高中生物生物技术在食品加工中的应用第6课时泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定同步备课名师制作优质教学案浙科版.docx

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高中生物生物技术在食品加工中的应用第6课时泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定同步备课名师制作优质教学案浙科版

第6课时　泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定

考试要求

知识内容

考试属性及要求

考情解读

泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定

加试

1.进行泡菜的腌制，说明泡菜腌制的原理。

2.测定泡菜中亚硝酸盐的含量。

3.讨论相关的食品安全问题。

一、泡菜的腌制

1.有关微生物：

泡菜制作时起主要作用的微生物是假丝酵母和乳酸菌。

2.泡菜制作原理：

在无氧的条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物进行发酵，发酵产物有有机酸和醇类物质等。

3.泡菜制作流程

阅读教材，完善下面的材料并思考问题：

1.下图为乳酸菌示意图，思考回答相关问题：

（1）乳酸菌是单细胞的原核生物；其常见的增殖方式是分裂生殖；主要分布在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等。

（2）乳酸菌的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。

反应式：

C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）。

2.实验步骤

（1）各种菜洗净并切成3～4cm长的小块。

（2）将泡菜坛洗净，并用热水洗坛内壁两次。

（3）将各种蔬菜、盐水、糖及调味品放入坛，混合均匀。

如果希望发酵快些，可将蔬菜在开水中浸1min后入坛，再加上一些白酒。

（4）将坛口用水封好，防止外界空气进入。

（5）腌制1周左右即可开坛食用，也可随时加入新鲜蔬菜，不断取用。

（6）如果加入一些已经腌制过的泡菜汁更好，这相当于接种已经扩增的发酵菌，可减少腌制时间。

3.思考与讨论

（1）加入白酒起什么作用？

答案　白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。

（2）食糖和盐的含量及作用

①水与盐质量比为4∶1。

②盐的作用为灭菌，渗出蔬菜中水分，以及调味。

③盐含量过多，抑制乳酸菌自身繁殖；盐含量过少，杂菌滋生繁殖。

（3）用水封闭坛口起什么作用？

不封闭有什么后果？

答案　水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，这是最简易的造成无氧环境的方法。

这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。

如不封闭，则会有许多需氧腐生菌生长，蔬菜会腐烂。

（4）厌氧发酵和有氧发酵的产物有什么不同？

答案　乳酸菌产生乳酸属于厌氧发酵；酵母菌产生乙醇属于厌氧发酵，如继续进行有氧发酵，则产物被氧化而产生乙酸，醋化醋杆菌产生乙酸属于有氧发酵；此外，需氧型微生物的作用也可使蔬菜腐烂。

小贴士　泡菜制作的条件控制与注意事项

1泡菜坛的选择：

选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。

用水封闭坛口与坛外空气隔绝，这是最简易的造成无氧环境的方法。

这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。

如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。

2腌制条件的控制：

腌制过程中要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。

温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，都容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。

3泡菜坛内有时会长一层白膜，这是由产膜酵母菌繁殖产生的。

酵母菌是兼性厌氧型微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。

1.在泡菜的制作过程中，不正确的是（　　）

A.按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水

B.按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水

C.盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染

D.在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境

答案　B

解析　泡菜的制作依靠的是乳酸菌的厌氧呼吸；制作时要防止污染，以防泡菜腐败变质，清水与盐的质量比为4∶1，若食盐量不足，也易造成细菌大量繁殖。

2.家庭中制作泡菜的方法：

新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。

下列与此过程相关的叙述，不正确的是（　　）

A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒

B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种

C.制作泡菜过程中，有机物的干重和种类将减少

D.若制作的泡菜咸而不酸，最可能的原因是大量食盐抑制了乳酸菌的发酵过程

答案　C

解析　制作泡菜时，所用的泡菜坛要用白酒擦拭消毒，防止杂菌污染，A项正确；加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种，B项正确；制作泡菜的过程中，乳酸菌进行厌氧呼吸消耗有机物，有机物的干重减少，种类增多，C项错误；如果制作泡菜时盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，抑制乳酸菌生长，导致制作的泡菜“咸而不酸”，D项正确。

二、亚硝酸盐的定量测定

1.测定原理

亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N1萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量测定。

2.亚硝酸盐的定量测定流程

（1）样品处理：

泡菜25g制匀浆过滤后调pH至8.0→加硫酸锌溶液25mL→加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀→水浴加热至60°C→过滤取滤液定容至500mL。

（2）测定：

10mL样品溶液＋4.5mL氯化铵缓冲液＋2.5mL60%乙酸溶液＋5mL显色液→定容至25mL→暗处静置25min→550nm处测定光密度值（以10mL水作空白对照）。

