毛青秀，鄧鋼橋，鄒朝輝，徐遠芳，程 薇

（1.中南大學(xué)隆平分院，湖南 長沙 410125；2.湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，湖南 長沙 410125；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；4.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 武漢 430000）

據(jù)國際糧農(nóng)組織統(tǒng)計，人體必需的VC的80%,VA的60%來自于蔬菜。蔬菜是健康飲食的重要組成部分，含有豐富的維生素，礦物質(zhì)，纖維和其他營養(yǎng)素，攝入充足的蔬菜有助于防止重大疾病的發(fā)生。蔬菜的質(zhì)量已成為各級政府和群眾關(guān)心的頭等大事。蔬菜中含有大量的亞硝酸鹽，特別是近年來過量地施用氮肥更增大了蔬菜體內(nèi)硝酸鹽的積累，硝酸鹽在人體內(nèi)還原成亞硝酸鹽，攝入過量有顯著的毒害作用。Jefca設(shè)定的硝酸鹽ADI值為NO3-3.7 mg/kg，亞硝酸鹽 ADI值為 NO2-0.07 mg/kg，按60 kg平均體重計算，韓國人均硝酸鹽和亞硝酸鹽攝入量分別為182 mg/d和0.12 mg/d，而中國北方地區(qū)分別為422.8 mg/d和0.68 mg/d[1-2]，遠高于國外水平。因此降低蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的研究具有重要意義。

1 蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的危害

蔬菜中硝酸鹽的潛在危害來自于吸收前或之后轉(zhuǎn)化的高鐵血紅蛋白及產(chǎn)生的亞硝酸鹽[3]：硝酸鹽在微生物的作用下被還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽與次級胺（仲胺，叔胺及氨基酸）結(jié)合，形成亞硝胺，亞硝胺可誘發(fā)各個部位的癌癥，攝入過量可致癌。被還原后的亞硝酸鹽還能與血紅蛋白（Hb）反應(yīng)將Fe2+氧化成Fe3+生成高鐵血紅蛋白（MetHb）。高鐵血紅蛋白不是與氧結(jié)合,而是使氧分離曲線左移，造成低氧血癥。高鐵血紅蛋白在人體內(nèi)的生理水平范圍為1%～3%，當(dāng)其含量超過10%時，人體對氧的運載量減少，含量超過20%時，機體組織缺氧，面色蒼白，超過50%以上則生命受到威脅[4]。

2 蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的來源和含量

2.1 新鮮蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的來源

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用氮肥和高NO3-含量的灌溉水，致使土壤中氮元素偏高，在硝化細菌的作用下，蔬菜中硝酸鹽的含量不斷增加。蔬菜體內(nèi)積累硝酸鹽是其生長過程中的自然現(xiàn)象，自然界中能使硝酸鹽還原的菌株有100多種。蔬菜攝入后，硝態(tài)氮在細胞液中被硝酸鹽還原酶還原成亞硝酸，亞硝酸迅速分散于血漿中，與紅細胞細胞膜相結(jié)合，在黃嘌呤氧化酶和NO合成酶作用下被還原成NO。其中所吸收的硝酸鹽的5%～7%通過腸唾液循環(huán)從血漿不斷濃集分泌到口腔中，在舌后根共生細菌產(chǎn)生的亞硝酸鹽還原酶作用下被還原成亞硝酸鹽。硝酸鹽還原是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程，受到多種內(nèi)外因子調(diào)節(jié)和控制[4]，它也是蔬菜中亞硝酸鹽的主要來源。

