孫清揚(yáng)　吳鏡舟

本期點(diǎn)評(píng)專家

張永強(qiáng)? 高級(jí)教師，湖南省十佳科技教師?？破罩袊?guó)2021年十大科普人物獎(jiǎng)獲得者，全國(guó)校園發(fā)明創(chuàng)意大賽、湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽、湖南省創(chuàng)新編程與智能設(shè)計(jì)大賽、湖南省科學(xué)調(diào)查體驗(yàn)活動(dòng)評(píng)審專家組成員。

在泡菜的泡制過(guò)程中，很容易形成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽對(duì)人體有害，在人體胃的酸性環(huán)境中，可轉(zhuǎn)化為亞硝胺，該物質(zhì)是化學(xué)致癌物之一。四川是泡菜消耗大省，研究如何方便有效地降低泡菜中的亞硝酸鹽含量，使人們吃上放心的泡菜有比較重要的實(shí)際意義。

一、實(shí)驗(yàn)原理

維生素C是還原劑，亞硝酸鹽是強(qiáng)氧化劑，它們?cè)谒嵝詶l件下會(huì)反應(yīng)生成一氧化氮和脫氫抗壞血酸，從而降低亞硝酸鹽的含量。

青辣椒果肉厚而脆嫩，富含維生素C，紅熟果中維生素C的含量最高可達(dá)460毫克。在泡菜的泡制過(guò)程中加入青辣椒，可以抑制亞硝酸鹽的產(chǎn)生。

二、實(shí)驗(yàn)用品

（一）實(shí)驗(yàn)器材

燒杯，比色管（10 mL），玻璃棒，吸耳球，移液管（1 mL、5 mL、10 mL），容量瓶（100 mL），膠頭滴管，錐形瓶，泡菜壇，電熱爐，漏斗，濾紙，鐵架臺(tái)，電子天平。

（二）實(shí)驗(yàn)試劑和溶液

維生素C（分析純），亞硝酸鹽（分析純），亞硝酸鹽檢測(cè)試劑盒，亞鐵氰化鉀（分析純），醋酸鋅（分析純），鹽酸（分析純），維生素C溶液（5.23 mg/L），亞硝酸鈉溶液（5.17 mg/L），乳酸溶液（26.074 g/L），飽和硼砂溶液（50 g/L），亞鐵氰化鉀溶液（106 g/L），乙酸鋅溶液（220 g/L）。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（一）原理驗(yàn)證

驗(yàn)證維生素C能否與亞硝酸鹽反應(yīng)。

（二）測(cè)定市售泡菜中亞硝酸鹽的含量

調(diào)查市售泡菜中亞硝酸鹽的含量，驗(yàn)證測(cè)量泡菜中亞硝酸鹽的方法。

（三）青辣椒對(duì)自制泡菜中亞硝酸鹽含量的影響

測(cè)量泡制蘿卜泡菜的過(guò)程中，加入青辣椒對(duì)泡菜中亞硝酸鹽含量的影響。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

取干凈的250 mL錐形瓶2個(gè)，分別加入5 mL 25 g/L乳酸，5 mL 5 mg/L亞硝酸鈉，10 mL 5 mg/L維生素C，稀釋至250 mL刻度線，搖勻，避光反應(yīng)。每隔10 min測(cè)一次亞硝酸鹽的含量，共測(cè)14次。對(duì)照實(shí)驗(yàn)的步驟同前，只是不加維生素C。

（二）市售泡菜中亞硝酸含量的測(cè)定

購(gòu)買(mǎi)蘿卜泡菜和豇豆泡菜，提取泡菜樣品后，按照前面的方法測(cè)定其中亞硝酸鹽的含量。每種泡菜設(shè)置兩個(gè)平行實(shí)驗(yàn)組。

