高二生物人教版选修一讲义专题一课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量.docx
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高二生物人教版选修一讲义专题一课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
一、泡菜制作
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。
3．实验流程（填图）
4．腌制的条件：
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，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
二、亚硝酸盐含量的检测
1．亚硝酸盐
亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水。
膳食中的亚硝酸盐在特定条件下（适宜的pH、温度和一定的微生物作用），会转变成亚硝胺，该物质具有致癌作用。
2．亚硝酸盐含量的测定（填图）
（1）原理
（2）测定步骤
→
→
→
探究点一
乳酸菌及发酵产品
[共研探究]
泡菜的制作离不开乳酸菌的作用，泡菜制作中会产生有害的亚硝酸盐。
如图是乳酸菌的模式图，思考并回答有关问题：
1．乳酸菌
（1）种类：
常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌，其中乳酸杆菌常用于生产酸奶。
（2）分布：
空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等。
（3）代谢类型：
异养厌氧型。
（4）作用：
在无氧条件下，能将葡萄糖分解为乳酸。
（5）反应式：
C6H12O6―→2C3H6O3（乳酸）。
2．亚硝酸盐（填表）
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3_g时，会引起死亡
我国食品
卫生标准
肉制品中不得超过30_mg/kg，酱腌菜中不超过20mg/kg，婴儿奶粉中不得超过2_mg/kg
转化
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
3.根据上述内容，回答下列问题
（1）日常生活中不宜食用放置时间过长或变质蔬菜，原因是亚硝酸盐含量较高。
（2）含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶，原因是抗生素能够杀死或抑制使牛奶发酵的乳酸菌。
（3）与鲜牛奶相比，酸牛奶的营养价值高，因为牛奶经发酵后大分子物质转变成小分子物质，易被人体吸收。
[总结升华]
传统发酵技术中常用菌种的比较
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
分类
真核生物
原核生物
真核生物
原核生物
代谢类型
异养兼性厌氧
异养需氧
异养需氧
异养厌氧
繁殖方式
适宜条件下
出芽生殖
二分裂
孢子生殖
二分裂
生产应用
酿酒
酿醋
制作腐乳
制作泡菜
发酵
条件
氧气
初期需氧，后期无氧
一直需氧
一直需氧
无氧
适宜
温度
18～25℃
30～35℃
15～18℃
室温
[对点演练]
1．下列关于制作果酒、果醋、腐乳和泡菜所利用的主要微生物的说法，正确的是（ ）
A．异化作用类型依次是兼性厌氧型、需氧型、厌氧型、厌氧型
B．从微生物的细胞结构来看，包括三种真核生物、一种原核生物
C．用到的微生物分别是酵母菌、醋酸菌、毛霉和乳酸菌
D．用到的微生物的生殖方式都为分裂生殖
解析：
选C 制作果酒、果醋、腐乳和泡菜所利用的主要微生物依次为酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌；酵母菌是真菌，为真核生物，异化作用类型是兼性厌氧型，它主要进行出芽生殖；醋酸菌是细菌，为原核生物，异化作用类型是需氧型，进行分裂生殖；毛霉是真菌，为真核生物，异化作用类型是需氧型，进行孢子生殖；乳酸菌是细菌，为原核生物，异化作用类型是厌氧型，进行分裂生殖。
2．下列关于亚硝酸盐的叙述，错误的是（ ）
A．亚硝酸盐为白色粉末，在食品生产中可用作食品添加剂
B．绿色食品也会含有亚硝酸盐
C．亚硝酸盐在特定条件下会变成亚硝胺
D．亚硝酸盐具有致癌作用，同时对动物具有致畸和致突变作用
解析：
选D 亚硝酸盐在食品生产中可用作食品添加剂。
亚硝酸盐分布广泛，在谷物、绿色蔬菜中都有。
亚硝酸盐本身无致癌作用，但其在特定条件下可以转化为亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用，同时对动物具有致畸和致突变作用。
探究点二
泡菜制作的实验设计
[共研探究]
1．泡菜制作的实验流程（填图）
2．腌制条件
在泡菜腌制过程中，需要控制腌制时间、温度和食盐的用量。
否则容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
3．根据泡菜制作的原理及过程，思考下列问题
（1）在泡菜制作的发酵过程中，为什么要在坛盖边沿的水槽中注满水，且要经常向水槽中补充水？
提示：
为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
（2）配制的盐水为什么要煮沸再冷却后才能使用？
提示：
煮沸是为了杀死水中的各种微生物，及除去水中的氧气；冷却后使用是为了保证入坛蔬菜携带的微生物能够成活。
