五年一班自然科科展
題目: 食物中硝酸鹽與對健康影響之探討
一. 摘要:
用各種蔬菜和醃漬過的食物做實驗材料, 測試看看硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量, 以及對人體健康的影響, 最後要告訴大家如何選購硝酸鹽和亞硝酸鹽含量較低的蔬菜與食物, 並且會研究出解除含硝酸鹽的食物在體內產生亞銷胺的毒素的方法。
二. 研究動機:
硝酸鹽大量存在於我們的生活中, 包含蔬果花草植物的肥料及日常用品中甚至飲水中也有。
我們將探討如何選擇和避免硝酸鹽含量最高的食物, 讓我們吃的健康, 硝酸鹽不是蔬果的原罪, 我們仍然鼓勵所有小朋友多吃蔬菜水果, 只是避開硝酸鹽而已, 即使吃到含硝酸鹽過量的物, 我們也想研究出解除硝酸鹽危害的方法。
三. 研究目的、項目與實驗:
研究1. 各種食物硝酸鹽與亞硝酸鹽檢測。(見研究過程與
方法之研究一並用圖表將實驗結果表示)
研究2. 根據研究1的實驗所做的綜合探討。
研究3. 蔬菜水果硝酸鹽殘留的原因。
研究4. 淹漬食物(如香腸、 臘肉等)硝酸鹽殘留的原因。
研究5. 生活中硝酸鹽使用的目的及何處有 ?
研究6. 食物中的硝酸鹽和亞硝酸鹽對人體造成的傷害
有那些。
研究7. 如何選擇低硝酸鹽/亞硝酸鹽含量之蔬果與食物。
研究8. 如何降低硝酸鹽含量, 研究出如可解除硝酸鹽和亞硝酸鹽進入人體後產生毒素亞硝胺的方法 。
四. 實驗的材料和設備:
A. 傳統市場蔬菜: 高麗菜、青江菜、白莧菜、A菜、空心菜、芥蘭、紅蘿蔔、白蘿蔔、菠菜、絲瓜、小白菜。
B. 有機蔬菜: 高麗菜、青江菜、白莧菜、A菜、空心菜、芥蘭、紅蘿蔔、白蘿蔔、菠菜、絲瓜、小白菜。
C. 熱狗, 香腸
D. 維生素C, 維生素E, 綠茶
E. 器材: 果汁機、秤子、德國的專業硝酸鹽試劑、德國的專業硝酸鹽試紙。
五. 研究過程及方法:
研究1—各種食物硝酸鹽/亞硝酸鹽含量檢測(實驗過程
與結果)
以下是本組實驗的過程和步驟:
- 不經洗淨蔬菜秤取蔬菜100g然後將蔬菜放入果汁機中。
- 用量杯取沒汙染的純水300cc, 倒入果汁機中。
- 開動果汁機直至蔬菜完全打碎(約1分鐘)。
- 倒出蔬菜汁至2只測試皿中(約5cc)。
- 將硝酸鹽試紙浸入測試皿中約1分鐘。
- 再將硝酸鹽和亞硝酸鹽測試液照規定滴入皿中。
- 靜待10分鐘得到變化的顏色結果, 顏色越深紫表示硝酸鹽和亞硝酸鹽含量越多, 反之顏色越黃, 那硝酸鹽含量越怟, 如果顏色不變那完全無硝酸鹽之含量。
- 將顏色變化對照標準值, 將硝酸鹽濃度記錄在實驗記錄表中。
一. 研究結果:
A. 傳統市場蔬菜 第1頁:
◎ 本實驗以100公克蔬菜加300c.c.純水在果汁機打碎所測得, 因此換算1000公克蔬菜在300c.c.純水中的數值要將上表的結果再乘以10
實驗結果 (續 1 )
A. 傳統市場蔬菜 第2頁:
◎ 本實驗以100公克蔬菜加300c.c.純水在果汁機打碎所測得, 因此換算1000公克蔬菜在300c.c.純水中的數值要將上表的結果再乘以10
實驗結果 (續 2 )
B. 維生素C 掺入下面傳統市場的蔬菜汁中所得結果 :
傳統市場蔬菜:
◎ 令人驚訝的測試數值 !!! 維生素C 掺入蔬菜汁中所得結果竟然是 『 零 』, 維生素C可以快速的結合亞硝酸鹽而轉變成氧化氮, 甚至會使其不能產生亞硝化或亞硝胺 !!!
實驗結果 (續 2 )
C. 有機蔬菜:
◎ 本實驗以100公克蔬菜加300c.c.純水在果汁機打碎所測得, 因此換算1000公克蔬菜在300c.c.純水中的數值要將上表的結果再乘以10
◎ 由上表我們得知有機蔬菜測得的亞硝酸鹽含量極低 !!
