制作泡菜并检测亚硝酸盐含量教案

制作泡菜并检测亚硝酸盐含量教案（人教版选修1）●课标要求制作泡菜，尝试用比色法测定其亚硝酸盐含量的变化，并讨论与此相关的食品安全问题。●课标解读1．尝试制作泡菜，并学会利用比色法测定泡菜中的亚硝酸盐含量。2．讨论与此相关的食品安全问题。●教学地位泡菜是一种传统发酵食品，在全国各地有不同风味的泡菜，尤其以四川、湖南一带泡菜最为出名，尽管泡菜风味不同，但制作方法大同小异，它不仅味道独特，能增加食欲，更重要是它延长的蔬菜的保质期，可使人们在缺少新鲜蔬菜的季节食用。本课题介绍了泡菜制作的详细过程，通过调节加入的调味料，可制作成不同风味的泡菜。泡菜制作过程中，会因为微生物的繁殖而产生有害物质——亚硝酸盐，本课题介绍了检测泡菜中亚硝酸盐含量的方法，教学中要让学生了解检测泡菜中亚硝酸盐含量的原理，并掌握检测方法。组织学生讨论与此相关的食品安全问题。●教法指导1．对于基础知识部分，乳酸菌学生并不陌生，酸奶也是有乳酸菌发酵而来的一种食品，教学时可将其和前面两个课题学习的微生物进行对比记忆，掌握其代谢类型及生活方式特点。亚硝酸盐是学生比较陌生的内容，可引导学生将生物内容与化学知识结合起来，让学生认识到亚硝酸盐的危害，并思考如何寻求简单而有效的鉴定亚硝酸盐的方法。2．对于泡菜制作的具体过程，可分为发酵初期、发酵中期及发酵后期几个阶段进行学习，由于在前两个课题中，对微生物的发酵已经有了比较深入的了解，因此这部分内容可以简单处理，留出时间进行亚硝酸盐含量检测的教学。3．亚硝酸盐含量检测的教学，重点是测定亚硝酸含量的原理，教材用文字叙述，内容较长，教学时可将其转换成类似化学反应方程式的形式，便于学生记忆。对于具体操作部分，需掌握几种重要试剂的作用，如氢氧化铝等。还需要记住这种检测方法的名称，即(目测)比色法。●新课导入建议可利用课题背景中的图片导入，泡菜在日常生活中非常常见，也可根据生活经验进行导入，对于亚硝酸盐，可利用市场上销售的“熟食”呈现诱人的红色进行导入，亚硝酸盐作为一种食品添加剂，若超过一定的量则会对人体健康构成危害，从而引入亚硝酸盐部分的教学。●教学流程设计学生课前预习：阅读教材P9－12，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。整体上掌握腐乳制作的大致步骤。步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，使学生掌握泡菜制作的过程、原理，并明确发酵过程中乳酸含量的变化。最后完成例1。步骤3：学生再次自主阅读教材中的资料，泡菜制作过程中加盐的目的及用量。并明确测定亚硝酸盐含量的原理。eq\a\vs4\al(\x(步骤7：通过【当堂双基达标】进行当堂检测验收。)步骤6：引导学生通过合作，整理本课题的重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。理解并记忆【结论语句】。步骤5：回顾基础知识，将检查、批阅【课前自主导学】时学生出错较多的部分进行强化，重点对【正误判断】部分进行辨析。步骤4：利用【课堂互动探究】探究2，教师进一步通过归纳，帮助学生记忆测定亚硝酸盐含量的原理、具体操作流程及相关试剂的作用；并分析泡菜制作过程中亚硝酸盐含量变化的趋势，利用例2巩固。)课标解读重点难点1.尝试制作泡菜，并尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化。2.讨论与此相关的食品安全问题。1.制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐的含量。(重点)2.泡菜中亚硝酸盐含量的测定。(难点)泡菜的制作1.原理(1)泡菜制作中，参与发酵的微生物是乳酸菌，其代谢类型为异养厌氧型，常见的类型有乳酸链球菌和乳酸杆菌，常用于制作酸奶的是乳酸杆菌，它们都属于原核细胞。(2)原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸。2．制作流程eq\x(\a\al(选择,原料))eq\x(\a\al(修整、洗涤、晾晒、,切分成条状或片状))eq\x(\a\al(加入调味,料，装坛))eq\x(发酵)eq\x(\a\al(测定亚硝,酸盐含量))eq\x(成品)eq\x(泡菜盐水)eq\x(\a\al(配制,盐水))eq\x(\a\al(称取,食盐))1．乳酸菌发酵制泡菜与酵母菌发酵生产果酒有何异同？【提示】泡菜制作和果酒制作的主要原理都是微生物的无氧呼吸过程，但果酒发酵初期需要氧气，而乳酸菌发酵不需要。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．为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？你认为这层白膜是怎么形成的？【提示】形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。亚硝酸盐含量的测定1.亚硝酸盐与人体健康(1)危害：膳食中的亚硝酸盐一般不会影响人体健康，但当人体摄入的亚硝酸盐总量达到～时，会引起中毒；当摄入总量达到3_g时，会引起死亡。(2)代谢：正常情况下硝酸盐可以随尿排出，只有在特定条件下(适宜的pH、温度和一定的微生物作用)，才会转变成致癌物质——亚硝胺。2．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生成玫瑰红色染料。将其与标准显色液比较，可估算出亚硝酸盐的含量。3．测定步骤配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。1．膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康。(√)2．泡菜制作配制盐水时清水与盐的质量比为6∶1。(×)【提示】质量比应为4∶1。3．在碱性条件下，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。(×)【提示】应为盐酸酸化条件下。泡菜的制作过程及原理分析【问题导思】①泡菜发酵过程中乳酸的含量是如何变化的？②盐水入坛前为何要煮沸冷却？