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专题1:传统发酵技术的应用鹤壁高中生物组在我国四川、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。四川泡菜历史悠久，流传广泛，几乎家家会做，人人吃，甚至在筵席上也要上几碟泡菜。据北魏孙思勰的《齐民要术》一书中，就有制作泡菜的叙述，可见至少一千四百多年前，我国就有制作泡菜的历史。鲜嫩清脆，可以增进食欲，帮助消化与吸收。但是腌制食品少吃，多吃新鲜蔬菜一、乳酸菌乳酸菌是发酵糖类主要产物为乳酸的一类细菌的总称。属于原核生物。乳酸菌种类很多，常见乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸链球菌（球状）乳酸杆菌（杆状）分布：在自然界分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内部都有繁殖：以二分裂方式进行繁殖代谢类型：异养厌氧型由于菌种不同，代谢途径不同，生成的产物有所不同，将乳酸发酵又分为同型乳酸发酵、异型乳酸发酵同型乳酸发酵异型乳酸发酵C6H12O62C3H6O3+能量酶C6H12O62C3H6O3+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶产物只有乳酸产物除乳酸，还有乙醇和CO2等为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？牛奶发酵为酸奶主要依靠乳酸菌的发酵作用，而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌。二、亚硝酸盐自然界中，亚硝酸盐分布广泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。亚硝酸盐为白色粉末，外观与食盐相似，有咸味，易溶于水，可作食品添加剂。亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中携带氧的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，会引起中毒，当摄入总量达到3g时，会引起死亡。膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，只有在特定的条件下才会转变成致癌物――亚硝胺，亚硝胺对动物还具有致畸和致突变作用。亚硝酸盐在pH=3，温度适宜和一定微生物的作用下转变成致癌物质亚硝胺，因此，霉变的食品亚硝胺可增至数十倍至数百倍。我国卫生标准规定：亚硝酸盐的残留量在肉制品中不得超过30mg/kg，酱菜中不超过20mg/kg，而婴儿奶粉中不得超过2mg/kg。流程见P10泡菜坛泡菜坛本身质地好坏对泡菜与泡菜盐水有直接影响，应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合号的泡菜坛。也可使用玻璃制作的泡菜坛。①观型体:泡菜坛以火候老、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。③视吸水:坛沿掺入清水一半，用废纸一卷，点燃后放坛内，盖上坛盖，能把沿内水吸干（从坛沿吸入坛盖内壁）的泡菜坛质量较好，反之则差。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。泡菜坛检验优劣方法：制作过程（1）原料处理（2）盐水配制（3）装坛（4）封坛发酵（1）原料处理将鲜菜修整、洗涤、阳光下晾晒，到菜表皮萎焉时收下，切分成条状或片状。（2）盐水配制•按清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水。•选择含矿质较多的井水或泉水配制盐水。•将盐水煮沸冷却。（3）装坛•将泡菜坛洗净，并用热水洗坛内壁两次。•将经过处理的蔬菜混合均匀，装入泡菜坛内，装至半坛时放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满，再徐徐注入配好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。（4）封坛发酵•盖好坛盖。在坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌所需的无氧环境。•在发酵过程中，要注意经常补充水槽中的水。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。泡菜发酵的阶段•泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断累积，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。三维设计P8从乳酸的含量、泡菜的风味品质来看，在初期发酵的末期和中期发酵阶段，泡菜的乳酸含量为0.4%～0.8%，风味品质最好，因此，常以这个阶段作为泡菜的成熟期。腌制1周左右即可开坛食用。也可随时加入新鲜蔬菜，不断取用。成品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。思考题：2、用水封闭坛口起什么作用？不封闭有什么结果？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？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？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。