不同浓度食醋对常见泡菜亚硝酸盐含量的影响.docx

1、不同浓度食醋对常见泡菜亚硝酸盐含量的影响不同浓度食醋对常见泡菜亚硝酸盐含量的影响“制 作 泡 菜 并 检 测 亚 硝 酸 盐 含 量 ”是 人 教 版 高中生物学教材 中的一个经典选 修实验 。师生在该实验 中 ，通常只测定亚硝酸盐含量 ，但鲜少关注影响含量变化 的因素 ，且对其 中原理解释不清 晰 ，缺乏探究 意识 。泡 菜 中含有一定 量的亚硝酸盐 ，当其含量 超 过 一 定 的浓 度 范 围后 ，易 与 胺 产 生 致 癌 物 ，对人体有严重 的危 害。研究表 明 ，泡菜在发酵过程中 ，亚硝酸盐 含量呈先上 升到达峰值再下降 的趋势，且 泡菜的发酵方式 、温度 、食盐浓度 、泡菜液的 p

2、H 等都会对其含量 的变化产生影响。食醋是常见 的酸性食 品调味剂 ，加 酸处理后的泡菜亚硝峰生成水平显 著降低。本文通 过研究在 白萝 卜、白菜 、豇豆 3 种泡菜中添加不 同浓度 的食醋后 亚硝酸盐 含量 的变化 ，为中学 “制作泡菜并检测亚硝 酸盐含量 ”的实验提供一种探究思路 ，提升学生 理性思维和科学探究能力 。此外 ，在 响应课程标准探究理念 的同时 ，尝试解 释食 醋对 不同种泡菜中亚硝酸盐含量影 响的原 因 ，并为学生 的实 际生活提 出合理建议 。1 实 验 原 理在酸化条件下 ，对氨基苯磺酸与亚硝酸盐发生重氮反应 ，生成的重氮盐与 N 一1一萘基乙二胺耦合 ，生成玫瑰红色染

3、 料 (A D D BS )，产物 A D D BS 的紫外吸收光谱在 550 nm 附近具有最大吸收值H。本 实验通 过配制不 同浓度梯度的亚硝酸盐溶液 ，显色后 在 550 nm 波长下进行光 电 比色 ，测得 O D 值 ，运用 E xcel软件 绘制 出标 准 曲线 ，得 出线性 回归方程 ，测 出实验样 品的 O D 值后 ，利用关 系式推算则 可得 出 实验 样 品 中 亚硝 酸盐 含 量 。2 材 料 与 方 法21 材料 白萝 b 、豇豆 、白菜 、姜 、干红辣椒 、食盐 、食 醋(白醋 )。2 2 试 剂 60乙 酸 、20 gL N aO H 溶 液 、N H 4C1缓 冲

4、液 (pH ：969 7 )、0 42 m olL ZnSO 4溶 液 、显色 液 、N aN O ：浓 度 梯 度 标 准 液 。1)显 色 液 的配 制 。 对氨基 苯磺 酸溶液 ：取 05 g 对 氨基 苯磺酸 ，溶 于 35 m L 蒸馏水 和 15 m L 冰 乙酸 中混匀 ，置于棕色瓶 中保存 ； N 一1一萘基 乙二胺溶液 ：取 0 5 g N 一1一萘基乙二胺 ，加入 500 m L 60乙酸溶 液 ，混匀后 置于棕色瓶放人冰箱 中保存 ，1 周 内保持稳定 ；显色液：将上述配制的 2 种溶液等体积混匀 ，遮光保存 。2 )N aN O 2浓度梯度标准液。 5 u gm L 亚

5、 硝酸钠 溶液 ：称 取 01 g N aN O 2加蒸馏水定容至 500 m L ，从 中吸取 5 m L 再加蒸馏水稀释至 200 m L ，得到 5ugm L N aN O 2溶液 ； 不同浓度梯度的 N aN O2溶液的配制 ：用移液 管 吸 取 0 m L 、05 m L 、10 m L 、20 m L 、30 m L 、40 m L 、50 m L 的 5ugm L NaN O 2 溶 液 分 别 置于 25 m L 容 量 瓶 中 ，编 号 17 号 (5ugm L xX =Y x25 m L ，X 指提取初始 浓度 的体积 ，Y 指欲 配制的特定 浓度 )。分 别 加入 45

6、m L N H4C1 缓 冲 液 、25 m L 60乙酸和 5m L 显 色液 ，混 匀 ，加 蒸馏 水定 容 至 25 m L ，在 暗 处 静 置 25 min。2 3 实 验 方 法2 3 1 绘 制 标 准 曲 线 将 浓 度 为0 Ixgm L 、0 1 Ixgm L 、0 2 Ixgm L 、0 4 txgm L 、0 6 Ix gm L 、O8 Ixgm L 、10 txgm L 的 N aN O 2 溶液 ，分 别倒 入比色杯 ，放入分光光度计样 品室 中 ，设置波长为550 IfI1TI，通过 0 Ixgm L 的样 品进 行校 准调零 ，拉动 滑杆 ，逐一测 出样品的 O

