课堂新坐标版高中生物第3部分生物技术在食品加工中的应用实验10泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定教案.docx

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课堂新坐标版高中生物第3部分生物技术在食品加工中的应用实验10泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定教案

实验10泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定

课　标　解　读

重　点　难　点

1.进行泡菜的腌制。

2.测定泡菜中亚硝酸盐的含量。

1.制作泡菜过程中注意的问题。

2.测定亚硝酸盐含量的操作步骤。

一、实验原理

1．泡菜腌制过程中起作用的主要是假丝酵母和乳酸菌。

2．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，其中也有亚硝酸。

3．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N-1-萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量。

二、泡菜腌制的实验步骤

补充说明：

若要发酵快些，可将蔬菜在开水中浸1_min后入坛，再加一些白酒；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。

为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长、变质的蔬菜？

【提示】　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）或者煮熟后存放时间太久时，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。

三、亚硝酸盐的定量测定

1．样品处理

→

→过滤→定容

2．测定

3．标准曲线

4．计算

X1＝（m2×V1）/（m1×V2），

其中，X1是样品中亚硝酸盐含量；m1为样品质量；m2为通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量；V1为样品处理液总体积；V2为测定用样品液体积。

乳酸菌发酵制泡菜与酵母菌发酵生产果酒有哪些共同点？

【提示】　泡菜制作和果酒制作的主要原理都是利用微生物的无氧呼吸，发酵过程都需要密封。

泡菜的制作

泡菜是利用天然微生物进行发酵而制成的，泡菜腌制过程中起作用的主要是假丝酵母和乳酸菌。

1．乳酸菌及乳酸发酵

（1）乳酸菌

①概念：

指在代谢过程中能产生乳酸的细菌的总称。

它们以单糖或双糖为基质，代谢产物主要是乳酸。

②特点：

厌氧型细菌，种类多，分布极广，如空气、土壤、植物体表及人的肠道内都有分布。

抗生素能杀死或抑制乳酸菌的生长。

③常见的类型：

乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。

乳酸杆菌常用于制作酸奶。

（2）乳酸发酵

①同型乳酸发酵：

发酵产物中只有乳酸的发酵类型。

反应式：

C6H12O6

2C3H6O3。

②异型乳酸发酵：

发酵产物中除乳酸外，还有其他物质，如乙醇、CO2等的发酵类型。

反应式：

C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2和C6H12O6

2C3H6O3。

2．泡菜发酵过程及产物

（1）泡菜发酵过程及期间的亚硝酸盐含量变化

①发酵前期：

蔬菜刚入坛时，表面带入的微生物，主要是以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵产生较多的乳酸、酒精和二氧化碳等，二氧化碳以气泡形式从水槽内放出，逐渐使坛内形成嫌气状态，此阶段由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所增加。

②发酵中期：

由于前期乳酸的积累、pH下降、嫌气状态的形成，乳酸杆菌进行活跃的同型乳酸发酵，乳酸积累，pH达3.5～3.8时，大肠杆菌、酵母菌、霉菌等的活动受到抑制。

这一期为完全成熟阶段，泡菜有酸味且清香品质最好。

此期乳酸菌数量达到高峰，乳酸的量继续积累。

由于硝酸盐还原菌受抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。

③发酵后期：

继续进行乳酸发酵，乳酸积累达1.2%以上时，乳酸菌的活性受到抑制，乳酸菌数量下降，而硝酸盐还原菌完全被抑制，亚硝酸盐含量继续下降，发酵速度逐渐变缓甚至停止。

亚硝酸盐在整个发酵过程中的含量变化趋势见下图。

（2）泡菜发酵产物

在无氧条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物质进行发酵，发酵产物有有机酸和醇类物质等，其中也有亚硝酸（HNO2）。

3．泡菜的制作过程

要制作色香味俱佳，营养卫生的泡菜，应掌握原料的性质，注意选择容器、制备盐水、搭配调料等。

（1）材料的准备

①泡菜坛的选择：

应选择火候好、釉质好、无裂纹、无砂眼、吸水良好、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。

②原料的选择：

用材广泛，原则上品种应当全，质地鲜嫩、肉厚、无虫咬、无烂痕、无斑点者为佳，品种越多，色泽风味越佳。

③调料：

花椒、茴香、八角、胡椒粒，可增香、除异去腥。

（2）制作步骤

→

→

→

→

亚硝酸盐对人体健康有害，为何可作为食品添加剂？

膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出，一般不会危害人体健康，只有在特定的条件下（适宜的pH、温度和一定的微生物作用），才会转变成致癌物——亚硝胺。

当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，会引起中毒；当摄入总量达到3g时，会引起死亡，维生素C、大蒜素、茶叶中的茶多酚具降低体内亚硝胺含量的作用。

　农村制作泡菜的方法：

将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，泡菜坛一般是两头小中间大的陶器，坛口有坛沿，凡裂缝的菜坛不能用。

