高中生物 专题1 传统发酵技术的应用 课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 新人教版选修11

1、目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,一、泡菜制作基础知识 1.乳酸菌发酵 2.亚硝酸盐 (1)物理性质:白色粉末,易溶于水。 (2)应用:在食品生产中用作食品添加剂。 (3)危害:当人体摄入总量达0.30.5 g时,会引起中毒;当摄入总量达3 g时,会引起死亡。 (4)体内代谢:膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内随尿排出,但在特定条件下,会转变成致癌物亚硝胺,目标导航,预习导引,一,二,三,二、泡菜制作实验设计 1.制作流程 原料加工新鲜蔬菜修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状 盐水配制清水盐=41,煮沸冷却 装坛蔬菜入坛,添加调味料,注入盐水,盖好坛盖,槽中注满水 封坛发酵 成品

2、,目标导航,预习导引,一,二,三,2.注意事项 (1)泡菜坛的选择标准:火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛,否则容易引起蔬菜腐烂。 (2)腌制的条件:控制腌制的时间、温度和食盐的用量,目标导航,预习导引,一,二,三,优酸乳、酸奶是儿童喜欢喝、营养价值非常高的饮料。它们的加工均离不开乳酸菌的作用。 (1)列举几种利用乳酸菌的发酵作用生产的食品。 提示：酸奶、肉制品、泡菜(即酸菜)、果蔬汁乳酸饮料、乳酸发酵谷物制品等。 (2)通过查阅资料,你能说出乳酸菌与人体健康的关系吗? 提示：乳酸菌是人体肠道内的益生菌,被称为“人体健康的卫士”。它能促进体内消化酶的分泌和肠道蠕动,帮助清除体内

3、垃圾,达到排毒、消除便秘的效果;另外,乳酸菌能刺激人的消化腺分泌更多的消化液,进而增强消化能力,提高食欲;对中老年人常见的动脉粥样硬化症、心脑血管栓塞、高血压等疾病也有较好的辅助治疗效果,目标导航,预习导引,一,二,三,三、亚硝酸盐含量的测定 1.测定原理: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N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。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。 2.测定操作 (1)配制溶液。 对氨基苯磺酸溶液:质量浓度为4 mg/mL,并避光保存。 N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液:质量浓度为2 mg/mL

4、,并避光保存。 亚硝酸钠溶液:质量浓度为5 g/mL。 提取剂:称取50 g氯化镉与50 g氯化钡,溶解于1 000 mL蒸馏水中,用浓盐酸调节pH至1,目标导航,预习导引,一,二,三,氢氧化铝乳液和物质的量浓度为2.5 mol/L的氢氧化钠溶液。 (2)制备标准显色液。 (3)制备样品处理液。 (4)比色。 (5)计算,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,一、泡菜制作的原理和流程 1.泡菜制作的原理 泡菜的制作是利用植物体表的乳酸菌,在无氧的条件下,将葡萄糖分解成乳酸,乳酸使泡菜酸脆可口。 2.泡菜制作的流程 选择容器应选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛 选择

5、原料选择质地鲜嫩,肉丰富,无虫咬,无烂痕,无斑点者为佳香辛料:可选择辣椒、八角、桂皮、生姜、胡椒、花椒、蒜等 原料处理将鲜菜修整、清洗、阳光下晾晒到菜表皮萎蔫时收起,切成条状或片状,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,配制盐水按照清水与盐的质量比为41的比例配制并将盐水煮沸冷却 装坛将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀,装入泡菜坛中,装至半坛时放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,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,盖好坛盖 封坛向坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境 成品将封好的坛子,放在室温条件下一段时间(发酵时间长短受室内温度的影响),便可制成清

6、脆爽口的泡菜了,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,例1】 制作泡菜的微生物主要是乳酸菌,而在发酵初期,水槽内经常有气泡产生,这些气泡产生的原因及成分分别是() (导学号52260003) A.乳酸菌是兼性厌氧型微生物,初期进行有氧呼吸产生二氧化碳;气体为二氧化碳 B.因腌制过程中盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小,气体被排出;气体为空气 C.发酵初期酵母菌活动强烈,其利用氧产生二氧化碳;气体为二氧化碳 D.乳酸菌在发酵过程中产生了热量,使坛内温度升高,空气受热膨胀排出;气体为空气,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,解析：发酵初期

