亚硝酸盐

亚硝酸盐（英语：nitrite）是亚硝酸的结合基，是一种极易溶于水且极不稳定、易分解的剧毒无机盐。通常由亚硝酸根离子与一种金属阳离子组成，亚硝酸根离子的分子式为NO₂⁻。亚硝酸盐主要是指亚硝酸钠和亚硝酸钾。碱金属、碱土金属的亚硝酸盐具有很高的热稳定性，亚硝酸盐在酸性介质中也具有氧化性。亚硝酸盐不仅用于食品的颜色固定剂和保鲜剂，也可用于制造重氮染料、亚硝基化合物、纺织品工业、摄影和橡胶化学制品的制造以及临床和实验室。若人体摄入过多，则会有患婴儿高铁血红蛋白血症、消化系统癌症、自然流产、中枢神经系统出生缺陷的风险。

无机亚硝酸盐和硝酸盐在食品保存中已经使用了5000年之久。然而，直到19世纪人们才认识到硝酸盐保存食物的机制实际上是细菌将硝酸盐转化为亚硝酸盐。这为20世纪初肉类保鲜工业中使用的是亚硝酸盐而不是硝酸盐提供了理论依据。肉类中的亚硝酸盐可以极大地延缓肉毒素的形成，使腌肉的风味和颜色变好，在储存过程中延缓酸腐的发生，抑制过热味的形成，并保留香料和烟熏的味道。在20世纪早期，美国的肉类保存条例第一次允许亚硝酸盐作为一种治疗盐，其肉类检查条例规定腌制过程中可使用的亚硝酸盐的最大量是每45kg肉(干腌)1盎司或每100磅碎肉和/或肉副产品¼盎司。自此亚硝酸盐成为食用腌肉的人的常见膳食营养素。20世纪70年代，因为当时有迹象表明亚硝酸盐和硝酸盐内源性所形成的N-亚硝胺与人类癌症发病率有关，所以亚硝酸盐的使用成为了一个重大的公共健康问题。

亚硝酸盐在自然环境中广泛存在，尤其是食物中。蔬菜生长需要吸收土壤中的硝酸盐，腌制的鱼、肉等食品中也含有亚硝酸盐，某些井水中也会有亚硝酸盐。许多天然的农副产品本身就含有亚硝酸盐，加工过程中也会产生亚硝酸盐。蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4mg/kg，肉类中的亚硝酸盐含量约3mg/kg，蛋类食品中的亚硝酸盐含量约为5mg/kg，咸菜中的亚硝酸盐含量约为7mg/kg，豆粉中的亚硝酸盐含量高达10mg/kg。

亚硝酸盐是一类无机化合物的总称，由带一个负电荷的亚硝酸根离子与带正电的金属离子结合而成。其中，亚硝酸根离子基团由一个氮氧双键与一个氮氧单键连接而成，带有一个负电荷。

除了亚硝酸银是淡黄色外，亚硝酸盐大多是无色的。在水溶液中亚硝酸盐较为稳定。所有亚硝酸盐都是剧毒的，还是致癌物质。

亚硝酸盐是强碱弱酸盐，在水溶液中会结合水电离出来的

，使溶液中的

离子浓度小于

浓度，故溶液呈碱性，也就是说因亚硝酸根离子水溶液呈碱性。碱金属、碱土金属的亚硝酸盐具有很高的热稳定性；在亚硝酸盐中，氮原子失去三个电子，呈现正三价的状态，与氧原子一起形成亚硝酸盐离子。亚硝酸盐在酸性介质中具有氧化性，其还原产物一般为NO。例如：

这一反应在分析化学中用于测定NO₂⁻的含量。与强氧化剂作用时，NO₂⁻又表现出其还原性。例如：

在实际应用中，亚硝酸盐多在酸性介质中作氧化剂。NO₂⁻还具有一定的配位能力，可与许多金属离子形成配合物。例如NO₂⁻与三价钴离子生成六亚硝酸根和钴（Ⅲ）配离子，可用来鉴定钾离子。

人们很早就认识到，亚硝酸盐通过抗菌作用，发挥食品保鲜作用。人体内的硝酸盐集中在唾液腺中，随后释放到唾液中并转化为亚硝酸盐。这一发现导致人们猜测亚硝酸盐可能在控制胃肠道内的微生物方面发挥作用，研究显示口服亚硝酸盐可以杀死或阻止常见的口腔病原体和肠道的生长，并增强胃液的杀菌作用。在低pH值下，生理水平的亚硝酸盐还可以在体外杀死艰难梭菌孢子。

在婴儿出生后的最初几天，亚硝酸盐存在于初乳和母乳中，经母乳喂养的婴儿每天消耗近1mg/kg，这是亚硝酸盐每日推荐摄入量的10倍多。这段时间对应于能够还原硝酸盐的共生微生物在婴儿体内定植之前的时间。这种亚硝酸盐来源被认为是一种一氧化氮来源，其可以保护婴儿免受缺氧/缺血性损伤，也可以保护胃肠道免受细菌病原体的侵害。

