1、乳制品中的硝酸鹽與亞硝酸鹽，氨氮的同時測定作者：艾尼瓦爾艾沙指導老師：加列西摘要：本文簡單綜述了食品中添加的硝酸鹽和亞硝酸鹽的物理，化學性質。 介紹分析氨類化合物的各種方法，尤其是對于吸收光譜重疊平嚴重的混合物，可 以采用多元校正方法來進行數學處理，該方法的優(yōu)點可用來描述線性和非線性系 統(tǒng)，實現性質相近的多組分的同時測定。關鍵詞：乳制品；硝酸鹽；亞硝酸鹽；氨氮；多元校正法；同時測定前言：在國家標準規(guī)定的范圍內，硝酸鹽和亞硝酸鹽是一類允許使用的食品 添加劑。在乳制品加工過程中，添加硝酸鹽和亞硝酸鹽是為了保持和固定乳制品 的新鮮而且還有防腐和殺菌的作用提高食品的存期，增加食品的風味。硝酸鹽 和亞硝

2、酸鹽的好處多，可是硝酸鹽和亞硝酸鹽的壞處也存在。然而，硝酸鹽和亞 硝酸鹽引發(fā)的食品中毒時有發(fā)生，而且一旦體內攝入的硝酸鹽和亞硝酸鹽過量或 積累過多還會引發(fā)惡性疾病。亞硝酸鹽又是強致癌物N一亞硝基化合物的前體 物，人體內和食物中的亞硝酸鹽只要與胺類或酰胺類同時存在，就有可能形成強 致癌性的亞硝基化合物。亞硝酸鹽的毒性較強，特別是其外表呈粉末狀和食鹽相 似，容易引起食物中毒。硝酸鹽本身的毒性并不大，但當轉變成亞硝酸鹽時，對 人體的危害就不可小視了。研究和建立多組份系統(tǒng)的同時測定是分析測試技術的一項重要研究課題， 將化學計量學方法引入分析測試領域是解決該課題的一條重要途徑。校正分析理 論是化學計量學

3、中最具特色,研究較多，成果也較多的重要分支領域。所謂較正就 是利用化學量測數據和已有的有關被研究體系的知識或信息采用適當的統(tǒng)計學 方法建立一個模型，而建立模型的關鍵是確定模型中的相關參數,然后應用該模 型去定性和定量分析未知對象和樣品，并且預報被分析對象各方面的信息1。所 以用多元校正分析法來同時測定有機酸化合物，可以得到較好的實驗結果。對硝 酸鹽和亞硝酸鹽的紫外吸收光譜進行了研究，采用多元校正法進行了優(yōu)化，可 同時測定混合物中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮含量3。目前看,在食品成分分析中的 應用研究較多，并較成功地應用到一些實際樣品的測定，在食品摻偽分析和添加 劑分析中也不同程度地得到應用，但在食品衛(wèi)

4、生檢測如有毒重金屬元素的同時測 定、糧食熏蒸劑的同時測定等方面,還有大量工作可做。我國對肉制品中亞硝酸鹽的殘留問題向來比較重視，而蔬菜中存在的亞硝酸 鹽則常被人們所忽視，由于大量使用農藥和環(huán)境污染，使蔬菜中亞硝酸鹽日益受 到人們的普遍關注。環(huán)境中硝酸鹽和亞硝酸鹽可以相互轉化，一定量的亞硝酸鹽 進入人體可引起中毒。因此，有必要考慮二者同時測定。同時測定的方法很多： 有導數一三波長光度法同時測定肉制品中硝酸鹽和亞硝酸鹽的研究、一階導數 分光光度法同時測定食品中硝酸鹽和亞硝酸鹽，系數補償雙波長分光光度法同 時測定亞硝酸鹽和硝酸鹽等。在本試驗中我們采用多元校正法結合紫外可見分 光光度法測定硝酸鹽，亞硝

5、酸鹽和氨氮的同時測定。硝酸鹽，亞硝酸鹽，氨氮1.1硝酸鹽的定義硝酸（HNO3）形成的鹽類。由金屬離子（銨離子）和硝酸根離子組成的化合 物，重要的有：硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銨、硝酸鈣、硝酸鉛、硝酸鈰等。由金 屬離子或銨根離子與硝酸根離子組成的鹽類。1.2硝酸鹽的用途主要用途是供植物吸收的氮肥，氮元素不僅是氨基酸與蛋白質的主要 成分，還可以合成葉綠素，促進光合作用，所以如果植物缺氮就會葉子枯 黃。硝酸鈉和硝酸鈣是很好的氮肥。硝酸鉀是制黑色火藥的原料。硝酸銨 可作肥料，也可制炸藥。由硝酸作用于相應的金屬或金屬氧化物等而制得。1.3亞硝酸鹽的定義亞硝酸鹽，亞硝酸鹽類食物中毒又稱腸原性青紫病、紫紺癥、烏嘴