7、 D 值 。根据 N aNO2 的浓 度 与体 积 汁算 出 N aN O2 含量 ，得 出 NaN O2 含量与相应 O D 值数据表 ，见表 1。运 用 Excel 软件绘制 出标准 曲线 ，见 图 1。2 3 2 泡 菜 样 品 中 亚 硝 酸 盐 含 量 测定1)泡菜制作 (室温 20-30oC )。称取 等量豇豆 5份 为一组 ，分别 加 7的盐水 ，适量鲜 姜和干 红辣椒 ，依次加入 0 、03、06、09、12浓 度的食醋 ，白菜 与 白萝 t-做相 同处理 ，每种蔬菜 3 组。2 )样 品测定 。泡菜 中亚硝酸盐含量测定 ：称取 5 g 泡菜 ，研磨 成匀浆 ，加入 相应泡菜

8、液 6 m L ，混合均匀后进行 离心 ，取上 清液 于小烧杯 中，滴加N aO H 溶 液 ，调 pH 至 80 ，再 加 入 5 m L ZnSO ，会产 生 白色沉淀 ，若不产生则再滴 加 N aO H 溶液 ，至产 生 白色沉淀为止 。将上述 处理液放入 6O水浴锅 中水 浴 10 r a in ，取出静置 ，冷却至室温后过滤 到 100 m L 容 量 瓶 中定 容 并 摇 匀 。 取 10 m L样 品液转 人 25 m L 容量瓶 ，依次加入 25 m L 60的 乙酸 ，45 m L N H4Cl 缓 冲液 ，5 m L 现配显色液 ，定容并摇匀 ，放入暗箱 中静置 25 r

9、a in 。测 出样品液 O D 值 (注意设 置空 白组 进行校准调零 )。3 结 果 与 分 析3 1 实 验 结 果1)添加 不 同浓 度 食 醋 的泡 白菜 中 亚 硝 酸 盐 含量变化 。图 2 为泡 白菜 中亚硝酸盐含量 的变化 。由图可知 ：亚硝酸盐含量第 3 天到达峰值 ；相较于对照组而言 ，食醋对泡 白菜 中亚硝酸 盐产生有抑制效果 ，添加食醋后泡 白菜 中亚硝峰均显著降低 ；食醋浓度 06情况 下 ，亚硝 酸盐含量普遍最低 。2 )添加 不 同浓 度 食 醋 的泡 豇 豆 中 亚 硝 酸 盐 含量 变 化 。图 3 为 泡 豇 豆 中亚 硝 酸 盐 含 量 的变 化 。由图

10、可知 ：亚硝酸盐含量第 3 天到达峰值 ，峰值均小于 2 m gkg ；泡豇豆中食醋组亚硝酸盐含量普遍很低 ，添加食 醋对其亚硝酸盐的产生有抑制效果 ，其中 12食醋组抑制效果最 明显 。3 )添加不 同浓 度食醋的泡萝 卜中亚硝酸盐含量 变 化 。图 4 为 泡 萝 卜中亚 硝 酸 盐 含 量 的变 化 。由图可知 ：亚硝酸盐 含量第 3 天到达峰值 ，均低于对照组 ，其 中 09食醋组峰值最低 。总体对 3 种 泡菜 而 言 ：亚硝 酸 盐含 量 (泡白菜 泡萝卜 泡豇豆 )；亚硝 酸盐含量 呈先上 升后下降 的趋势 ；食醋对 3 种泡菜亚硝酸盐 产生均有抑制效果 ，但存在一定差异 。32

11、 讨 论1 )3 种泡菜 中亚硝酸盐 含量总体 变化趋势 及原 因。泡菜 中亚硝酸盐含量呈先上升后下降趋势 ，与前人研究一致 。蔬菜本身含有一定量 的硝酸盐和少量亚硝酸盐 ，并且在种植过程 中会残 留一些细菌 。发酵初期 ，乳酸菌含量少 ，且 大多数 乳酸菌本身不带有硝酸盐还原酶和氨基酸脱 羧酶 ，其代谢产物不会转化成亚硝酸盐 。因此产 生亚硝酸盐的主要是蔬菜 中所带 的杂菌 ，例如大肠杆菌 、假单孢子菌等硝 酸还原菌 。发酵前期 的有氧环境 有利于杂菌生长 ，大量 的硝酸盐被杂菌还原成 亚硝酸盐 ，而蔬 菜 中的酚类 物质及 维生素 C 能将 生成的亚硝酸盐氧化为硝酸盐 。但整体来说 ，单位

