人教版生物选修一讲义专题1 课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 含答案.docx
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人教版生物选修一讲义专题1课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量含答案
课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
学习目标:
1.了解泡菜的制作过程和注意事项。
(重点) 2.用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化。
(难点)
1.泡菜的制作
(1)泡菜制作所用菌种及原理
①菌种:
乳酸菌。
②发酵原理:
在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸。
(2)泡菜制作的流程
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
↓
配制盐水:
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
↓
装坛:
将蔬菜装至半坛时,放入调味品,继续装至八成满,再徐徐注入配制好的盐水,使盐水没过全部菜料
↓
封坛发酵:
盖好坛盖,在坛盖边沿的水槽中注满水,发酵时间长短受室内温度的影响
↓
成品
(3)腌制的条件及关键
①条件:
在腌制过程中,要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。
温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。
②关键:
泡菜制作的核心步骤是乳酸菌发酵,选择容器、制备盐水、搭配调料是泡菜制作的关键步骤。
2.亚硝酸盐含量的测定
(1)亚硝酸盐
物理性质
白色粉末,易溶于水
应用
在食品生产中常用作食品添加剂
分布
分布广泛,存在于蔬菜、咸菜和豆粉等食品中
危害
人体摄入总量达到0.3~0.5_g时会引起中毒;摄入总量达到3g时会引起死亡
我国卫生标准
肉制品中不得超过30mg/kg,酱腌菜中不超过20mg/kg,婴儿奶粉中不得超过2_mg/kg
代谢
绝大多数随尿排出,但在特定条件下,即适宜的pH、温度和一定的微生物作用下,会转变为致癌物——亚硝胺
(2)亚硝酸盐含量的测定
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N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料,可通过目测比较,大致估算其含量。
②方法:
比色法。
通过将待测溶液和试剂反应后的样品与标准显色液作比较,得出待测溶液的亚硝酸盐含量。
③测定操作:
配制溶液―→制备标准显色液―→制备样品处理液―→比色。
1.判断对错
(1)制作的原理是乳酸菌有氧呼吸产生乳酸。
( )
(2)泡菜坛要选择密封性好的坛子。
( )
(3)盐水要浸没全部菜料。
( )
(4)制作时间与温度有关系。
( )
提示:
(1)× 乳酸菌是厌氧微生物。
(2)√ (3)√ (4)√
2.在制作泡菜的过程中,下列描述不正确的是( )
A.按照清水与盐的质量比为4∶1配制盐水
B.发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用
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
B [配制盐水时,清水与盐的质量比为4∶1,盐水煮沸,可除杂菌、防污染;发酵过程主要为乳酸菌的作用,另外还有酵母菌的作用;乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型,因此在坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境。
]
3.测定泡菜样品中亚硝酸盐的含量时,氢氧化铝乳液的作用是( )
A.与亚硝酸盐发生颜色反应
B.提取泡菜当中的亚硝酸盐
C.吸附泡菜汁中的杂质,使泡菜汁透明澄清
D.用于制备标准显色液
C [测定亚硝酸盐含量用比色法,使用氢氧化铝乳液可使样品澄清。
]
泡菜制作的原理与实验设计
[合作交流]
1.为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶?
提示:
酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用,抗生素能够杀死乳酸菌或抑制其生长。
2.酸牛奶是经过加工变质的牛奶,与鲜牛奶相比二者谁的营养价值高?
为什么?
提示:
酸牛奶。
因为牛奶经发酵后把大分子物质转变成小分子物质,易被人体吸收。
3.在泡菜制作的发酵过程中,为什么要经常向泡菜坛的水槽中补充水?
