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1、 本科毕业论文（设计） 题 目：煮熟后菠菜中亚硝酸盐含量随时间变化的研究学 生： 王海桃 学号： 200940730417 学 院： 化学化工学院 专业： 材料化学 入学时间： 2009 年 9 月 15 日指导教师： 宋崇富 职称： 副教授 完成日期： 2013 年 4 月 20 日煮熟后菠菜中亚硝酸盐含量随时间变化的研究摘 要：本文研究了煮熟后的菠菜中的亚硝酸盐含量与储藏时间的关系。在弱碱性条件下，用热水从样品中提取亚硝酸根离子(NO2-)，沉淀蛋白后，过滤。向提取液中加入显色溶液后，用分光光度计在波长为538 nm处测量其生成的复合物的吸光度。研究发现，在较低的温度且密封的条件下，菠菜中
2、的亚硝酸盐的含量随着时间的变化先减少后增加；在较高温且敞开的条件下，菠菜中的亚硝酸盐的含量随着时间的变化先增加后减少。 关键词：菠菜，亚硝酸盐，分光光度法，时间 The Nitrite Content Determination in Boiled Spinach Varying with TimeAbstract: The nitrite content in spinach varying with time was studied. The NO2- ion was extracted by hot water at alkaline condition and then protein
3、 precipitation and filtration. The absorbance of the solution is measured by spectrophotometer at the wavelength of 538 nm after adding indicator to the extraction solution. Based on our results of the experiment, the nitrite content in spinach first decreases and then increases as time at lower tem
4、perature and closed surrounding, however, the nitrite content in spinach first increases and then decreases with time at higher temperature and full opening condition.Key words: spinach; nitrite salt; spectrophotometry; time目 录1. 引言.3 2. 材料与试剂.3 2.1 仪器.3 2.2 材料.3 2.3 试剂.33. 实验步骤.4 3.1 实验原理.4 3.2 亚硝酸
5、钠标准工作溶液曲线的测定.4 3.3 在密封，温度较低的条件下测量其亚硝酸盐含量随时间变化的研究.5 3.4 在敞开，温度较高的条件下测量其亚硝酸盐含量随时间变化的研究.74. 结论.9参考文献.10致谢.101 引言在现今社会，随着人们的生活水平不断提高，蔬菜中的亚硝酸盐污染1越来越受到人们对它的关注。首先，亚硝酸盐具有强氧化的性能，它进入人体后，会使我们的血液中低铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使其丧失运输氧的能力，从而导致人们因组织缺氧而中毒2从而患上高铁血红蛋白症。这种疾病对幼儿威胁比较大，严重的可引起死亡3,4。亚硝酸盐在人体内会与多很种胺类物质发生反应，形成亚硝胺类化合物；亚硝胺类物
6、质是国际上公认的强致癌物质5，在已了解的120多种亚硝胺类化合物中，25%左右的能诱发癌变，其次亚硝胺还有引发遗传变异的潜在危险6。影响着蔬菜中亚硝酸盐的含量的因素有很多，如施肥种类、收获季节、储存条件7、食用前处理8和加工方法9等。因此，研究蔬菜中亚硝酸盐的含量随时间的变化规律，控制着人体摄入亚硝酸盐的量就显得尤为重要。本文研究了在弱碱性条件下，用分光光度法研究了煮熟后的菠菜中的亚硝酸盐含量与储藏时间的关系。改变温度和储存条件研究了菠菜中的亚硝酸盐的含量随着时间的变化的规律，对我们合理食用菠菜提供了参考。2 材料与试剂 2.1 仪器UV752N型紫外-可见分光光度计(上海佑科仪器仪表有限公司
