生物：1.3《制作泡菜并检测亚硝酸盐含量》课件(新人教版选修1)

你喜爱吃泡菜食品吗？你吃过哪些？泡菜中的亚硝酸盐对身体有何影响？泡菜是一种以发酵加工制成的浸制品，为泡酸菜类的一种。泡菜制作容易，成本低廉，营养卫生，风味可口，利于贮存。在我国四川、东北、湖南、湖北、河南、广东、广西等地民间均有自制泡菜的习惯。目前较受欢迎的是川味和韩味泡菜，在许多风味餐馆里，都有其踪影，它鲜嫩清脆，可以增进食欲，帮助消化与吸收。如果自己在家也做一些这样的泡菜，做为每天饭前小菜，或以它配菜，烹成各种菜肴，不失为一件美事。但是泡菜含亚硝酸盐具致癌作用危害身体健康，所以不易多吃•一、课题目标•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。讨论与此相关的食品安全问题。•二、课题重点与难点•课题重点：制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量。•课题难点：泡菜中亚硝酸盐含量的测定。乳酸链球菌1、泡菜制作基础知识（1）乳酸菌种类：常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，乳酸杆菌常用于制作酸奶。乳酸杆菌一、泡菜的制作分布：空气、土壤、植物体表、人或动物肠道代谢类型及产物（发酵原理）：乳酸菌是异养厌氧型细菌，在无氧条件下，将葡萄糖分解成乳酸。C6H12O6２C３H６O３酶+能量制作泡菜制作酸奶•含有抗生素的牛奶能不能发酵成酸奶？为什么？•不能。因为酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。（2）亚硝酸盐蔬菜性质：在食品生产中的作用：分布在蔬菜、咸菜和豆粉中的含量如何？我国食品卫生标准规定的亚硝酸盐含量标准：亚硝酸盐(包括亚硝酸钾和亚硝酸钠)为白色粉末，易溶于水。当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，会引起中毒，达3g时会引起死亡。豆粉中的平均含量可以达到10毫克/千克，而咸菜中的平均含量也在7毫克/千克以上。蔬菜中平均含量为4毫克/千克50毫克/千克泡菜优点制作容易成本低廉营养卫生利于贮存风味可口鲜嫩清脆增进食欲容易消化膳食中的绝大多数亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出，只有在特定的条件下（适宜的PH、温度和一定的微生物作用），才会转变成致癌物——亚硝胺。大量动物实验表明，亚硝胺具有致癌作用，同时对动物具有致畸和致突变作用。研究表明，人类的某些癌症可能与亚硝胺有关。泡菜中的亚硝酸盐怎样生成的？发酵初期，泡菜中的微生物生长很快，微生物将蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐，与此同时，蔬菜中的酚类物质和维生素C等物质也会将亚硝酸盐氧化，但总体来说，生成的亚硝酸盐大于被还原的亚硝酸盐，亚硝化细菌可将发酵过程产生的氨氧化成亚硝酸，其与金属离子生成亚硝酸盐，因此，随着发酵时间的进行，亚硝酸盐的含量会逐步上升。随着微生物代谢活动的持续，氧气被消耗殆尽，泡菜坛中的环境不利于除乳酸菌以外的其他微生物的生长。与此同时，蔬菜中的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。问题：亚硝酸盐是由乳酸菌产生的吗？只有泡菜中有亚硝酸盐，其他的酱菜中含有亚硝酸盐吗？硝酸盐亚硝酸盐还原氧化细菌等微生物维生素C、E和酚类物质亚硝胺一、基本原理1.制作泡菜的原理。利用乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖制作泡菜。根据微生物的活动情况和乳酸积累量,可以将泡菜发酵过程分为三个阶段:发酵初期:大肠杆菌和酵母菌较为活跃,它们进行同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，一方面消耗掉坛中的氧气,另一方面产生较多的二氧化碳,产生厌氧环境。乳酸菌和乳酸的量都较少，而由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所增加。此时为泡菜初熟阶段,菜质咸而不酸、有生味。发酵中期：由于乳酸不断积累和缺氧的形成，乳酸杆菌开始活跃，并进行同型乳酸发酵（产物只有两分子乳酸）这时乳酸的积累量可达0.6%-0.8%，PH为3.5-3.8，其他的微生物的活动受到抑制，这时泡菜完全成熟，菜有酸味而清香。