2.2 蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量

蔬菜中硝酸鹽的積累與蔬菜的種類，品種，器官組織及生長期等內(nèi)部因素有關(guān)，也與溫度，濕度，蔬菜種植密度，收獲和儲存時間等外界因素有關(guān)，且不同品種，地區(qū)的蔬菜其含量相差很大。Manuela Correia等[5]調(diào)查的北葡萄牙34種不同種類的蔬菜，硝酸鹽含量范圍為NO3-54～2 440 mg/kg，亞硝酸鹽水平為NO2-1.1～57 mg/kg，蔬菜超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重。一般硝酸鹽含量依次為葉菜類>根莖類>瓜果類>豆類，葉類蔬菜和根莖類蔬菜污染嚴(yán)重，其原因可能歸結(jié)于葉類蔬菜的生長點位于葉尖，因為葉部具有較高的營養(yǎng)積累能力[6]。蔬菜中亞硝酸鹽的含量絕大部分來自于硝酸鹽的還原，不同品種的硝酸鹽含量與硝酸鹽還原酶活性有關(guān)，溫度越高，收獲儲藏時間越長，微生物的還原作用越顯著。目前，對蔬菜中亞硝酸鹽降解可從以下幾個方面進行研究。

3 蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的降解方法

3.1 物理方法

3.1.1 高溫處理 新鮮蔬菜采摘后，組織呼吸程度加強，植物組織內(nèi)的硝酸還原酶活性增強，導(dǎo)致亞硝酸鹽含量迅速增加。在室溫條件下保存的蔬菜，其亞硝酸鹽含量在1～2 d內(nèi)會達到高峰，產(chǎn)生“亞硝峰”，隨著時間的延長，亞硝酸鹽的含量又逐漸上升[7]。因此，降低蔬菜中亞硝酸鹽含量，可通過高溫改變微生物的生存環(huán)境，減少產(chǎn)酶細菌的數(shù)量和抑制硝酸鹽還原酶的活性來加以控制。Menard等[8]在2008年對烹制的蔬菜進行測定時發(fā)現(xiàn)降低的硝酸鹽含量高達75%。漂燙和烹制為主要的熱處理方式，但其缺點是在降解亞硝酸鹽的同時，破壞了蔬菜中原有的營養(yǎng)成分，尤其造成水溶性維生素的流失，營養(yǎng)價值降低。

3.1.2 低溫處理 對蔬菜進行低溫處理可降低酶的活性，使其反應(yīng)不能正常進行，亞硝酸鹽的積累受到抑制。陳利梅[7]，燕平梅等[9]分別以大白菜、甘藍、白蘿卜為實驗材料，研究室溫、低溫處理蔬菜中亞硝酸鹽的變化，發(fā)現(xiàn)4℃冷藏期間，亞硝酸鹽的含量幾乎不變，且遠低于常溫儲藏中亞硝酸鹽的含量。亞硝酸鹽易溶于水，在高溫，冷凍之前先做浸泡處理，蔬菜中亞硝酸鹽的含量降低更為明顯。但如果長時間在低溫下貯藏，植物組織出現(xiàn)低溫脅迫，引起植物組織的自我保護，使各種酶促反應(yīng)提高，硝酸還原酶的活性提高，從而使亞硝酸鹽含量有所提高[7]。蔬菜在冷凍期間，細胞內(nèi)外組織液易形成冰晶，細胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，水分流失嚴(yán)重，耗能大，從環(huán)保經(jīng)濟的角度考慮仍有一定的局限性。

3.2 化學(xué)方法

3.2.1 添加Vc，VE法 抗壞血酸對亞硝酸根離子具有高度的親和力，可以促進亞硝酸鹽還原成NO，從而減少亞硝胺前體物質(zhì)的形成，是N-亞硝基化合物的良好阻斷劑，VE也有類似的效果。劉青梅等[10]研究表明，0.01%～0.04%的抗壞血酸對泡菜中亞硝酸鹽的阻斷率可達16.16%～72.33%。

3.2.2 添加植物提取物法 蔥蒜抗癌作用已得到廣泛認識，大蔥中疏基與亞硝酸鹽反應(yīng)形成亞硝酸酯，可有效降解亞硝酸鹽。據(jù)趙云斌等[11]研究，80℃下每30 min大蔥液對10 μg亞硝酸鹽的清除率高達98.8%。其他常見蔬菜如胡蘿卜，山藥，生姜，黃瓜等也是抗亞硝酸鹽的良好提取物。

