【科普】揭开亚硝酸盐背后的秘密

“兴元呈土贡，梦华录大观。”在唐宋时期，我国的泡渍菜就已经有了很大的发展，像《东京梦华录》中，就讲到“唯以好淹藏菜蔬，卖一色好酒。”泡菜在中国人的餐桌上一直占据着重要的位置，从四川泡菜、东北酸菜到辣白菜、辣萝卜等朝鲜族泡菜；从西南的坛坛罐罐到东北成双成对的大缸，五花八门的面孔，幻化出无限的宝藏美味。但泡菜虽好，可不要贪多哦，因为在腌制泡菜的过程中，会产生一种对人体有害的化学物质，我们把这种物质称为亚硝酸盐（NO2-）。

图1.离开泡菜，中国人的碗里就不香了

那么亚硝酸盐是什么呢?

亚硝酸盐是自然界中普遍存在的含氮无机化合物之一。自然界中的氮循环以及人类的活动，构成了硝酸盐的重要来源。在硝酸盐的形成过程中，由于微生物的作用，常伴随亚硝酸盐的产生。常见的亚硝酸盐主要有亚硝酸钠和亚硝酸钾，其外观与食盐类似，呈白色至淡黄色，粉末或颗粒状，无臭，味微咸，易潮解和溶于水。

中国人最早发明使用亚硝酸盐加工禽畜肉，用于延长肉的保质期。《宋史》科技卷中记载，亚硝酸盐可用于腊肉防腐和发色，并于公元13世纪传入欧洲。[1]

联合国粮农组织和世界卫生组织联合食品添加剂专家委员会（JECFA）规定成人亚硝酸盐的每日摄入量不超过0.2 mg/kg。而按照我国食品安全管理规定，腌制食品亚硝酸盐含量不应超过20 mg/kg[2]，肉制品亚硝酸盐含量不应超过30mg/kg。

图2.亚硝酸盐的物理形态

（图源自：

（https://p1.ssl.qhmsg.com/dr/270_500_/t018b8e5581b65e67af.jpg?size=331x300））

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腌制食品时亚硝酸盐的产生

东北人小时候一定见过大缸酸菜，过年之前通常会腌制几缸酸菜，成百斤的新鲜的大白菜，一个多月就变成了酸香爽口的酸菜，炖上一锅酸菜五花肉，满屋飘香。但总有心急的孩子熬不过那么长的腌酸菜时间，这时长辈会说，再等等，现在酸菜不够时间。

这不仅是因为腌够时间的酸菜更美味，还因为腌够时间的酸菜更安全。

图3.东北酸菜

其实在许多传统发酵工艺中，都是利用新鲜蔬菜在乳酸菌作用下发酵，变得酸爽可口。但新鲜蔬菜中含有大量的硝酸盐（NO3-），会在许多其他微生物的作用下还原为亚硝酸盐。腌制开始时亚硝酸盐含量逐步提升，在7~8天内会达到峰值，此时亚硝酸盐含量超标。但随着腌制时间增长，乳酸菌代谢出大量乳酸，使得杂菌数量下降，因此亚硝酸盐含量逐步下降，在21天左右降至可食用范围。

然而发酵菌种、发酵时间、发酵温度和某些化学物质都会导致亚硝酸盐含量变化。在现代发酵工程中，采用纯种菌群发酵，并用加入适量的食品添加剂，例如维生素C、茶多酚、大蒜素等。[3]

不止在发酵产品中，生活中许多常见的食品中也含有一定量的亚硝酸盐，例如新鲜的瓜果蔬菜、腊肉香肠等。其中在隔夜的剩饭剩菜里含量颇高。据统计,蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4 mg/kg，咸菜中亚硝酸盐的平均含量在7 mg/kg以上，而豆粉中的平均含量可达10 mg/kg。[4] 在自然界中，亚硝酸盐分布也十分广泛。

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亚硝酸盐的作用

亚硝酸盐应用到食品中已有很长的历史。在19世纪，人们发现，亚硝酸钠被应用到肉制品中，会让肉变得更鲜美，颜色变得更红润。因此亚硝酸盐被广泛应用加工到各类肉制品中。

亚硝酸盐能作为肉制品添加剂，主要有以下4个方面[5]：

2.1发色作用

在肉制品处理过程中，亚硝酸盐会与肌红蛋白反应生成鲜红色的亚硝基肌红蛋白(NO-Mb)和亚硝基血红蛋白，这使得肉制品在加热后也能保持颜色的红润。（如图4、5）

图4. 腌制发色

(图源自：（https://pic3.zhimg.com/80/v2c7dd6aef8

c91b12e3026409e3fa988e6_1440w.webp））

图5. 亚硝基肌红蛋白的产生

2.2抗氧化作用

亚硝酸盐可与肉中的微量元素螯合，生成亚硝基和亚硝酰基等具有抗氧化活性的物质[6]，并且可以防止油脂氧化酸败（也就是防止产生哈喇味）。（原理如图6）

图6.亚硝酸盐的抗氧化作用

2.3改良肉制品的风味

亚硝酸盐能促进挥发性物质的形成，并有利于醛类物质和硫化物相互作用产生肉制品的特殊风味。

2.4防腐作用

亚硝酸盐虽然不能作为防腐剂应用于食品工业，但是将其用作发色剂并按一定量添加于腊肉制品中，也具有理想的防腐作用[7]。在此过程中，亚硝酸盐通过以下两个作用达到防腐效果，一是抑制微生物正常的新陈代谢，二是抑制蛋白质的合成与DNA的复制，最后抑制细胞膜与细胞壁的生成[8]。

