电位法测定西西里地区果蔬硝酸盐含量及健康风险评估研究

《Journal of Food Composition and Analysis》:Nitrate in vegetables and fruits consumed in Sicily (Italy) by potentiometry and health risk assessment

【字体: 时间:2026年02月08日 来源:Journal of Food Composition and Analysis 4.6

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  本研究采用电位法结合离子选择电极,对意大利西西里地区81种果蔬样本的硝酸盐(NO3-)含量进行精准测定,并通过HQ(危害商数)模型评估不同年龄群体的健康风险。结果显示硝酸盐平均含量为613 mg Kg-1,其中芝麻菜样本含量最高(4804 mg Kg-1。研究建立的Gran图解法有效消除氯离子干扰,为复杂基质中硝酸盐监测提供经济可靠的解决方案。

  
在我们日常饮食中,新鲜蔬菜和水果是维持健康不可或缺的一部分,世界卫生组织建议每人每日摄入400克果蔬以预防慢性疾病。然而,这些植物性食品在生长过程中会从土壤中吸收氮肥,并将其转化为硝酸盐积累在体内。虽然硝酸盐本身毒性较低,但在人体内可转化为亚硝酸盐、一氧化氮和N-亚硝基化合物等有害物质,长期过量摄入可能引发健康风险。
意大利巴勒莫大学的Diana Amorello研究团队在《Journal of Food Composition and Analysis》上发表的研究,针对西西里地区消费的果蔬中硝酸盐污染状况展开系统调查。研究人员采用电位分析法,通过离子选择电极对81种当地常见果蔬样本进行硝酸盐含量测定,并首次对该地区不同年龄群体的健康风险进行量化评估。
研究团队采用的关键技术方法包括:1)电位分析法结合硝酸盐离子选择电极进行定量检测;2)Gran图解法通过标准添加法消除复杂基质干扰;3)采用硫酸银沉淀法去除氯离子干扰;4)基于美国环境保护署(USEPA)模型的健康风险评估方法,计算危害商数(HQ)和慢性每日摄入量(CDI)。样本来源于西西里地区多个城市的超市、零售商和私人种植的85个果蔬样本。
研究结果揭示:
硝酸盐含量分布特征
研究人员发现西西里地区果蔬硝酸盐含量范围极广(23-4804 mg Kg-1),平均值为613 mg Kg-1。含量最低的为苹果(23 mg Kg-1),而芝麻菜样本含量最高(4804 mg Kg-1)。根据浓度水平可将样品分为三类:低于100 mg Kg-1的果蔬(包括多数水果、浆果和蘑菇)、100-1000 mg Kg-1的蔬菜(多为块茎和根茎类)以及超过1000 mg Kg-1的叶菜类(如菠菜、甜菜等)。
新鲜与冷冻产品对比
通过对比同种蔬菜的新鲜和冷冻样本发现,南瓜、蓝莓、西葫芦和胡萝卜的硝酸盐含量无显著差异,而冷冻菠菜含量(1593 mg Kg-1)明显低于新鲜样本(2200 mg Kg-1)。值得注意的是,一个新鲜菠菜样本的硝酸盐含量超过了欧盟规定的限量标准(2000 mg Kg-1)。
来源差异性分析
对同一类蔬菜不同来源样本的分析显示,西红柿样本的硝酸盐含量变异度最高(37-206 mg Kg-1,变异系数67%),而生菜样本中有一个样本含量(3323 mg Kg-1)超过了欧盟规定的开放田地种植生菜限值(3000 mg Kg-1)。这种差异性主要归因于种植土壤特性、灌溉用水和施肥方式的不同。
健康风险评估结果
采用危害商数(HQ)模型评估显示,成人通过果蔬摄入硝酸盐的HQ值在芝麻菜样本中最高(HQ=15),儿童群体中芝麻菜的HQ值达到80,远超过安全阈值(HQ≥1表示存在健康风险)。尽管某些样本的HQ值较高,但欧洲食品安全局(EFSA)专家指出,偶尔超过每日允许摄入量(ADI)(3.7 mg Kg-1体重)不会构成健康威胁,且食用蔬菜的益处远大于硝酸盐带来的潜在风险。
本研究开发的电位分析法在复杂食品基质中展现出良好的准确性(回收率99-103%)、精密度(变异系数<5%)和选择性,为食品中硝酸盐的常规监测提供了经济实用的解决方案。研究结果不仅为西西里地区的食品安全监管提供了科学依据,也为消费者通过适当的食品处理(如清洗、削皮和烹饪)降低硝酸盐摄入提供了实用建议。该方法的成功应用表明,离子选择电极电位法可作为传统色谱方法的有效替代方案,特别适用于资源有限的实验室环境。
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