（3）在泡菜发酵过程中只有乳酸菌在活动吗？
提示：
有多种微生物在活动，如酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌等。
（4）在泡菜制作过程中，为什么要测定亚硝酸盐的含量？
提示：
亚硝酸盐含量过高会对人体产生危害，测定亚硝酸盐含量的目的是掌握取食泡菜的时机。
[总结升华]
1．泡菜发酵的过程
在泡菜发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断积累，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段：
（1）发酵初期：
蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵，发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和CO2等。
由于有较多的CO2产生，气泡会间歇性地从坛沿水槽中放出，使坛内逐渐形成无氧状态。
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：
由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，并进行同型乳酸发酵。
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、腐败菌、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，泡菜有香味且清香。
（3）发酵后期：
在此期间进行的是同型乳酸发酵，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。
从乳酸的含量、泡菜的风味品质来看，在初期发酵的末期和中期发酵阶段，泡菜的乳酸含量为0.4%～0.8%，风味品质最好，因此常以这个阶段作为泡菜的成熟期。
2．泡菜制作中发酵条件的控制
（1）控制严格的厌氧条件
①选择合理的发酵容器，如泡菜坛，这是一种既科学又简单的厌氧容器。
②盐水煮沸后冷却待用，一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。
③装坛时压实，泡菜液浸没菜体。
④泡制期间不宜开盖。
⑤泡菜坛用水封口不让空气进入，创造一个封闭无氧的环境。
（2）控制食盐的用量
食盐的作用：
一是防腐，一般有害菌的耐盐力差；二是使蔬菜组织中水分析出，使成品质地柔韧、咀嚼感强。
盐的用量宜控制在10%～15%。
用量过高，乳酸发酵受抑制，风味差；用量过低，杂菌易繁殖引起变质。
（3）控制适宜的发酵温度
以18～20℃为宜，偏高有利于有害菌活动，偏低不利于乳酸发酵。
值得注意的是：
温度与盐浓度互相制约，当发酵温度偏高，应提高盐浓度；偏低可适当降低盐浓度，保证在自然室温下既能缩短周期，又能保证质量。
（4）控制发酵时间
发酵时间过短，会造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
亚硝酸盐含量一般在腌制10d后开始下降。
[对点演练]
3．（2018·上饶月考）如图是泡菜的制作的实验流程示意图，请据图回答：
（1）制作泡菜的原理是________________________________________________________________________。
（2）制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是________________________。
（3）制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比为________，盐水需煮沸并冷却后才可使用是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）泡菜风味形成的关键在于加入的________。
（5）泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析可能的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）泡菜制作的原理是乳酸菌发酵，乳酸菌是一种厌氧菌，在无氧条件下，乳酸菌发酵产生乳酸，形成一种独特的风味。
（2）蔬菜放置时间过久，亚硝酸盐含量会升高，因此制作泡菜时要用新鲜的蔬菜或其他原料。
（3）制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比为4∶1。
将盐水煮沸是为了杀灭杂菌及除去水中的氧气，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。
（4）泡菜风味的不同关键在于所加调味料的不同。
（5）制作泡菜时，若泡菜坛子密封不严、取食工具不卫生或盐的比例过低，都会引起杂菌滋生、泡菜变质；另外，泡菜坛中温度过高，也会引起泡菜发霉变味。
答案：
（1）乳酸菌发酵
（2）新鲜蔬菜中亚硝酸盐的含量低 （3）4∶1 煮沸是为了杀灭杂菌及除去水中的氧气，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 （4）调味料 （5）泡菜坛子密封不严或取菜工具不卫生或盐的比例过低等，都会引起杂菌滋生、泡菜变质
探究点三
检测亚硝酸盐的含量
[共研探究]
亚硝酸盐含量超标的泡菜对人体是有害的，因此在制作泡菜时要检测亚硝酸盐的含量。
