河北省张家口市宣化区第四中学学年高中生物制作泡菜并检测亚硝酸盐含量课件新人教版选修

1、课题课题3：制作泡菜并检测亚：制作泡菜并检测亚硝酸盐含量硝酸盐含量 一、课题目标一、课题目标 尝试尝试制作泡菜制作泡菜，并尝试用，并尝试用比色法比色法测定泡测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化。讨论与此相菜中亚硝酸盐含量的变化。讨论与此相关的食品安全问题。关的食品安全问题。 二、课题重点与难点二、课题重点与难点 课题重点：制作泡菜并测定泡菜中亚硝课题重点：制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量。酸盐含量。 课题难点：泡菜中亚硝酸盐含量的测定。课题难点：泡菜中亚硝酸盐含量的测定。乳酸链球菌乳酸链球菌乳酸杆菌乳酸杆菌C6H12O6CHO酶酶+能量能量制作泡菜制作泡菜制作酸奶制作酸奶 含有抗生素的牛奶能不能发酵成

2、酸含有抗生素的牛奶能不能发酵成酸奶？为什么？奶？为什么？ 不能。因为酸奶的制作依靠的是乳不能。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。生素的牛奶不能发酵成酸奶。 我国食品卫生标准规定的亚硝酸盐含量标准：我国食品卫生标准规定的亚硝酸盐含量标准： 豆粉中的平均含量可以达到豆粉中的平均含量可以达到10毫克毫克/千克，而咸菜中的平均千克，而咸菜中的平均含量也在含量也在7毫克毫克/千克以上。蔬菜中平均含量为千克以上。蔬菜中平均含量为4毫克毫克/千克千克50毫克/千克 泡菜优点

3、泡菜优点 膳食中的绝大多数亚硝酸盐膳食中的绝大多数亚硝酸盐在人体内以在人体内以“过客过客”的形式随尿的形式随尿排出，只有排出，只有在特定的条件下（适在特定的条件下（适宜的宜的PHPH、温度和一定的微生物作、温度和一定的微生物作用），用），才会转变成致癌物才会转变成致癌物亚亚硝胺。大量动物实验表明，亚硝硝胺。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，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人类的某些癌症可能与亚硝胺有关。关。 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发酵初期，泡菜中的微生

4、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酸盐，与此同时，蔬菜中的酚类物质和维生素C C等物质也会将亚硝酸盐氧化，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

5、的环境不利于除乳酸菌以外的其他微生物的生长。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。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？亚硝酸盐，其他的酱菜中含有亚硝酸盐吗？硝酸盐硝酸盐亚硝酸盐亚硝酸盐还原还原氧化氧化细菌等微生物维生素维生素C、E和酚类物质和酚类物质亚硝胺亚硝胺 一、

6、基本原理一、基本原理 1. 1. 制作泡菜的原理。利用乳酸菌在无氧的环境下制作泡菜的原理。利用乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖制作泡菜。大量繁殖制作泡菜。 根据微生物的活动情况和乳酸积累量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可以将泡菜发酵过程分为三个阶段分为三个阶段: : 发酵初期发酵初期: :大肠杆菌和酵母菌较为活跃大肠杆菌和酵母菌较为活跃, ,它们进行同型乳酸发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另一方

7、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, ,菜质菜质咸而不酸、有生味。咸而不酸、有生味。 发酵中期：发酵中期：由于乳酸不断积累和缺氧的形成，乳酸杆菌开始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积累量可达0.6%-0.8%0.6%-0.8%，PHPH为为3.5-3.83.5-3.8

8、，其他的微生物的活动受到，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。抑制，这时泡菜完全成熟，菜有酸味而清香。发酵后期：发酵后期：乳酸含量继续增加，可达乳酸含量继续增加，可达1.0%以以上，当超过上，当超过1.2%以上时，乳酸菌的活性受以上时，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。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

9、生物关系依次是酸菌自身的生长，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、种内互助种间斗争、种内斗争、种内互助答案答案B 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？结球甘蓝（简称甘蓝），别名洋白结球甘蓝（简称甘蓝），别名

10、洋白菜、圆白菜、包心菜、莲花白菜等，菜、圆白菜、包心菜、莲花白菜等，在上海地区又叫卷心菜。在上海地区又叫卷心菜。 准备白菜、萝卜、准备白菜、萝卜、葱、辣椒、蒜等材葱、辣椒、蒜等材料。料。切好萝卜、葱、蒜泥、切好萝卜、葱、蒜泥、辣椒末等，准备往白菜辣椒末等，准备往白菜芯里放。芯里放。 白菜切成两半后，放在盐里白菜切成两半后，放在盐里( (水盐比水盐比：）一夜，第二天，用流动的水清）一夜，第二天，用流动的水清洗，再甩干水分。洗，再甩干水分。 用外层的白菜用外层的白菜叶子包好里面的，叶子包好里面的，放上一周。放上一周。 往盐腌过的白往盐腌过的白菜里添加第菜里添加第2 2项的项的材料，要均匀涂材料，要