七. 討論:
研究2. 根據研究1的實驗所做的綜合探討:
在三、四週前本科展即已訂好探討與實驗的題目, 實在不知道是”巧”還是”不巧”, 最近的新聞在我們都已經對蔬菜及食物做完硝酸鹽實驗後, 才陸續報導有關蔬菜硝酸鹽含量高造成一時新聞的熱潮與民間的恐慌! 在此我們便會透過本科展報告詳細說明硝酸鹽的形成原因與對人體的影響, 以及如何去除硝酸鹽, 其實, 我們可以自信與大聲的透過本科報告, 告訴大家: “沒有那麼恐慌! 真的!”
首先, 我們要先知道, 硝酸鹽本身就存在大自然界中, 在生活中無所不在, 空氣、水、土壤多少都含有一些, 當然除了原本大自然存在的硝酸鹽外, 人們額外添加的硝酸鹽(此部份是人們要僅守控制及禁止使用)如保鮮防腐的添加劑, 增色劑, 蔬菜水果的化學肥料(如尿素、氮肥)豆類食品加工劑、植物花草的葉肥、莖肥、水族箱中水草的液肥營養劑等。
硝酸鹽本身其實跟大部分人們所認知的完全不同, 硝酸鹽本身是無害的, 對人體也是無礙的, 也不是許多不懂的人所發表的(記得曾有另一所小學有做過類似的科展)說硝酸鹽會致胃癌: NO! 我們說不是! 硝酸鹽不會的! 不過硝酸鹽會透過空氣、水的細菌在適合的PH值環境下將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽或在人或動物體內的胃透過菌類分解成亞硝酸鹽而亞硝酸鹽會再與其他含胺類的食物一併吃到胃內, 就會反應形成氮—亞硝基化合物或亞硝胺, 此亞硝酸胺就是會造成胃癌、腸癌、肝癌很強的致癌原, 此種氮—亞硝化除了人類的胃內, 還有結腸、膀胱、喠液內皆可能發生。
所以, 我們已知道含硝酸鹽及亞硝酸的食物不能與含胺類的食物一起吃, 那麼, 什麼食物含硝酸鹽/亞硝酸鹽?, 又什麼食物含胺類呢? 根據我們的研究, 含硝酸鹽/亞硝酸鹽的食物似乎無所不在, 當然最多的要算是本次研究1實驗中的蔬菜了, 除了蔬菜,另外還有像香腸、臘肉、培根、火腿、熱狗, 蔬菜中含量最高的是菠菜, 白莧菜, 紅蘿蔔、小白菜最高, 芹菜、茄子、雪紅除了這些吸收土壤裏的氮肥產生硝酸鹽外, 不新鮮的蔬菜也會形成硝酸鹽, 這些硝酸鹽的蔬菜, 醃製肉品在人體腸道內的細菌會硝酸鹽分解產生亞酸鹽, 另外, 經過鹽醃製過的
蔬菜如泡菜、醬菜、醬瓜也會將硝酸鹽轉成亞硝酸鹽。
好了, 如上所述, 硝酸鹽/亞硝酸鹽是這樣形成的那麼含胺類食物有那些呢? 我們分析查證知道含胺類食物主要為肉類。
包含紅肉, 尤其海產類, 如鯖魚、章魚、蚵類、蝦類、干貝、鱈魚、鯡魚、秋刀魚, 水果部分則有火龍果、蕃茄、酪梨、香蕉, 除此, 乳酪及咖啡中都有二級胺。
當然, 也有直接形成亞硝酸胺的食物, 尤其是乾燥的海產類食物(與乾燥的設備熱風管有關, 熱的風管中的氧化氮(NOx)會造成二級胺類的氮—亞硝化形成) 如鹹肉、醃肉、鹹魚(如鯖魚、魷魚干、乾蝦米、蚵乾、章魚…各式魚乾) 當然醃漬的泡菜也是危險的。
所以, 菠菜不可抄干貝, 火腿不可夾起司(學校附近的早餐店都是這樣做三明治的), 香腸不可配秋刀魚, 培根三明治不能同時喝優酪乳或養樂多….。
研究3. 蔬菜水果硝酸鹽殘留的原因
以下是我們的探討:
- 植物花草、葉及蔬菜(尤其是葉菜類)的種植上, 大量的使用化學肥料, 此化學肥料中以氮肥為主, 因為氮肥會使蔬菜快速長大, 葉片大, 重量重而且長的漂亮, 經我們了解肥料中氮的比例之高, 竟可達80%~85%以上, 而有機蔬菜使用的肥料為碳與氮併用的有機肥, 此肥料的碳、氮比約70:30, 因此有機蔬菜經實驗也含硝酸鹽, 但畢竟氮的比例約只有30%, 有機蔬菜長的較小較醜, 但耐存放, 化學肥料較多的一般蔬菜較大,較美, 但二天後即已萎縮軟化, 而不新鮮的蔬菜硝酸鹽易轉化成亞酸鹽, 因此這也是為什麼我們在實驗時有機蔬有驗出硝酸鹽含量, 但卻幾乎沒有亞硝酸鹽。
