辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除作用的探究

丁城，劉璐，李桀驁，汪超*

(1.湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，武漢 430000；2.工業(yè)發(fā)酵湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢 430068；3.湖北省食品發(fā)酵工程技術(shù)研究中心，武漢 430068)

辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除作用的探究

丁城1，2，3，劉璐1，2，3，李桀驁1，2，3，汪超1，2，3*

(1.湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，武漢 430000；2.工業(yè)發(fā)酵湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢 430068；3.湖北省食品發(fā)酵工程技術(shù)研究中心，武漢 430068)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄坷苯诽崛∫簩?duì)亞硝酸鹽的清除作用，試驗(yàn)中探究了有機(jī)酸種類、有機(jī)酸添加量、水浴時(shí)間、有機(jī)酸濃度和提取溫度對(duì)亞硝酸鹽的清除作用。通過正交實(shí)驗(yàn)得到最佳提取條件，結(jié)果為草酸2%，水浴時(shí)間30 min，提取溫度60 ℃和草酸添加量50 mL。在上述實(shí)驗(yàn)條件下，得到辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率達(dá)到98.6%。

辣椒；亞硝酸鹽；有機(jī)酸；清除率

在我國(guó)辣椒被廣泛種植，特別是在四川、湖南和湖北等地[1]。辣椒含有大量的辣椒堿、辣椒紅素、胡蘿卜素，以及維生素C等活性成分[2]。同時(shí)，辣椒具有許多生理活性，例如：減肥[3]、抗氧化、抑菌消炎[4]、預(yù)防胃潰瘍[5]等活性功能。因此，辣椒不僅是重要的調(diào)味品，而且在其他領(lǐng)域有著重要的研究。

亞硝酸鹽不僅存在于許多食品中，而且被作為食品添加劑廣泛使用[6]，但是亞硝酸鹽存在嚴(yán)重的食品安全隱患。亞硝酸鹽進(jìn)入人體，在一定條件下會(huì)與胺類物質(zhì)結(jié)合，生成亞硝胺。研究表明：亞硝胺是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)。同時(shí)，短時(shí)間大量食用含有亞硝酸鹽的食品，會(huì)導(dǎo)致血紅細(xì)胞失去攜氧的功能，最終會(huì)導(dǎo)致人體缺氧[7]。

目前，對(duì)亞硝酸鹽的清除已有大量的研究，但是辣椒對(duì)亞硝酸鹽清除效果的研究尚未見報(bào)道。本文以辣椒為研究對(duì)象，用不同有機(jī)酸作為提取劑，探索最佳提取條件，為食品安全進(jìn)一步提供相關(guān)理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

干紅辣椒：采購于武漢市武昌區(qū)某集貿(mào)市場(chǎng)。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

草酸、檸檬酸、乳酸、酒石酸、乙酸、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、亞硝酸鈉等試劑，均為分析純。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

UV-1800紫外可見分光光度計(jì) 日本島津有限公司；HK-10B粉碎機(jī) 廣東旭朗機(jī)械有限公司；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司；KQ-500DV超聲清洗儀 昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 辣椒提取液的制備

將干紅辣椒用粉碎機(jī)粉碎，用有機(jī)酸作為提取劑，置于50 ℃恒溫水浴30 min，然后置于超聲儀10 min，過濾，收集濾液備用。

1.3 辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除的測(cè)定

準(zhǔn)確吸取2 mL亞硝酸鹽溶液(6 μg/mL)，置于50 mL容量瓶中，然后加入10 mL辣椒提取液，搖勻，放置30 min，加入2 mL對(duì)氨基苯磺酸，搖勻，避光反應(yīng)3 min，再加入1 mL鹽酸萘乙二胺，搖勻，避光反應(yīng)15 min。然后定容至刻度線，在538 nm處測(cè)定吸光值，同時(shí)做空白對(duì)照。亞硝酸鹽清除率計(jì)算公式：

式中：A1為未加入辣椒提取液測(cè)定的吸光值；A2為加入辣椒提取液測(cè)定的吸光值。

1.4 最佳有機(jī)酸的確定

按照1.2的提取方法，準(zhǔn)確稱取5份干紅辣椒粉(5 g)，分別用100 mL檸檬酸、草酸、乙酸、酒石酸和乳酸混勻，置于50 ℃恒溫水浴30 min，然后置于超聲儀10 min，得到的辣椒提取液再與2 mL亞硝酸鹽溶液(6 μg/mL)反應(yīng)，分別測(cè)定不同有機(jī)酸的亞硝酸鹽清除率。

