添加剂使用标准规定硝酸 盐最大使用量0.5g/Kg，残留量30mg/kg，由于硝酸盐是工业盐，价格比较低，容易得到， 某些商家为了将生产成本，牟求最大利润，使产品能够在感官上引起消费者的购买欲往往加入 过量的硝酸盐，而且残留量往往大于30mg/Kg。硝酸盐会在体内的微生物和酶的作用下被还原成 为亚硝酸盐，而亚硝酸盐具有毒性，一方面大剂量的亚硝酸盐进入人体会造成中毒，另一方面， 部分亚硝酸盐在一定条件下会转化为亚硝胺，而亚硝胺是一种致癌物质。动物实验研究发现， 硝酸盐和亚硝酸盐转化为亚硝胺和亚硝酰胺后，在机体内代谢产生的许多N一亚硝基化合物具有 致癌、致畸和致突变效应。一般的口服亚硝酸盐10分钟至3小时后，可出现头晕头痛，乏力，胸 闷，气短，心悸呕吐，腹痛腹泻等症状；重者出现意识丧失，昏迷，呼吸衰弱，甚至死亡。另 外亚硝酸盐还能够通过胎盘进入胎儿体内，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。因此，测定食品中硝酸盐的含量对消费者的身体健康极为重要。目前食品中硝酸盐检测一般采用镉柱还原法，该方法于 1998 年就有比较明确的研究，后来 也有一定的改进，是一种比较传统且成熟的硝酸盐和亚硝酸盐的检测方法。但此法操作繁琐， 耗时长，需镉柱还原等特殊玻璃仪器，且镉为一种毒性较大的重金属，容易污染环境，不利于 环保，镉的还原能力强，但还原效率不高，在使用前还要对其效率进行测定。在实际的使用过 程中，出现重现性差，溶解速度过快等现象影响测定。 当前肉制品中硝酸盐的检测方法已趋于完善，蔬菜中硝酸盐的检测一般采用镉柱还原法、 酚二磺酸法、紫外分光光度法。在镉柱还原法中，镉具有一定的毒性、且易被氧化，方法步骤 繁杂，难以操作。酚二磺酸法是一种经典的方法，但干扰因素多，操作步骤繁琐，很难满足研 究与农化服务等批量常规分析。由于食品中基体成分复杂，有机成分多，其他检测方法，如麝 香草酚法和紫外分光光度法等的测定结果未尽人意。锌粒还原法能够较快速的检测食品中硝酸 盐的含量，但是锌的还原能力不足，在实际操作中未能够很好的还原硝酸盐，导致检测结果产 生偏差。 在食品安全备受关注的今天，国家明令出台添加剂的相关标准，并制定了国家检测标准方 法，作为一群在读食品安全专业的专业人员，为国民的生命财产安全、食品行业的规范化、广 大消费者的合法权益找到一条快速有效、切实可行的快速检测食品中硝酸盐含量的方法，正是 我们选择“几种比色法测食品硝酸盐含量方法的比较研究”作为创新实验的最直接的理由。 我们也为完成本实验做了充分的准备：其一，项目有需求、理论有支撑。团队成员在暑假中钻研了很多相关文献，在理论及实验各方面的准备准备已趋于完善。整个团队收集了大量的关于硝酸盐和亚硝酸盐的发色原理、抑菌原理、致病机理、各种比色法检测硝酸盐和亚硝酸盐原理及方法步骤、分光光度计的原理及使用方法、分析化学等关键环节信息，咨询了学院有相关专业背景的教授及化学化工学院的相关老师，并仔细地分析了当前市场上几种肉制品、乳制品、蔬菜水果中的硝酸盐和亚硝酸盐的含量和目前市场上有部分食品存在硝酸盐含量超标的现象，制定了这一课题。在理论基础方面，我们深入学习了添加剂方面的各项知识，尤其是硝酸盐和亚硝酸盐部分，其中包括食品安全国家标准，食品添加剂使用标准，GB5009.33-2010 食品安全国家标准食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定，色谱法和比色法在测定食品中硝酸盐含量的比较研究。为确保文献的权威性和可信度，我们注意借鉴近十年来最新的研究成果，同时翻阅了大量外文文献。在实验操作方面，我们学习了实验室设备和分光光度计的使用，确保了理论知识和实践知识的统一。经过一个暑假的准备和总结，我们已经对整个课题的方方面面有了细致和完整的概念，对整个实验操作的前提和背景知识有了很大的提升。实验课成绩在食品科学学院学生中较为突出，在各项实践活动中表现优异，是学院各项学生工作的得力助手。其二，实验条件有保证。西南大学食品科学学院的实验教学中心成立于 2006 年 9 月，是西南大学重点建设的公共实验教学平台。目前，该中心下设 14 个实验室，分别为食品分析检测中心、食品化学实验室、食品毒理学试验室、食品分析试验室、食品果蔬粮油加工实验室、食品畜产品加工实验室、食品工程试验室、食品微生物学实验室、食品感官评定实验室等。 