提示:
为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
1.泡菜发酵过程
(1)发酵初期
①参与的微生物种类:
主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃。
②发酵过程:
该阶段主要大量消耗O2,并产生较多的CO2,使坛内逐渐形成无氧状态。
③发酵特点:
此时泡菜液的含酸量约为0.3%~0.4%,是泡菜初熟阶段,其菜质咸而不酸、有生味。
(2)发酵中期
①发酵的主要微生物种类:
乳酸菌。
②原因:
由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累,pH下降,无氧状态形成。
③发酵特点:
这时乳酸的积累量可达到0.6%~0.8%,pH为3.5~3.8。
大肠杆菌、腐生菌、酵母菌、霉菌的活动受到抑制。
这一期间为泡菜完全成熟阶段,泡菜有清香味。
(3)发酵后期
①发酵的主要微生物:
仍然是乳酸菌。
②发酵特点:
在此期间乳酸含量继续增加,可达1.0%以上。
当乳酸含量达到1.2%以上时,乳酸菌的活性受到抑制,发酵速度逐渐变缓甚至停止。
此阶段泡菜酸度过高,风味不协调。
2.泡菜制作的注意事项
(1)泡菜坛的选择:
应选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
(2)盐水按水盐质量比4∶1配制,煮沸冷却后待用。
煮沸有两大作用,一是除去水中氧气,二是杀灭盐水中的细菌。
(3)材料装至八成满时,再加入盐水至没过全部菜料,盖好坛盖。
(4)封坛时,坛盖边沿的水槽中要注满水,控制严格密封,以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境,并注意在发酵过程中经常补水。
特别提醒:
(1)乳酸菌是能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。
(2)乳酸菌是厌氧微生物,在有氧气存在时,无氧呼吸受抑制。
(3)用于制作泡菜的蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。
[典题通关]
回答下列有关泡菜制作的问题:
(1)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是________。
为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是_________________________________________。
(2)泡菜制作过程中,乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行________的过程。
该过程发生在乳酸菌细胞的____________中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有____________、________和________等。
[[解析]]
(1)高温可杀灭杂菌,因此制作泡菜时所用盐水需煮沸。
陈泡菜液中含有较多的乳酸菌,在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,可使乳酸菌的数量在较短的时间内迅速增多。
(2)泡菜制作过程中,乳酸发酵的过程实际上就是乳酸菌进行无氧呼吸的过程,而乳酸菌为原核生物,无细胞核,因而该过程发生在乳酸菌的细胞质中。
(3)泡菜制作过程中,要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量,温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,都容易造成杂菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。
[[答案]]
(1)杀灭杂菌 增加乳酸菌数量
(2)无氧呼吸 细胞质 (3)温度 腌制时间 食盐用量
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什么?
说出其中的原因。
提示:
乳酸菌数量增多,杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更为耐酸。
1.下列关于乳酸菌的说法错误的是( )
A.乳酸菌的遗传物质是DNA
B.乳酸菌无氧呼吸产生乳酸和CO2
C.乳酸菌与醋酸菌的细胞结构相似
D.在泡菜制作过程中,起主要作用的是乳酸菌
B [乳酸菌属于细菌,其遗传物质是DNA;乳酸菌是厌氧型细菌,无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2;乳酸菌与醋酸菌都属于原核生物,细胞结构相似;泡菜制作利用了乳酸菌的无氧发酵过程。
]
2.关于泡菜制作的相关叙述,不正确的是( )
A.清水和盐的比例为4∶1
B.发酵时间长短受室内温度影响
C.泡菜坛应选择火候好、无砂眼、盖子吻合好的
D.发酵过程无需向水槽中补充水
D [泡菜制作的过程是将新鲜蔬菜置于密闭的容器中,经过一段时间发酵而成的。
制作过程中,按照清水和盐的质量比为4∶1的比例配制盐水;发酵时间长短受室内温度影响;泡菜坛应选择火候好、无砂眼、盖子吻合好的,不合格的泡菜坛容易引起蔬菜腐烂;在发酵过程中要注意经常补充水槽中的水,以形成无氧环境。
故D不正确。
]
亚硝酸盐含量的测定
[合作交流]
1.为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜,不宜多吃腌制蔬菜?
提示:
腌制蔬菜中亚硝酸盐含量较高,亚硝酸盐在一定条件下可以转化为亚硝胺,亚硝胺对人体有害。
2.亚硝酸盐可转化成致癌物质,为什么在食品生产中还可用作添加剂?