某学生把甘蓝切丝后制作泡菜，为了探究甘蓝在不同的温度下经过3天发酵后所生成的乳酸量，在第4天检测的实验结果如表：(1)分析资料，你可以得出什么结论?(2)在泡菜制作时，乳酸含量大致在0.8％左右时风味最好，此时维生素C的保存率也较高，结合以上材料，你在制作泡菜时应该注意什么?练习题(1)分析资料，你可以得出什么结论?从表中数据分析可得知，甘蓝在31℃时所生成的乳酸含量最多，低于或者高于这个温度所生成的乳酸量都比较少一些。(2)在泡菜制作时，乳酸含量大致在0.8％左右时风味最好，此时维生素C的保存率也较高，结合以上材料，你在制作泡菜时应该注意什么?注意把温度控制在16℃左右为宜四、亚硝酸盐含量的测定1、测定亚硝酸盐含量的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，再与N-1－萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红溶液。将经过反应显色后的泡菜待测样品与标准液比色，即可估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、材料与器具泡菜、对氨基苯磺酸、N-1-萘基乙二胺盐酸盐、亚硝酸钠、氯化镉、氯化钡、氢氧化钠、氢氧化铝、蒸馏水、榨汁机、移液管、容量瓶、比色管等3、步骤（1）配置溶液（2）配制标准液（3）制备泡菜样品处理液（4）比色亚硝酸吸钠湿性强，在空气中易被氧化成硝酸钠，因此，要应在硅胶干燥器中干燥24h或经115±5℃真空干燥至恒重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（3）为什么振荡后还需要加入氢氧化钠溶液？防止形成氢氧化镉氢氧化钡沉淀通过静电吸附将为镉、钡离子大量吸附在泡菜碎片表面，使沉淀沉在容器底部中和乳酸和其他酸（4）为什么加氢氧化铝乳液？（1）提取剂在配制时为什么要加入浓盐酸调节PH至1？（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？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亚硝酸盐含量发酵时间（d）4、实验结果分析和讨论选录三只泡菜坛中的亚硝酸盐含量变化的绝对数量虽然不同，但整体的变化趋势却基本相同。在腌制后的第五天，三只泡菜坛中亚硝酸盐的含量都达到最高峰（1、2、3号坛中的亚硝酸盐分别达到0.6mg/kg、0.2mg/kg、0.8mg/kg）在腌制后的前6天内，泡菜中的亚硝酸盐含量就可以达到最高峰。而第9天后泡菜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，坛内环境有利于某些细菌的繁殖（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，乳酸菌也大量繁殖，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，造成泡菜中亚硝酸盐的含量又有所下降。课堂练习下图为泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答：(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是．(2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为，盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是；试说明盐在泡菜制作中的作用：。(3)泡菜风味形成的关键在于的加入。亚硝酸盐的含量低4：1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盐有灭菌、渗出蔬菜中过多的水以及调味的作用调味料(4)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析可能的原因：(5)发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，原因是(6)测定亚硝酸盐含量的方法是。泡菜坛子密封不严或取食工具不卫生，或盐的比例过小，都会引起杂菌滋生、泡菜变质发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化，及时检测是为把握取食泡菜的最佳时机比色法蔬菜刚入坛时，表面带入的微生物，主要是以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵产生较多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以气泡从水槽内放出，逐渐使坛内形成嫌气状态。发酵产物中除乳酸外，还有其他，如乙醇、CO2等称异型乳酸发酵发酵前期：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、有生由于前期乳酸的积累，pH下降，嫌气状态的形成，乳酸杆菌进行活跃的同型乳酸发酵，乳酸的积累量可达到0.6%～0.8%；乳酸积累pH达3.5~3.8.大肠杆菌、酵母菌、霉菌等的活动受到抑制。这一期为完全成熟阶段，泡菜有酸味且清香品质最好。发酵产物中只有乳酸，称为同型乳酸发酵发酵中期：在此期间继续进行的是同型乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸积累达1.2％以上时，乳酸杆菌的活性受到抑制，发酵速度逐渐变缓甚至停止。发酵后期：此阶段泡菜酸度过高、风味不协调。