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亞硝酸鹽
含有亞硝酸根陰離子(NO??)的鹽。
亞硝酸鹽
基本信息
中文名
亞硝酸鹽
英文名
Nitrite
拼音
yà xiāo suān yán
CAS編號
14797-65-0
性質
化學式
NO??
結構式
外觀
白色至淡黃色粉末或顆粒狀（亞硝酸鈉、亞硝酸鉀）
氣味
味微咸（亞硝酸鈉、亞硝酸鉀）
溶解性
幾乎所有的亞硝酸鹽都溶于水
發(fā)展歷史
無機亞硝酸鹽和硝酸鹽在食品保存中已經使用了5000年之久。然而，直到19世紀人們才認識到亞硝酸鹽保存食物的機制實際上是細菌將硝酸鹽轉化為亞硝酸鹽。這為20世紀初肉類保鮮工業(yè)中使用的是亞硝酸鹽而不是硝酸鹽提供了理論依據。肉類中的亞硝酸鹽可以極大地延緩肉毒素的形成，使腌肉的風味和顏色變好，在儲存過程中延緩酸腐的發(fā)生，抑制過熱味的形成，并保留香料和煙熏的味道。
在20世紀早期，美國的肉類保存條例第一次允許亞硝酸鹽作為一種治療鹽，其肉類檢查條例規(guī)定腌制過程中可使用的亞硝酸鹽的最大量是每45kg肉(干腌)1盎司或每100磅碎肉和/或肉副產品?盎司。自此亞硝酸鹽成為食用腌肉的人的常見膳食營養(yǎng)素。20世紀70年代，因為當時有跡象表明亞硝酸鹽和硝酸鹽內源性所形成的N-亞硝胺與人類癌癥發(fā)病率有關，所以亞硝酸鹽的使用成為了一個重大的公共健康問題。
分布情況
亞硝酸鹽在自然環(huán)境中廣泛存在，尤其是食物中。蔬菜生長需要吸收土壤中的硝酸鹽，腌制的魚、肉等食品中也含有亞硝酸鹽，某些井水中也會有亞硝酸鹽。許多天然的農副產品本身就含有亞硝酸鹽，加工過程中也會產生亞硝酸鹽。蔬菜中亞硝酸鹽的平均含量約為4mg/kg，肉類中的亞硝酸鹽含量約3mg/kg，蛋類食品中的亞硝酸鹽含量約為5mg/kg，咸菜中的亞硝酸鹽含量約為7mg/kg，豆粉中的亞硝酸鹽含量高達10mg/kg。
化學結構
亞硝酸鹽是一類無機化合物的總稱，由帶一個負電荷的亞硝酸根離子與帶正電的金屬離子結合而成。其中，亞硝酸根離子基團由一個氮氧雙鍵與一個氮氧單鍵連接而成，帶有一個負電荷。
理化性質
物理性質
化學性質
堿金屬、堿土金屬的亞硝酸鹽具有很高的熱穩(wěn)定性；在亞硝酸鹽中，氮原子失去三個電子，呈現正三價的狀態(tài)，與氧原子一起形成亞硝酸鹽離子。亞硝酸鹽在酸性介質中具有氧化性，其還原產物一般為NO。例如：
這一反應在分析化學中用于測定NO??的含量。與強氧化劑作用時，NO??又表現出其還原性。例如：
在實際應用中，亞硝酸鹽多在酸性介質中作氧化劑。
生理作用
抗菌作用
人們很早就認識到，亞硝酸鹽通過抗菌作用，發(fā)揮食品保鮮作用。人體內的硝酸鹽集中在唾液腺中，隨后釋放到唾液中并轉化為亞硝酸鹽。這一發(fā)現導致人們猜測亞硝酸鹽可能在控制胃腸道內的微生物方面發(fā)揮作用，研究顯示口服亞硝酸鹽可以殺死或阻止常見的口腔病原體和腸道的生長，并增強胃液的殺菌作用。在低pH值下，生理水平的亞硝酸鹽還可以在體外殺死艱難梭菌孢子。
腦組織保護作用
在嬰兒出生后的最初幾天，亞硝酸鹽存在于初乳和母乳中，經母乳喂養(yǎng)的嬰兒每天消耗近1mg/kg，這是亞硝酸鹽每日推薦攝入量的10倍多。這段時間對應于能夠還原硝酸鹽的共生微生物在嬰兒體內定植之前的時間。這種亞硝酸鹽來源被認為是一種一氧化氮來源，其可以保護嬰兒免受缺氧/缺血性損傷，也可以保護胃腸道免受細菌病原體的侵害。
心血管系統診斷與保護作用
