小麥麩皮清除和結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檢測院，四川 成都 610097; 2.四川旅游學院，四川 成都 610000)

小麥麩皮清除和結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檢測院，四川 成都 610097; 2.四川旅游學院，四川 成都 610000)

為研究小麥麩皮清除和結合亞硝酸鹽的能力，本實驗采用離子色譜法，在不同pH值和不同清除時間條件下，測定麩皮對亞硝酸鹽的清除能力，同時對清除亞硝酸鹽后的麩皮及浸泡液進行超聲處理，檢測其結合亞硝酸鹽的能力。結果表明：當亞硝酸鹽溶液為pH11時，麩皮沒有清除亞硝酸鹽的能力，而當亞硝酸鹽溶液為pH3、 pH7時，麩皮清除亞硝酸鹽的能力隨時間的延長，先增加后減小，且分別在4、6 h達到最大值(1 270.5、1 374.5 μg/g)；不同粒徑麩皮清除和結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，粒徑及酸堿環境對麩皮清除和結合亞硝酸鹽的能力有顯著影響。

麩皮；亞硝酸鹽；清除；結合

亞硝酸鹽是自然界中普遍存在的一類含氮無機化合物，可作為食品添加劑應用于肉制品中，起到護色、增色，增味，防腐等作用[1]，但亞硝酸鹽是一把雙刃劍，為食品加工帶來效益的同時，也可因一次性攝入過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，會在人體內形成亞硝胺，而亞硝胺是一種強烈的致癌作物質，會引起食道、胃、肝和大腸等部位的癌癥[3-5]。因此,在《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》(GB 2760—2014)中規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)對生乳、包裝飲用水、腌漬蔬菜等產品中的亞硝酸鹽殘留量均做了相應的限量規定，以確保亞硝酸鹽對人體的安全。

目前，有關膳食纖維對亞硝酸鹽吸附作用的報道很多，王志宏等[6]對陳皮膳食纖維吸附亞硝酸鹽進行了研究，發現陳皮膳食纖維對亞硝酸鹽的吸附效果很好，吸附速率可以達到18.6 mg/min，3 h內吸附程度可達94.2%；雷激等[7]研究了檸檬膳食纖維對午餐肉中的亞硝酸鹽殘留量的影響，發現在午餐肉中添加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]對玉米皮不溶性膳食纖維的研究發現，在pH2時，玉米皮不溶性膳食纖維對亞硝酸鹽吸附量隨時間的延長而增加，而在pH7時，玉米皮不溶性膳食纖維吸附亞硝酸鹽的量隨時間的延長幾乎無明顯變化。小麥麩皮是小麥制粉過程中副產物，每年全國有超過2 000萬t的產量，其富含膳食纖維等多種營養成分[9]，近年來， 隨著人們對健康食品的不斷青睞， 麩皮的特殊價值開始被人們認識， 麩皮功能的開發研究也 越來越受到重視[10]。目前小麥麩皮清除亞硝酸鹽報道較多，但關于麩皮能否牢固結合亞硝酸鹽的報道較少。在上述背景下，本實驗旨在研究不同粒徑麩皮清除差異性，以及探討其結合亞硝酸鹽的能力，為麩皮綜合利用提供理論依據，進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 往復式水浴恒溫振蕩器，HK-02A萬能粉碎機，KQ-250DE超聲波清洗器，ICS5000離子色譜，Dionex IonPac AG11-HC 保護柱，Dionex IonPac AS11-HC 色譜柱。

1.2 實驗方法

1.2.1 麩皮粉碎分級

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

1.2.2 亞硝酸鹽含量檢測

溶液亞硝酸鹽的檢測方法參照GB 5009.33—2010 第一法，氮氣壓力0.2 MPa，柱溫30℃，采用氫氧化鉀為淋洗液(自動生成)，淋洗液流速1.0 ml/min，進樣量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 亞硝酸鹽標準曲線的繪制