研究表明，刺激eNOS（内皮型一氧化氮合酶）导致人前臂血管血浆亚硝酸盐浓度的急性变化。进一步研究表明，70%~90%的循环血浆亚硝酸盐来源于eNOS活性。因此，血浆亚硝酸盐似乎非常适合作为与NO不足相关的疾病的生物标志物。亚硝酸盐除了在诊断方面的作用外，还被认为可能在心血管疾病的治疗中发挥重要作用。与组织氧、pH值降低和局部血流量受损有共同关联的疾病可以用亚硝酸盐治疗。体外心脏和肝脏观察显示亚硝酸盐可防止缺血再灌注损伤。灵长类动物实验表明，长期应用亚硝酸盐对脑血管痉挛有有益作用。此外，在胃中，亚硝酸盐衍生的NO似乎在宿主防御和调节胃粘膜完整性中发挥重要作用。所有这些研究以及亚硝酸盐可以作为NOS（一氧化氮合酶）活性标志物的观察结果为亚硝酸盐的诊断和治疗应用开辟了新的途径。

通常用碱吸收等物质的量的

和

可以制备亚硝酸盐，即向该金属的氢氧化物溶液中通入

和

。

工业上也用碳或铁在高温下还原硝酸盐制备亚硝酸盐。

在食品安全监控、食品分析和水质分析等方面，都需要对亚硝酸盐含量进行检测。许多国家和地区制定了亚硝酸盐在蔬菜、肉制品等食品中严格的含量标准，因此准确检测食品中的亚硝酸盐含量意义重大。国内外几大类亚硝酸盐的检测方法主要分为光度法、色谱法、化学发光法、电化学法、滴定法等。

在混凝土制造中，采用亚硝酸钙作为水泥混合添加剂，不仅对钢筋具有防腐蚀作用，同时对混凝土还具有良好的防冻、速凝和增强作用。据报道，在混凝土中添加2％(w)的亚硝酸钙，就可以使钢筋混凝土结构建筑物的使用寿命延长15a～50a，抗压强度增加10MPa～25MPa。

在工业中，亚硝酸盐价格低，性质上又和食用盐氯化钠有相似之处，故主要作为工业盐。利用亚硝酸盐可以制成氢氧化钠（NaOH）、生产氯气，还可以用来制作肥皂等工业用品。此外，在为毛织品上色时，可使用亚硝酸钠作为媒介物生成重氮盐达到染色目的。

亚硝酸钠用于腌制新鲜肉类时是一种多功能食品添加剂。它已被证明是典型腌肉颜色和风味发展的原因以及具有抗氧化剂的功能。更重要的是，亚硝酸盐已被证明是一种抗菌剂既能抑制肉毒杆菌孢子的萌发，又能抑制肉毒杆菌营养细胞的生长。腌肉颜色的发展是亚硝酸钠与肌肉中的血红素色素反应的结果，这可能是在肉中添加亚硝酸盐的最明显的效果。第一步反应包括亚硝酸盐还原为一氧化氮和血红素色素(肌红蛋白)中的铁还原为亚铁状态。这时，合成的一氧化氮肌红蛋白非常不稳定。最后一步发生在热加工过程中，当肌红蛋白的蛋白质部分因热而变性时产生了更稳定的化合物亚硝基色素。鲜肉风味的改变是亚硝酸盐添加在肉中所产生的另一种变化。然而，亚硝酸盐对腊肉风味的影响尚不清楚。

用于临床和实验室时，亚硝酸盐常作为血管扩张剂、支气管扩张剂和肠道松弛剂，甚至氰化物的解毒剂。血液阴离子亚硝酸盐通过与脱氧血红蛋白和可能的其他血红素蛋白发生基于血红素的一氧化氮(NO)生成反应，从而促进缺氧血管舒张。从治疗的角度来看，通过雾化将溶于盐水的亚硝酸盐短期给药可产生选择性、持续性肺血管舒张作用，且血液高铁血红蛋白水平无临床显著增加。因此亚硝酸盐是一种血管扩张剂和支气管扩张剂，通过转化为NO发挥作用。阿根廷和美国进行的独立研究得出了连续静脉注射亚硝酸钠和硫代硫酸钠的组合可在很大程度上使氰[qíng]化物脱毒的结论。该研究还表明，无论单独使用亚硝酸戊酯或与硫代硫酸钠一起使用，都具有类似的效果。就个体而言，这些简单的药物中的每一种都被认为对氰化物中毒有解毒剂作用。早在1888年就有文献描述了亚硝酸戊酯与氢氰酸的拮抗作用。