1.5 有機(jī)酸的濃度對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

按照1.2的提取方法，分別用濃度為1%，2%，3%，4%，5%，6%，7%的 有機(jī)酸(1.4確定的最佳有機(jī)酸)作為提取劑，50 ℃恒溫水浴30 min，然后置于超聲儀10 min，再與2 mL亞硝酸鹽溶液(6 μg/mL)反應(yīng)，分別測(cè)定不同濃度有機(jī)酸對(duì)亞硝酸鹽的清除率。

1.6 水浴時(shí)間對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

按照1.2的提取方法，用1.4確定的最佳有機(jī)酸作為提取劑，50 ℃恒溫水浴，水浴時(shí)間分別為10，20，30，40，50，60，70 min，然后置于超聲儀10 min，再與2 mL亞硝酸鹽溶液(6 μg/mL)反應(yīng)，分別測(cè)定不同水浴時(shí)間對(duì)亞硝酸鹽的清除率。

1.7 提取溫度對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

按照1.2的提取方法，用1.4確定的最佳有機(jī)酸作為提取劑，稱取7份干紅辣椒粉(5 g)，然后用100 mL酸混勻，再分別用20，30，40，50，60，70 ℃恒溫水浴，水浴時(shí)間為30 min，然后置于超聲儀10 min，再與2 mL亞硝酸鹽溶液(6 μg/mL)反應(yīng)，分別測(cè)定不同提取溫度對(duì)亞硝酸鹽的清除率。

1.8 有機(jī)酸添加量對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

按照1.2的提取方法，用1.4確定的最佳有機(jī)酸作為提取劑，稱取5份干紅辣椒粉(5 g)分別為100，200，300，400，500 mL酸混勻，50 ℃恒溫水浴，水浴時(shí)間為30 min，然后置于超聲儀10 min，再與2 mL亞硝酸鹽溶液(6 μg/mL)反應(yīng)，分別測(cè)定不同有機(jī)酸添加量對(duì)亞硝酸鹽的清除率。

1.9 正交實(shí)驗(yàn)

通過單因素實(shí)驗(yàn)分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，確定最佳提取條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)酸的確定

圖1 有機(jī)酸對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

由圖1可知，亞硝酸鹽的清除率受到有機(jī)酸種類的影響。乳酸、乙酸、酒石酸、檸檬酸和草酸對(duì)亞硝酸鹽的清除率分別為90.7%，81.4%，83.3%，91.8%，96.7%。5種酸相比較，草酸提取得到的辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽的清除率最高。因此，在5種有機(jī)酸中，用草酸作為提取劑，效果最佳。

2.2 有機(jī)酸的濃度對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

用草酸作為提取劑，探討濃度為1%，2%，3%，4%，5%，6%，7%的草酸提取得到辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響。

圖2 草酸濃度對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

由圖2可知，隨著草酸濃度的增加，辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽的清除率降低。用2%的草酸提取時(shí)，得到的清除率最高，為97.1%。在草酸濃度為3%時(shí)，辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率下降的原因可能是草酸濃度的升高，導(dǎo)致辣椒的一些活性物質(zhì)失去活性。

2.3 水浴時(shí)間對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

圖3 水浴時(shí)間對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

由圖3可知，在30 min前，隨著時(shí)間的增加，辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽的清除率平穩(wěn)升高。但是在30 min以后，隨著水浴時(shí)間增加，清除率快速下降。30 min時(shí)，辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率達(dá)到最大，為97.8%。因此，最佳水浴時(shí)間為30 min。

2.4 提取溫度對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

圖4 提取溫度對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

由圖4可知，隨著溫度升高，辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率先升高再下降。50～60 ℃時(shí)，提取溫度對(duì)亞硝酸鹽清除率影響很小。因此，提取溫度在這個(gè)范圍內(nèi)，亞硝酸鹽清除率最佳。但是溫度過高，清除率反而下降，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是一些抗氧化特性的物質(zhì)與清除亞硝酸鹽有著密切聯(lián)系[8]，溫度過高導(dǎo)致辣椒提取液中一些具有抗氧化性的物質(zhì)遭到破壞，例如：辣椒紅素、維生素C、生物堿和多酚等物質(zhì)，從而導(dǎo)致清除率下降。