7、)；FC104电子天平(上海精科天平厂)；PD-型加热板(金坛市杰瑞尔电器有限公司)；DHG-907B型智能数显电热鼓风干燥箱(上海成顺仪器仪表有限公司)研钵容量瓶50 ml,100 ml,200 ml,250 ml,500 ml；环水式多用真空泵和布式漏斗；刻度的吸量管 10 ml,5 ml,3 ml,1 ml,0.5 ml；烧杯、玻璃棒若干。2.2 材料当天早上于菜市购买的新鲜菠菜2.3 试剂(所用试剂除注明者外，均为去离子水，不含亚硝酸盐及硝酸盐)2.3.1 饱和硼砂溶液称取25 g 水合硼酸钠，溶于500 mL温水中，冷却至室温。 2.3.2 0.25 mol/L亚铁氰化钾溶液称取 5
8、3 g亚铁氰化钾溶于水，定容至500 mL。 2.3.3 乙酸锌溶液称取55 g乙酸锌溶于6.0 mL冰乙酸和水的混合溶液中，再用水定容至250 ml 2.3.4 显色溶液 溶液 称取 0.5 g磺胺，放入盛有160 mL 水的250 mL 容量瓶中，在沸水浴上加热溶解。冷却后（必要时过滤）加入25mL盐酸（20=1.19 g/mL），用水定容，避光保存。 溶液 称取 0.1 g萘乙二胺盐酸盐（C12H14N22HCl，含量 98.5%以上），放入 100 mL 容量瓶中，加水溶解后定容，避光保存。 溶液 量取222.5 mL 盐酸（20=1.19g/mL），放入 500 mL容量瓶中，加水定
9、容。2.3.5 亚硝酸钠标准储备溶液称取在 115 5下烘至恒重的亚硝酸钠0.1500 g，于 50 mL容量瓶中，加水溶解后定容。此溶液含亚硝酸离子3 mg/mL。 用移液管吸取亚硝酸钠标准储备溶液2.5 mL于500 mL容量瓶中，用水定容。该溶液为标准工作溶液，含亚硝酸离子15 g/mL，使用时现配。2.3.6 活性炭粉3 实验步骤3.1 实验原理样品经过沉淀蛋白质、除去脂肪后，在弱碱性的条件下，用热水从样品中提取亚硝酸根离子，然后用亚铁氰化钾和乙酸锌沉淀蛋白，过滤。加磺胺和萘乙二胺盐酸盐，在波长538 nm处测量生成的红色复合物的吸光度，计算样品中原有的亚硝酸离子的含量。3.2亚硝酸钠
10、标准工作溶液曲线的测定用移液管吸取亚硝酸钠标准工作溶液（15 g/mL）0.00、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL分别放入 6个 50 mL 容量瓶中，各加水至约 30 mL；然后加入5.0 mL 溶液和3.0 mL 溶液混匀，置于室温下遮光处，再加入 1.0 mL 溶液，混匀，3min 后用定容，即得到每50 mL中分别含 0、0.03、0.06、0.09、0.12、0.15 g 亚硝酸根离子的系列标准工作溶液，于15 min内，在分光光度计上，用1 cm光径吸收池，调零，于波长 538 nm处测其吸光度。以吸光度为纵坐标，以每50 mL中亚硝酸离子的含量为横坐标，绘制
11、工作曲线, 见图1。图1. 含有不同亚硝酸钠溶液的吸光度A随浓度的变化曲线由图1可看出含有不同亚硝酸钠的溶液与其浓度相应的吸光度之间具有良好的线性关系，所以可以根据该图，查得亚硝酸盐溶液不同的吸光度所对应的每50 mL中亚硝酸离子的含量，即可得出相应的浓度与质量。3.3 在密封，温度较低的条件下测量其亚硝酸盐含量随时间变化的研究3.3.1 试样处理将菠菜用清水清洗，再用去离子水洗净，晾吹风机冷风吹干后，取可食部分切碎混匀，加水和食盐(食盐质量为0.2g)煮熟后分别分成5组,用研钵制成匀浆，除第一份外，其余四份均用保鲜膜包裹备用，并放置在13的环境中。将匀浆样放入200 mL 烧杯中，加入6.2
