学年高中生物人教版选修1配套学案专题一课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量.docx
《学年高中生物人教版选修1配套学案专题一课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年高中生物人教版选修1配套学案专题一课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
学年高中生物人教版选修1配套学案专题一课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
学习目标
课程标准
1．尝试制作泡菜并尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化。
（重点和难点）
2．说出泡菜制作过程中乳酸菌发酵的原理。
3．关注食品安全问题。
1．能利用乳酸菌制作泡菜；
2．学会测定泡菜制作过程中亚硝酸盐含量变化的方法。
自主学习·预习热身
一、乳酸菌的特点
1．生物学特征
（1）__单__细胞的__原核__生物；
（2）种类：
__乳酸链球__菌和__乳酸杆__菌；
（3）增殖方式：
__分裂__生殖；
（4）分布：
空气、__土壤__、植物体表、人或动物的__肠道__等。
2．代谢特点
（1）代谢类型是__异养厌氧__型，在__无氧__条件下，能分解葡萄糖为__乳酸__，可用来生产泡菜和__酸奶__。
（2）反应式：
C6H12O6
__2C3H6O3__（乳酸）。
二、泡菜的制作流程
1．原料加工
选取__新鲜__的蔬菜，进行__修整、洗涤、晾晒__，切分成__条状或片状__。
2．配制盐水
盐水按清水与盐的质量比为__4∶1__的比例配制好后__煮沸冷却__备用。
3．装坛
将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入坛内，装至__半坛__时，放入__蒜瓣__及__其他香辛料__等调味品，继续装至__八成满__，再徐徐注入配制好的__盐水__，使盐水没过__全部材料__，盖好坛盖。
4．封坛发酵
盖好坛盖。
在坛盖边沿的__水槽__中注满__水__，以保证坛内乳酸菌发酵所需的__无氧__环境。
在发酵过程中要注意经常向__水槽补充水__。
发酵时间长短受室内__温度__的影响。
5．成品。
三、亚硝酸盐的性质
1．理化特性：
为白色粉末，易溶于水。
2．分布：
亚硝酸盐在蔬菜中的平均含量约为__2.4__mg/kg；咸菜中的平均含量为__7__mg/kg以上；而豆粉中的平均含量可达__10__mg/kg。
3．危害：
膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到__0.3～0.5__g时，会引起中毒；当摄入总量达到__3__g时，会引起死亡。
4．在人体内的代谢特点：
正常情况下亚硝酸盐可以__随尿排出__；只有在特定条件下（适宜的__pH__、__温度__和__一定的微生物__作用），才会转变为致癌物——__亚硝胺__。
思考
乳酸菌代谢类型为厌氧型，泡菜制作过程中哪些措施有利于为菌种提供厌氧环境？
提示：
盐水没过全部菜叶、泡菜坛水槽中注满水，均可为乳酸菌营造厌氧环境。
┃┃活学巧练__■
判断题
1．日常生活中不能吃存放时间长、变质蔬菜的原因是其内含的大量亚硝酸盐可致癌。
（×）
分析：
存放时间长、变质的蔬菜中含有大量的亚硝酸盐，亚硝酸盐在特定的条件下会转变成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用，同时对动物具有致畸和致突变作用。
2．加入“陈泡菜水”的作用是调味。
（×）
分析：
加入“陈泡菜水”的目的是提供乳酸菌菌种。
3．乳酸菌是严格厌氧菌，在有氧条件下其生存受抑制或死亡。
（√）
4．发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量。
（√）
5．制作泡菜配制盐水时，清水与盐的质量比为1∶4。
（×）
分析：
质量比应为4∶1。
6．在碱性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N—l—萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。
（×）
分析：
该过程发生在盐酸酸化条件下，不是碱性条件下。
新知解读·互动探究
知识点
乳酸菌发酵和亚硝酸盐
┃┃要点归纳__■
1．乳酸菌的形态及分布
凡能发酵糖类生成乳酸的细菌称为乳酸菌，属原核生物。
乳酸菌种类很多，常见的乳酸菌有乳酸链球菌（球状）、乳酸杆菌（杆状）。
在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布。
繁殖快，以二分裂方式进行繁殖。
乳酸菌耐盐，最适pH为5，为发酵中的先锋队。
在酱油、酱类酿制，腌菜和泡菜的腌制，干酪、酸奶等乳制品的生产中，乳酸菌都起着积极作用。
2．乳酸菌发酵的原理
在无氧条件下，乳酸菌能将葡萄糖分解为乳酸。
反应式：
C6H12O6
2C3H6O3＋能量
3．亚硝酸盐
（1）物理性质
亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂（一般用作防腐剂）。
（2）分布：
在自然界中，亚硝酸盐分布广泛。
