高中生物选修一2017-作泡菜并检测亚硝酸盐含量(39ppt)

课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量一、泡菜的制作1.泡菜制作的菌种:_______(1)分布:_____、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布。(2)代谢类型:___________。(3)作用:在_____条件下,将葡萄糖分解为_____。(4)常见种类:乳酸链球菌和_________。其中_________常用于生产酸奶。乳酸菌空气异养厌氧型无氧乳酸乳酸杆菌乳酸杆菌2.泡菜制作原理:在无氧条件下,乳酸菌将_______分解为_____。3.泡菜制作的流程:葡萄糖乳酸煮沸冷却盐水坛盖注满水4.腌制条件:在腌制过程中,要控制腌制的时间、温度和____________。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,_________含量增加。食盐的用量亚硝酸盐二、亚硝酸盐及其含量测定1.亚硝酸盐:(1)特点:___色粉末,易溶于___。(2)对人体的影响:膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,当人体摄入总量达__________g时,会引起中毒;当摄入总量达3g时,会引起死亡。(3)代谢:绝大多数亚硝酸盐随尿液排出,但在特定条件下,会转变成致癌物——_______。(4)应用:在食品生产中用作食品_______,_____、延长保质期,改善食品品质。白水0.3～0.5亚硝胺添加剂防腐2.亚硝酸盐含量的测定:(1)原理:在_________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_________染料,可通过_____比较,大致估算其含量。(2)方法:_______。通过将待测溶液和试剂反应后的样品与标准显色液作比较,得出待测溶液的亚硝酸盐含量。(3)测定操作:配制溶液→_______________→制备样品处理液→_____。盐酸酸化玫瑰红色目测比色法制备标准显色液比色【思考辨析】1.判断正误(1)日常生活中不能吃存放时间过长、变质蔬菜的原因是其内含的大量亚硝酸盐可致癌。()【分析】存放时间过长、变质的蔬菜内含大量的亚硝酸盐,亚硝酸盐在特定的条件下(适宜的pH、温度和一定的微生物作用)会转变成亚硝胺,亚硝胺具有致癌作用,同时对动物具有致畸和致突变作用。×(2)乳酸菌都可用于酸奶的制作。()【分析】乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢细菌的总称,常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌,乳酸杆菌常用于生产酸奶。(3)乳酸菌是严格的厌氧细菌,在有氧的条件下会死亡。()(4)氢氧化铝乳液的作用是吸附样品滤液中的杂质,使滤液变得无色透明,以便于观察颜色的变化。()×√√2.问题思考(1)酸牛奶是经过加工变质的牛奶,与鲜牛奶相比二者谁的营养价值高?为什么?提示：酸牛奶。因为牛奶经发酵后把大分子物质转变成小分子物质,易被人体吸收。(2)亚硝酸盐可转化成致癌物质,为什么在食品生产中还可用作添加剂?提示：亚硝酸盐在许可范围内不会对身体健康造成危害,而且亚硝酸盐只有在特定条件下才会转化成致癌物质。一、泡菜制作的发酵过程及注意事项1.泡菜发酵过程:泡菜在发酵期间,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。2.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。(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)乳酸菌数量、乳酸含量变化曲线如图2、图3所示。3.泡菜制作的注意事项:(1)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。(2)盐水按水盐质量比4∶1配制,煮沸冷却后待用。煮沸有两大作用,一是除去水中氧气,二是杀灭盐水中的细菌。(3)材料装至八成满时,再加入盐水至没过全部菜料,盖好坛盖。(4)封坛时,坛盖边沿的水槽中要注满水,控制严格密封,以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境,并注意在发酵过程中经常补水。【易错提醒】泡菜制作中食盐用量过高和过低的不利影响(1)温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,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10天后开始下降。(2)食盐用量过高,则会使泡菜口味不佳,甚至影响乳酸菌的发酵。【典例训练1】(2013·新课标全国卷Ⅰ)回答下列有关泡菜制作的问题：(1)制作泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是_________。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，加入陈泡菜液的目的是____________。(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行_________的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的________中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有_________、_________和________等。(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________________________________________________，原因是___________________________________________。