不同处理方式对菠菜硝酸盐、亚硝酸盐的影响研究
目 录
1 绪论 1
1.1 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的来源 1
1.2 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的限量标准 3
1.3 硝酸盐和亚硝酸盐对人体的危害 3
1.4 处理方式对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响 4
1.5 本课题的研究目的和意义 6
2 材料与方法 7
2.1 实验材料 7
2.2 仪器与试剂 7
2.3 实验测定指标及方法 7
2.4 处理方式对硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响研究 9
3 结果与分析 10
3.1 热烫时间对菠菜和木耳菜的硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响 10
3.2 浸泡对菠菜和木耳菜的硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响 12
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1 绪论
蔬菜能为人体提供丰富的纤维素、无机盐和维生素等营养成分，是人们日常生活中必不可少且无法取代的食品。随着社会发展、人们生活水平的不断提高，食品的安全越来越被重视。这使得人们在关注蔬菜产量时，还对其品质和安全性提出更高的要求。蔬菜极易积累硝酸盐，特别是叶菜类。因此。硝酸盐和亚硝酸盐是申报绿色、有机、无公害等优质蔬菜的必检项目之一。
1.1 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的来源
1.1.1 生理学机制
硝态氮是植物生长的主要氮源。最早由Heimer和Filner提出硝态氮在植物体内分别在细胞质内存在代谢库和液泡内存在储藏库。代谢库硝酸盐浓度较低，储藏库硝酸盐浓度较高。植物储存在液泡中的硝态氮有非常重要的生理意义。植物过量吸收硝态氮储存是为了保证氮 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
素供应不足时能够维持植物生长需要。硝态氮除了合成蛋白质外还是重要的渗透调节物质[1]。硝态氮在液泡内储存和调节的生理过程决定了植物在生长过程中势必要积累一定的硝酸盐。在植物体内，硝酸盐是由硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶这两种独立的酶分别进行催化。硝酸还原酶被广泛认为是植物硝态氮还原代谢的限速酶。有学者认为由于硝酸还原酶主要存在原生质中，其中的硝酸盐可以迅速还原，而液泡中的硝酸还原酶主要起渗透调节作用，活性较低，难以被还原利用。硝酸盐在硝酸还原酶的作用下还原成亚硝酸盐，再在亚硝酸盐还原酶的作用下还原为氨，进而形成氨基酸和蛋白质等，参与机体构成，完成其作为植物营养物质的功能。硝酸盐累积的根本原因是硝态氮和硝酸还原酶在细胞中分布的非一致性以及作物为了储藏对硝态氮的过量吸收。
1.1.2 内因
蔬菜中硝酸盐的累积取决于根、茎、叶的吸收和输送过程，包括硝态氮的同化作用，不同种类、品种、部位的差异较大。
1.1.2.1 种类差异
由于不同种类的蔬菜对硝酸盐的亲和力不同以及植物间不同基因型的硝酸还原酶活性存在差异，导致累积和吸收硝酸盐的能力差异很大[2]。沈明珠等[3]学者对北京地区的32种蔬菜硝酸盐含量测定发现硝酸盐含量（mg/kg）依次为：绿叶菜类（1426mg/kg）>葱蒜类（597mg/kg）>瓜类（311mg/kg）>茄果类（155mg/kg），绿叶类蔬菜硝酸盐含量是茄果类的10倍左右。
1.1.2.2 品种差异