据统计，蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4mg/kg，咸菜中亚硝酸盐的平均含量在7mg/kg，而豆粉中的平均含量可达10mg/kg。
（3）对人体的影响：
膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入总量达到0.3～0.5g时，会中毒；当摄入总量达到3g时，会引起死亡。
（4）要求标准：
我国卫生标准规定，亚硝酸盐的残留量在肉制品中不得超过30mg/kg，酱腌菜中不得超过20mg/kg，而婴儿奶粉中不得超过2mg/kg。
┃┃典例评析__■
典例1 关于亚硝酸盐的叙述，正确的是（ C ）
A．亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂，可多加
B．绿色食品不会含有亚硝酸盐
C．亚硝酸盐在人体胃内易变成亚硝胺
D．水煮的越久亚硝酸盐的含量越少
[解析] 亚硝酸盐分布广泛，在土壤、水、鱼、谷、绿色蔬菜中都有，水煮沸越久，亚硝酸盐浓度越大，含量不会减少。
亚硝酸盐在食品生产中可作食品添加剂，但量多会使人中毒。
亚硝酸盐在动物和人体胃的酸性环境中，在相关酶的催化作用下转变为亚硝胺。
┃┃变式训练__■
1．泡菜制作过程中，许多乳酸菌产生大量乳酸，共同抑制其他菌的生长，乳酸积累过多，又会抑制乳酸菌自身的生长，以上体现出的生物关系依次是（ B ）
A．种内互助、种内斗争、种间竞争
B．种内互助、种间竞争、种内斗争
C．种内斗争、种间竞争、种内互助
D．种间斗争、种内斗争、种内互助
[解析] 泡菜腌制初期，乳酸菌和其他杂菌并存，数量相对较少，这时乳酸菌之间存在种内互助，以抑制杂菌的生长，而和其他杂菌的关系是种间竞争，但是到发酵后期，其他杂菌被杀灭，大量乳酸菌繁殖，由于营养物质和空间资源有限，所以乳酸菌之间又转化为种内斗争。
知识点
泡菜制作过程
┃┃要点归纳__■
1．实验流程
2．制作过程
选择容器——应选择质地好、无裂纹、无砂眼、吸水良好、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
选择原料——选择质地鲜嫩，肉丰富，无虫咬，无烂痕、斑点者为佳。
香辛料：
可选择辣椒、八角、桂皮、生姜、胡椒、花椒、蒜等。
原料处理——将鲜菜修整、清洗、阳光下晾晒到菜表皮萎蔫时收起，切成条状或片状。
配制盐水——按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制，并将盐水煮沸冷却。
装坛——将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入泡菜坛中，装至半坛时放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满，再徐徐注入配制好的盐水，使盐水没过全部材料，盖好坛盖。
封坛——向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
成品——将封好的坛子，放在室温下20℃环境中约15天，便可制成清脆爽口的泡菜了。
知识贴士
①腌制过程要注意食盐用量：
水盐质量比为4∶1，食盐用量过高，口味不佳，泡菜中亚硝酸盐含量过高；食盐用量过低，低于10%则会导致杂菌大量繁殖，泡菜腐败。
②配制的盐水要煮沸冷却后使用，以有效杀灭水中的微生物及除去水中氧气，以利于乳酸菌发酵。
┃┃典例评析__■
典例2 有关泡菜发酵过程中的叙述，正确的是（ D ）
A．发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高
B．发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用
C．发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶
D．发酵过程中要经常补充水槽中的水
[解析] 泡菜制作过程中，随着泡菜发酵中产生的酸味，亚硝酸盐的含量也会逐渐下降；发酵过程中主要是乳酸菌的作用，还有酵母菌的发酵作用可以改善产品风味；发酵中的乳酸菌不分解蛋白质和果胶，可保持蔬菜脆嫩而不软化腐败；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内无氧状态。
┃┃变式训练__■
2．某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不当泡菜腐烂。
下列原因中正确的是（ B ）
①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖
②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖
③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖
④罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长和繁殖
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④
[解析] 乳酸菌代谢所需的条件必须是无氧；泡菜腐烂证明有杂菌污染。
知识点
亚硝酸盐含量的测定
┃┃要点归纳__■
1．原理：