发酵后期：乳酸含量继续增加，可达1.0%以上，当超过1.2%以上时，乳酸菌的活性受到抑制，发酵速度变缓甚至停止，此时泡菜酸度过高、风味不协调。泡菜的制作过程中，许多乳酸菌产生大量乳酸，共同抑制其它菌的生长，乳酸积累过多，又会抑制乳酸菌自身的生长，以上体现出的生物关系依次是A．种内互助、种内斗争、种间斗争B．种内互助、种间斗争、种内斗争C．种内斗争、种间斗争、种内互助D．种间斗争、种内斗争、种内互助答案B请阅读课本P10讨论下列问题：•制作泡菜的流程？需要的原料？•泡菜坛应具备的条件？如何检测泡菜坛是否合格？使用不合格泡菜坛有什么后果？•盐水应该按什么比例配制才较好？为什么要将盐水煮沸后又冷却？加盐有何作用？哪些因素会导致泡菜腌制过程中的亚硝酸盐含量？测定原理及其步骤？（2）添加的调味品，如花椒、八角等。（3）白酒。（4）食盐和糖。（1）各种蔬菜均可，一般用白菜、洋白菜、黄瓜、柿子椒、胡萝卜、白萝卜等。原料①观型体:以火候老、釉质好、无裂纹、无砂眼、形体美观的为佳。②看内壁:将坛压在水内，看内壁，以无砂眼、无裂纹、无渗水现象的为佳。④听声音:用手击坛，听其声，钢音的质量则好，空响、砂响、音破的质次。腌制条件腌制过程中，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，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般在腌制10天后，亚硝酸盐的含量开始下降。结球甘蓝（简称甘蓝），别名洋白菜、圆白菜、包心菜、莲花白菜等，在上海地区又叫卷心菜。步骤（1）各种菜洗净并切成3～4cm长的小块。（2）将泡菜坛洗净，并用热水洗坛内壁两次。（3）将各种蔬菜、盐水、糖及调味品放入坛，混合均匀。如果希望发酵快些，可将蔬菜在开水中浸1分钟后入坛，再加上一些白酒。（4）将坛口用水封好，防止外界空气进入。（5）泡菜发酵•①准备白菜、萝卜、葱、辣椒、蒜等材料。•②切好萝卜、葱、蒜泥、辣椒末等，准备往白菜芯里放。•③白菜切成两半后，放在盐里(水盐比４：１）一夜，第二天，用流动的水清洗，再甩干水分。•⑤用外层的白菜叶子包好里面的，放上一周。•④往盐腌过的白菜里添加第2项的材料，要均匀涂抹。•⑥切开发酵的泡菜，放在盘子里。原料加工修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状加调味料装坛加盐盐水冷却泡菜盐水发酵成品测亚硝酸盐含量制作泡菜实验操作过程如果加入一些已经腌制过的泡菜汁更好，这相当于接种已经扩增的发酵菌，可减少腌制时间。1、加入白酒有什么作用？白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。思考：2、用水封闭坛口起什么作用？不封闭有什么结果？水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，空气中21％是氧气，这是最简易的造成无氧环境的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。3、为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？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，适合酵母菌的繁殖。4、为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长、变质的蔬菜？有些蔬菜，如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久时发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。二、亚硝酸盐含量的测定1、测定亚硝酸盐含量的原理亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，这一反应物再与N-1－萘基乙二胺偶联,结合生紫色产物。将经过反应显色后的待测样品与标准液比色，即可计算出样品中的亚硝酸盐含量。测定亚硝酸盐含量的原理和比色的原理。（2）重氮反应形成的产物与N—1—萘基乙二胺结合形成紫红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(也可使用比色仪)（1）在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮反应偶联（2）配制标准液用移液管吸取0.20ml、0.40ml、0.60ml、0.80ml、1.00ml、1.50ml亚硝酸钠溶液，分别置于50ml比色管中，再取1支比色管作为空白对照。