同类不同品种的蔬菜硝酸盐含量也存在较大差异，其变化范围在1.4~20.8倍。林碧英等[4]对不同菠菜品中进行研究，发现亲本中硝酸盐含量最高的（5666mg/kg）比硝酸盐含量最低的（2352 mg/kg）高出最低含量的1.4082倍，说明不同遗传型菠菜之间的硝酸盐含量差异很大。大白菜、甘蓝等品种间差异在1.4~5.8倍。陈新平等[5]研究结果也证实了菠菜硝酸盐含量的差异由硝酸盐还原酶活性的差异所导致。
1.1.2.3 部位差异
蔬菜不同部位的硝酸盐含量存在较大差异。林观捷等[6]发现菠菜等蔬菜不同部位的硝酸盐含量均有显著差异。罗金葵等[7]学者测定了小白菜叶片、叶柄及根系硝酸盐含量，实验结果表明小白菜各器官硝酸盐含量为叶柄>叶片>根系，认为器官的功能与结构决定其累积硝酸盐的能力，即不同的功能和结构其累积硝酸盐的能力不同。大白菜外叶的硝酸盐含量高于其内叶，内叶硝酸盐含量随施氮量的增加而增大，外叶硝酸盐含量却从生育中期至收获期都维持在一定水平上。研究认为根系从介质中吸收的硝态氮在导管中随蒸腾作用向茎、叶和贮藏器官的细胞中迁移，分布于细胞的液泡和原生质中。硝酸还原酶主要存在于原生质中，所以原生质中的硝酸盐可以迅速还原，不易累积；液泡中硝酸还原酶活性低，因而较易累积[2]。
1.1.3 外因
1.1.3.1 施肥
氮素的种类和形态能显著影响蔬菜中硝酸盐的含量，累积作用为化学氮肥>有机氮肥，化学氮肥为硝酸铵>尿素>碳铵>硫铵>氯化铵[2]。蔬菜产量与氮素水平呈正相关，大量施用氮肥是蔬菜体内硝酸盐累积的根本原因。施加氮肥是提高叶菜类蔬菜产量的有效措施，然而过量氮肥会对蔬菜产量和品质产生不良影响。Mccall等[8]学者研究发现当氮肥用量从起初的260 kg/hm2降到200kg/hm2后，莴苣的硝酸盐含量明显下降，但产量并没有明显影响。王强等[9]实验表明小青菜的产量和维生素C随着氮肥的施加量增加而提高，但硝酸盐也随之提高。在施肥一周后采收可避开硝酸盐积累高峰期，明显降低硝酸盐含量。
1.1.3.2 光照
蔬菜硝酸盐含量一般都表现出昼增夜减、冬季高于春季。李群等[10]研究表明在自然光照下，小白菜和菜心硝酸盐累积的超标率只有23.3%，而遮阴条件下硝酸盐累积的超标率竟高达73.3%。赵磊等[11]对蒲公英研究表明随着光照强度的降低，硝酸盐还原酶活性降低造成硝酸盐在叶片中累积。良好的光合作用可以为硝态氮的还原提供能量，使其转化为铵态氮的能力提高，减少硝态氮在植物体内的累积。充足的阳光照射是抑制植物体硝酸盐累积的重要因素之一。
1.1.3.3 水分
蔬菜对水的需求量较大，水分与硝态氮的吸收转化等过程密切相关。王朝辉等[12]人的实验表明蔬菜在土壤水分充足时，生长量可提高109.9%~174.8%，同时硝酸盐含量下降19.49%~25.0%。水分缺乏的情况会导致植物同化受阻，蛋白质分解加速，硝酸还原酶活性下降使得硝酸盐更易在植物体内积累[13]。所以合理灌溉对降低蔬菜中的硝酸盐含量具有重要意义。
1.1.3.4 温度
温度对蔬菜硝酸盐浓度的影响机制至今不明确。贺文爱等[14]认为在一定范围内，随着温度的升高植物生长速度加快，硝酸还原酶活性升高使得植物体内硝酸盐累积减少。黄建国等[15]研究认为蔬菜硝酸盐含量夏季高于冬季，这可能是由于夏季温度较高造成水分缺少从而影响硝酸还原酶活性。温度的高低影响植物对硝酸盐的吸收速率。一般认为，硝化菌最适宜生长温度在30℃左右，高于30℃或低于15℃的硝化速度显著下降[16]。
1.2 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的限量标准
1973年世界卫生组织(WHO)和粮农组织(FAO) 制订了食品中硝酸盐限量标准。2002年食品添加剂联合专家委员会第59次会议建议了硝酸盐和亚硝酸盐的每日摄入量(ADI)。1982年以沈明珠为代表的学者把我国主要的34种蔬菜分成4个等级，提出了中国蔬菜硝酸盐类卫生评价的标准，得到国内外的认可。2001年国家质量监督检验检疫总局批准发布了8项有关农产品质量系列国家标准，其中规定瓜果类蔬菜硝酸盐含量≤600mg/kg，根茎类蔬菜硝酸盐含量≤1200mg/kg，叶菜类蔬菜硝酸盐含量≤3000mg/kg。目前我国制定的无公害蔬菜的亚硝酸盐(NaNO2)的限量标准为≤4.0mg/kg[17]。
1 绪论 1