提示:
亚硝酸盐在许可范围内不会对身体健康造成危害,而且亚硝酸盐只有在特定条件下才会转化成致癌物质。
1.亚硝酸盐含量的测定
(1)测定方法:
比色法。
即用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比,并估算泡菜中亚硝酸盐的含量。
(2)原理:
①亚硝酸盐+对氨基苯磺酸→反应物
反应物+N1萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料。
②亚硝酸盐溶液的浓度越高,颜色越深;浓度越低,颜色越浅。
(3)测定亚硝酸盐含量的流程:
→
→
→
(4)制备样品处理液的流程:
(5)计算亚硝酸盐含量:
亚硝酸盐含量=
2.测定实验中所用试剂、药品及其作用
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
3
N1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
溶于蒸馏水并用浓盐酸酸化后作为亚硝酸盐的提取剂
7
氢氧化钠
中和过多的盐酸,营造碱性环境
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
3.泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
发酵时期
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(乳酸抑制其他菌活动)
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,抑制其活动)
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)
含量变化曲线
注意
亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的,而不是硝化细菌氧化氨形成的
特别提醒:
测定亚硝酸盐含量的注意事项
(1)亚硝酸盐溶液的浓度不同,呈现的颜色深浅不一。
溶液浓度高,颜色深些;浓度低,颜色浅些。
(2)比色过程中,由于重氮化反应不稳定,显色后溶液颜色会不断加深,所以时间控制在静置15min后比色较好。
(3)配制的亚硝酸盐标准显色液与样品处理液显色后,根据颜色深浅程度判断样品处理液是否与标准显色液的浓度相吻合。
如果不吻合,还应在已知浓度范围内,改变浓度梯度,进一步配制标准显色液。
[典题通关]
某同学在泡菜腌制过程中每3~4d测一次亚硝酸盐的含量,其结果如下表:
泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化(mg/kg)
(1)本实验所用测定亚硝酸盐含量的方法是________。
(2)关于亚硝酸盐含量测定原理的正确描述是( )
A.重氮化―→酸化―→显色―→比色
B.重氮化―→酸化―→比色―→显色
C.酸化―→重氮化―→显色―→比色
D.酸化―→重氮化―→比色―→显色
(3)在下图中绘出1号坛泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化图。
[[解析]] 本实验的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才能与显色剂发生反应,然后与已知浓度的标准显色液进行比较,估算出亚硝酸盐的含量。
此外,解答本题时应注意分析各种数据的变化趋势,而不是着眼于某一个具体数值。
[[答案]]
(1)比色法
(2)C
(3)如下图所示:
(1)结合曲线和表中数据分析亚硝酸盐含量变化的原因。
(2)3个泡菜坛亚硝酸盐含量有何差别?
原因何在?
提示:
(1)由于泡菜在开始腌制时,坛内环境有利于杂菌的繁殖(包括一些硝酸盐还原菌),这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。
但随着腌制时间的延长,乳酸菌也大量繁殖,对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用,使其生长繁殖受到影响,造成泡菜中亚硝酸盐的含量又有所下降。
(2)3个泡菜坛中亚硝酸盐含量,2号坛最少,最多的为3号坛。
3号坛亚硝酸盐含量多的原因可能是泡菜腌制的过程中被污染。
有关膳食中的亚硝酸盐对人体健康的影响,下列说法正确的是( )
A.膳食中的亚硝酸盐在人体内会随尿液全部排出
B.亚硝酸盐在人体内积累有致癌作用
C.亚硝酸盐只有在特定条件下才会转变成致癌物质
D.亚硝酸盐对人体健康不会有任何影响
C [研究表明膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,当人体摄入量达某一数值后才会致病。
亚硝酸盐绝大部分随尿液排出体外,其本身无致癌作用,但在特定条件下会转变成致癌物质。
]
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句归纳
1.泡菜制作原理:
在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
2.泡菜的制作过程:
选择容器和原料―→原料处理和配制盐水―→加料装坛―→封坛发酵―→成品。
3.亚硝酸盐含量的测定步骤:
配制溶液―→制备标准显色液―→制备样品处理液―→比色。
4.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N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。
5.检测泡菜中亚硝酸盐含量的方法为比色法。
6.在泡菜的腌制过程中,温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。
1.制作泡菜过程中亚硝酸盐的含量变化是( )
A.先减少后增加 B.先增加后减少
C.逐渐增加D.逐渐减少
B [在泡菜的腌制过程中,由于坛内硝酸盐还原菌的繁殖,促进硝酸盐还原为亚硝酸盐,但随腌制时间延长,乳酸菌大量繁殖,产生乳酸,抑制硝酸盐还原菌的繁殖,使亚硝酸盐的含量逐渐下降。
]
2.含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶,原因是( )
A.抗生素能够杀死乳酸菌或抑制乳酸菌的生长
B.抗生素呈碱性,会与乳酸发生中和反应
C.抗生素能够抑制酵母菌的生长
D.抗生素在酸性环境中会被分解破坏
A [乳酸菌属于细菌,抗生素能杀死或抑制乳酸菌的生长。
]
3.小李学做泡菜,因听人说泡菜腌制时间长时,菜会变软,口感不好。
于是将自己刚封坛3天的泡菜取出食用。
下列对他的建议,不正确的是( )
A.不能食用,继续腌制10天以上
B.用清水洗净才能食用
C.封坛3天泡菜中含有大量亚硝酸盐,不可食用
D.泡菜制作前要洗净,腌制时间要达到10天
B [泡菜腌制初期3~4天,亚硝酸盐含量最高,对人体有害,因此不能食用。
]
4.下列关于测定亚硝酸盐含量原理的叙述,不正确的是( )
A.亚硝酸盐经显色反应后呈玫瑰红色
B.样品液显色后,通过与已知浓度的标准液比色,可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量
C.不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同
D.显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变
D [测定亚硝酸盐含量的原理是:
在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐先与对氨基苯磺酸发生反应,然后与N1萘基乙二胺盐酸盐形成玫瑰红色染料,在此过程中,亚硝酸盐的理化性质发生了很大变化。
]
5.请回答下列有关泡菜制作的问题:
(1)在选泡菜坛时,应选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合的,其目的是__________________________________。
(2)制作泡菜时,所用盐水中,食盐的质量分数为________。
使用前,盐水需要__________。
为了缩短制作时间,有人还会在盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是_____________。
(3)泡菜制作过程中,泡菜坛中乳酸菌数量的变化趋势是________________________________________。
(4)亚硝酸盐含量受腌制过程中__________、________和________等因素的影响。
(5)欲检测泡菜中亚硝酸盐含量,使用对氨基苯磺酸溶液和________________________溶液检测,泡菜溶液会出现玫瑰红色。
为使泡菜汁透明,可加入________________。
[[解析]]
(1)在选泡菜坛时,应选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的,其目的是创造无氧环境,保证坛内外气体不交换。
(2)制作泡菜时,所用盐水中,食盐的质量分数为20%。
使用前,盐水需要煮沸冷却。
陈泡菜液含有乳酸菌,可为泡菜发酵提供菌种,因此为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液。
(3)泡菜制作过程中,泡菜坛中乳酸菌数量先逐渐增多并达到最高峰,一般在腌制十天后,乳酸菌的数量开始下降。
(4)泡菜制作过程中,亚硝酸盐含量受腌制过程中温度、食盐用量和腌制时间等因素的影响。
(5)欲检测泡菜中亚硝酸盐含量,使用N1萘基乙二胺盐酸盐溶液和对氨基苯磺酸溶液检测,泡菜溶液会出现玫瑰红色。
测定亚硝酸盐含量,制备样品处理液时,加入氢氧化铝乳液的目的是吸附色素等杂质,使泡菜液变澄清。
[[答案]]
(1)创造无氧环境,保证坛内外气体不交换
(2)20% 煮沸冷却 增加乳酸菌含量,缩短制作时间
(3)乳酸菌数量先逐渐增多并达到最高峰,然后下降
(4)温度 食盐用量 腌制时间
(5)N1萘基乙二胺盐酸盐 氢氧化铝乳液