1.2.4 清除時間對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÷麩皮質量。

1.2.5 粒徑對麩皮清除亞硝酸鹽能力的影響

1.2.6 粒徑對麩皮結合亞硝酸鹽能力的影響

將1.2.4節剩余的溶液及麩皮置于超聲儀超聲30 min后，取出過0.22 μm水性濾膜后檢測，根據亞硝酸鹽標準曲線計算出溶液中亞硝酸鹽的含量。根據以下公式計算麩皮結合亞硝酸鹽量。

麩皮結合亞硝酸鹽量(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÷麩皮質量。

1.3 數據處理

各組實驗數據重復3～8次，所測數值均以x±s表示，采用SPSS(IBM公司)19.0 統計軟件進行統計分析，Microsoft Excel 2007軟件繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 亞硝酸鹽標準曲線

分別用已知濃度的亞硝酸鹽制備成5個不同濃度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行測定，并以亞硝酸鹽的濃度(μg/ml)為橫坐標, 亞硝酸鹽峰面積為縱坐標，得到了亞硝酸鹽的標準曲線圖，見圖1。

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

圖1 亞硝酸鹽標準曲線

2.2 時間對麩皮清除亞硝酸鹽能力的影響

為考察麩皮在酸堿環境中及作用亞硝酸鹽時間的不同，對亞硝酸鹽清除能力的差異性，本實驗將待清除的亞硝酸鹽溶液pH值調成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，檢測溶液亞硝酸鹽殘留量，計算麩皮清除亞硝酸鹽的能力，結果見圖2。

圖2 不同時間麩皮清除亞硝酸鹽的能力

由圖2可見，在不同酸堿環境下，麩皮清除亞硝酸鹽的能力有明顯差異。在pH11時，麩皮表現出對亞硝酸鹽沒有清除能力，即清除能力極低(52 μg/g)，該結果與文獻報道一致[6, 12]，這可能因為堿很大程度地破壞了麩皮膳食纖維結[13]，致使麩皮對亞硝酸鹽的清除能力大大降低，甚至沒有；也可能因為堿抑制了麩皮對亞硝酸鹽的清除。當pH3和pH7時，麩皮對亞硝酸鹽清除能力隨時間的延長，先增加而后減小。當pH3時，在4 h時就達到最大值(1 270.5 μg/g)；而pH7時，要在6 h時才達到最大值(1 374.5 μg/g)。這可能因為麩皮清除亞硝酸鹽是通過麩皮中的某些物質(水溶性物質)對亞硝酸鹽有很強的吸附力而達到清除作用，隨著麩皮在溶液中浸泡時間的延長，其對亞硝酸鹽吸附的物質暴露增多，清除量增加；但長時間的浸泡，麩皮中的部分物質溶解或崩解，特別是麩皮表面水溶性物質，使得麩皮清除亞硝酸鹽能力大大降低；同時，由于酸對麩皮表面物質的水解作用，使其對亞硝酸鹽吸附的物質提前暴露在外，從而使麩皮對亞硝酸鹽清除量的最大值提前。

2.3 粒徑對麩皮清除亞硝酸鹽的能力的影響

由圖3可見，無論是pH3還是pH7，不同粒徑麩皮對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，對亞硝酸鹽的清除能力顯著增加。這可能是因為麩皮粒徑越小，其暴露在外對亞硝酸鹽具有清除能力的物質越多；粒徑越小，接觸面積越大，所以其吸附能力越強。

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，這是由于酸對麩皮有水解作用[14]，使部分吸附亞硝酸鹽的物質水解，致使清除亞硝酸能力減弱。

2.4 粒徑對麩皮結合亞硝酸鹽的能力的影響

上述2.3節僅是麩皮對溶液中亞硝酸鹽的清除作用，然而麩皮是否能通過離子鍵等作用，使亞硝酸鹽牢固結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節中剩余溶液及麩皮后，檢測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合在了一起，且隨著粒徑的減小，麩皮結合亞硝酸鹽的能力顯著降低；不同粒徑麩皮都是pH7的溶液結合能力遠大于pH3的溶液，這是因為能夠結合亞硝酸鹽的主要是麩皮的膳食纖維，而在一定范圍內麩皮粒徑越小，含有的膳食纖維越少，所以出現了隨著麩皮粒徑的減小，結合亞硝酸鹽的能力顯著降低的現象；又由于酸可以水解部分麩皮膳食纖維，使其不具備結合亞硝酸鹽的能力，因此,pH3溶液結合能力遠小于pH7溶液。由此可見，小麥麩皮能夠結合亞硝酸鹽，而其不可完全被人體消化和吸收特點，大大降低了亞硝酸鹽的食用風險，從而對未來改善肉制品工藝具有一定的指導作用。