6、病， 是一種白色不透明結品的化工產品，形狀極似食鹽。工業(yè)鹽（又稱私鹽） 因系由化工原料加工制成，含有大量的亞硝酸鹽。為白色至淡黃色粉末或 顆粒狀，味微咸，易溶于水。外觀及滋味都與食鹽相似，并在工業(yè)、建筑 業(yè)中廣為使用，肉類制品中也允許作為發(fā)色劑限量使用。由亞硝酸鹽引起 食物中毒的幾率較高。食入0.30.5克的亞硝酸鹽即可引起中毒，約3克 可致死。1.4亞硝酸鹽的毒性值得注意的是，高劑量的亞硝酸鹽還是會產生很大毒性。誤食了亞硝 酸鹽會導致亞硝酸鹽類食物中毒，長期使用甚至會導致食道癌和胃癌。而 且，科學家目前還缺少臨床試驗證明亞硝酸鹽可以治療心臟病等疾病。所 以，科學家正在積極征集志愿者進行臨床試

7、驗，并開始尋覓合適的藥物生 產商負責研發(fā)亞硝酸鹽類藥物。1.5亞硝酸鹽的來源1.5.1食物中作為發(fā)色劑和防腐劑的亞硝酸鹽。1.5.2從食物中添加的硝酸鹽轉化而來。1.5.3蔬菜，尤其是從不新鮮的蔬菜中轉化而來。1.6亞硝酸鹽的用途色層分析。點滴分析用以定汞、鉀和氯酸鹽。重氮化試劑。亞硝化試 劑。土壤分析。肝功能試驗中測定血清膽紅素。絲綢、亞麻的漂白劑，金 屬熱處理劑；鋼材緩沖劑；氤化物中毒的解毒劑，實驗室分析試劑，在肉 類制品加工中用作發(fā)色劑、防微生物劑，防腐劑。在漂白、電鍍和金屬處 理等方面有應用，被稱為工業(yè)鹽。亞硝酸鹽可以用作藥物，用來治療鐮狀 細胞血癥、心臟病、腦動脈瘤等和血液流量有關的

8、疾病。1.7亞硝酸鹽的危害硝酸鹽與人體血液作用，形成高鐵血紅蛋白，從而使血液失去攜氧功能， 使人缺氧中毒，輕者頭昏、心悸、嘔吐、口唇青紫，重者神志不清、抽搐、 呼吸急促，搶救不及時可危及生命。不僅如此，亞硝酸鹽在人體內外與仲 胺類作用形成亞硝胺類，它在人體內達到一定劑量時是致癌、致畸、致突 變的物質，可嚴重危害人體健康。1.8氨氮的定義氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4）形式存在的氮。動物性有 機物的含氮量一般較植物性有機物為高。同時，人畜糞便中含氮有機物很不穩(wěn)定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高時指以氨或銨離子形式存在的化合氨。硝酸鹽，亞硝酸鹽和氨氮的化學性質2.1硝酸鹽的化

9、學性質2.1.1硝酸鹽加熱易分解;硝酸鹽分解的產物可以是：亞硝酸鹽和氧氣(堿金屬和堿土金屬的硝酸鹽)； 金屬氧化物和氮氧化物(鎂和銅之間的硝酸鹽)；金屬單質(銅后金屬硝酸鹽)。2.1.2硝酸銨的加熱分解:在 110C 時：NH4NO3一- NH3+HNO3+173kJ在 185 200C 時：NH4NO3一- N2O+2H2O+127kJ在 230C 以上時，同時有弱光：2NH4NO3- 2N2+O2+4H2O+129kJ,在 400C 以上時，發(fā)生爆炸：4NH4NO3一- 3N2+2NO2+8H2O+123kJ硝酸鹽在高溫時是強氧化劑，但水溶液幾乎沒有氧化作用，但是在酸性環(huán)境 中有氧化性。如