（三）自制泡菜及其中亞硝酸鹽含量的測(cè)定

取8個(gè)洗凈的泡菜壇（650 mL），編號(hào)1—8。將新鮮的白蘿卜洗凈，切成一指見(jiàn)方的小塊。按照清水與鹽的質(zhì)量比為10：1配制鹽水，將鹽水煮沸冷卻。將切好的白蘿卜分別裝入泡菜壇內(nèi)，每壇裝至半壇時(shí)，放入10 g蒜瓣、20 g生姜，繼續(xù)裝至八成滿，再注入配制好的鹽水，使鹽水沒(méi)過(guò)菜料，蓋好壇蓋。每壇中白蘿卜的總質(zhì)量控制約為500 g。

其中，3、4號(hào)壇中加入100 mg維生素C，5、6號(hào)壇中加入100 g青辣椒（切成細(xì)條），7、8號(hào)壇中加入100 g黃瓜（切成細(xì)條）。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

（一）維生素C與亞硝酸鹽的反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)采用往亞硝酸鹽溶液（5 mL 5 mg/L）中加入維生素C（10 mL 5 mg/L）的方式測(cè)試亞硝酸鹽含量的變化，并進(jìn)行空白對(duì)照。實(shí)驗(yàn)中加入乳酸調(diào)節(jié)并控制pH值，以更接近實(shí)際泡菜環(huán)境。經(jīng)測(cè)定溶液pH值為2—3，與實(shí)際泡菜環(huán)境接近。每隔20 min取樣，測(cè)定其中亞硝酸鹽的含量。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，加入維生素C后，100 min內(nèi)，亞硝酸鹽的含量變化不大。100 min后亞硝酸鹽的含量開(kāi)始降低，且比較明顯，說(shuō)明維生素C與亞硝酸鹽的反應(yīng)需要一段時(shí)間，泡制時(shí)間越長(zhǎng)，亞硝酸鹽含量越低。

實(shí)驗(yàn)測(cè)得的亞硝酸鹽含量較低，顯色后溶液顏色較淺，不易觀察。所以，我們加大了亞硝酸鹽的用量，加入不同量的維生素C，重新取樣進(jìn)行測(cè)定，觀察維生素C和亞硝酸鹽的反應(yīng)情況。

測(cè)定步驟為：取4個(gè)干凈的250 mL錐形瓶，分別加入5 mL 25 g/L乳酸，20 mL 5 mg/L亞硝酸鹽。1號(hào)錐形瓶中不加維生素C，2—4號(hào)分別加入40 mL、80 mL、120 mL 5 mg/L維生素C，加水至250 mL，搖勻，避光反應(yīng)10 min，測(cè)定亞硝酸鹽的含量。

改進(jìn)后，溶液顏色變化更明顯。維生素C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，溶液顏色越淺，說(shuō)明亞硝酸鹽的含量越低。

兩組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都說(shuō)明，維生素C能與亞硝酸鹽反應(yīng)，可用維生素C降低亞硝酸鹽的含量。

（二）市售泡菜中亞硝酸鹽的含量

從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)蘿卜泡菜和豇豆泡菜，將樣品提取后，使用試劑盒均未測(cè)出其中的亞硝酸鹽。詢問(wèn)試劑盒經(jīng)銷(xiāo)商得知，我們所用的亞硝酸鹽試劑盒是用來(lái)測(cè)定水中亞硝酸鹽的含量，不能直接用于測(cè)定泡菜中亞硝酸鹽的含量。之后，我們擴(kuò)充了泡菜的種類(lèi)，改用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，再次對(duì)市售泡菜中亞硝酸鹽的含量進(jìn)行測(cè)定，仍未測(cè)出。

我們猜測(cè)：市售泡菜中亞硝酸鹽的含量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的測(cè)定最低值，導(dǎo)致我們未測(cè)出。

（三）青辣椒對(duì)自制泡菜中亞硝酸鹽含量的影響

我們選擇四川人常吃的蘿卜泡菜作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分別在泡制蘿卜泡菜的過(guò)程中加入維生素C、青辣椒和黃瓜。泡制后，使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法每天測(cè)定其中的亞硝酸鹽含量。