12、5 mL饱和硼砂溶液；置沸水浴中，加热 15 min，并不断摇动。取出后冷至室温，再加入12.5mL亚铁氰化钾溶液，12.5 mL乙酸锌溶液和2 g活性碳粉，每次加后均充分摇匀。然后定量转入100 mL容量瓶中，用水定容。用布氏漏斗过滤，得无色清亮提取液，称量得到相应质量见表1。表1菠菜在煮熟前后的质量关系表未煮前煮熟后第一份（t=0 h）/g20.318.4第二份（t=4 h）/g20.018.7第三份（t=8 h）/g20.418.0第四份 (t=16 h)/g20.015.1 第五份（t=20 h）/g20.218.53.3.2 亚硝酸盐的测定 用移液管吸取提取液10 mL 于 50 m
13、L容量并中，用水稀释至约 30 mL。加入溶液 5 mL，再加入溶液3 mL，混匀。置于室温遮光处，再加入溶液 1mL，混匀，3 min 后用水定容。于 15 min 内，用 3 cm比色皿，以空白溶液调零，在波长538 nm处测其吸光度。从工作曲线上查得相应的亚硝酸离子质量（g）。同一试样应做两个平行测定，求平均值，相关数据见表2。表2含有亚硝酸盐溶液吸光度A与时间的关系t/h0481216A10.0740.0680.0460.0480.063A20.0720.0690.0470.0460.063平均值A0.0730.0690.0470.0470.063图2. 含有亚硝酸盐溶液的吸光度A随时
14、间的变化曲线。根据图1中的曲线和表2中不同时间所对应的吸光度A，可得到表3。表3对应吸光度在标准曲线上的浓度t/h0481216A0.0730.0690.0470.0470.063C1/ug/50mL0.1380.1350.1120.1120.122C2/ug/mL6.9006.7505.6005.6006.100从图2以清晰的看出，随着时间的变化，溶液的吸光度A在0到4 h时减小缓慢，4 h到8 h吸光度减小明显，从8 h到12 h吸光度值基本不变，12 h到16 h 吸光度平均值值从0.047增加到0.063。吸光度值的变化与亚硝酸盐浓度的变化趋势是一致的。从表3可知，在亚硝酸盐的测定的步
15、骤中，10mL的亚硝酸盐提取量中，在0、4、8、12、16h的时间下，其亚硝酸盐的质量分别为6.900、6.750、5.600、5.600、6.100 ug。所以在容量为100 mL溶液中的亚硝酸盐的质量分别为69、67.5、56、56、61 ug，因此，可以看出在密封且低温的条件下煮熟后的菠菜中亚硝酸盐的含量随着时间的变化先减少后增加。可能的原因是在密封的条件下，样品不与空气接触，得不到氧化或者氧化程度低（烧杯中含有少量空气），且在低温的条件下，反应活性较低。3.4 在敞开，温度较高的条件下测量其亚硝酸盐含量随时间变化的研究3.4.1 试样处理 将菠菜用清水清洗，再用去离子水洗净，晾吹风机冷
16、风吹干后，取可食部分切碎混匀，加水和食盐(食盐质量为0.2g)煮熟后分别分成5组, 用研钵制成匀浆，除第一份外，其余四份均放入30烘箱中的备用。将匀浆样放入200 mL 烧杯中，加入6.25 mL饱和硼砂溶液；置沸水浴中，加热 15min，并不断摇动。取出后冷至室温，再加入12.5mL亚铁氰化钾溶液，12.5 mL乙酸锌溶液和2 g活性碳粉，每次加后均充分摇匀。然后定量转入100 mL容量瓶中，用水定容。用布氏漏斗过滤，得无色清亮提取液，称量得到相应质量见表4。表4 菠菜在煮熟前后的质量关系表未煮前煮熟后第一份（t=0 h）/g20.117.6第二份（t=4 h）/g20.017.9第三份（t
17、=8 h）/g20.418.0第四份 (t=16 h) /g20.015.9 第五份（t=20 h /g20.216.83.4.2亚硝酸盐的测定 用移液管吸取提取液10 mL 于 50 mL容量瓶中，用水稀释至约30 mL。加入溶液5 mL，再加入溶液3 mL，混匀。置于室温遮光处，再加入溶液1 mL，混匀，3 min后用水定容。于15 min 内，用3 cm比色皿，以空白溶液调零，在波长538 nm 处测其吸光度，同一试样应做六个平行测定，求平均值，数据见表5和图3。表5 含有亚硝酸盐溶液的吸光度A与时间的关系表t/h0481216A10.0510.0500.1800.0740.055A20