并分别加入2.0ml对氨基苯磺酸溶液，混匀，静置3～5分钟后，再分别加入1.0mlN-1－萘基乙二胺盐酸盐溶液，加蒸馏水至50ml，混匀，观察亚硝酸钠溶液颜色的梯度变化。提取剂：分别称取50克氯化镉、氯化钡，溶解于1000ml蒸馏水中，用盐酸调节pH至1。氢氧化铝乳液和2.5mol/l的氢氧化钠溶液。（3）制备样品处理液将3坛样品做好标记后，分别称取0.4千克泡菜，榨汁过滤得200ml汁液。取其中100ml至500ml容量瓶中，加200ml蒸馏水、100ml提取剂，混匀，再加入40ml氢氧化钠溶液，用蒸馏水定容至500ml后，立即过滤。将60ml滤液转移至100ml容量瓶中，加入氢氧化铝（吸附脱色）乳液，定容至100ml，过滤。（4）比色吸取40ml透明澄清的滤液，转移到50ml比色管中，将比色管做好标记。按步骤2的方法分别加入对氨基苯磺酸溶液和N-1－萘基乙二胺盐酸盐溶液，并定容至50ml，混匀，静置15分钟。观察样品颜色的变化，并与标准显色液比较，找出与标准液最相近的颜色，记录对应的亚硝酸钠含量，并计算。每隔2天测一次，将结果记录下来。计算：如测试液与标准比色液的3微克相当，则亚硝酸盐的含量计算为3/1000/0.00960.4千克x100/200x60/500x40/100=0.0096取材得滤液200毫升取100毫升500毫升取60毫升100毫升取40毫升3.无机大分子颗粒吸附有机杂质的原理和方法。提取剂：氯化镉和氯化钡作为提取剂的作用是提取样品处理液中的大分子有机杂质，增加亚硝酸盐溶解度（1）提取剂在配制时为什么要加入浓盐酸调节PH至1？氢氧化铝乳液：吸附泡菜汁液中的杂质，使泡菜汁透明澄清，以便进行显色反应（2）为什么需要用处理样品与提取剂在摇床上振荡提取1小时？（3）为什么振荡后还需要加入氢氧化钠溶液？防止形成氢氧化铝氢氧化铬沉淀为使沉淀沉在容器底部中和乳酸和其他酸（4）为什么加氢氧化铝？2001年1月4日（封坛前）2001年1月8日2001年1月12日2001年1月15日2001年1月19日0.150.600.200.100.101号坛2号坛0.150.200.100.050.053号坛0.150.800.600.200.20泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化每隔2天测一次，将结果记录下来。三、问题讨论：计算：P57亚硝酸盐含量发酵时间（d）（1）亚硝酸盐含量在第4天达到最高峰。（2）亚硝酸盐含量升高的原因是蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性增强，将硝酸盐还原为亚硝酸。（3）亚硝酸盐含量降低的原因是蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性减弱，硝酸盐还原减少例:泡菜是人们日常生活中比较喜欢的一种食品，但是泡菜中却含有亚硝酸盐。当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0．3g—0．5g时，会引起中毒；达到3g时，会引起死亡。我国卫生标准规定，亚硝酸盐的残留量在酱菜中不得超过20mg／kg。膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿液排出，只有在特定的条件下才会转变成致癌物——亚硝胺。针对泡菜在发酵过程中会产生亚硝酸盐的事实，某中学生物活动小组设计实验，探究不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响。（1）请补充实验设计的空缺内容：①制作泡菜的原理：。②测量指标及方法:亚硝酸盐与某些化学物质发生反应后形成玫瑰红色染料。先使泡菜样品及一系列已知浓度的亚硝酸盐溶液分别与化学物质发生显色反应，然后对比颜色，可以估测出泡菜液样品中亚硝酸盐的含量。③确定浓度梯度:经过查找资料和初步实验，发现当食盐浓度为3％以下时，制作的泡菜容易发生腐败，而当食盐浓度在8％以上时，制作的泡菜又容易成为咸腌菜。因此，分别设计了3％、5％、7％的食盐浓度梯度来制作泡菜。利用乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖制作泡菜④选择实验材料：红萝卜和白萝卜，哪种更适合于用做实验材料？白萝卜。其原因是：避免植物中的色素对显色反应的干扰⑤制作泡菜：将实验材料分成3组制作泡菜，除了实验材料的重量相同外，还要保证每组泡菜的制作（或培养、发酵）条件相同。（