研究表明，刺激eNOS（內皮型一氧化氮合酶）導致人前臂血管血漿亞硝酸鹽濃度的急性變化。進一步研究表明，70%~90%的循環(huán)血漿亞硝酸鹽來源于eNOS活性。因此，血漿亞硝酸鹽似乎非常適合作為與NO不足相關的疾病的生物標志物。
亞硝酸鹽除了在診斷方面的作用外，還被認為可能在心血管疾病的治療中發(fā)揮重要作用。與組織氧、pH值降低和局部血流量受損有共同關聯的疾病可以用亞硝酸鹽治療。體外心臟和肝臟觀察顯示亞硝酸鹽可防止缺血再灌注損傷。靈長類動物實驗表明，長期應用亞硝酸鹽對腦血管痙攣有有益作用。此外，在胃中，亞硝酸鹽衍生的NO似乎在宿主防御和調節(jié)胃粘膜完整性中發(fā)揮重要作用。所有這些研究以及亞硝酸鹽可以作為NOS（一氧化氮合酶）活性標志物的觀察結果為亞硝酸鹽的診斷和治療應用開辟了新的途徑。
制備方法
通常用堿吸收等物質的量的
工業(yè)上也用碳或鐵在高溫下還原硝酸鹽制備亞硝酸鹽。
檢測方法
在食品安全監(jiān)控、食品分析和水質分析等方面，都需要對亞硝酸鹽含量進行檢測。許多國家和地區(qū)制定了亞硝酸鹽在蔬菜、肉制品等食品中嚴格的含量標準，因此準確檢測食品中的亞硝酸鹽含量意義重大。國內外幾大類亞硝酸鹽的檢測方法主要分為光度法、色譜法、化學發(fā)光法、電化學法、滴定法等。
應用領域
建筑業(yè)
在混凝土制造中，采用亞硝酸鈣作為水泥混合添加劑，不僅對鋼筋具有防腐蝕作用，同時對混凝土還具有良好的防凍、速凝和增強作用。據報道，在混凝土中添加2％(w)的亞硝酸鈣，就可以使鋼筋混凝土結構建筑物的使用壽命延長15a～50a，抗壓強度增加10MPa～25MPa。
工業(yè)
在工業(yè)中，亞硝酸鹽價格低，性質上又和食用鹽氯化鈉有相似之處，故主要作為工業(yè)鹽。利用亞硝酸鹽可以制成氫氧化鈉（NaOH）、生產氯氣，還可以用來制作肥皂等工業(yè)用品。此外，在為毛織品上色時，可使用亞硝酸鈉作為媒介物生成重氮鹽達到染色目的。
食品業(yè)
亞硝酸鈉用于腌制新鮮肉類時是一種多功能食品添加劑。它已被證明是典型腌肉顏色和風味發(fā)展的原因以及具有抗氧化劑的功能。更重要的是，亞硝酸鹽已被證明是一種抗菌劑既能抑制肉毒桿菌孢子的萌發(fā)，又能抑制肉毒桿菌營養(yǎng)細胞的生長。
腌肉顏色的發(fā)展是亞硝酸鈉與肌肉中的血紅素色素反應的結果，這可能是在肉中添加亞硝酸鹽的最明顯的效果。第一步反應包括亞硝酸鹽還原為一氧化氮和血紅素色素(肌紅蛋白)中的鐵還原為亞鐵狀態(tài)。這時，合成的一氧化氮肌紅蛋白非常不穩(wěn)定。最后一步發(fā)生在熱加工過程中，當肌紅蛋白的蛋白質部分因熱而變性時產生了更穩(wěn)定的化合物亞硝基色素。
鮮肉風味的改變是亞硝酸鹽添加在肉中所產生的另一種變化。然而，亞硝酸鹽對臘肉風味的影響尚不清楚。
臨床醫(yī)學
血液陰離子亞硝酸鹽通過與脫氧血紅蛋白和可能的其他血紅素蛋白發(fā)生基于血紅素的一氧化氮(NO)生成反應，從而促進缺氧血管舒張。從治療的角度來看，通過霧化將溶于鹽水的亞硝酸鹽短期給藥可產生選擇性、持續(xù)性肺血管舒張作用，且血液高鐵血紅蛋白水平無臨床顯著增加。因此亞硝酸鹽是一種血管擴張劑和支氣管擴張劑，通過轉化為NO發(fā)揮作用。
阿根廷和美國進行的獨立研究得出了連續(xù)靜脈注射亞硝酸鈉和硫代硫酸鈉的組合可在很大程度上使氰化物脫毒的結論。該研究還表明，無論單獨使用亞硝酸戊酯或與硫代硫酸鈉一起使用，都具有類似的效果。就個體而言，這些簡單的藥物中的每一種都被認為對氰化物中毒有解毒劑作用。早在1888年就有文獻描述了亞硝酸戊酯與氫氰酸的拮抗作用。
安全事宜
體內來源