3.标准曲线的绘制

以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值（OD值）为纵坐标，绘制标准曲线。

4.计算

公式：

X1＝

X1：

样品中亚硝酸盐含量，单位mg/kg；

m1：

样品质量，单位g；

m2：

通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量，单位μg；

V1：

样品处理液总体积；

V2：

测定用样品液体积。

1.实验中加入氢氧化钠和硫酸锌溶液，产生的白色沉淀是什么？

有何作用？

答案　白色沉淀是氢氧化锌，作用是在加热至60℃后沉淀析出蛋白质，经过滤可将样液中蛋白质分离除去。

2.氯化氨缓冲液有什么作用？

答案　氯化氨缓冲液可以缓和溶液中pH变化，以免pH大幅度变化影响显色反应。

3.我国卫生标准规定，泡菜中亚硝酸盐含量不超过20mg/kg。

若实验中通过标准曲线得到10mL样品溶液中亚硝酸盐含量为5μg，则实验用泡菜是否合格？

答案　根据公式X＝＝＝10mg/kg，所以实验用泡菜合格。

4.根据下图泡菜的制作装置图，回答问题：

（1）该装置内的主要微生物是乳酸菌，属于原核（真核或原核）生物。

（2）说明装置中“放水”的作用？

答案　装置中“放水”的作用在于为泡菜坛营造“厌氧”环境。

（3）在泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量有怎样的变化规律？

为什么要测定亚硝酸盐的含量？

答案　在泡菜制作过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减少。

测定亚硝酸盐含量的目的是掌握取食泡菜的时机。

（4）下图为乳酸菌的数量、乳酸和亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线，请将三幅图分别填上“纵轴标识”。

①～③纵轴标识依次为乳酸菌、亚硝酸盐、乳酸。

知识拓展　泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化

发酵前期：

先有需氧菌活动，当产生厌氧环境时，乳酸菌才开始活动。

乳酸菌和乳酸的量较小，由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所增加。

发酵中期：

由于乳酸菌产生大量乳酸，其他菌的活动受到抑制，此时，乳酸菌数量达到高峰，乳酸的量继续积累。

由于硝酸盐还原菌的活动受到抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。

发酵后期：

由于乳酸的积累，酸度继续加大，乳酸菌的活动也开始受到抑制，乳酸菌数量下降，乳酸的量继续积累，硝酸盐还原菌的活动完全被抑制。

3.有关测定亚硝酸盐含量的叙述，不正确的是（　　）

A.亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应需要在酸化条件下才会发生

B.重氮化反应后重氮盐与N1萘基乙二胺偶联形成紫红色染料

C.对显色反应进行目测，可精确算出泡菜中亚硝酸盐的含量

D.亚硝酸钠标准溶液（储液）要在冰箱中避光保存

答案　C

解析　对显色反应进行目测，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量，但不能精确算出。

拓展提升　泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量的变化

发酵时期

乳酸菌含量

乳酸含量

亚硝酸盐含量

发酵初期

少（O2抑制乳酸菌活动）

少

增加（硝酸盐还原菌的作用）

发酵中期

最多（乳酸积累抑制其他杂菌活动）

积累增多、pH下降

下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）

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

下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）

4.某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：

某年1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6kg，再分别倒入相同量的煮沸并冷却的10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。

封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，后来定时测定，结果见图。

请回答以下问题：

（1）实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是。

在腌制过程中，会出现坛中溶液量增加，这是由于。

（2）测定亚硝酸盐含量的方法是，其原理是：

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，将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。

（3）该小组对实验数据的处理方法是否合理？

。

并说明理由

。

（4）根据图中数据进一步分析，可推测在腌制过程中的第d，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值。

若要食用，至少要在腌制的第d比较好。

（5）实验中3只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异，最可能的原因是

。

答案　

（1）加热煮沸是为了杀灭盐水中的杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响　外界溶液浓度过高使细胞渗透失水

（2）比色法　玫瑰红色染料

（3）不合理　应将三个坛中每次测定的亚硝酸盐的含量分别记录，求出平均值，然后以时间为横坐标，亚硝酸盐的含量为纵坐标画出一条曲线

（4）3　10　（5）各坛中微生物种类和数量可能存在差异（其他合理答案也可）

解析　加热煮沸可以杀灭各种杂菌，冷却后再使用，可以使菌种进行正常的生命活动，腌制过程中，外界溶液的浓度大，使细胞渗透失水，增加了坛中溶液量。

可以用比色法定量测定亚硝酸盐含量。

数据应分别记录，再算出平均值。

从三个曲线图中可以看出，在腌制第3d亚硝酸盐的含量最高，第10d亚硝酸盐浓度降到比较低的水平，可以食用泡菜。

微生物的种类和数量不同可能会导致产生的亚硝酸盐的量存在差异。

一题多变

判断正误：

（1）泡菜腌制中起主要作用的是假丝酵母和醋化醋杆菌（　　）

（2）亚硝酸盐对人体有害，是致癌物质（　　）

（3）腐败的蔬菜、火腿烤肉、咸菜等食品中均含有较多的亚硝酸盐（　　）

（4）测定泡菜中亚硝酸盐含量的方法是光电比色法（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）√

1.下列关于乳酸菌的叙述中，不正确的是（　　）

A.乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌

B.它在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内均有

C.一个泡菜坛里的所有乳酸菌构成一个种群

D.乳酸菌是严格厌氧微生物

答案　C

解析　乳酸菌种类繁多，常见种类有乳酸链球菌和乳酸杆菌，除此之外还有50多种，在自然界中的分布非常广泛。

但所有乳酸菌都有一个共同特征，即在厌氧条件下能将糖类转化为乳酸。

一个泡菜坛内的乳酸菌不一定同种，所以不能构成一个种群。

2.要使泡菜制作成功最主要的条件是（　　）

A.无氧环境B.有氧环境

C.加盐D.加香辛料

答案　A

解析　泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌进行的厌氧发酵，产生的乳酸使得泡菜清香脆嫩、酸咸可口，所以关键是创造一个无氧环境。

3.制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的操作中，制备样品处理液不需要的溶液是（　　）

A.蒸馏水B