2.5 有機(jī)酸添加量對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

圖5 有機(jī)酸添加量對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響

由圖5可知，隨著提取劑的添加量增大，辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽的清除率下降較快。在有機(jī)酸添加量為100 mL時(shí)，亞硝酸鹽清除率達(dá)到最大，為97.5%。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是提取時(shí)添加量過大導(dǎo)致具有清除亞硝酸鹽的物質(zhì)濃度下降，因此，亞硝酸鹽清除率降低。所以在辣椒提取液提取時(shí)，有機(jī)酸最佳用量為100 mL。

2.6 正交實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)有機(jī)酸濃度、水浴時(shí)間、提取溫度和有機(jī)酸添加量四因素三水平L9(34)的正交實(shí)驗(yàn)，各個(gè)單因素水平見表1，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，影響辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率的因素大小為有機(jī)酸添加量>水浴時(shí)間>有機(jī)酸濃度>提取溫度。同時(shí)由正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率的最佳提取條件為A2B2C2D1，即草酸濃度為2%，水浴時(shí)間為30 min，提取溫度為60 ℃和草酸添加量為50 mL。在上述實(shí)驗(yàn)條件下，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)得到辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率達(dá)到98.6%。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明辣椒提取液對(duì)清除亞硝酸鹽有明顯的效果。亞硝酸鹽是前體致癌物，在人體中能形成強(qiáng)致癌物質(zhì)——亞硝胺[9]。因此，在食品中添加辣椒提取液，可以減少亞硝酸鹽，從而減少亞硝胺的形成。

本實(shí)驗(yàn)中，探討了有機(jī)酸的種類、有機(jī)酸添加量、水浴時(shí)間、有機(jī)酸濃度和提取溫度對(duì)亞硝酸鹽清除率的影響。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明：辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率的最佳提取條件為草酸濃度2%，水浴時(shí)間30 min，提取溫度60 ℃和草酸添加量50 mL，在此條件下，得到辣椒提取液對(duì)亞硝酸鹽清除率達(dá)到98.6%。

亞硝酸鹽利用范圍廣泛，特別是在腌制食品中，但是其危害不容忽視。本實(shí)驗(yàn)為更深入利用辣椒，減少食品中的亞硝酸鹽，提高食品安全提供了新依據(jù)。

[1]丁青艾,伍后勝.養(yǎng)生保健大辭典[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1997:702.

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Study on the Nitrite Scavenging Activity of Pepper Extract

DING Cheng1，2，3, LIU Lu1，2，3, LI Jie-ao1，2，3, WANG Chao1，2，3*

(1.Bioengineering and Food College, Hubei University of Technology, Wuhan 430000, China;2.Research Center of Food Fermentation Engineering and Technology of Hubei,Wuhan 430068,China;3.Hubei University of Technology,Wuhan 430068，China)

Investigate the effect of pepper extract on nitrite scavenging activity, the effect of kinds of organic acids, additive amount of organic acids, water bath time, content of organic acids, and extraction temperature on nitrite scavenging activity. The optimal extraction conditions are obtained through the orthogonal experiments; the results are oxalic acid of 2%, water bath time of 30 min, extraction temperature of 60 ℃ and oxalic acid additive amount of 50 mL. Under the optimal conditions, the nitrite scavenging rate of pepper extract reaches 98.6%.

pepper;nitrite;organic acid;scavenging rate

2016-07-12 *通訊作者

丁城(1991-)，男，湖北武漢人，碩士，研究方向：食品發(fā)酵與分子生物學(xué)； 劉璐(1992-)，女，湖北宜昌人，碩士，研究方向：食品發(fā)酵； 李桀驁(1991-)，男，湖北荊州人，碩士，研究方向：食品發(fā)酵； 汪超(1978-)，男，湖北武漢人，教授，博士，研究方向：食品發(fā)酵技術(shù)、食品加工工藝和天然產(chǎn)物分離與構(gòu)效。

TS202.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.01.001

1000-9973(2017)01-0001-04