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食物中的硝酸盐与人类健康

2011-05-12黄小红

中国新技术新产品 2011年7期
关键词:亚硝酸还原酶硝酸盐

黄小红

(广东省梅州农业学校,广州 广东 514000)

“民以食为天”,随着社会经济的发展,人们生活质量的提高,食品安全越来越成为人们关注的社会热点问题,据报道,人、畜食入过量的硝酸盐对健康有潜在的危害,现对食物中的硝酸盐进行以下探讨。

一、食物中硝酸盐的来源和积累

蔬菜是食物中硝酸盐的主要来源。植物积累NO3-是其生长过程中的自然现象。植物在生长过程中主动吸收NO3-并积累于液泡中。植物体内NO3-积累总量的多少及其变化则取决于NO3-吸收、转运和同化还原的生理过程。植物根系在逆化学梯度(170—250mv)下,主动吸收土壤或介质中的NO3-,而NO3-以离子态通过共质体途径进入根部。进入根部的NO3-部分被同化为氨基酸、蛋白质,而大部分的NO3-通过蒸腾拉力以KNO3的形式经由木质部输送到植物的地上部分,参与各种生理代谢。这部分NO3-主要分布在植物茎、叶器官的薄壁细胞中。

植物体内NO3-参与含氮化合物的合成需经过NO3-还原和氨同化两个过程。NO3-还原过程的第一步是由NO3-还原成NH4+,该过程由两种酶催化:首先在细胞质由硝酸还原酶(NR)催化、NO3-还原成NO2-,硝酸还原酶酶促反应式为:

生成的NO2-在叶片的叶绿体或根的其它细胞中再由亚硝酸还原酶(NiR)催化,进一步还原为NH4+,亚硝酸还原酶酶促反应式为:

NO3-还原的第二步是生成的铵盐首先和呼吸作用形成的α-酮酸(如α-酮戊二酸等)反应生成谷氨酸和谷胺酰胺,它们再经过其它的生化反应形成多种氨基酸,进而合成蛋白蛋和其它高分子氮化物。由硝酸还原酶(NR)催化的反应是整个NO3-还原生成NH4+反应的限速反应,因此,NO3-的还原依赖于植物体内硝酸还原酶(NR)的含量,受 NO3-和 NO2-的调节和诱导,并为NH4+和氨基酸抑制。

由以上分析可知,植物体内NO3-的积累,实际上是其吸收量的多寡、转移速度的快慢以及还原能力强弱等整个体系过程的最终表现。从生理角度来看,NO3-的吸收和还原反应的不平衡是造成NO3-积累的根本原因。

研究表明,造成NO3-的吸收和还原反应的不平衡即造成硝酸盐积累的因素有许多,其中施肥是最主要的因素之一,实验证明,蔬菜中硝酸盐的含量与化学氮肥施用量呈正相关。控制氮肥施用量是减少蔬菜硝酸盐的一项重要措施。

硝酸盐的吸收、运输与蔬菜中的水分密切相关。蔬菜中的水分使得硝酸盐在植株体内向各个组织迁移,并维持硝酸盐的代谢。干旱时,蔬菜中硝酸还原酶的活性受抑制,硝酸盐的积累明显增加。气候条件也是影响蔬菜中硝酸盐积累的因素,一般而言,气温与硝酸盐含量之间呈相反关系。另外,光能调节硝酸还原酶的活性。强光下,硝酸还原酶的活性高,硝酸盐含量少。

二、食物中硝酸盐对人体健康的影响

近年来,人们对从食物中摄入的硝酸盐对人体健康的影响倍加关注。据研究,人从食物中摄取的硝酸盐在胃和肠道内可被硝酸还原菌还原为亚硝酸,对人体健康产生危害。正常人的胃液的pH值为1~3,能抑制硝酸还原菌生成,摄入的硝酸盐几乎不能转化为亚硝酸盐。而当食物中硝酸盐含量达到一定浓度(大于2克/天),或胃酸缺乏时,胃液pH升高,硝酸还原细菌数量增加,活性增强,将NO3-大量还原成NO2-。生成的亚硝酸盐对人体的危害包括两个方面。①亚硝酸盐进入血液,亚硝酸盐具有较强的氧化性,它能将亚铁血红蛋白氧化生成高铁血红蛋白,失去输送O2的功能,造成人体缺氧中毒,出现高铁血红蛋白症。②胃中形成的亚硝酸盐在酸性条件下转化为亚硝酸,它能与人体蛋白质代谢生成的仲胺或酰胺发生亚硝化反应,生成N-亚硝基化合物亚硝胺或亚硝酰胺。体内的亚硝基化合物的累积会诱发消化系统癌症。这已被国内外一些流行病学调查所证实。据Mirvish统计12个国家硝酸盐摄入量与癌症死亡率的相关率为0.88,日本胃癌的发病率为美国的6~8倍,前者从膳食中摄入的硝酸盐是后者的3倍。因此,食物中的硝酸盐已形成为人体的潜在危险,控制食物中硝酸盐的积累及人体为硝酸盐的摄入量,对保护人体健康意义重大。

三、针对食物中硝酸盐应注意的问题

1、改进生产条件,降低硝酸盐的积累。由于蔬菜中硝酸盐积累的主要因素是过量施用氮肥,因此,在蔬菜生产中首先应合理施用氮肥,在一定氮肥水平下,通过增施磷钾肥、钼肥、锰肥及有机肥料,降低蔬菜产品中NO3-的积累。光温条件可以影响蔬菜中硝酸盐的含量和蛋白质的合成,并影响植株体中硝酸盐的积累。强光照射时,蔬菜中硝酸盐含量低,因此在蔬菜生产中,尤其是冬季温室大棚中蔬菜生产应采取措施增强光照和提高温度。

2、养成良好的饮食习惯。蔬菜中的硝酸盐在存放温度过高时,可在细菌或酶的影响下,会被大量的还原为亚硝酸盐,另外,蔬菜中的维生素在存放时也易损失,因此,应食用新鲜的蔬菜。多食富含维生素C、E的食品,维生素C是国际上公认的亚硝化反应的抑制剂,其机理可能因为它是一种强还原剂,能将亚硝酸或亚硝酸盐还原为NO,从而降低了亚硝酸的浓度,抑制或减少亚硝胺的形成,维生素E也有类似的作用。常食大蒜及其制品,研究表明,大蒜中巯基化合物含量较高,食用大蒜能降低人体胃液中亚硝酸盐含量,还能抑制硝酸还原酶作用。

[1]刘德明.蔬菜中的硝酸盐与人[J].化学世界,1994(2):106—107.

[2]顾维雄.N-亚硝基化合物与癌[J].化学教育,1992(5):9—13.

[3]闫有旺,蔡连捷.蔬菜中的硝酸盐与人体健康[J].化学教学,2003(7~8):91—92.

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