測(cè)定結(jié)果表明，第1天和第2天測(cè)定的亞硝酸鹽的數(shù)值均大于《食品中污染物限量》（GB2762-2017）中規(guī)定的腌漬食品中亞硝酸鹽的限量（20mg/kg）。

蘿卜泡菜中的亞硝酸鹽含量從第2天開(kāi)始下降，到第5天低至8.1 mg/kg以下。“蘿卜+維生素C”泡菜中的亞硝酸鹽含量明顯低于同一天測(cè)得的蘿卜泡菜中亞硝酸鹽的含量，說(shuō)明維生素C可降低亞硝酸鹽的含量。

“蘿卜+青辣椒”泡菜中的亞硝酸鹽含量比同一天蘿卜泡菜、“蘿卜+維生素C”泡菜中的亞硝酸鹽的含量更低，證明青辣椒能有效抑制亞硝酸鹽的產(chǎn)生。

就“黃瓜+蘿卜”泡菜而言，由于我們做的兩個(gè)平行樣本測(cè)定的結(jié)果差異較大，很難得出結(jié)論。從第二天的測(cè)定結(jié)果來(lái)看，“黃瓜+蘿卜”泡菜中的亞硝酸鹽含量明顯高于其他泡菜的。

六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

（一）加入維生素C可以降低溶液中亞硝酸鹽的含量，且時(shí)間越久，亞硝酸鹽的含量降低得越多。在其他條件一致時(shí)，維生素C含量越高，亞硝酸鹽含量越低。

（二）市售蘿卜泡菜和豇豆泡菜中均未測(cè)出亞硝酸鹽，說(shuō)明其含量低于測(cè)定范圍，可放心食用。

（三）泡制之初，蘿卜泡菜中亞硝酸鹽含量較高，不可大量食用。隨著泡制時(shí)長(zhǎng)的增加，各種自制泡菜中的亞硝酸鹽含量逐漸降低，到第五天時(shí)，幾種泡菜中的亞硝酸鹽含量已經(jīng)低至無(wú)法測(cè)出。因此，建議泡菜泡制五天后再食用。

（四）在蘿卜泡菜的泡制過(guò)程中可加入適量的青辣椒，以減少泡菜中亞硝酸鹽的含量。

七、思考與展望

本次實(shí)驗(yàn)還有許多不足之處，比如，測(cè)定泡菜中亞硝酸鹽含量時(shí)用肉眼觀察比色，若用分光光度計(jì)測(cè)定，結(jié)果更精準(zhǔn)。本次實(shí)驗(yàn)選用的泡菜蔬菜只有兩種，若選用的蔬菜種類(lèi)更多，會(huì)對(duì)人們安全食用泡菜的研究更有幫助。

（指導(dǎo)老師：李丹）

專家點(diǎn)評(píng)

文章展示了對(duì)自制泡菜中亞硝酸鹽含量的研究結(jié)果，提出了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和進(jìn)一步思考的觀點(diǎn)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

一、通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究得出自制泡菜中亞硝酸鹽含量的變化趨勢(shì)，并給出相應(yīng)的建議，如推薦在泡制五天后食用泡菜，以減少亞硝酸鹽的攝入；

二、提出將維生素C和亞硝酸鹽的反應(yīng)應(yīng)用于實(shí)際生活中，并探究了在制作泡菜的過(guò)程中加入青辣椒來(lái)降低亞硝酸鹽含量的方法，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性和對(duì)實(shí)際問(wèn)題的探索；

三、反思了實(shí)驗(yàn)的不足之處，并提出擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)范圍、使用分光光度計(jì)測(cè)定亞硝酸鹽含量的建議，體現(xiàn)了作者對(duì)實(shí)驗(yàn)的反思和對(duì)未來(lái)研究方向的展望。

主要不足之處在于缺乏對(duì)其他因素的控制，文章中未提及其他可能影響亞硝酸鹽含量的因素，如溫度、pH值等進(jìn)行控制，而這些因素可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。