亚硝酸盐在人体中也有重要作用。

2.5微量亚硝酸盐可以调节人体机能

很多蔬菜中含有丰富的硝酸盐，当我们摄入硝酸盐时，机体只是把其中一小部分转化为亚硝酸盐，这时，我们的唾液、大肠和组织中会存在少量的亚硝酸盐，机体利用这些亚硝酸盐制造一氧化氮。一氧化氮对心血管系统的健康非常重要，它是神经递质和调节血压的物质，同时还具有抗炎的作用。（如图7）可见微量的亚硝酸盐对机体是有益的。

图7.一氧化氮信号分子在健康和疾病中的分子机制（图源自：（https://pic1.zhimg.com/70/v2-3e3376b5091ace1f17f209410b96663a_1440w.awebp?source=172ae18b&biz_tag=Post））

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亚硝酸盐的危害

3.1毒性

亚硝酸盐外观与食盐相似，其具有较高的毒性，致死量低，日常生活中常因误服引起中毒。亚硝酸盐中毒患者可出现皮肤、口唇发绀，严重者出现呼吸困难或昏迷[9]。过量的亚硝酸盐会与细胞中的血红蛋白（Hb）反应，由于亚硝酸盐的氧化性，会把血红素中Fe2+氧化成Fe3+，即把Hb氧化成高铁血红蛋白（MetHb），导致人体缺氧，紫绀。（如图8）

3.2致癌、致畸

亚硝酸盐与人体吸收食物或水中的次级胺（仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸）结合，形成强致癌物质亚硝胺，引起核酸代谢紊乱或突变，从而诱发消化系统癌变[10-11]。（如图8）自从1956年英国科学家MAGEE和BARNES第1次发表亚硝胺致癌的报告以来，相继的医学研究已证明，人体过多摄入亚硝酸盐会增加罹患消化系统癌症（例如：胃癌、结肠癌等）的几率。[12]所以我们常常在新闻中看到，隔夜的饭菜、烂掉的瓜果不能吃。这就是因为其中的亚硝酸盐含量过高。

图8. 亚硝酸盐急、慢性中毒

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总结

综上所述，对于亚硝酸盐我们要有正确的认识，世界卫生组织规定，亚硝酸盐的每日摄入安全容许量为0.06mg/（kg·d）以下，所以我们要尽量少摄取含有亚硝酸盐的食品。而许多小作坊生产的泡菜等腌渍食品，亚硝酸盐含量都远超国家要求，长期食用有中毒的风险。所以大家要在正规商场购买有资质的腌渍食品、肉制品等。同时亚硝酸盐带来的急性和慢性毒性不容忽视，寻找到其替代品的工作也显得尤为重要。[13]

参考文献

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[2]姜建,吕腾,李娇卓等.传统酱菜中降解亚硝酸盐枯草芽孢杆菌的筛选和鉴定[J].现代食品,2021(06):142-144.DOI:10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2021.06.041.

[3]黄慧福,潘丽君,杨丽等.降低富源酸菜中亚硝酸盐含量的研究[J].食品工业,2018,39(04):162-166.

[4]《普通高中教科书 选修1 生物技术实践》[M].北京：2007

[5]张树丹,冉艳.沿海城市肉制品亚硝酸盐含量调查分析[J].食品安全导刊,2023(19):103-105+111.DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2023.19.013.

[6]刘姝韵,谷大海,王桂瑛等.肉制品中亚硝酸盐替代物的研究进展[J].食品安全质量检测学报,2017,8(12):4582-4587.

[7]裴倩如,汪强,唐文屹等.肉制品中亚硝酸盐的概述、检测方法及其替代物的研究进展[J].食品安全导刊,2019(10):62-65.DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2019.10.027.

[8]董庆利,屠康.腌制肉中亚硝酸盐抑菌机理的研究进展[J].现代生物医学进展,2006(03):48-52.DOI:10.13241/j.cnki.pmb.2006.03.019.

[9]王长远,王晶,汤辉.急性重度亚硝酸盐中毒1例报道[J].中国工业医学杂志,2022,35(05):417-418.DOI:10.13631/j.cnki.zggyyx.2022.05.008.

[10]LUNDBERG J O,WEITZBERG E,GLADWIN M T.The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and thera-peutics ［J］.Nat Rev Drug D--iscov，2008（7）：156–167.

[11]马俪珍，张健斌，孟培培.食品中亚硝胺类化合物的危害及控制研究进展［J］.保鲜与加工，2012，12（2）：1－4，45.

[12]吕洁英，杜瑞英.茶叶中硝酸盐和亚硝酸盐的研究进展 [J] 农产品质量与安全，2020（6）：83.

[13]孔令杰，邓洁莹，吴莹，葛金霞，徐宝才.肉制品中替代亚硝酸盐发色微生物的作用机理及其应用研究进展.[J/OL]．食品科学.2022（6）：2

作者：于博 曲博

作者单位：哈尔滨师范大学化学化工学院