1．实验原理
（1）亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸
生成物
生成物＋N 1萘基乙二胺盐酸盐―→玫瑰红色染料。
（2）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，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
2．操作过程（填图）
[总结升华]
1．测定亚硝酸盐含量所用各种试剂及药品的作用
试剂、药品
作用
对氨基苯磺酸溶液
与亚硝酸盐发生重氮化反应
盐酸
营造酸性环境
N 1萘基乙二胺盐酸盐溶液
与重氮化反应的产物结合，形成玫瑰红色染料，作为测定亚硝酸盐含量的指示剂
氢氧化钠溶液
中和过多的酸，制造弱碱性环境
氯化镉、氯化钡
作为提取剂，增大亚硝酸盐的溶解度，利于对泡菜中亚硝酸盐的提取
氢氧化铝乳液
吸附样品滤液中的杂质，使泡菜汁澄清透明，以便观察后续的显色反应
亚硝酸钠
制备标准显色液
2.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
乳酸菌数量
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（乳酸积累抑制其他菌活动）
增多
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（乳酸积累，pH下降，抑制自身活动）
继续增多
下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
变化曲线
3.测定亚硝酸盐含量的注意事项
（1）比色过程中，由于重氮化反应不稳定，显色后颜色不断加深，所以时间控制在15min比色较好。
（2）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。
[对点演练]
4．泡菜制作过程中，下列对不同时期泡菜坛中乳酸菌及乳酸含量的叙述，正确的是（ ）
A．制作泡菜初期并无乳酸菌的存在
B．腌制过程中乳酸菌含量会逐渐增多并达到最高峰，然后下降
C．腌制后期乳酸含量会急剧下降
D．腌制的全过程乳酸菌的数量不变，活性不同
解析：
选B 发酵初期就有乳酸菌，由于发酵条件的变化，乳酸菌大量繁殖，达到一定量后，酸度过大，导致乳酸菌数量下降。
5．下列有关泡菜制作及亚硝酸盐含量测定的叙述，正确的是（ ）
A．在酸化条件下，亚硝酸盐发生重氮化反应形成玫瑰红色沉淀
B．随发酵的进行，亚硝酸盐含量逐渐增加，可用比色法进行亚硝酸盐含量的测定
C．亚硝酸盐含量的测定步骤为：
重氮化→酸化→显色→比色
D．将显色后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可估算出泡菜中亚硝酸盐的含量
解析：
选D 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；随发酵进行，亚硝酸盐含量先逐渐增加，后又逐渐降低，用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定；亚硝酸盐含量的测定步骤为：
酸化→重氮化→显色→比色；将显色后的样品与已知浓度标准液进行目测比较，可估算出泡菜的亚硝酸盐含量。
1．下列关于乳酸菌的叙述，错误的是（ ）
A．乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌
B．乳酸菌在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内均有分布
C．乳酸菌是兼性厌氧型微生物
D．乳酸菌可将葡萄糖分解为乳酸
解析：
选C 乳酸菌在自然界中分布广泛，种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌。
乳酸菌是厌氧微生物，在无氧条件下，能将葡萄糖分解为乳酸。
2．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
D．亚硝酸盐对人体健康不会有任何影响
解析：
选C 研究表明膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，当人体摄入量达到某一数值后才会致病。
绝大部分亚硝酸盐随尿液排出体外，其本身无致癌作用，但在特定条件下会转变成致癌物。
3．（2018·文昌月考）制作泡菜时，下列操作不会导致杂菌污染的是（ ）
A．坛盖边沿的水槽注满水，并且经常补充水槽中的水
B．腌制时温度过高，食盐量不足
C．腌制的时间过短
D．盐水不经煮沸，直接入坛
解析：
选A 坛盖边沿的水槽注满水可阻止外界空气和空气中的杂菌进入泡菜坛；食盐量不足可能造成杂菌大量繁殖，从而引起泡菜污染；腌制时间过短，乳酸含量过少，可能有利于杂菌的繁殖；盐水不煮沸直接入坛，有可能将杂菌带入坛内引起污染。
4．（2018·山东名校月考）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、盖子吻合好的，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N 1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）N 1萘基乙二胺盐酸盐 氢氧化铝乳液
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