18、.0520.0520.1790.0730.054A30.0530.0530.1820.0720.054A40.0540.0520.1840.0750.057A50.0540.0520.1800.0750.058A60.0540.0520.1810.0750.057平均值A0.0530.0520.1810.0740.056图3. 含有亚硝酸盐溶液的吸光度随时间的变化曲线。根据图3和表5中不同时间所对应的吸光度A，可得到表6。表6对应吸光度在标准曲线上的浓度t/h0481216A0.0530.0520.1810.0740.056m/ug/50mL0.1170.1160.3470.1420.119C
19、/ug/mL5.855.817.357.15.95从图3可以清晰的看出，随着时间的变化，溶液的吸光度A在0到4 h时基本不变，从4 h到8 h吸光度急剧增加，从8 h到12 h吸光度值急剧减小，12 h到16 h 吸光度值减小缓慢。吸光度值的变化与亚硝酸盐浓度的变化趋势是一致的。由表6可知，在亚硝酸盐的测定的步骤中，10 mL的亚硝酸盐提取量中，在0、4、8、12、16 h的时间下，其亚硝酸盐的质量分别为5.85、5.8、17.35、7.1、5.95 ug。所以在100 mL溶液中亚硝酸盐的质量分别为58.5、58、173.5、71、59.5 ug。因此可以看出菠菜中原本就含有大量的硝酸盐，在
20、适宜的温度和酸碱度下，由于微生物的作用，蔬菜逐渐腐烂，硝酸盐转变为亚硝酸盐。细菌其中主要是大肠杆菌大量繁殖时，亚硝酸盐不断增加。在蔬菜腐烂过程中，亚硝酸盐并不是无限度地上升，而是上升到一定高度后便不再上升了，接着急剧下降。一个可能原因是亚硝酸盐对大肠杆菌的毒性所致，当亚硝酸盐升高到足以抑制或杀灭大肠菌时，亚硝酸盐便不在产生。4 结论在密封的条件下，环境温度为12-14 ，煮熟后的菠菜中亚硝酸盐的含量随着时间的变化先减少后增加。这是因为在密封且温度低的条件下，样品隔绝了空气，得不到氧化或者氧化很少（烧杯里含有少量空气）。在敞开的条件下，环境温度为30 ，煮熟后的菠菜中亚硝酸盐的含量随着时间的变化
21、而变化的。前4个小时，其含量是缓慢增加的，到第8个小时，含量急剧增加，之后又会降低。其原因是因为刚开始微生物（主要是大肠杆菌）开始繁殖，亚硝酸盐的含量增加。亚硝酸盐对大肠杆菌具有毒性，当亚硝酸亚的含量增加到足以抑制或消灭大肠杆菌时，亚硝酸盐便不再产生。参考文献：1 谭超，颜嘉雯，何牧等不同施肥种类与加工方法对蔬菜亚硝酸盐含量变化的影响J云南农业大学学报，2010,25(3):399-400.2 杨美玲，朱云德，崔东亚不同方法处理后蔬菜中亚硝酸盐含量的测定J湖北农业科学，2010,49(10)：2533-2534.3 唐艳茹，陈彦玲，白秀丽，等长春市蔬菜中亚硝酸盐含量的测定J长春师范学院学报，2
22、007,26（4）：48-50.4 聂峰，吴迎春，陈德径，等一种新的食品中亚硝酸盐含量测定方法研究J食品科学，2009,30（4）:221-223.5 杜雅楠，史春云，冯波腌腊肉制品亚硝酸盐残留量的检验与分析J肉类工业，2004(11):38.6 梅文泉，董宝生，黎其万几种叶类蔬菜贮藏期间亚硝酸盐含量的变化J 云南农业科技，2003(5):17-21.7 颜海燕，李应彪，尚晨龙.蔬菜存放过程中亚硝酸盐含量的变化研究J冷饮与速冻食品工业，2006,12(1):27-29.8 刘爱文，陈忻，刘小玲漂烫及冷藏处理后蔬菜亚硝酸盐的含量变化J应用科技，2002,29(12):42-43.9 邹礼根，吴元
23、锋，赵芸蔬菜乳酸菌腌渍发酵过程亚硝酸盐变化研究J杭州农业科技，2006(4)：10-12. 致 谢 本论文是在导师宋崇富老师的悉心指导和张凤茂同学的帮助下完成的。宋老师渊博的专业知识、严谨的治学态度、精益求精的工作作风、诲人不倦的高尚师德、严以律己、宽以待人的崇高风范、朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。本论文的顺利完成离不开老师、同学的关心和帮助。在此感谢化学化工学院的老师、师兄以及许多同学的帮助支持。在近四年的大学学习期间，我感谢我的父母，他们在我上学期间，在经济，精神上鼓励我。同时我得到很多授课老师和同学们的关心和帮助，在此表示深深的感谢。很快我就要离开母校，但在母校得到的知识、做人的道理、挚友将会伴我走完一生的历程。11