③泡菜发酵过程中，到哪个时期食用最好？为什么？1．泡菜发酵过程分析(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、醋酸和二氧化碳等。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%～%，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%～%，pH为～。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%以上。当乳酸含量达到%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。乳酸菌是厌氧细菌，在无氧条件下可将葡萄糖分解为乳酸；但在有氧条件下，其发酵作用受抑制，需氧微生物会大量繁殖，因此，制作泡菜时要严格控制无氧条件。2．泡菜制作过程中应注意的问题(1)盐水的处理：清水与盐的质量比为4∶1，盐用量过少容易造成细菌大量繁殖，盐用量过多会使腌制时间变长，且影响泡菜口味。盐水需加热煮沸并冷却后使用，煮沸的目的主要是为了杀死其中的微生物；冷却的目的是为了保证乳酸菌等发酵微生物的正常生命活动。(2)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。不合格的泡菜坛容易引起蔬菜腐烂。(3)腌制的条件：在泡菜腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量不足10%，腌制时间过短等，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般腌制10天后，亚硝酸盐的含量开始下降。(4)测定亚硝酸盐含量的操作中，注意每次取样要用洗净的筷子、小匙，专人专用，专人清洗。取样后迅速封坛，防止泡菜被污染。农村中泡菜的制作方法：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℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。(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？________________________________________________________________________。【审题导析】题干中的“密封”、“陈泡菜水”是解答本题的突破点，这些信息说明：制泡菜必须控制在无氧环境中；乳酸菌的数量多少，直接影响发酵的速度。【精讲精析】本题主要考查泡菜的制作过程及条件控制。由于乳酸菌是严格厌氧型菌，因此在制作泡菜过程中做到无杂菌和密封是关键。白酒擦拭是为了消毒，密封是为了提供无氧环境。【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，种类增多亚硝酸盐含量的检测【问题导思】①检测亚硝酸盐的原理、方法？②如何检测泡菜中的亚硝酸盐含量？③检测过程中所用试剂的作用有哪些？1．亚硝酸盐含量测定及制备样品处理液流程图：(1)检测原理NOeq\o\al(－,2)＋对氨基苯磺酸eq\o(→,\s\up12(H＋),\s\do5(重氮化))产物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐eq\o(→,\s\up12(显色))玫瑰红色染料。(2)亚硝酸盐含量测定流程图：eq\x(配制溶液)→eq\x(制备标准显色液)→eq\x(制备样品处理液)→eq\x(比色)(3)制备样品处理液流程图：eq\x(称取泡菜)→eq\x(\a\al(榨汁，取部分滤,液于容量瓶中))→eq\x(\a\al(加蒸馏水,提取剂))→eq\x(振荡)↓eq\x(过滤)←eq\x(\a\al(加氢氧化铝,乳液、定容))←eq\x(\a\al(取部分滤液,于容量瓶中))←eq\x(过滤)←eq\x(\a\al(加氢氧,化钠溶,液、定容))2．测定实验中所用各种试剂、药品及作用序号试剂、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3N－1－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干燥后的亚硝酸钠制备相应浓度的标准显色液5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6氢氧化钠中和过多的盐酸，营造碱性环境7氢氧化铝作为吸附剂，使泡菜滤液脱色，变澄清8蒸馏水作为溶剂3.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐含量变化(1)发酵初期：乳酸菌和乳酸的量都比较少，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：乳酸菌数量达到高峰，乳酸的量继续积累，亚硝酸盐含量下降，所以亚硝酸盐在整个发酵过程中的含量变化趋势如图1所示。图1(3)发酵后期：由于乳酸的积累，酸度继续增长，乳酸菌活动也受到抑制。乳酸菌数量下降，硝酸盐还原菌完全抑制。(4)乳酸菌、乳酸含量变化曲线如图2、图3所示。图2图31．亚硝酸盐是一种国家允许使用的食品添加剂，但剂量大小有严格规定，绝不能长期或过量食用。2．存放过久的剩饭、菜经高温处理，只能杀死其中的微生物，并不能降低亚硝酸盐的含量，食用后仍有中毒的危险性。(2022·沈阳高二检测)某同学在泡菜腌制过程中每3～4天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)坛号亚硝酸盐含量腌制天数1号坛2号坛3号坛封坛前4天7天10天14天(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。(4)结合曲线和表中数据分析亚硝酸盐含量变化的原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________(5)3个泡菜坛的亚硝酸盐含量为何有差别？原因何在？