生物学案：课堂探究专题课题制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课堂探究探究点一泡菜的制作过程·问题导引·你听过歌曲“泡菜的故事”吗？“嘿嘿老板来盘泡菜每当大伙桌旁一坐我就可以往那桌上一摆我的目的要让客人快把他的胃口打开我就是要泡菜我就是要泡菜人人都喜爱呀你说奇怪不奇怪”制作泡菜的容器需要密封吗？泡菜为什么能使人胃口大开？提示：制作泡菜利用了乳酸菌无氧发酵，容器需密封以提供无氧环境.乳酸菌产生的乳酸有酸味,能增强食欲.·名师精讲·选择容器：应选择质地好、无裂纹、无砂眼、吸水良好、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛.↓选择原料：选择质地鲜嫩，肉丰富，无虫咬，无烂痕、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。↓配制盐水：按照清水与盐的质量比为4∶1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20【例题1】下列操作,不会引起泡菜污染的是()A．坛盖边沿的水槽应注满水，并且要时常补充水槽中的水B．腌制时温度过高，食盐量不足10%C．腌制的时间过短D．盐水入坛前不用煮沸，直接入坛解析：腌制时温度过高，食盐量不足10％,腌制的时间过短，容易造成细菌大量繁殖.盐水入坛前要煮沸冷却，不能直接入坛，以防止杂菌污染。A项所述是为了使坛内无氧,有利于乳酸菌发酵。答案：A变式训练1在泡菜的制作过程中，下列叙述不正确的是（)A．按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水B．按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水C．盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染D．向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内的无氧环境解析：清水与盐的质量比为4∶1，若食盐量不足，易造成细菌大量繁殖。答案：B探究点二亚硝酸盐含量的测定·问题导引·许多风味餐馆里，都有泡菜的踪影,它鲜嫩清脆，可以增强食欲。如果自己在家也做一些这样的泡菜，作为每天饭前小菜,不失为一件美事.但是泡菜中的亚硝酸盐含量高时，会引起中毒或死亡.在特定条件下亚硝酸盐还会转化成具有致癌作用的亚硝胺.泡菜在腌制过程中亚硝酸盐含量如何变化？提示：亚硝酸盐的含量先增多，后减少。·名师精讲·1．实验中所用试剂、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、溶解对氨基苯磺酸3N1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6氯化镉、氯化钡作为亚硝酸盐的提取剂7氢氧化钠中和过多的盐酸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2．泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化（1)教材所述实验中泡菜坛中的亚硝酸盐含量变化为：在腌制后的第4天，3只泡菜坛中亚硝酸盐的含量达到最高峰,而第10天泡菜坛中的亚硝酸盐含量开始有明显下降。这可能是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,产生乳酸，对硝酸盐还原菌产生抑制作用，使其生长繁殖受影响,加上泡菜中含有大量抗突变或抗癌物质（如维生素C），能阻断亚硝酸盐及亚硝胺合成,致使泡菜中亚硝酸盐含量下降。（2）亚硝酸盐的含量变化趋势如下图。【例题2】下列关于测定亚硝酸盐含量的操作,错误的是（）A．质量浓度为4mg/mL的对氨基苯磺酸溶液呈酸性B．对氨基苯磺酸溶液和N1萘基乙二胺盐酸盐溶液，应避光保存C．质量浓度为5μg/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N1萘基乙二胺盐酸盐溶液都呈酸性，为保证其稳定性,应低温密闭保存。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中色素脱色，使滤液变得无色透明。答案：D方法点拨(1）亚硝酸盐溶液的浓度不同，呈现的颜色深浅不一：溶液浓度越高，颜色越深。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测对比，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。（2）测定亚硝酸盐含量的关键是标准显色液的配制。变式训练2很多人都喜欢吃泡菜,但是泡菜中含有亚硝酸盐,摄入总量超标时会危害身体健康。某研究性学习小组的同学为了探究泡菜在发酵过程中不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响，设计了相关实验进行研究。请回答下列问题。（1）制作泡菜的原理是________________________________________。（2）测定亚硝酸盐含量的实验原理是:在______条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生________反应后,与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成__________色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行比较，可以估测出泡菜中亚硝酸盐的含量.