在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N—1—萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，将显色样品与已知浓度的标准液进行目测比较，大致估算出食品中亚硝酸盐的含量。
2．亚硝酸盐含量测定流程图：
→
→
→
3．制备样品处理液流程图：
4．实验中所用试剂、药品及作用
序号
试剂、药品
作用
1
对氨基苯磺酸
与亚硝酸盐发生重氮化反应
2
盐酸
调节pH成酸性、溶解对氨基苯磺酸
3
N－1－萘基乙二胺盐酸盐
与重氮化反应的产物结合，生成玫瑰红色染料，作为测定亚硝酸盐含量的指示剂
4
硅胶
干燥剂，用于干燥亚硝酸钠
5
干燥后的亚硝酸钠
制备相应浓度的标准显色液
6
氯化镉、氯化钡
作为亚硝酸盐的提取剂
7
氢氧化钠
中和过多的盐酸和乳酸
8
氢氧化铝
作为吸附剂，使泡菜滤液脱色，变澄清
9
蒸馏水
作为溶剂
┃┃典例评析__■
典例3 下列关于测定亚硝酸盐含量的操作，错误的是（ D ）
A．质量浓度为4mg/mL的对氨基苯磺酸溶液呈酸性
B．对氨基苯磺酸溶液和N－1－萘基乙二胺盐酸盐溶液，应避光保存
C．质量浓度为5μg/mL的亚硝酸钠溶液应保持弱碱性环境
D．制备样品处理液，加入氢氧化铝的目的是中和氢氧化钠
[解析] 对氨基苯磺酸溶液和N—1—萘基乙二胺盐酸盐溶液都呈酸性，为保证其稳定性，应低温密闭保存。
亚硝酸钠标准液配料过程中应保持弱碱性环境以免形成亚硝酸挥发；制备样品处理液，加入氢氧化铝的目的是使滤液中色素脱色，使滤液变得无色透明。
┃┃变式训练__■
3．下列有关泡菜的制作和亚硝酸盐含量的测定实验的叙述，正确的是（ B ）
A．将新鲜蔬菜与煮沸冷却的盐水（盐和清水的质量比为1∶4）混匀装瓶
B．发酵过程中始终要保持密封状态，泡菜坛盖边沿的水槽中要始终装满水
C．在酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成玫瑰红色沉淀
D．随发酵进行，亚硝酸盐含量逐渐增加，用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定
[解析] 泡菜制作中应先加蔬菜，再加盐水，且盐与水的比例为1∶4，A错误；由于乳酸菌的严格厌氧，因此发酵过程始终要保持密封状态，泡菜坛盖边沿的水槽中要始终装满水，B正确；在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，C错误；随发酵的进行，亚硝酸盐含量先逐渐增加，而后又逐渐降低，用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定，D错误。
指点迷津·拨云见日
1．泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化
泡菜坛中的亚硝酸盐含量变化为：
在腌制后的第4天，三只泡菜坛中亚硝酸盐的含量达到最高峰，而第10天泡菜坛中的亚硝酸盐含量开始明显下降。
这可能是由于泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于杂种细菌的繁殖（包括一些硝酸盐还原菌），这些细菌可促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。
但随着腌制时间的延长，乳酸菌大量繁殖，产生乳酸，对硝酸盐还原菌产生抑制作用，使其生长繁殖受影响，加上泡菜中含有大量抗突变或抗癌物质，如维生素C，能阻断亚硝酸盐及亚硝胺合成，致使泡菜中亚硝酸盐含量下降。
亚硝酸盐的含量变化趋势如图：
2．泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵
初期
少（有O2，乳酸菌活动受抑制）
少
增加（硝酸盐还原菌的作用）
发酵
中期
最多（乳酸抑制杂菌活动）
积累、增多、pH下降
下降（硝酸盐还原菌活动受抑制，部分亚硝酸盐被氧化）
发酵
后期
减少（乳酸继续积累，pH继续下降，抑制乳酸菌活动）
继续增多，pH继续下降
相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
曲线
模型
知识贴士
（1）泡菜腌制成功的关键：
营造无氧环境。
（2）检测指标：
乳酸的含量。
（3）泡菜成熟期：
乳酸含量为0.6%～0.8%，风味、品质最好。
（4）亚硝酸盐使人体中毒原理：
亚硝酸盐是一种强氧化剂，会导致红细胞内的低价铁血红蛋白被氧化成高价铁血红蛋白，使血红蛋白失去携带氧气的能力，导致缺氧性中毒症状。
（5）亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的。
典例4 请利用相关的知识回答下列问题：
（1）制作泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是__杀灭杂菌（除去氧气）__。
为了缩短制作时间，可在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入少量陈泡菜液的作用是__增加乳酸菌数量__。
（2）泡菜发酵过程中会产生多种酸，其中主要的是乳酸，还有少量的亚硝酸。
从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸。