1.1 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的来源 1
1.2 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的限量标准 3
1.3 硝酸盐和亚硝酸盐对人体的危害 3
1.4 处理方式对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响 4
1.5 本课题的研究目的和意义 6
2 材料与方法 7
2.1 实验材料 7
2.2 仪器与试剂 7
2.3 实验测定指标及方法 7
2.4 处理方式对硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响研究 9
3 结果与分析 10
3.1 热烫时间对菠菜和木耳菜的硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响 10
3.2 浸泡对菠菜和木耳菜的硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响 12
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1 绪论
蔬菜能为人体提供丰富的纤维素、无机盐和维生素等营养成分，是人们日常生活中必不可少且无法取代的食品。随着社会发展、人们生活水平的不断提高，食品的安全越来越被重视。这使得人们在关注蔬菜产量时，还对其品质和安全性提出更高的要求。蔬菜极易积累硝酸盐，特别是叶菜类。因此。硝酸盐和亚硝酸盐是申报绿色、有机、无公害等优质蔬菜的必检项目之一。
1.1 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的来源
1.1.1 生理学机制
硝态氮是植物生长的主要氮源。最早由Heimer和Filner提出硝态氮在植物体内分别在细胞质内存在代谢库和液泡内存在储藏库。代谢库硝酸盐浓度较低，储藏库硝酸盐浓度较高。植物储存在液泡中的硝态氮有非常重要的生理意义。植物过量吸收硝态氮储存是为了保证氮 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
素供应不足时能够维持植物生长需要。硝态氮除了合成蛋白质外还是重要的渗透调节物质[1]。硝态氮在液泡内储存和调节的生理过程决定了植物在生长过程中势必要积累一定的硝酸盐。在植物体内，硝酸盐是由硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶这两种独立的酶分别进行催化。硝酸还原酶被广泛认为是植物硝态氮还原代谢的限速酶。有学者认为由于硝酸还原酶主要存在原生质中，其中的硝酸盐可以迅速还原，而液泡中的硝酸还原酶主要起渗透调节作用，活性较低，难以被还原利用。硝酸盐在硝酸还原酶的作用下还原成亚硝酸盐，再在亚硝酸盐还原酶的作用下还原为氨，进而形成氨基酸和蛋白质等，参与机体构成，完成其作为植物营养物质的功能。硝酸盐累积的根本原因是硝态氮和硝酸还原酶在细胞中分布的非一致性以及作物为了储藏对硝态氮的过量吸收。
1.1.2 内因
蔬菜中硝酸盐的累积取决于根、茎、叶的吸收和输送过程，包括硝态氮的同化作用，不同种类、品种、部位的差异较大。
1.1.2.1 种类差异
由于不同种类的蔬菜对硝酸盐的亲和力不同以及植物间不同基因型的硝酸还原酶活性存在差异，导致累积和吸收硝酸盐的能力差异很大[2]。沈明珠等[3]学者对北京地区的32种蔬菜硝酸盐含量测定发现硝酸盐含量（mg/kg）依次为：绿叶菜类（1426mg/kg）>葱蒜类（597mg/kg）>瓜类（311mg/kg）>茄果类（155mg/kg），绿叶类蔬菜硝酸盐含量是茄果类的10倍左右。
1.1.2.2 品种差异
同类不同品种的蔬菜硝酸盐含量也存在较大差异，其变化范围在1.4~20.8倍。林碧英等[4]对不同菠菜品中进行研究，发现亲本中硝酸盐含量最高的（5666mg/kg）比硝酸盐含量最低的（2352 mg/kg）高出最低含量的1.4082倍，说明不同遗传型菠菜之间的硝酸盐含量差异很大。大白菜、甘蓝等品种间差异在1.4~5.8倍。陈新平等[5]研究结果也证实了菠菜硝酸盐含量的差异由硝酸盐还原酶活性的差异所导致。