在泡菜腌制过程中应如何减少亚硝酸盐的含量？________________________________________________________________________________________________________________________________________________【审题导析】亚硝酸盐的性质eq\o(→,\s\up12(决定))测定方法,应用Ｆ泡菜制作中含量变化由表中数据知，封坛后，在前10天中，相同天数3号坛的亚硝酸盐含量均高于1、2号，其原因应与腌制中杂菌的污染有关。【精讲精析】测定亚硝酸盐含量的实验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，再与N－1－萘基乙二胺盐酸盐发生显色反应，然后与已知浓度的标准显色液进行比较，估算出亚硝酸盐含量。亚硝酸盐含量变化与腌制泡菜过程中的杂菌数量密切相关，杂菌越多，亚硝酸盐含量越高。【答案】(1)比色法(2)C(3)(4)由于泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于杂种细菌的繁殖(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，同时形成的亚硝酸又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。(5)三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杂菌污染。在泡菜腌制过程中注意腌制时间，控制好温度和食盐用量。本课知识小结网络构建结论语句1．泡菜制作原理为：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。2．泡菜的制作过程为：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为：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N－1－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。1．关于亚硝酸盐的叙述，正确的是()A．亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用做食品添加剂，可多加B．绿色食品不会含有亚硝酸盐C．亚硝酸盐在人体内特定的条件下可变成亚硝胺D．水煮沸越久，亚硝酸盐的含量越少【解析】亚硝酸盐是一种食品添加剂，但在食品中添加的量有严格限制，加入量过多会对人的健康造成危害；亚硝酸盐进入人体后绝大部分随尿排出，只有在特定条件下，可转变为致癌物质——亚硝胺；水煮沸越久，亚硝酸盐含量越高。【答案】C2．泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜主要是由哪些微生物的繁殖造成的()A．酵母菌 B．毛霉菌C．乳酸菌 D．醋酸菌【解析】泡菜坛中发酵液液面以上部分含有氧气，有利于酵母菌繁殖，因此在泡菜制作中会在发酵液表面发现白色菌膜。【答案】A3．某人利用乳酸菌制作泡菜时因操作不当而使泡菜腐烂。造成泡菜腐烂的原因是()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．①③ B．②④C．②③ D．①④【解析】本题考查泡菜制作原理的应用和运用知识解释实际问题的能力。乳酸菌为厌氧细菌，在无氧气的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。制作泡菜时，如果罐口封闭不严，氧气进入罐内，会抑制乳酸菌的乳酸发酵；同时进入的氧气促进了罐内需氧腐生菌的生长和繁殖，从而造成泡菜腐烂。【答案】B4．在制作泡菜的过程中，不正确的是()A．按照清水与盐的质量比为4∶1配制盐水B．制泡菜时，原料要接种乳酸菌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【解析】配制盐水时，清水与盐的比例为4∶1；盐水煮沸，除杂菌、防污染；乳酸菌的异化作用类型为厌氧型，应保证坛内的无氧环境。制泡菜用的是自然条件下的菌种，无需人为添加。【答案】B5．(2022·东营高二测试)测定亚硝酸盐含量的有关叙述，不正确的是()A．亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，需在盐酸酸化条件下B．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C．对显色反应后的样品进行目测，可得出泡菜中亚硝酸盐的精确含量D．配制溶液所用的提取剂为氯化镉与氯化钡【解析】检测泡菜中亚硝酸盐含量时采用的是目测比色法，因此得出的亚硝酸盐含量只是近似值，并不精确。【答案】C6．下列有关泡菜发酵过程的叙述，正确的是()A．发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高B．发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用C．发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶D．发酵过程中要经常补充水槽中的水【解析】泡菜制作发酵过程中，随着泡菜发酵中产生的酸味，亚硝酸盐的含量也会逐渐下降；发酵过程主要为乳酸菌的作用，还有酵母菌的发酵作用，酵母菌有改善产品风味的作用；发酵中的乳酸菌不分解蛋白质和果胶，保持蔬菜脆嫩而不软化腐败；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内无氧状态。【答案】D7．在腌制蔬菜过程中，会产生亚硝酸盐。某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐的含量变化”展开了研究，操作如下：1月4日下午选取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kg，再分别倒入等量的煮沸过的10%的食盐水，将坛密封，3个泡菜坛均置于