然后加入盐水、香料及一些“陈泡菜水”，密封后置于阴凉处，最适环境温度为28℃～32℃。

（1）用白酒擦拭泡菜坛的目的是________。

（2）菜坛密封的原因是：

_________________________________________

____________________________________________________________。

若菜坛有裂缝，可能会出现的结果是____________________________

____________________________________________________________。

（3）若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是______________________________________________________________

____________________________________________________________。

（4）加入一些“陈泡菜水”的作用是________。

（5）制作泡菜的过程中，有机物的干重如何变化？

菜坛内有机物的种类如何变化？

______________________________________________________________

____________________________________________________________。

【思路点拨】　本题主要考查泡菜制作过程及条件控制，思路分析如下：

（1）

用白酒擦拭的目的是消毒、杀菌，避免泡菜坛中的微生物影响发酵过程

（2）

菜坛密封，是为了形成无氧环境，为乳酸菌提供适宜环境；若菜坛有裂缝，则会抑制乳酸菌的发酵，导致好氧微生物大量繁殖，使泡菜腐败变质

（3）

微生物生长需要适宜的渗透压，若外界浓度过高会使微生物失水死亡，不能完成乳酸发酵

（4）

“陈泡菜水”里面乳酸菌含量丰富，利于泡菜的快速发酵

（5）

乳酸菌在进行发酵时，消耗有机物中的能量，同时将大分子物质分解成许多小分子物质

【答案】　

（1）消毒、杀菌

（2）乳酸菌是严格厌氧型生物　抑制乳酸菌发酵，导致好氧微生物大量繁殖，使发酵失败

（3）盐的浓度过高，使乳酸菌失水死亡，没有生成乳酸，或产生乳酸过少

（4）提供乳酸菌菌种，使其在短时间内形成菌种优势

（5）有机物干重减少，种类增多

1．某人利用乳酸菌制作泡菜时由于操作不当，泡菜腐烂。

下列原因中正确的是（　　）

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．①③B．②④　　C．②③　　D．①④

【解析】　本题主要考查对乳酸菌发酵原理的掌握。

乳酸菌是厌氧细菌，在有氧时它的发酵过程受到抑制，氧气促进了需氧腐生菌的生长和繁殖，这时需氧型微生物分解泡菜的有机物而使泡菜腐烂。

【答案】　B

亚硝酸盐含量的测定

1.测定原理

亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，其产物与N-1-奈基乙二胺偶联，形成紫红色产物。

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，可用光电比色法予以定量。

2．涉及的溶液

（1）氯化铵缓冲液（pH为9.7）；

（2）硫酸锌溶液；

（3）NaOH溶液；

（4）对氨基苯磺酸溶液；

（5）N-1-萘基乙二胺溶液；

（6）显色剂（为对氨基苯磺酸溶液与N-1-萘基乙二胺溶液等体积混合液）；

（7）亚硝酸钠标准溶液（储液）；

（8）亚硝酸钠样品溶液（测定用液）。

3．测定步骤

　请补充下列实验空缺内容：

（1）测定亚硝酸盐含量时操作的步骤为____________、________、________、________。

（2）进行亚硝酸盐含量测定时，无论是亚硝酸钠标准溶液，还是样品溶液，均需与________、________和________（由________和________等体积混合而成）混合并静置25min，然后，用________cm的比色杯在______nm处测定光密度值。

（3）绘制标准曲线时，取______、________、________、________和________mL亚硝酸钠标准溶液，分别测定其光密度值，然后以________为横坐标，以________为纵坐标，绘标准曲线。

【思路点拨】　测定亚硝酸盐含量的步骤可分为：

样品处理→测定→绘标准曲线→计算，进行测定时被测定液中应加入氯化铵缓冲液、乙酸溶液、显色剂等，并用光程为1cm的比色杯在550nm处测定光密度值。

绘制标准曲线时应以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值为纵坐标绘制。

【答案】　

（1）样品处理　测定　绘标准曲线　计算

（2）氯化铵缓冲液　乙酸溶液　显色剂　对氨基苯磺酸溶液　N-1-萘基乙二胺溶液　1　550（3）0　0.5　1.0　3.0　5.0　亚硝酸钠质量　光密度值

2．（2016·湖州检测）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：

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。

（1）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光电比色法，其原理是：

在酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生________反应后，与N-1-萘基乙二胺溶液结合形成________色产物。

然后，用光电比色法定量。

（3）制作泡菜时要将实验材料分成3组，除了实验材料的重量相同外，还要保证每组泡菜的________相同。

（4）从第三天开始，定期测定泡菜中的亚硝酸盐含量，请帮助该小组设计一个用于实验记录的表格。

【答案】　

（1）外界溶液浓度过高使植物细胞渗透失水；微生物的呼吸作用也可产生水

（2）重氮化　紫红

（3）制作（或培养、发酵）条件

（4）表格如下

1号坛

2号坛

3号坛

第3天

第5天

第7天

1．乳酸菌与酵母菌从结构上相比较，后者最显著的特点是（　　）

A．无细胞器B．有成形的细胞核

C．无DNAD．不能进行无氧呼吸

【解析】　乳酸菌为细菌，属于原核生物，而酵母菌为真菌，属于真核生物。

【答案】　B