这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是__乳酸菌数量增多，杂菌数量减少__，原因是__乳酸菌产生了乳酸抑制了其它杂菌的生长__。
[解析]
（1）高温煮沸具有消毒杀菌作用，所以为了防止盐水中微生物的污染，需先煮沸。
陈泡菜液中含有乳酸菌，因此向冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液能够增加乳酸菌数量。
（2）由于乳酸菌产生了乳酸，其比杂菌更耐酸，所以随着酸性增强，乳酸菌数量增多，杂菌数量减少。
核心素养·技能培优
案例 下面是有关食醋和泡菜制作的实验。
请回答：
（1）食醋可以大米为原料经三步发酵来制作：
第一步：
大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成__糊精__（填中间产物），然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用__碘液（或KI—I2溶液）__（填淀粉指示剂）来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。
第二步：
用__酵母__菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是__发酵过程中会产生大量CO2，若密闭，使瓶内压力升高而可能引起爆裂__。
第三步：
用__醋酸__菌将乙醇转化成乙酸，这一过程__需要消耗__氧气。
（2）泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是__乳酸（或有机酸）___，还有少量的亚硝酸。
对亚硝酸盐的定量测定可以用__比色__法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N—l—萘基乙二胺盐酸盐结合，形成__玫瑰红__色化合物。
进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是__作为对照__。
（一般是与已知浓度的标准显色液对比）
[思维过程] 1．制作果酒和果醋的实验流程示意图
醋酸制作：
首先在无氧条件下进行酒精发酵产生乙醇，再在有氧条件下进行醋酸发酵产生醋酸。
2．回顾泡菜的制作过程，理清：
（1）乳酸菌发酵的实质及场所；
（2）影响亚硝酸盐含量的因素；（3）乳酸菌与其他杂菌的关系。
[解析]
（1）大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶（淀粉酶必须冷却后加入，因为酶的催化活性受温度的影响），大米的主要成分是淀粉，在淀粉酶催化作用下，分解成糊精（主要含麦芽糖等），这一过程可用碘液（或KI—I2溶液）来检测反应的情况。
酵母菌将葡萄糖转化成乙醇的过程中产生CO2，随反应的进行，发酵瓶中CO2逐渐增多，若密闭，瓶内压力升高，可能引起破裂，所以不要完全密闭。
醋酸菌是好氧型细菌，在将乙醇转化成乙酸的过程中消耗氧气。
（2）泡菜发酵过程离不开乳酸菌，其产生的酸主要是乳酸和少量的亚硝酸。
亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时就会引起人中毒，必须对泡菜中的亚硝酸盐含量进行测定。
其测定方法可用比色法。
[方法技巧]
几种发酵技术的比较
果酒和果醋的制作
腐乳的制作
制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
制作原理
果酒：
酵母菌的无氧呼吸
果醋：
醋酸菌的有氧呼吸
毛霉可产生蛋白酶、脂肪酶
乳酸菌的无氧呼吸；在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N—1—萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料
有关反应式
果酒：
C6H12O6
2C2H5OH＋2CO2
果醋：
C2H5OH＋O2
CH3COOH＋H2O
蛋白质
肽、氨基酸，脂肪
甘油、脂肪酸
C6H12O6
2C3H6O3；
NO
＋对氨基苯磺酸
反应物
反应物＋N—1—萘基乙二胺盐酸盐―→玫瑰红色染料
问题释疑·探究升华
教材P9“旁栏思考题”
酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。
抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。
教材P10“旁栏思考题”
1．有些蔬菜，如小白菜和萝卜等，含有丰富的硝酸盐。
当这些蔬菜放置过久发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。
2．形成白膜是由于产膜酵母菌的繁殖。
产膜酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合产膜酵母菌繁殖。
知识构建·条分缕析
泡菜的制作
亚硝酸盐的含量测定
结果分析与评价→亚硝酸盐的形成，含量变化及其危害
莘莘学子，最重要的就是不要去看远方模糊的，而要做手边清楚的事。
每一日所付出的代价都比前一日高，因为你的生命又消短了一天，所以每一日都要更用心。
这天太宝贵，不就应为酸苦的忧虑和辛涩的悔恨所销蚀，抬起下巴，抓住这天，它不再回来。
加油！
！
升级会员 