- 即使不施氮肥的蔬菜, 但空氣、水及土壤裏都含有相當程度的含氮物質, 植物光合作用或土壤水氣蒸發會產生氧化氮(NOx), 惡性循環下去, 其實蔬菜要避免不吸收硝酸鹽也很難。
- 為何葉菜類硝酸鹽較根莖類高, 那是因為果實肥料, 長葉片的肥料和根莖類肥料與開花肥料不一樣, 而葉菜類的葉肥最需要氮的原故。
- 有機肥中的有機介質也會透過水與空氣或土壤裏的細菌而產生硝酸鹽(硝酸鹽本身對植物是個營養劑
NO3(硝酸鹽)+H2O→ 光合作用後產生胺基酸與釋放營養如維生素)
- 由上知, 充足的陽光可讓植物消耗掉硝酸鹽。
研究4. 醃漬食物(如香腸、臘肉等)硝酸鹽殘留的原因:
臘肉、香腸、醃肉常加入硝酸鹽或亞硝酸鹽的目的為:
A. 做防腐劑, 且可抑制肉毒桿菌的生長(肉毒桿菌中毒會導致心跳加快, 瞳孔放大, 及視力模糊嚴重造成, 骨骼肌鬆弛, 呼吸困難)。
B. 使肉色鮮艷紅色, 使增加肉的外表美觀新鮮。
C. 使肉具有特殊風味。
研究5. 生活中硝酸鹽使用的目的及何處有?
在生活中, 硝酸鹽與亞硝酸鹽大量被使用在食品工業、 化學工業和農業中, 從保鮮防腐的添加劑、增色劑, 蔬果的化學肥料, 豆類食品加工劑, 植物花草的氮肥及水族箱內水草的營養劑等, 除此化粧品, 美容保養品中都有脾酒、麥芽糖, 還有煙草、香煙, 甚至便利商店內賣的炭酸飲料中無所不在。
凡是所有不是新鮮的食物都含有, 像是醃黃瓜, 醬瓜, 罐頭, 泡菜, 醃肉, 有的是自然產生, 有的是為了防腐用及植物營養用。
研究6. 食物中的硝酸鹽和亞硝鹽對人體造成的傷害有那些:
A. 我們前面說過, 硝酸鹽－亞硝酸鹽－亞硝胺之間的關係, 亞硝胺對各種類的動物包含人類而言都是強的致癌原, 它會造成結腸癌, 口腔癌, 食道癌, 胃癌, 肝癌, 這種氮—亞硝化反應在人體內多處會進行中, 包含口腔喠液中, 但是請注意(縱使亞硝胺為致癌原但硝酸鹽為不具造成人體健康危害的物質)。
B. 孕婦食物中含大量硝胺, 會致胎兒畸形。
C. 三個月內嬰兒飲食中含有亞硝胺, 可能導致藍嬰症, 手腳發黑, 麻木, 智力受損。
研究7. 如何選擇低硝酸鹽和低亞硝酸鹽含量之蔬果與食物
A. 即使有機蔬果仍被檢驗含有硝酸鹽含量, 但卻在亞硝酸鹽這部分幾乎含量極低, 且有機蔬菜可能可多保存1~2天, 新鮮蔬菜較腐敗軟化之蔬菜亞硝酸鹽含量相對較低, 因此有機蔬菜應還是最佳選擇。
B. 天氣睛朗, 有陽光時可能選擇葉菜類食用較好。
C. 不食醃漬的肉類、泡菜、醬瓜, 香腸、臘肉, 及不抽煙, 喝酒。
研究8. 如何降低硝酸鹽含量, 研究出如可解除硝酸鹽和亞硝酸鹽進入人體後產生毒素亞硝胺的方法 。
我們本次研究1的實驗中, 曾用市售維生素C 摻入含有硝酸鹽溶液中, 竟然發現測試液中已無硝酸鹽含量。
因此可以破壞亞硝化劑或能使胺類不能參與亞硝化反應的過程, 都是能抑制亞硝胺的形成, 以下是我們探討可有效抑制而知的方法:
(1) 維生素C
(2) 維生素E
以上兩種維生素可以快速的結合亞硝酸鹽而轉變成氧化氮. 而使其不能產生亞硝化劑或硝胺, 但這都必需在有氧的環境下進行。
(3) 多酚類物質: 所有的酚類物皆可抑制亞硝化過程。
(4) 綠茶中的兒茶素: 雖然兒茶素(兒茶酸)也屬於酚類, 但它抑制亞硝胺的形成更較其它酚類有效率, 大部份的亞硝酸鹽被用來作為酚類物質的碳—亞硝化或苯二酮的形成而無足夠的亞硝酸鹽可供亞硝胺的形成。
(5) 其它如二氧化硫, 亞硫酸鹽皆可抑制亞硝化過程的進行。
八. 結論:
我們洋洋灑灑的研究報告中, 我們不斷的搜集資料—探討, 再搜集資料—再探討, 我們找遍很多生物、化學書籍, 跑過書店與水族館和菜市場, 有機蔬菜門市, 詢問營養專家, 蔬菜產銷公司負責人, 我們更長時間在電腦前上網搜尋所有有關硝酸鹽—亞硝酸鹽—亞硝胺的關係, 形成及對人體的健康危害, 在寫這篇報告的結尾的這時候, 我們豁然開朗, 我們因詳細了解後而無所懼!