（3）现有红萝卜和白萝卜，你认为更适合用做实验材料的是______________________；原因是__________________________。（4）下图是该活动小组记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.根据此实验结果,你认为比较适合制作泡菜的食盐浓度为__________；原因是_______.解析:制作泡菜利用的是乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸。测定亚硝酸盐含量: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N1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液进行比较，可以估测出泡菜中亚硝酸盐的含量。白萝卜比红萝卜更适合做实验材料，因为红萝卜含有红色素，容易干扰显色反应.从题图中看出，5％的食盐浓度适合制作泡菜，因为食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快，说明乳酸菌代谢最旺盛，且在发酵11天后亚硝酸盐降到最低值。答案：（1）乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸（2）盐酸酸化重氮化玫瑰红（3）白萝卜避免材料中的色素对显色反应产生干扰（4）5%食盐浓度为5％的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快，说明乳酸菌代谢最旺盛，且在发酵11天后亚硝酸盐降到最低值探究点三结果分析与评价·问题导引·李超同学学习了泡菜制作后，在家中尝试制作泡菜.发酵完成后，当他打开泡菜坛时看到泡菜非常鲜亮，他迫不及待地尝了一口却很不满意。应从哪些方面对泡菜的质量进行初步判断？提示：先从外观上观察色泽，然后从口味上判断。·名师精讲·1．课题成果评价（1)泡菜腌制的质量.可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定，还可以在显微镜下观察乳酸菌形态,比较不同时期泡菜坛中乳酸菌的含量。（2）亚硝酸盐含量的测定。配制的亚硝酸盐标准使用液与样品液显色后,目测比色效果如何，是否与标准液的浓度相吻合.如果不吻合，还应在已知浓度范围内，改变浓度梯度,进一步配制标准使用液。(3）是否进行了及时细致的观察与记录。（4)在实验进行过程中，应及时对泡菜中亚硝酸盐含量进行鉴定,比较不同时期亚硝酸盐含量的变化及其对泡菜质量的影响。2．泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有O2,乳酸菌活动受抑制）少增加（硝酸盐还原菌的作用）发酵中期最多（乳酸抑制杂菌活动）积累、增多、pH下降下降（硝酸盐还原菌活动受抑制,部分亚硝酸盐被氧化)发酵后期减少（乳酸继续积累，pH继续下降，抑制乳酸菌活动）继续增多，pH继续下降相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制)曲线模型【例题3】某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：2014年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0.6kg，再分别倒入等量煮沸并冷却的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,（1）测定亚硝酸盐含量的方法是________，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重氮化反应后，与N1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)实验中,盐水加热煮沸是为了________；冷却之后再使用是为了保证________等微生物的生命活动不受影响。(3）在腌制过程中,坛中溶液量会增加，原因是________________.（4）图中数据表明,泡菜在腌制的第________天亚硝酸盐含量达到最大值,腌制到第________天以后再食用，可以较好地避免亚硝酸盐对人体健康的危害。（5）实验中三只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异，最可能的原因是_______________。（6）为了让实验数据更好地表明泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化，对该实验所获得的三组数据应进行怎样的处理才更合理?_________________________________________解析：（1）测定亚硝酸盐的含量利用的是比色法,即将样品液中的颜色与标准液中的颜色对比，得知样品液中亚硝酸盐的含量。（2)对盐水加热的目的是杀灭杂菌，但需要冷却后再使用，防止高温杀死乳酸菌或抑制乳酸菌无氧呼吸.（3）盐水的浓度远大于细胞液浓度，根据细胞吸水、失水的原理可知，蔬菜的细胞要失水，导致坛中溶液量增加.（4)由图可以看出,大约到第7天时亚硝酸盐的含量最多。食用时间应是第14天以后，因为此时亚硝酸盐含量相