哺乳動物亞硝酸鹽內源性來源來自：(1)內源性NO的氧化；(2)唾液硝酸鹽被口腔和胃腸道中的共生細菌還原；(3)營養(yǎng)肉類、蔬菜和飲用水等來源。亞硝酸鹽在體內的穩(wěn)態(tài)濃度受到嚴格的調節(jié)，并根據每個組織或腔室和NOS的相對活性而變化。然而，組織中的亞硝酸鹽濃度通常高于循環(huán)中的亞硝酸鹽濃度。
大量攝入蔬菜為飲食中貢獻大量的硝酸鹽和亞硝酸鹽，不到5%的攝入硝酸鹽和亞硝酸鹽來自于加工肉類。大部分硝酸鹽來自蔬菜和飲用水，而唾液中硝酸鹽還原產生的亞硝酸鹽是攝入亞硝酸鹽的主要來源。
毒性及危害
大量食用加工肉類會增加胃癌的風險，許多人認為其中的硝酸鹽/亞硝酸鹽是造成胃癌的主要原因。亞硝胺是由硝酸鹽、亞硝酸鹽和其他蛋白質的化學反應產生的。N-亞硝基二甲胺(NDMA)是我們膳食中最常見的亞硝胺之一。NDMA是一種有效致癌物，能在多種動物的多種組織中誘發(fā)惡性腫瘤，包括肝、肺和胃。
當亞硝酸鹽與人體血紅蛋白發(fā)生反應，使其不能攜帶氧氣時，嬰兒就會發(fā)生高鐵血紅蛋白血癥。由此產生的生化貧血導致特征性發(fā)紺。人類大約3個月大后，人體就會產生一種酶，能夠恢復血紅蛋白的攜氧能力。攝取亞硝酸鹽化合物、嬰兒配方奶粉被飲用水中的硝酸鹽污染或嬰兒食用富含硝酸鹽的食物，通常都是導致高鐵血紅蛋白血癥的原因。盡管人體接觸研究表明，硝酸鹽本身可能不是罪魁禍首。加工肉類與高鐵血紅蛋白血癥無關。
規(guī)定標準
美國規(guī)定，碎肉、腌肉、家禽制品中亞硝酸鹽的最高添加量分別為156mg/kg、200mg/kg和625mg/kg，腌肉制品中的殘留量為0.64ppm~7.31ppm。
根據中國《食品添加劑使用標準》，加工肉制品中亞硝酸鈉的最大添加量為150mg/kg，最大殘留量為30mg/kg。食品添加劑法典委員會(CCFA)中腌火腿和熟腌豬肉的最大亞硝酸鹽殘留量限制為80ppm。
歐盟規(guī)定腌制和罐頭肉制品中亞硝酸鹽的最高添加量為150ppm。韓國和日本規(guī)定加工食品（如肉制品、肉精加工品、食用牛脂和食用豬肉）中亞硝酸鹽殘留濃度應低于70ppm。
預防措施
由于亞硝酸鹽有毒性，因此在食物生產和加工中控制亞硝酸鹽的使用十分必要。人體食入亞硝酸鹽的中毒劑量為0.3g-0.5g，≥3g可致死。亞硝酸鹽食物中毒最常見的原因是誤食和過量使用，發(fā)病急驟，如未及時救治，病死率很高。為確保民眾健康和生命安全，杜絕類似事件發(fā)生，應采取的預防措施：
（1）加強衛(wèi)生宣教，加大相關法律宣傳力度，積極開展各種形式的食品安全知識培訓教育，提高民眾食品安全意識，認識亞硝酸鹽的危害，增強自我保護意識，防止類似中毒事件；
（2）健全有關制度。在包裝上要與食鹽、白糖和味精的外包裝嚴格區(qū)別，附加警示標志；在銷售上嚴格落實“定點銷售，登記備案”的專營制度；在使用的全過程中，責任應落實到人，實施“專人進貨、專庫存放、專人保管、專人使用”的管理制度；使用時要嚴格執(zhí)行相關標準，掌握好使用劑量；
（3）加強鹽業(yè)管理。嚴禁外包裝無明顯標志的不合格食鹽上市，對違反相關法律及鹽業(yè)銷售的不法商販造成食物中毒的經營者，要依法嚴懲；
維生素C、酚類化合物、硫磺類化合物可以抑制亞硝胺的合成，500mg維生素C可以使人胃內亞硝胺生成減少99%。健康人胃內幾乎沒有亞硝胺合成菌，而平衡膳食幾乎阻斷了亞硝胺的直接形成，另外，胃內酸性環(huán)境很快將亞硝酸鹽還原為NO釋放出去。故補充適量維生素C以及平衡膳食可以有效降低亞硝酸鹽毒性。
治療措施
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作者