7、,蔬菜刚入坛时,表面带入的微生物较为活跃,如酵母菌进行有氧呼吸产生二氧化碳。 答案：C,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,制作泡菜的过程实际上是应用了乳酸菌的呼吸作用。将原料放入泡菜坛后应当怎样处理才能得到可口的泡菜?() A.马上密闭,保持3040 B.一直通风,不封闭,保持3040 C.先通风后密闭,保持3040 D.马上密闭,保持60 以上 解析：乳酸菌是厌氧型微生物,需要在无氧条件下发酵,所以要密闭。乳酸菌生存的最适温度为3040 。 答案：A,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,1.泡菜制作的关键 泡菜制作的三

8、个关键:容器、盐水和调料。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、搭配调料等技术。 2.泡菜发酵的阶段 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,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,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等较为活跃,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、醋酸和二氧化碳等。由于有较多的二氧化碳产生,气泡会从坛沿水槽内的水中间歇性地放出,使坛内逐渐形成无氧状态。此时泡菜菜质咸而不酸,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,

9、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3.53.8。大肠杆菌、酵母菌和霉菌的活动受到抑制。这一期间为泡菜完全成熟阶段,泡菜有酸味而且清香,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,3)发酵后期 在此期间继续进行的是同型乳酸发酵,乳酸含量继续增加。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,在发酵初期的末期和发酵中期,泡菜的风味品质最好。因此,常以这个阶段作为泡菜的成熟期。 3.乳酸菌、杂菌、乳酸含量变化的关系 (1)“变化”流程图

10、,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,2)“变化”坐标曲线,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,二、亚硝酸盐的测定 1.实验中所用试剂、药品及作用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,2.发酵过程中,泡菜中亚硝酸盐含量的变化 发酵初期,泡菜中微生物生长很快,如硝酸盐还原菌,就可以将蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐,同时蔬菜中的酚类物质和维生素C等可将亚硝酸盐氧化成硝酸盐,但总体来说,生成的亚硝酸盐多于被氧化的,亚硝酸盐的含量逐步上升。 随着腌制时间延长,微生物的代谢活动将氧气消耗殆尽,乳酸菌大量繁殖,产生乳酸,抑制

11、了乳酸菌以外其他微生物的生长繁殖。与此同时,蔬菜中亚硝酸盐含量由于被氧化而减少,因此,亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,泡菜中亚硝酸盐的来源除了可以通过硝酸盐还原菌还原硝酸盐产生,还可由硝化细菌氧化氨产生,另外,泡菜中的假丝酵母也可能会产生亚硝酸盐。泡菜中亚硝酸盐的含量变化趋势如下图,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,例2】 下列关于测定亚硝酸盐含量的原理的叙述,不正确的是() A.亚硝酸盐经一定方式显色后呈玫瑰红色 B.样品液显色后,通过与已知浓度的标准液比色,可大致

12、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 解析：测定亚硝酸盐含量的原理:在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐先与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,然后与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色化合物。在此过程中亚硝酸盐的理化性质发生了很大变化。 答案：D,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,下列关于测定亚硝酸含量的操作,错误的是() A.质量浓度为4 mg/mL的对氨基苯磺酸溶液呈酸性 B.对氨基苯磺酸溶液和N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶

13、液,应避光保存 C.质量浓度为5 g/mL的亚硝酸钠溶液应保持弱碱性环境 D.制备样品处理液,加入氢氧化铝的目的是中和氢氧化钠 解析：对氨基苯磺酸溶液和N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液都呈酸性,为保证其稳定性,应避光保存;亚硝酸钠标准液配制过程中应加入NH4Cl缓冲液保持弱碱性环境,以免形成亚硝酸挥发;制备样品处理液,加入氢氧化铝的目的是使滤液变得无色透明。 答案：D,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,1.辨析比较亚硝酸盐与食盐 亚硝酸盐为白色粉末,颜色与食盐非常相似,味道咸涩,是有毒物质,能引起人中毒甚至死亡。它有缩短煮肉时间的作用,在适宜温度、pH和一定微生物的作用下可形成亚硝胺