3.2.3 添加食醋法 食醋作為日常飲食的必備酸性調(diào)味品，含有大量醋酸和其他酸性物質(zhì)，在保護營養(yǎng)物質(zhì)不被破壞的同時，還可降低其pH，因此食醋能較快降低亞硝酸生產(chǎn)菌數(shù)量，加快乳酸菌繁殖速度，促進乳酸發(fā)酵。柴政等[12]研究了不同濃度的食醋對泡菜中亞硝酸鹽的降解作用，發(fā)現(xiàn)添加食醋的泡菜“亞硝峰”比對照組低兩倍之多。

綜上所述，化學(xué)降解亞硝酸鹽的物質(zhì)天然無毒，且降解效果明顯，對細菌也具有顯著的抑制作用。其提取物來源廣泛，取材便捷，是一種經(jīng)濟可行的方法。但其缺點是這些物質(zhì)對亞硝酸鹽的降解能力與其還原成分的氧化還原特性有關(guān)，而還原成分暴露在空氣中易被氧化，造成降解效果下降。因此，維持其降解能力是今后的研究重點。

3.3 生物酶法降解

生物酶法降解是一種安全有效的新型方法，主要是利用微生物產(chǎn)生亞硝酸鹽還原酶使亞硝酸鹽分解。目前，降解亞硝酸鹽的菌株多為乳酸菌。乳酸菌對亞硝酸鹽的降解分為酶降解和酸降解兩個階段：pH>4.5時，以酶降解為主；pH<4.0時，由于乳酸本身產(chǎn)酸，亞硝酸鹽在乳酸存在的情況下產(chǎn)生出游離亞硝酸，再分解生成NO[13]。國內(nèi)外對乳酸菌降解亞硝酸鹽做了廣泛的研究，也是亞硝酸鹽降解的重要方法之一。劉蘇萌等[14]從市售的豆醬、香腸、腌漬蘿卜等腌漬食品中分離得到5株乳酸菌，分別為鏈球菌和明串珠菌，其中L3和L5明串菌珠對亞硝酸鹽的降解率均超過93%，不同乳酸菌菌株對蔬菜亞硝酸鹽的降解能力不同?？傮w來說，通過MRS培養(yǎng)基培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌的降解能力較強，72 h以后亞硝酸鹽含量降為原來的0.3%～1.6%；戊糖片球菌的降解能力次之，72 h以后亞硝酸鹽含量降為原來的15%；沙克乳桿菌雖然降解能力較弱，但是72 h以后亞硝酸鹽含量也降為原來的28%[15]。雖然生物酶法有很好的降解效果，但乳酸菌的生長受溫度和pH的調(diào)控，當(dāng)外界條件不適宜時，其生長繁殖受到抑制，因此要進一步加強對微生物環(huán)境適應(yīng)能力的研究。

4 展望

蔬菜中亞硝酸鹽主要來自硝酸鹽的還原。因此，降低亞硝酸鹽的含量，減少蔬菜本身的風(fēng)險，一方面要控制硝酸鹽的來源：減少氮肥使用量，加強氮肥和有機肥相結(jié)合；使用低NO3-含量的灌溉水，保持蔬菜本身清潔，減少雜菌污染。另一方面，要積極開展降解亞硝酸鹽的高新技術(shù)研究：通過改變培養(yǎng)條件，進行定向誘導(dǎo)，篩選出對降解亞硝酸鹽效果更為理想的菌株；深化研究不同提取物的復(fù)配組合對亞硝酸鹽的降解效果，研制新型降解產(chǎn)品；60Co-γ射線輻照降解，無污染無殘留；微波具有良好的殺菌作用，可降低蔬菜表面有害微生物。將輻照技術(shù)，微波技術(shù)等高新技術(shù)和蔬菜中亞硝酸鹽降解有效的結(jié)合起來，也是未來可待研究的一個方向。

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