12、时间内生成 的亚硝酸盐大于被氧化 的亚硝 酸盐 ，因此亚硝酸盐 的含量处于上升趋势 。一段 时间后 ，随着微生物代谢 活动 的持续 ，泡菜罐 中的氧气消耗殆尽 ，泡菜 中的硝 酸盐含 量 由于被还原而减少 ，而乳酸菌等厌氧菌活动强烈 ，产生大量乳酸 ，这些条件都不利于硝酸盐 还原菌的生长 ，因此亚硝酸盐的产生受到抑制。2 )食 醋影 响 3 种泡菜 亚硝 酸盐含 量 的原 因 。泡菜初期 的某些肠杆菌等有害菌能将蔬 菜代谢过程 中积累 的硝酸盐还原为亚硝酸盐 。添加食醋使泡菜发 酵液 pH 下降 ，酸性 环境不利 于有 害菌的生长和代谢 ，却有利于乳酸菌 的发酵 ，从而使得亚硝酸盐进行酸 降解

13、 。柴政 等研究表 明 06食醋对泡 白菜 亚硝 酸盐产 生有 较好抑 制效果 ，与本实验结论 一致。但其 亚硝 酸盐 峰值 出现在第 5 天 ，而本实验在第 3 天 ，推测原 因为本实验进行 时温度较高 (20-30)，微生物 (硝酸盐还原菌 )活动较强 ，泡菜 中能迅速产生大量亚硝酸盐达到峰值 ，期间氧气消耗较快 ，之后乳酸菌逐渐成为优势菌种 ，促使亚硝 酸盐含量下 降。此外 ，本研究发现抑制 3种泡菜亚 硝酸盐 的最佳食醋浓度不 同 ，推测 可能由于 3 种蔬菜 为不 同的植物器官 ，且 表面杂菌种类 与数量存在差异 ，但根本原因有待进一步研究 。3 )其他因素影响 3 种泡菜亚硝酸盐含

14、量 的原因。除食醋外 ，还 有其他诸 如食盐 、温度 、泡菜佐料 (姜 、辣椒 )等也会 影 响泡 菜 中亚硝 酸盐 含量 。泡菜发酵初期 ，由于乳酸生成量较少 ，食盐 的抑 菌作用成为 主要抑菌 因素 。较高浓度食盐有效抑制了硝酸盐 还原 菌 的活 动 _8，使 硝酸盐 还原 过程减慢 ，所 以 亚 硝 酸 盐 增 长 趋 势 缓 慢 ，同 时 温 度 较 低 ，会使得微生物活动较弱 ，从而导致亚硝酸盐峰值出现时 间延后及峰值较小 。相反 ，如果食盐浓度较低且温度较高 ，则对菌的抑制较 弱 ，使得亚硝峰增大 。到发酵 中后期时 ，乳酸菌活动旺盛 ，大量生成的乳酸会使腌制液 的 pH 值迅速下

15、降 ，从而抑制有害细菌生长 ，减弱硝酸盐还原菌的还原能力 。由于姜中含有姜油酮 、6一姜油酮酚和 6一姜烯酚等物质 ，在一定程度上能够阻断蔬菜 中硝酸盐还原为亚硝酸盐 ，因此在泡菜中加入适量 的姜 ，对硝 酸 还 原 菌 具 有 一 定 的 抑 制 作 用 。4 建议 与启 示4 1 实 验 教 学1)明晰实验原理。日常教学 中，本 实验往往停留于教师指导学生进行重复 的实验操作 ，而忽视深层实验原理 ，不利于学生探究性思维 的发展 和深 度 学 习 。因此 ，教 师 应 有 关 注 实 验 理 论 基 础 的 意识 ，并培养学生结合理论分析实验现象的能力 ，从而提高学生理性思维 。2 )精设

16、实验方案。教师应善于寻找丰富课程资源 ，大胆创新拓展实验 ；不应选择泡制后泡菜液发 生明显变 色的蔬菜 原料 (例如 红皮萝卜 )；不宜选择低温和高盐条件 ，也不应加入过多姜和辣椒 ，否 则 会 导 致 亚 硝 酸 盐 含 量 过 低 ，从 而 削 弱 自变 量对 实 验 的影 响 。3 )优化实验操作。仪器均需预热 (例如分光光度 计 、离心机 等 )；显 色液 需 现配 现用 ；待测 液 静置时需严格避光 ；对氨基苯磺酸在 常温下难溶于水 ，应用热水 配制 ；泡 菜制作 时装坛要 均匀 ，测 定时 取样 要 均 匀 。4 2 实 际 生 活 制 作 泡 菜 时 ， 泡 萝 卜宜 加 入09食 醋 ，泡 白菜时宜 加入 0 6浓度 的食醋 ，泡豇豆 时可根据个 人喜好添加适 量食醋 ；宜选用 较高浓度食盐水 ，加入适量姜 和辣椒 ，密封泡菜坛 且放置于 阴凉处 。综合 考虑 3 种 泡菜亚硝酸盐峰 值出现时 间 ，建议从第 6 天开始食用 。3 种泡菜 比较而 言 ，泡 豇 豆 中亚 硝 酸 盐 含 量 很 低 ，且 保 存 时 间较长 ，因此豇豆是一种非常好 的泡菜原料 。