【解题关键】制作泡菜的过程实际是一个无氧呼吸的过程，应注意加入适量的菌种，并注意避免杂菌的污染，因杂菌和菌种之间存在着强烈的竞争关系。【解析】本题以泡菜的制作为命题线索，综合考查制作泡菜的操作过程中所需注意的问题。(1)高温可杀灭杂菌，因此制作泡菜时所用盐水需煮沸。陈泡菜液中含有较多的乳酸菌，在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，可使乳酸菌的数量在较短的时间内迅速增多。(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程实际上就是乳酸菌进行无氧呼吸的过程，而乳酸菌为原核生物，无细胞核，因而该过程发生在乳酸菌的细胞质中。(3)泡菜制作过程中，要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，容易造成杂菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。(4)乳酸菌无氧发酵产生大量的乳酸，导致泡菜液中pH降低，其他杂菌数量减少，乳酸菌数量增多。答案：(1)杀灭杂菌增加乳酸菌数量(2)无氧呼吸细胞质(3)温度腌制时间食盐用量(4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更为耐酸【变式训练】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.制作泡菜时,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】选B。配制盐水时,清水与盐的质量比为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。制作泡菜用的是自然条件下的菌种,无需人为添加。二、亚硝酸盐含量的测定及实验材料分析1.亚硝酸盐含量测定及制备样品处理液流程图:(1)亚硝酸盐含量测定流程图:(2)制备样品处理液流程图: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硅胶干燥剂,用于干燥亚硝酸钠5干燥后的亚硝酸钠制备相应浓度的标准显色液序号试剂、药品作用6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7氢氧化钠中和过多的盐酸,营造碱性环境8氢氧化铝作为吸附剂,使泡菜滤液脱色,变澄清9蒸馏水作为溶剂【思维拓展】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。【典例训练2】某研究小组就“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号三个相同的泡菜坛,在每个坛中加入洗净的新鲜大白菜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,结果如下图。请问:(1)实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用,原因是___________________________________________________________。(2)制作泡菜需要测定亚硝酸盐含量,其方法是____________________________________;其原理是:在盐酸酸化的条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成,将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液目测比较,可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(3)该小组对实验数据的处理方法是否合理?。说明理由:_________________________________________________________________________________________________。(4)实验中三个坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异,最可能的原因是________________________________________________________________________________________________。【解题关键】解答本题的思路为:(1)明确盐水煮沸并冷却的目的。(2)熟悉用比色法测定亚硝酸盐含量的步骤。(3)明确探究实验中自变量、因变量以及无关变量。【解析】(1)泡菜的制作:将新鲜蔬菜预先处理成条状或片状。泡菜盐水按清水和盐质量比为4∶1配制,煮沸冷却备用,其中煮沸是为了高温灭菌,冷却是为了避免杀死乳酸菌。(2)测定亚硝酸盐含量的操作是比色法,其原理是在盐酸酸化的条件下,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目测比较,可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(3)为了减少误差,避免实验的偶然性,每次实验要记录取平均值。(4)三个坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异,可能的原因是不同的微生物进入坛内,引起误差。答案：(1)加热煮沸是为了杀灭杂菌,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(2)比色法重氮化玫瑰红色染料(3)不合理应将三个坛中每次测定的亚硝酸盐的含量分别记录,求出平均值,然后以时间为横坐标,亚硝酸盐的含量为纵坐标画出一条曲线。实验组越多,数据越真实(4)各坛中微生物种类和数量可能存在差异(其他合理答案也可)【互动探究】(1)在实验过程中,要取同样质地的3个坛的目的是什么?提示：减少误差,使结论更可靠。(2)根据图中的曲线变化,你可以推理出什么结论?提示：①不同时期泡菜坛中亚硝酸盐的含量不同;②在腌制后的第3天,亚硝酸盐的含量达到峰值;③在腌制10天后,亚硝酸盐含量降到最低值并基本保持不变。