11、均匀涂抹。抹。 切开发酵的切开发酵的泡菜，放在盘泡菜，放在盘子里。子里。原料加工原料加工修整、洗涤、晾晒、修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状切分成条状或片状加调味加调味料装坛料装坛加盐加盐盐水盐水冷却冷却泡菜泡菜盐水盐水发酵发酵成品成品测亚硝酸盐含量测亚硝酸盐含量制作泡菜制作泡菜 测定亚硝酸盐含量的原理和比色的原理。测定亚硝酸盐含量的原理和比色的原理。 （2 2）重氮反应形成的产物与）重氮反应形成的产物与N1N1萘基乙二胺结合形成紫红色染料。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

12、硝酸盐的含量。以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(也可使用比色仪也可使用比色仪)（1 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）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偶联联 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35分钟后， 再分别加入1.0ml N-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：提取剂：分别称取50克氯化镉、氯化钡，溶解于1000

13、ml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。 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100 ml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。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

14、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微克相当，则亚硝酸盐的含量计算为为3/1000/0.00960.4千克千克x100/200 x60/500 x40/100=0.0096取取材材得滤得滤液液200毫升毫升取取100毫升毫升500毫升毫升取取60毫升毫升100毫毫升取升取40毫毫升升3. 无机大分子颗粒吸附有机杂质的原理和方法。无机大分子颗粒吸附有机杂质的原理和方法。 提取剂：提取剂：氯化镉和氯化钡作为提取剂的作用是提取样品处氯化镉和氯

15、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）提取剂在配制时为什么要加入浓盐酸调节PH至至1？氢氧化铝乳液：氢氧化铝乳液：吸附泡菜汁液中的杂质，使泡菜汁透明澄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）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？小时？（3）为什么振荡后还需要加入氢氧化钠溶液？）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防止形成氢氧化铝氢氧化铬沉淀为使沉

16、淀沉在容器底部为使沉淀沉在容器底部中和乳酸和其他酸中和乳酸和其他酸（4）为什么加氢氧化铝？）为什么加氢氧化铝？2001年年1月月4日日（封坛前）（封坛前）2001年年1月月8日日2001年年1月月12日日2001年年1月月15日日2001年年1月月19日日0.15 0.600.200.100.101号坛号坛2号坛号坛0.15 0.200.100.050.053号坛号坛0.15 0.800.600.200.20计算：计算：P57亚硝酸盐含量发酵时间（发酵时间（d）（1）亚硝酸盐含量在第）亚硝酸盐含量在第 4 天达到最高峰。天达到最高峰。（2）亚硝酸盐含量升高的原因是）亚硝酸盐含量升高的原因是 蔬

17、菜组织和细菌内的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）亚硝酸盐含量降低的原因是 蔬菜组织和细菌内的蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性减弱，硝酸盐还原减少硝酸还原酶的活性减弱，硝酸盐还原减少 例例: :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却含有亚硝酸盐。当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0 03g03g05g5g时，会引起中毒；时，会引起中毒；达到达到3g3g时，会引起死亡时，会引起死亡。我国

18、卫生标准规定，。我国卫生标准规定，亚硝酸盐的残留量在酱菜中不得超过亚硝酸盐的残留量在酱菜中不得超过20mg20mgkgkg。膳食中的绝大部。膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以分亚硝酸盐在人体内以“过客过客”的形式随的形式随尿液尿液排出，只有在特定排出，只有在特定的条件下才会转变成致癌物的条件下才会转变成致癌物亚硝胺亚硝胺。针对泡菜在发酵过程中。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。同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响。（1 1）请补充实验设计的空缺

19、内容：）请补充实验设计的空缺内容：制作泡菜的原理：制作泡菜的原理： 。测量指标及方法测量指标及方法: :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。样品中亚硝酸盐的含量。确定浓度梯度确定浓度梯度: :经过查找资料和初步实验，发现当食盐浓度为经过查找资料和初步实验，发现当食盐浓度为3 3以下时，制作的泡菜容易发生腐败，而当

20、食盐浓度在以下时，制作的泡菜容易发生腐败，而当食盐浓度在8 8以上以上时，制作的泡菜又容易成为咸腌菜。因此，分别设计了时，制作的泡菜又容易成为咸腌菜。因此，分别设计了3 3、5 5、7 7的食盐浓度梯度来制作泡菜。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利用乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖制作泡菜 选择实验材料：红萝卜和白萝卜，哪种更适合于用做实验材选择实验材料：红萝卜和白萝卜，哪种更适合于用做实验材料？料？白萝卜白萝卜 。其原因是：。其原因是：避免植物中的色素对显色反应的干扰避免植物中的色素对显色反应的干扰 制作泡菜：将实验材料分成制作泡菜：将实验材料分成3 3组制作

21、泡菜，除了实验材料的重组制作泡菜，除了实验材料的重量相同外，还要保证每组泡菜的量相同外，还要保证每组泡菜的制作（或培养、发酵）条件制作（或培养、发酵）条件 相同。相同。（2 2）下图是该生物活动小组记）下图是该生物活动小组记录的三种食盐浓度的泡菜中的亚录的三种食盐浓度的泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。硝酸盐含量与发酵天数的关系图。根据此图实验结果，请你给出根据此图实验结果，请你给出制作和食用泡菜的最佳指导建议：制作和食用泡菜的最佳指导建议：用用5 5的食盐浓度制作泡菜比较适合食用（的食盐浓度制作泡菜比较适合食用（1 1分），但要在发酵分），但要在发酵时间达时间达1111天天( (或或9 9天天) )以后食用才比较适宜以后食用才比较适宜（1 1分）。