小麥麩皮清除和結(jié)合亞硝酸鹽能力的研究

王 鑫，黃韜睿，黃麗娟，張定秋

(1.四川省食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)院，四川 成都 610097; 2.四川旅游學(xué)院，四川 成都 610000)

小麥麩皮清除和結(jié)合亞硝酸鹽能力的研究

王 鑫1，黃韜睿2，黃麗娟1，張定秋1

(1.四川省食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)院，四川 成都 610097; 2.四川旅游學(xué)院，四川 成都 610000)

為研究小麥麩皮清除和結(jié)合亞硝酸鹽的能力，本實(shí)驗(yàn)采用離子色譜法，在不同pH值和不同清除時(shí)間條件下，測(cè)定麩皮對(duì)亞硝酸鹽的清除能力，同時(shí)對(duì)清除亞硝酸鹽后的麩皮及浸泡液進(jìn)行超聲處理，檢測(cè)其結(jié)合亞硝酸鹽的能力。結(jié)果表明：當(dāng)亞硝酸鹽溶液為pH11時(shí)，麩皮沒(méi)有清除亞硝酸鹽的能力，而當(dāng)亞硝酸鹽溶液為pH3、 pH7時(shí)，麩皮清除亞硝酸鹽的能力隨時(shí)間的延長(zhǎng)，先增加后減小，且分別在4、6 h達(dá)到最大值(1 270.5、1 374.5 μg/g)；不同粒徑麩皮清除和結(jié)合亞硝鹽的能力都有顯著差異，且都是pH3的亞硝酸鹽溶液明顯低于pH7的溶液，但清除亞硝酸鹽的能力是隨粒徑增加而顯著降低，而結(jié)合亞硝酸鹽的能力是隨粒徑增加而顯著增加(P<0.05)。綜上可知，粒徑及酸堿環(huán)境對(duì)麩皮清除和結(jié)合亞硝酸鹽的能力有顯著影響。

麩皮；亞硝酸鹽；清除；結(jié)合

亞硝酸鹽是自然界中普遍存在的一類含氮無(wú)機(jī)化合物，可作為食品添加劑應(yīng)用于肉制品中，起到護(hù)色、增色，增味，防腐等作用[1]，但亞硝酸鹽是一把雙刃劍，為食品加工帶來(lái)效益的同時(shí)，也可因一次性攝入過(guò)量亞硝酸鹽引起中毒甚至死亡[2]，另外，亞硝酸鹽被人食用后，會(huì)在人體內(nèi)形成亞硝胺，而亞硝胺是一種強(qiáng)烈的致癌作物質(zhì)，會(huì)引起食道、胃、肝和大腸等部位的癌癥[3-5]。因此,在《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760—2014)中規(guī)定了亞硝酸鹽最大使用量和最大殘留量，《食品中污染物限量》(GB 2762—2012)對(duì)生乳、包裝飲用水、腌漬蔬菜等產(chǎn)品中的亞硝酸鹽殘留量均做了相應(yīng)的限量規(guī)定，以確保亞硝酸鹽對(duì)人體的安全。