其三，团队成员兴趣浓厚、研究能力强。本团队成员对此实验课题有着浓厚的兴趣，并 且理论知识扎实，动手能力、学习能力强，已经具备普通化学，分析化学，生物化学，食品化 学，食品微生物学等知识，学习过用分光光度计测定还原糖和总糖，油料种子油脂含量的快速 测定，淀粉酶活性测定，高锰酸钾吸收光谱的测定，钼锑抗显色光度法测定土壤中水溶性磷含 量等分析实验，能熟练操作实验仪器。每个团队成员都积极参与学院的开展的各种科技活动， 并取得了一定的成绩。指导老师丁晓雯长期从事食品质量控制和毒理研究，具有深厚的科研背 景和丰富的教学经验。 其四，社会意义巨大。硝酸盐的来源主要可以分为两类：一类是食品本身就含有不同含 量的硝酸盐；另一类是在食品加工过程中作为食品添加剂而加入的硝酸盐。硝酸盐的存在与人 们的生活休戚相关，且作为一种发色剂使用已久，尽管不少专家学者都在积极的寻找能不能有 一种物质来代替硝酸盐作为食品的发色剂， 。在经济快速发展的当前社会，快餐、烧烤食品成为 了上班一族和白领们的首选，其中的硝酸盐含量不知多少，不少商贩一味的追求食品的口味、 感官，往往在快餐和烧烤食品中过量加入硝酸盐。未见得严格按照国家标准来添加硝酸盐，长 期食用这种硝酸盐超标的食物对消费者的身体健康是极不利的。在 GB5009.33-2010 食品安全国 家标准食品中，亚硝酸盐和硝酸盐的测定中规定的方法对于设备要求较高，投入的成本较大， 尤其是其中色谱仪器的购买，更是价格不菲。对于一些经济欠发达的地区不能达到如此高的设 备要求，势必导致检测不能进行，这对规范食品市场是一个巨大的挑战。因而这项实验在于比 较研究寻找出一种使用成本低、推广面宽、实用性强的方法。在众多的用比色法测定食品中硝 酸盐含量的方法中，团队从准确度、精确度、回收率、检出限以及成本消耗、实用性、推广度、 创新性等方面考虑选择出镉柱还原法、格里斯法、紫外分光光度法、酚二磺酸法、锌粒还原法 五种方法重点比较研究并作适当的改进。本项目在相同的实验条件下，控制相同的变量法，以 国标规定的镉柱还原法为标准，对每种方法的准确度、精确度、检出限、回收率进行统计比较， 研究得出较为合适的一种测定方法。待研究成熟后，这项课题给社会带来的经济效益和实际意 义的非常巨大的，尤其是在硝酸盐检测方面，更是为人民的生命健康撑起了一把保护伞。 因此，在综合了各个方面，做了大量的先期准备和实践考察后，项目团队权衡之下定了 “几种比色法测食品硝酸盐含量方法的比较研究”这一创新实验课题，兼顾了可行性、理论意 义、实践意义、社会意义和经济意义，在理论和具体实践上都是可行的。（二）立题依据（二）立题依据（项目的背景、理论与实践意义、拟研究问题的国内外现状分析） 第一，项目背景：目前随着经济社会的快速发展，食品安全问题频频出现，威胁着人们的 身体健康。硝酸盐更是广泛存在于与人类的生活环境中，如水、土壤和植物，更有一些不良商 贩为了经济利益使用过量的硝酸盐作为食品防腐剂与发色剂添加在是食品中。在一定条件下硝 酸盐可以转化为亚硝酸盐，可以说亚硝酸盐常伴随着硝酸盐存在于各种食物中，两者都为生理 毒性盐，而亚硝酸盐更甚。亚硝酸盐在生物体内能与胺类生成致癌性极强的亚硝基化合物，而 在很多的加工食品中如腌肉，腌鱼、发酵食品、面粉、酒等均发现亚硝基化合物的存在。亚硝 基化合物作为国际公认的致癌物质，已引起了全球的高度关注。如何快速测定食品中硝酸盐含 量成了食品科技工作者关心的一个课题，有鉴于此，我们做出了“几种比色法检测食品中硝酸 盐含量方法的比较研究”的立项，其最大的动力和原因在于为广大食品科技工作者和食品行业 的安全寻求一条行之有效，高效快速，实用性强的极佳途径。 人体对于硝酸盐的摄入大部分来自于蔬菜、腌肉制品、水等。蔬菜是一种易于富集硝酸盐 的植物性食品，虽然硝酸盐对人体直接的危害性不大，但蔬菜中相当一部分蔬菜如芹菜，菠菜， 萝卜，白菜等均含有大量的硝酸盐，在经高温焖煮，加盐热潮后蔬菜中的硝酸盐就会逐渐被还 原为亚硝酸盐。芥菜，大白菜，萝卜等在腌制或者浸泡过程中，所含有的硝酸盐也会变成亚硝 酸盐，且随时间的延长而慢慢增多。硝酸盐作为食品添加剂在鱼、肉腌制品中的使用，一方面 是利用硝酸盐在酸性条件下产生游离的亚硝酸，与肉中的肌红蛋白结合，生成红色化合物-亚硝 基肌红蛋白，使肉成鲜艳的红色，食品有了丰富的色香味，增加了人们的食欲。另一方面，它 是一种工业盐，价格便宜易获取，可以