我們做如下的結論:
一. 硝酸鹽部份存在於大自然界中, 部份是人為施作添加的, 其實避開硝酸鹽有些困難。
二. 硝酸鹽其實對人體沒有太大傷害, 但是硝酸被微生物分解還原成的亞硝酸鹽, 亞硝酸鹽再與食物中的基質一胺類結合後所產生的亞硝胺才是真正致胃癌, 結腸癌, 食道癌, 肝癌的很強的致癌原, 同時它會傷害孕婦體內的胎兒成畸胎, 致嬰兒成藍嬰症。
三. 怎樣的食物處理方式更會加重亞硝酸鹽及亞硝胺濃度呢?
- 醃漬食物: 如醃肉, 香腸, 醃魚, 罐頭, 醬瓜。
- 發酵食物:如泡菜， 私釀酒類， 劣等發酵的醋， 酵素。
- 高温油炸食物：薯條, 雞排, 臭豆腐。
- 尤其高温的肥肉, 油脂更會產生亞硝胺, 瘦肉較肥肉不會形成氮—亞硝化合物。
- 乾燥食物: 如乾燥蔬果, 魚乾(尤其魷魚乾), 乾燥海鮮如干貝。
四. 少吃熟成的乳酪(起司), 少吃醃漬食物。
五. 某些食物與某些食物不能一起吃: 香腸及魷魚, 臘肉與秋刀魚, 香腸與優酪乳或熟成的起司。
六.
針對種種探討: 我們想告訴大家在人體內要形成致癌的亞硝胺其實也沒那麼簡單:
甲、 可在吃蔬菜時或可能有硝酸鹽/亞硝酸鹽汙染的食物前後多吃富含維生素C的蔬菜水果, 像芭樂, 檸檬, 奇異果等, 或平常養成多喝綠茶的習慣, 可讓體內不致產生亞硝胺, 當然多酚類物質如蕃茄, 草莓, 藍莓, 覆盆子也有幫助。
乙、 第二道防線是胆汁中的胆酸可抑制亞硝化合物。
丙、 遵循前述某些食物不知某些食物一起吃。
丁、 人體內有免疫機制, 可調控突變之癌細胞, 只要維持正常, 均衡而營養的健康飲食維持正常的體內良性循環與免疫機制。
戊、 烹煮食物方法要注意勿高温油炸。
己、 體內自行分泌的酵素及益菌可分解,抑制。
庚、 細胞本身會斷合成G.S.H. 排除體內各種毒素與基本防禦機制。
台灣的氣候為亞熱帶海島型氣候, 溫暖而多雨, 因為如此, 我們身處台灣寶島可食用的蔬菜水果種類繁多, 為之幸甚 !!!
我們均衡飲食，無需對硝酸鹽過度恐慌。硝酸鹽存在自然界中，蔬菜水果中均天然含有，濃度差異因植物品種、栽種環境與方式、日照長度及季節等因素而不同。蔬菜提供膳食纖維、維他命和礦物質，是人體營養素攝取之重要來源，且有助預防疾病，何況硝酸鹽不會致癌，會致癌的是亞硝酸鹽與含胺類食物一起食用所產生的氮-亞硝化合物或亞硝胺 !!!
而蔬果中亦含有豐富的抗氧化劑如維生素C等, 且蔬果中所含的豐富維生素C在人體內會即時抑制硝酸鹽與亞硝酸鹽 !!!
因此從蔬果攝入硝酸鹽相信不會對健康帶來風險, 進食蔬果帶來的好處應高於蔬果攝入硝酸鹽風險
我們仍應保持均衡攝取多種類蔬菜水果，而蔬果經清洗、去皮、烹煮後可去除大部分硝酸鹽, 並且飯前飯後吃一棵富含維生素C的芭樂奇異果除了助消化還可以抑制硝酸鹽與亞硝酸鹽。
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