目前，有關(guān)膳食纖維對(duì)亞硝酸鹽吸附作用的報(bào)道很多，王志宏等[6]對(duì)陳皮膳食纖維吸附亞硝酸鹽進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)陳皮膳食纖維對(duì)亞硝酸鹽的吸附效果很好，吸附速率可以達(dá)到18.6 mg/min，3 h內(nèi)吸附程度可達(dá)94.2%；雷激等[7]研究了檸檬膳食纖維對(duì)午餐肉中的亞硝酸鹽殘留量的影響，發(fā)現(xiàn)在午餐肉中添加0.5%～1.0%的檸檬膳食纖維，可以使午餐肉中亞硝酸鹽殘留量降低41%；郭雪飛[8]對(duì)玉米皮不溶性膳食纖維的研究發(fā)現(xiàn)，在pH2時(shí)，玉米皮不溶性膳食纖維對(duì)亞硝酸鹽吸附量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，而在pH7時(shí)，玉米皮不溶性膳食纖維吸附亞硝酸鹽的量隨時(shí)間的延長(zhǎng)幾乎無(wú)明顯變化。小麥麩皮是小麥制粉過(guò)程中副產(chǎn)物，每年全國(guó)有超過(guò)2 000萬(wàn)t的產(chǎn)量，其富含膳食纖維等多種營(yíng)養(yǎng)成分[9]，近年來(lái)， 隨著人們對(duì)健康食品的不斷青睞， 麩皮的特殊價(jià)值開始被人們認(rèn)識(shí)， 麩皮功能的開發(fā)研究也 越來(lái)越受到重視[10]。目前小麥麩皮清除亞硝酸鹽報(bào)道較多，但關(guān)于麩皮能否牢固結(jié)合亞硝酸鹽的報(bào)道較少。在上述背景下，本實(shí)驗(yàn)旨在研究不同粒徑麩皮清除差異性，以及探討其結(jié)合亞硝酸鹽的能力，為麩皮綜合利用提供理論依據(jù)，進(jìn)而加大麩皮的綜合利用。

1 材料方法

1.1 材料與儀器

CPA225D電子天平，PL1548 往復(fù)式水浴恒溫振蕩器，HK-02A萬(wàn)能粉碎機(jī)，KQ-250DE超聲波清洗器，ICS5000離子色譜，Dionex IonPac AG11-HC 保護(hù)柱，Dionex IonPac AS11-HC 色譜柱。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 麩皮粉碎分級(jí)

篩除雜質(zhì)→清洗→干燥(95 ℃、2 h)→粉碎(5 min，25 000 r/min)→篩分分級(jí)(200、120、40目)。

1.2.2 亞硝酸鹽含量檢測(cè)

溶液亞硝酸鹽的檢測(cè)方法參照GB 5009.33—2010 第一法，氮?dú)鈮毫?.2 MPa，柱溫30℃，采用氫氧化鉀為淋洗液(自動(dòng)生成)，淋洗液流速1.0 ml/min，進(jìn)樣量100 μl，具體淋洗液梯度洗脫見表1。

表1 淋洗液梯度洗脫

1.2.3 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

1.2.4 清除時(shí)間對(duì)麩皮清除亞硝酸鹽能力的影響

麩皮清除亞硝酸鹽量(μg/g)=(清除前溶液亞硝酸鹽濃度-清除后溶液亞硝酸鹽濃度)×溶液體積÷麩皮質(zhì)量。

1.2.5 粒徑對(duì)麩皮清除亞硝酸鹽能力的影響

1.2.6 粒徑對(duì)麩皮結(jié)合亞硝酸鹽能力的影響

將1.2.4節(jié)剩余的溶液及麩皮置于超聲儀超聲30 min后，取出過(guò)0.22 μm水性濾膜后檢測(cè)，根據(jù)亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出溶液中亞硝酸鹽的含量。根據(jù)以下公式計(jì)算麩皮結(jié)合亞硝酸鹽量。

麩皮結(jié)合亞硝酸鹽量(μg/g)=(清除前溶液亞硝酸鹽濃度-超聲后溶液亞硝酸鹽濃度)×溶液體積÷麩皮質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)3～8次，所測(cè)數(shù)值均以x±s表示，采用SPSS(IBM公司)19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Microsoft Excel 2007軟件繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別用已知濃度的亞硝酸鹽制備成5個(gè)不同濃度0.02、0.1、0.2、0.5、1.0 μg/ml 的樣品，在所選定的色譜條件下分別進(jìn)行測(cè)定，并以亞硝酸鹽的濃度(μg/ml)為橫坐標(biāo), 亞硝酸鹽峰面積為縱坐標(biāo)，得到了亞硝酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，見圖1。

從圖1中可見，其質(zhì)量濃度與峰面積比有良好的線性關(guān)系，線性方程為Y=0.523 5X+0.005 4，相關(guān)系數(shù)R=0.999 9，由此可見亞硝酸鹽濃度在0.02～1.0 μg/ml時(shí)，該方法檢測(cè)亞硝酸鹽的線性關(guān)系好，可以應(yīng)用于該范圍濃度的亞硝酸鹽溶液的檢測(cè)。