10、3Fe2+ + NO3- + 4H+ - 3Fe3+ NO + 2H2O硝酸根和金屬離子可以 按多種方式配位，包括單齒、雙齒、叁齒或端梢、橋式等。2.1.3硝酸鹽的合成反應硝酸與金屬、金屬氧化物或碳酸鹽反應是最簡單的制備硝酸鹽的方法。某些含水的硝酸鹽如Be(NO 3) 2，Mg(NO3) 2和Cu(NO 3) 2加熱水解，因此得不到相應的無水硝酸鹽。無水硝酸鹽可通過下列途徑制得: 在液態(tài) N2O4 中反應：Ni(CO) 4 + N2O4 - Ni(NO 3) 2 + 2NO + 4CO 在純HNO3-N2O5或液態(tài)N2O5 中反應：TiCl4+4N2O5-Ti(NO 3)4+2N2O4+2Cl

11、 2與鹵素的硝酸鹽在低溫反應。如硝酸氯ClNO 3 : TiCl 4+4ClNO 3 (-80 C)f Ti(NO 3) 4+2Cl 2某些金屬還可形成通式為 MOx(NO3)y的堿式硝酸 鹽，如BiO(NO3)2。大多數硝酸鹽為離子型品體，易溶于水。某些無水鹽具 有揮發(fā)性。2.2亞硝酸鹽的化學性質屬強氧化劑又有還原性，在空氣中會逐漸氧化，表面則變?yōu)橄跛徕c， 也能被氧化劑所氧化；遇弱酸分解放出棕色二氧化氮氣體；與有機物、還 原劑接觸能引起爆炸或燃燒，并放出有毒的刺激性的氧化氮氣體；遇強氧 化劑也能被氧化，特別是銨鹽，如與硝酸銨、過硫酸銨等在常溫下，即能 互相作用產生高熱，引起可燃物燃燒。硝酸鹽

12、，亞硝酸鹽和氨氮的測定方法氨氮的測定方法有：氨氮的測定方法很多，比如：分光光度法，離子選擇性 電極法，離子色譜法，流動注射分析法，奴注射閥流動注射構型熒光法等。硝酸 鹽，亞硝酸鹽和氨氮各有不同的測定方法，比如說：硝酸鹽的測定方法有紫外可 見分光光度法，離子色譜法等；亞硝酸鹽的測定方法有：催化分光光度法、氣相 色譜法。Griss法，極譜法等。3.1流動注射化學發(fā)光分析法由于流動化學發(fā)光分析法具有操作簡單，選擇性好等優(yōu)點，廣泛應用食品檢 測中。該方法可用于食品營養(yǎng)添加劑一丙酸鈣，硝酸鹽，亞硝酸鹽等的測定，結 果良好。很多實驗證明了該方法測定食品中氮含量令人滿意?；瘜W發(fā)光法是基于對物質在進行化學反應

13、時吸收反應過程中產生的化學能 而使分子激發(fā)發(fā)出的光進行測定。魯米諾(Luminol)是一種常用的化學發(fā)光試劑, 它產生化學發(fā)光反應的量子效率為0.010.05。其發(fā)光反應機理如下:魯米諾在 堿性溶液中形成疊氮醌，疊氮醌與氧化劑如(h2o2)作用生成穩(wěn)定的橋式六元環(huán) 過氧化物中間體，然后轉化為激發(fā)態(tài)的氨基鄰苯二甲酸根離子。當其價電子從第 一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能級躍遷回基態(tài)中各個不同的振動能級時，產生最大 發(fā)射波長為425nm的光輻射。3.2離子色譜法離子色譜法是是一種快速、簡便、準確的測定方法，它不僅簡化了測定步驟， 節(jié)省了分析時間，且提高了分析方法的靈敏度，增大了線性范圍，它與比色法的 分析

14、結果基本一致,完全可以取代比色分析法。離子色譜法研究了乳制品中的亞硝酸鹽和硝酸鹽的離子交換-高效液相色 譜法測定，這種方法已經有人成功用于肉制品。采用抑制型離子色譜法同時測定 葉萊中的硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量，色譜柱為流動相為21mmol/L NaOH溶液，檢 測器為電導檢測器(CD)，流動相流速為1.0mL/min。該方法簡便、快捷準確度和 靈敏度高，NO2-和NO3-的回收率分別為97%105%和95%104%，相對標準偏差 5.0%。王心宇等。利用紫外檢測一離子色譜法測定。3.3分光光度法測定分光光度法是通過測定被測物質在特定波長處或一定波長范圍內光的吸收 度，對該物質進行定性和定量分析的

15、方法。即利用紫外光、可見光、紅外光等測 定物質的吸收光譜，利用此吸收光譜對物質進行定性、定量分析和物質結構分析 的方法。常用的波長范圍為：近紫外光區(qū)(200400nm),可見光區(qū)(400760nm), 紅外光區(qū)(2.525Pm) 7。分光光度測量是關于物質分子對不同波長和特定波長處的輻射吸收程度的 測量。分光光度法可以利用物質在可見光區(qū)的具有特征吸收峰來進行定性鑒定和 結構分析。由于無機物質結構特性，可見分光光度法在無機元素的定性分析中的 應用極為有限。在有機化合物的定性鑒定和結構分析中的理論依據主要源于化合 物分子結構中生色團和助色團的特征吸收峰。3.4多元校正法3.4. 1化學計量學的定義