圖4 不同粒徑麩皮結合亞硝酸鹽量

3 結論

考察麩皮在不同酸堿環境中清除亞硝酸鹽的能力，發現在pH11的環境中，麩皮對亞硝酸鹽沒有清除能力，在pH3和pH7環境中，麩皮對亞硝酸鹽清除能力隨時間的延長，先增加而后減小，且分別在4、6 h時達到最大值1 270.5、1 374.5 μg/g。在pH3和pH7的環境中，隨著麩皮粒徑的減小，對亞硝酸鹽的清除能力都是顯著地增加，麩皮在pH7的環境對亞硝酸鹽清除能力高于pH3的環境。麩皮能夠緊密結合亞硝酸鹽，且隨著粒徑的減小，麩皮結合亞硝酸鹽的能力顯著降低。

[1] 關于亞硝酸鹽的科學解讀 [N]. 中國食品安全報, 2016-08-30.

[2] 郭一凡. 淺談亞硝酸鹽的危害 [J]. 微量元素與健康研究, 2012, 29(6): 73-74.

[3] 皇甫超申, 史 齊, 李延紅,等. 亞硝酸鹽對人體健康的利害分析 [J]. 環境與健康雜志, 2010, 27(8): 733-736.

[4] 皇甫超申, 許靖華, 秦明周,等. 亞硝酸鹽與癌的關系 [J]. 河南大學學報(自然科學版), 2009, 39(1): 35-41.

[5] 易智勇, 左笑叢, 彭廣澤,等. 亞硝酸鹽食物中毒的文獻分析 [J]. 中國公共衛生管理, 2006, 22(6): 524-527.

[6] 王志宏, 薛建斌, 平曉麗,等. 陳皮膳食纖維對亞硝酸鹽的吸附作用 [J]. 中國實驗方劑學雜志, 2012,18(8): 92-95.

[7] 雷 激, 石秀梅, 李鐵志. 檸檬膳食纖維對午餐肉中亞硝酸鹽殘留量的影響 [J]. 食品科學, 2015, 36(4): 19-22.

[8] 郭雪飛. 玉米皮不溶性膳食纖維特性的研究 [D].長春：吉林農業大學, 2011.

[9] 王旭峰, 何計國, 陶純潔,等. 小麥麩皮的功能成分及加工利用現狀 [J]. 糧食與食品工業, 2006, 31(1): 19-22.

[10] 祁紅兵，宋軍霞，張 衛.納豆芽孢桿菌固體發酵麩皮的抗氧化功能研究[J].糧食與飼料工業，2014(5)：51-53.

[11] M LLER M E, DAHL R, B CKMAN O C. A possible role of the dietary fibre product, wheat bran, as a nitrite scavenger [J]. Food & Chemical Toxicology An International Journal Published for the British Industrial Biological Research Association, 1988, 26(10): 841-845.

[12] 陳利梅, 李德茂, 李 燕. 不同干燥方式對小麥麩皮膳食纖維理化性質的影響研究 [J]. 食品工業科技, 2010, 31(4): 132-139.

[13] 翟瑋瑋, 侯會絨, 孫兆遠. 四種谷物中多酚含量的測定及抗氧化特性研究 [J]. 食品工業科技, 2012, 32(24): 150-153.

[14] 李勤勤, 耿 欣. 玉米麩皮不同處理及其成分分析 [J]. 食品研究與開發, 2012, 33(8): 36-39.

(責任編輯：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

四川省高校重點實驗室(szjj2016-087)。

王 鑫(1983-)，女，碩士研究生，研究方向為食品檢測。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.05.003

TS210.9;TS201.6

A

1003-6202(2017)05-0009-04