哺乳动物亚硝酸盐内源性来源来自：(1)内源性NO的氧化；(2)唾液硝酸盐被口腔和胃肠道中的共生细菌还原；(3)营养肉类、蔬菜和饮用水等来源。亚硝酸盐在体内的稳态浓度受到严格的调节，并根据每个组织或腔室和NOS的相对活性而变化。然而，组织中的亚硝酸盐浓度通常高于循环中的亚硝酸盐浓度。大量摄入蔬菜为饮食中贡献大量的硝酸盐和亚硝酸盐，不到5%的摄入硝酸盐和亚硝酸盐来自于加工肉类。大部分硝酸盐来自蔬菜和饮用水，而唾液中硝酸盐还原产生的亚硝酸盐是摄入亚硝酸盐的主要来源。

大量食用加工肉类会增加胃癌的风险，许多人认为其中的硝酸盐/亚硝酸盐是造成胃癌的主要原因。亚硝胺是由硝酸盐、亚硝酸盐和其他蛋白质的化学反应产生的。N-亚硝基二甲胺(NDMA)是我们膳食中最常见的亚硝胺之一。NDMA是一种有效致癌物，能在多种动物的多种组织中诱发恶性肿瘤，包括肝、肺和胃。当亚硝酸盐与人体血红蛋白发生反应，使其不能携带氧气时，婴儿就会发生高铁血红蛋白血症。由此产生的生化贫血导致特征性发绀[gàn]。人类大约3个月大后，人体就会产生一种酶，能够恢复血红蛋白的携氧能力。摄取亚硝酸盐化合物、婴儿配方奶粉被饮用水中的硝酸盐污染或婴儿食用富含硝酸盐的食物，通常都是导致高铁血红蛋白血症的原因。尽管人体接触研究表明，硝酸盐本身可能不是罪魁祸首。加工肉类与高铁血红蛋白血症无关。有研究检查了亚硝酸盐暴露在其他条件下的作用。一项荟萃分析发现，甲状腺癌与亚硝酸盐暴露较高相关。

产品中的亚硝酸盐含量会因加热温度、储存时间、储存温度、pH以及其他食品添加剂的存在而不断降低，从而在市场销售的加工肉制品中很难被检测到。美国规定，碎肉、腌肉、家禽制品中亚硝酸盐的最高添加量分别为156mg/kg、200mg/kg和625mg/kg，腌肉制品中的残留量为0.64ppm~7.31ppm。根据中国《食品添加剂使用标准》，加工肉制品中亚硝酸钠的最大添加量为150mg/kg，最大残留量为30mg/kg。食品添加剂法典委员会(CCFA)中腌火腿和熟腌猪肉的最大亚硝酸盐残留量限制为80ppm。欧盟规定腌制和罐头肉制品中亚硝酸盐的最高添加量为150ppm。韩国和日本规定加工食品（如肉制品、肉精加工品、食用牛脂和食用猪肉）中亚硝酸盐残留浓度应低于70ppm。

由于亚硝酸盐有毒性，因此在食物生产和加工中控制亚硝酸盐的使用十分必要。人体食入亚硝酸盐的中毒剂量为0.3g-0.5g，≥3g可致死。亚硝酸盐食物中毒最常见的原因是误食和过量使用，发病急骤，如未及时救治，病死率很高。为确保民众健康和生命安全，杜绝类似事件发生，应采取的预防措施：（1）加强卫生宣教，加大相关法律宣传力度，积极开展各种形式的食品安全知识培训教育，提高民众食品安全意识，认识亚硝酸盐的危害，增强自我保护意识，防止类似中毒事件；（2）健全有关制度。在包装上要与食盐、白糖和味精的外包装严格区别，附加警示标志；在销售上严格落实“定点销售，登记备案”的专营制度；在使用的全过程中，责任应落实到人，实施“专人进货、专库存放、专人保管、专人使用”的管理制度；使用时要严格执行相关标准，掌握好使用剂量；（3）加强盐业管理。严禁外包装无明显标志的不合格食盐上市，对违反相关法律及盐业销售的不法商贩造成食物中毒的经营者，要依法严惩；（4）加强监督检查。应开展专项检查，严厉打击亚硝酸盐滥用，禁止餐饮单位和个人使用亚硝酸盐加工食品，从根本上消除亚硝酸盐中毒隐患，以保障人民群众身体健康。维生素C、酚类化合物、硫磺类化合物可以抑制亚硝胺的合成，500mg维生素C可以使人胃内亚硝胺生成减少99%。健康人胃内几乎没有亚硝胺合成菌，而平衡膳食几乎阻断了亚硝胺的直接形成，另外，胃内酸性环境很快将亚硝酸盐还原为NO释放出去。故补充适量维生素C以及平衡膳食可以有效降低亚硝酸盐毒性。

临床医生意识、机构准备和公共卫生干预相结合，可能有助于预防亚硝酸钠暴露导致的未来发病率和死亡率。急诊医生和其他在急性护理环境中执业的临床医生应了解这种中毒以及相关的迅速致命恶化的可能性。用亚甲蓝快速识别和治疗严重高铁血红蛋白血症可挽救生命，也可以使用抗坏血酸、吸入常压和高压氧以及亚甲蓝给药。必要时，也可以使用换血疗法。

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