16、化學計量學學科的發(fā)展與計算機在化學中的應用有很大關系。早在20世紀70 年代一些分析化學研究組就開始利用統(tǒng)計學和數學方法，即現在的化學計量學方 法，其研究與大型計算機的使用有直接關系。化學計量學目前的定義是：化學計 量學是一個化學分支，它利用數學和統(tǒng)計學方法進行設計和選擇最優(yōu)的測量程序 和實驗方案，并通過對化學數據的分析提供最大限度的化學信息。隨著分析化學計量學的理論和應用研究的不斷廣泛和深入，多元校正方法在 多組分分光光度同時測定中的應用越來越多。3.4.2化學計量學的內容8化學計量學的主要內容是：采樣理論，實驗設計，選擇和優(yōu)化實驗條件，單 變量和多變量信號處理（包括校正法）和數據分析。跟進

17、一步來說，化學計量學 的研究內容還包括：過程控制和優(yōu)化，和理性分析和實驗室組織圖書檢索和人工 智能。化學計量學的各種方法與傳統(tǒng)的化學研究方法相結合，可使各種化學研究 方法更有活力，器應用已涉及到無機化學，分析化學，有機化學，物理化學以及 生命科學，環(huán)境科學等各個領域。利用化學計量學方法可以從大量的實驗數據中 盡可能多地提取有用和有效地信息，實現分析工作者由過去單純的“數據提供者” 到“問題的解決者”的飛躍。3.4.3多元校正法-分光光度法分光光度發(fā)是應用非常普遍的分析方法，而共存物質的干擾又是這種方法面 臨的必須解決的問題。因此為了更好地使用分光光度法，分析工作者提出來多元 校正法-分光光度法

18、連用，同時也提出了很多簡單的方法，如：雙波長法，三波 長法，導數法等，這些方法較簡單，易于推廣，在實際分析測試應用中較受歡迎 9-10 多元校正分析法在分析化學中主要解決如下問題：使分析對象的測量數據 結構簡化，用簡單的方法來形象地表示所研究的復雜對象，降低復雜體系測量數 據的維數，把相互依賴的的變量轉換成獨立的變量，把所涉及的分析對象按其測 量性質進行分類或對各種變量進行分子并進行變量之間相互關系的分析。提高測 量精密度，改善分析選擇性，拓寬應用范圍也是多元校正所包括的內容。在多組分混合的吸光度分析中，當各組分化學性質較為相近時，由于它們的 吸收光譜嚴重重疊而相互干擾。當然，如果要測定其各組

19、分含量，可以設法預算 分離。但分離步驟往往比較復雜，容易帶來較大的誤差。所以，不經分離而直接 同時測定多組分體系中各組分的含量，一直是分光光度分析領域的熱門課題。該 方法具有跟高的靈敏度和準確度，并且它也避免了分光光度發(fā)在進行同時測定時 帶來的誤差.由于這種方法具有許多優(yōu)越性，故得到了很多的發(fā)展HL結論 展望二十一世紀，隨著對硝酸鹽，亞硝酸鹽，氨氮的同時測定方法的進步，人們 對該方法的精密度，準確度，操作步驟等方面的要求也越來越高了。硝酸鹽，亞 硝酸鹽在各種食品中存在。目前，國內外測定硝酸鹽，亞硝酸鹽，氨氮化合物比 較重要的方法有紫外-可見分光光度法、熒光分光光度法和色譜法。分光光度法 無法同時完成多個組分的測定。近年來利用化學計量學方法，對于復雜、光譜重 疊嚴重、多組分測量體系不經分離同時測定的研究逐漸出現。目前紫外-可見分 光光度法結合多元校正法對多種單糖類化合物同時測定尚未見報道。由于多種單 糖類的紫外吸收光譜重疊較嚴重，測定時，彼此相互干擾，給定量分析帶來困難， 因而難以用常規(guī)的化學或物理方法分離及同時定量測定。化學計量學方法的興起 為多組分的同時測定提供了一種不需要分離的新技術。本文對實際乳制品樣品中 的硝酸鹽，亞硝酸鹽，氨氮進行同時條件下測定。參考文獻:陳斌,黃星奕1食品與農產品品質無損檢測