圖1 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 時(shí)間對(duì)麩皮清除亞硝酸鹽能力的影響

為考察麩皮在酸堿環(huán)境中及作用亞硝酸鹽時(shí)間的不同，對(duì)亞硝酸鹽清除能力的差異性，本實(shí)驗(yàn)將待清除的亞硝酸鹽溶液pH值調(diào)成3、7、11的3種溶液，即為酸性、中性、堿性3種溶液，分別添加麩皮后，振搖1～8 h，檢測(cè)溶液亞硝酸鹽殘留量，計(jì)算麩皮清除亞硝酸鹽的能力，結(jié)果見圖2。

圖2 不同時(shí)間麩皮清除亞硝酸鹽的能力

由圖2可見，在不同酸堿環(huán)境下，麩皮清除亞硝酸鹽的能力有明顯差異。在pH11時(shí)，麩皮表現(xiàn)出對(duì)亞硝酸鹽沒(méi)有清除能力，即清除能力極低(52 μg/g)，該結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道一致[6, 12]，這可能因?yàn)閴A很大程度地破壞了麩皮膳食纖維結(jié)[13]，致使麩皮對(duì)亞硝酸鹽的清除能力大大降低，甚至沒(méi)有；也可能因?yàn)閴A抑制了麩皮對(duì)亞硝酸鹽的清除。當(dāng)pH3和pH7時(shí)，麩皮對(duì)亞硝酸鹽清除能力隨時(shí)間的延長(zhǎng)，先增加而后減小。當(dāng)pH3時(shí)，在4 h時(shí)就達(dá)到最大值(1 270.5 μg/g)；而pH7時(shí)，要在6 h時(shí)才達(dá)到最大值(1 374.5 μg/g)。這可能因?yàn)辂熎で宄齺喯跛猁}是通過(guò)麩皮中的某些物質(zhì)(水溶性物質(zhì))對(duì)亞硝酸鹽有很強(qiáng)的吸附力而達(dá)到清除作用，隨著麩皮在溶液中浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，其對(duì)亞硝酸鹽吸附的物質(zhì)暴露增多，清除量增加；但長(zhǎng)時(shí)間的浸泡，麩皮中的部分物質(zhì)溶解或崩解，特別是麩皮表面水溶性物質(zhì)，使得麩皮清除亞硝酸鹽能力大大降低；同時(shí)，由于酸對(duì)麩皮表面物質(zhì)的水解作用，使其對(duì)亞硝酸鹽吸附的物質(zhì)提前暴露在外，從而使麩皮對(duì)亞硝酸鹽清除量的最大值提前。

2.3 粒徑對(duì)麩皮清除亞硝酸鹽的能力的影響

由圖3可見，無(wú)論是pH3還是pH7，不同粒徑麩皮對(duì)亞硝酸鹽清除能力均有顯著性差異，且都是隨著麩皮粒徑的減小，對(duì)亞硝酸鹽的清除能力顯著增加。這可能是因?yàn)辂熎ち皆叫?，其暴露在外?duì)亞硝酸鹽具有清除能力的物質(zhì)越多；粒徑越小，接觸面積越大，所以其吸附能力越強(qiáng)。

圖3 不同粒徑麩皮清除亞硝酸鹽能力

注：不同字母表示同一參數(shù)有顯著性差異，P<0.05。下圖相同。

由圖3還可知，麩皮在pH7的溶液中對(duì)亞硝酸鹽清除能力高于pH3的溶液，特別是200目粒徑麩皮，兩者清除亞硝酸鹽量分別為1 440、1 697 μg/g，這是由于酸對(duì)麩皮有水解作用[14]，使部分吸附亞硝酸鹽的物質(zhì)水解，致使清除亞硝酸能力減弱。