14、而引发癌症。 食盐为白色晶体,味道咸,常作调味品。在日常生活中最好将炊具、食品与亚硝酸盐分开放置,避免误食。 2.泡菜腌制质量的评定 泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定,还可以通过在显微镜下观察乳酸菌,比较不同时期泡菜坛中乳酸菌的含量来评定,知识架构,一,二,1.制作泡菜流程各环节易错点 (1)选择泡菜坛:提供密闭的发酵环境。(2)选择蔬菜并加工:蔬菜要新鲜,提供发酵的菌种。(3)制作泡菜盐水:浓度适宜,并经灭菌后备用。(4)加入调料、装坛:形成发酵环境,调味料具有调味和抑菌的作用。(5)发酵:先好氧菌发酵形成无氧环境,后乳酸菌发酵。 【例1】 泡菜是一种历史悠久的大众喜爱的发酵蔬

15、菜制品,但近年科学研究发现,蔬菜在腌制过程的某些阶段会产生较多的亚硝酸盐。乳酸菌是泡菜生产中的主要生产菌种,不同乳酸菌的繁殖周期不同。某兴趣小组希望获得生产周期短、亚硝酸盐含量低的泡菜,在一定的环境条件下,对此进行了相关研究(假设不同乳酸菌在一个繁殖周期中产乳酸量相近)。 (导学号52260004,1)从实验目的分析,研究需要解决的问题主要有。选取6种泡菜老液,筛选优良的乳酸菌菌种。筛选示意路线图如下: 泡菜老液梯度稀释初筛复筛斜面保藏 增殖培养繁殖周期等性能测定 (2)乳酸菌的培养条件除了适宜的温度、pH之外,还必须保证条件。 (3)在腌制过程中,坛中会出现溶液量增多现象,主要原因是。 (4

16、)根据上述的实验结果,筛选合适的乳酸菌作为菌种来制作泡菜。而最佳食用泡菜的时间,应该选择,解析：(1)本实验的实验目的是获得生产周期短、亚硝酸盐含量低的泡菜,根据蔬菜在腌制过程的某些阶段会产生较多的亚硝酸盐且不同乳酸菌的繁殖周期不同,故研究时需要解决的问题主要有:确定常见乳酸菌的泡菜生产周期和常见乳酸菌腌制过程中亚硝酸盐含量的变化规律等。(2)乳酸菌是厌氧型生物,所以培养条件除了适宜的温度、pH之外,还必须保证无氧条件。(3)腌制泡菜用的是煮沸已冷却的质量分数为20%的盐水,因外界溶液浓度高使蔬菜细胞渗透失水。(4)因亚硝酸盐对人体有害,故最佳食用泡菜的时间,应是亚硝酸盐含量最低的时间。 答案

17、：(1)确定常见乳酸菌的泡菜生产周期、常见乳酸菌腌制过程中亚硝酸盐含量的变化规律 (2)无氧 (3)外界溶液浓度高使蔬菜细胞渗透失水 (4)亚硝酸盐含量最低的时间(阶段)食用,2.检测亚硝酸盐含量实验易错点 (1)制备样品处理液过程中,用氢氧化钠中和过量的酸。(2)氢氧化铝乳液能吸附泡菜汁液中的杂质,使泡菜汁透明澄清,以便进行后续的显色反应。(3)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15 min后比色较好。 【例2】 亚硝酸盐是一种有毒物质,人体摄入后会导致组织缺氧,严重者还会使人致死。用“亚硝酸盐格里斯试剂比色法”可检测亚硝酸盐含量。如表是某校生物活动小组检测在室温条件下,不同时间里剩菜中的亚硝酸盐含量。 (导学号52260005) 请回答下列问题,1)由表中可知,剩菜由于盐渍能产生亚硝酸盐,而且随着时间的延长,其亚硝酸盐含量。 (2)如今,食品安全已成为公众关注的话题,此结果提示我们,在日常生活中,食用蔬菜应做到,尽量避免吃剩菜,不吃隔夜菜。 (3)有人说:“低温保存剩菜能降低亚硝酸盐含量。”如果你想通过实验加以验证,则设置实验时控制的变量是;如果,则说明低温保存剩菜能降低亚硝酸盐含量,解析：(1)分析表中数据可知,随着时间的延长,饭菜中亚硝酸盐含量逐渐增加。(2)由上题可知,随着时间的延长