1.1.2.3 部位差异
蔬菜不同部位的硝酸盐含量存在较大差异。林观捷等[6]发现菠菜等蔬菜不同部位的硝酸盐含量均有显著差异。罗金葵等[7]学者测定了小白菜叶片、叶柄及根系硝酸盐含量，实验结果表明小白菜各器官硝酸盐含量为叶柄>叶片>根系，认为器官的功能与结构决定其累积硝酸盐的能力，即不同的功能和结构其累积硝酸盐的能力不同。大白菜外叶的硝酸盐含量高于其内叶，内叶硝酸盐含量随施氮量的增加而增大，外叶硝酸盐含量却从生育中期至收获期都维持在一定水平上。研究认为根系从介质中吸收的硝态氮在导管中随蒸腾作用向茎、叶和贮藏器官的细胞中迁移，分布于细胞的液泡和原生质中。硝酸还原酶主要存在于原生质中，所以原生质中的硝酸盐可以迅速还原，不易累积；液泡中硝酸还原酶活性低，因而较易累积[2]。
1.1.3 外因
1.1.3.1 施肥
氮素的种类和形态能显著影响蔬菜中硝酸盐的含量，累积作用为化学氮肥>有机氮肥，化学氮肥为硝酸铵>尿素>碳铵>硫铵>氯化铵[2]。蔬菜产量与氮素水平呈正相关，大量施用氮肥是蔬菜体内硝酸盐累积的根本原因。施加氮肥是提高叶菜类蔬菜产量的有效措施，然而过量氮肥会对蔬菜产量和品质产生不良影响。Mccall等[8]学者研究发现当氮肥用量从起初的260 kg/hm2降到200kg/hm2后，莴苣的硝酸盐含量明显下降，但产量并没有明显影响。王强等[9]实验表明小青菜的产量和维生素C随着氮肥的施加量增加而提高，但硝酸盐也随之提高。在施肥一周后采收可避开硝酸盐积累高峰期，明显降低硝酸盐含量。
1.1.3.2 光照
蔬菜硝酸盐含量一般都表现出昼增夜减、冬季高于春季。李群等[10]研究表明在自然光照下，小白菜和菜心硝酸盐累积的超标率只有23.3%，而遮阴条件下硝酸盐累积的超标率竟高达73.3%。赵磊等[11]对蒲公英研究表明随着光照强度的降低，硝酸盐还原酶活性降低造成硝酸盐在叶片中累积。良好的光合作用可以为硝态氮的还原提供能量，使其转化为铵态氮的能力提高，减少硝态氮在植物体内的累积。充足的阳光照射是抑制植物体硝酸盐累积的重要因素之一。
1.1.3.3 水分
蔬菜对水的需求量较大，水分与硝态氮的吸收转化等过程密切相关。王朝辉等[12]人的实验表明蔬菜在土壤水分充足时，生长量可提高109.9%~174.8%，同时硝酸盐含量下降19.49%~25.0%。水分缺乏的情况会导致植物同化受阻，蛋白质分解加速，硝酸还原酶活性下降使得硝酸盐更易在植物体内积累[13]。所以合理灌溉对降低蔬菜中的硝酸盐含量具有重要意义。
1.1.3.4 温度
温度对蔬菜硝酸盐浓度的影响机制至今不明确。贺文爱等[14]认为在一定范围内，随着温度的升高植物生长速度加快，硝酸还原酶活性升高使得植物体内硝酸盐累积减少。黄建国等[15]研究认为蔬菜硝酸盐含量夏季高于冬季，这可能是由于夏季温度较高造成水分缺少从而影响硝酸还原酶活性。温度的高低影响植物对硝酸盐的吸收速率。一般认为，硝化菌最适宜生长温度在30℃左右，高于30℃或低于15℃的硝化速度显著下降[16]。
1.2 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的限量标准
1973年世界卫生组织(WHO)和粮农组织(FAO) 制订了食品中硝酸盐限量标准。2002年食品添加剂联合专家委员会第59次会议建议了硝酸盐和亚硝酸盐的每日摄入量(ADI)。1982年以沈明珠为代表的学者把我国主要的34种蔬菜分成4个等级，提出了中国蔬菜硝酸盐类卫生评价的标准，得到国内外的认可。2001年国家质量监督检验检疫总局批准发布了8项有关农产品质量系列国家标准，其中规定瓜果类蔬菜硝酸盐含量≤600mg/kg，根茎类蔬菜硝酸盐含量≤1200mg/kg，叶菜类蔬菜硝酸盐含量≤3000mg/kg。目前我国制定的无公害蔬菜的亚硝酸盐(NaNO2)的限量标准为≤4.0mg/kg[17]。
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