2.4 粒徑對(duì)麩皮結(jié)合亞硝酸鹽的能力的影響

上述2.3節(jié)僅是麩皮對(duì)溶液中亞硝酸鹽的清除作用，然而麩皮是否能通過(guò)離子鍵等作用，使亞硝酸鹽牢固結(jié)合在麩皮分子上就不得而知了。在GB 5009.33—2010 第一法中采用超聲提取樣品中亞硝酸鹽，因此,本研究采用超聲處理2.3節(jié)中剩余溶液及麩皮后，檢測(cè)剩余溶液中亞硝酸鹽濃度。

由圖4可知，被清除的亞硝酸鹽有部分被麩皮牢固地結(jié)合在了一起，且隨著粒徑的減小，麩皮結(jié)合亞硝酸鹽的能力顯著降低；不同粒徑麩皮都是pH7的溶液結(jié)合能力遠(yuǎn)大于pH3的溶液，這是因?yàn)槟軌蚪Y(jié)合亞硝酸鹽的主要是麩皮的膳食纖維，而在一定范圍內(nèi)麩皮粒徑越小，含有的膳食纖維越少，所以出現(xiàn)了隨著麩皮粒徑的減小，結(jié)合亞硝酸鹽的能力顯著降低的現(xiàn)象；又由于酸可以水解部分麩皮膳食纖維，使其不具備結(jié)合亞硝酸鹽的能力，因此,pH3溶液結(jié)合能力遠(yuǎn)小于pH7溶液。由此可見，小麥麩皮能夠結(jié)合亞硝酸鹽，而其不可完全被人體消化和吸收特點(diǎn)，大大降低了亞硝酸鹽的食用風(fēng)險(xiǎn)，從而對(duì)未來(lái)改善肉制品工藝具有一定的指導(dǎo)作用。

圖4 不同粒徑麩皮結(jié)合亞硝酸鹽量

3 結(jié)論

考察麩皮在不同酸堿環(huán)境中清除亞硝酸鹽的能力，發(fā)現(xiàn)在pH11的環(huán)境中，麩皮對(duì)亞硝酸鹽沒(méi)有清除能力，在pH3和pH7環(huán)境中，麩皮對(duì)亞硝酸鹽清除能力隨時(shí)間的延長(zhǎng)，先增加而后減小，且分別在4、6 h時(shí)達(dá)到最大值1 270.5、1 374.5 μg/g。在pH3和pH7的環(huán)境中，隨著麩皮粒徑的減小，對(duì)亞硝酸鹽的清除能力都是顯著地增加，麩皮在pH7的環(huán)境對(duì)亞硝酸鹽清除能力高于pH3的環(huán)境。麩皮能夠緊密結(jié)合亞硝酸鹽，且隨著粒徑的減小，麩皮結(jié)合亞硝酸鹽的能力顯著降低。

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(責(zé)任編輯：趙琳琳)

Absorption and bonding of wheat bran on nitrite

WANG Xin, HUANG Tao-rui, HUANG Li-juan, ZHANG Ding-qiu

(1.Sichuan Institute for Food and Drug Control, Chengdu 610097，China；2.Sichuan Tourism College, Chengdu 610000,China)

To study the capacity of bonding the nitrite of bran, the removal nitrite ability of bran was determinated under different pH nitrite solution and removal of different times, after that its ability to combine nitrite was determinated by ultrasonic processing on the absorbed nitrite bran and the nitrite solution. The results showed that when nitrite solution pH11, bran had no ability to remove nitrite, but when nitrite solution pH3 and pH7, the ability to remove nitrite with the extension of time, the first increase then decreases, and they reached the maximum(1 270.5 μg/g,1 374.5 μg/g) in 4 h and 6 h, respectively. Different particle size of wheat bran had significant influence in scavenging and bonding nitrite ability，and both of them are in pH3 the nitrite solution significantly lower than the solution pH7. However, the remove nitrite ability decreased obviously with wheat bran particle size increased，and bonding nitrite ability increased obviously with wheat bran particle size increased(P<0.05). In conclusion, bran particle size and acid and alkali environment had remarkable influences on removal and combination of nitrite ability．

bran; nitrite; remove; bond

2017-02-09；

2017-04-15

四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(szjj2016-087)。

王 鑫(1983-)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称窓z測(cè)。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.05.003

TS210.9;TS201.6

A

1003-6202(2017)05-0009-04