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课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量学习目标：1.了解泡菜的制作过程和注意事项。(重点)2.用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化。(难点)1．泡菜的制作(1)泡菜制作所用菌种及原理①菌种：乳酸菌。分布：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等代谢类型：异养厌氧型常见种类：乳酸链球菌和乳酸杆菌，其中乳酸杆菌常用于生产酸奶②发酵原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸。(2)泡菜制作的流程原料加工：选取新鲜的蔬菜，进行修整、洗涤、晾晒，切分成条状或片状↓配制盐水：按清水与盐的质量比为4∶1的比例配制好后煮沸冷却备用↓装坛：将蔬菜装至半坛时，放入调味品，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↓封坛发酵：盖好坛盖，在坛盖边沿的水槽中注满水，发酵时间长短受室内温度的影响↓成品(3)腌制的条件及关键①条件：在腌制过程中，要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。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，亚硝酸盐含量增加。②关键：泡菜制作的核心步骤是乳酸菌发酵，选择容器、制备盐水、搭配调料是泡菜制作的关键步骤。2．亚硝酸盐含量的测定(1)亚硝酸盐物理性质白色粉末，易溶于水应用在食品生产中常用作食品添加剂分布分布广泛，存在于蔬菜、咸菜和豆粉等食品中危害人体摄入总量达到0.3～0.5_g时会引起中毒；摄入总量达到3g时会引起死亡我国卫生标准肉制品中不得超过30mg/kg，酱腌菜中不超过20mg/kg，婴儿奶粉中不得超过2_mg/kg代谢绝大多数随尿排出，但在特定条件下，即适宜的pH、温度和一定的微生物作用下，会转变为致癌物——亚硝胺(2)亚硝酸盐含量的测定①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，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，可通过目测比较，大致估算其含量。②方法：比色法。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―→制备标准显色液―→制备样品处理液―→比色。1．判断对错(1)制作的原理是乳酸菌有氧呼吸产生乳酸。()(2)泡菜坛要选择密封性好的坛子。()(3)盐水要浸没全部菜料。()(4)制作时间与温度有关系。()提示：(1)×乳酸菌是厌氧微生物。(2)√(3)√(4)√2．在制作泡菜的过程中，下列描述不正确的是()A．按照清水与盐的质量比为4∶1配制盐水B．发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用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B[配制盐水时，清水与盐的质量比为4∶1，盐水煮沸，可除杂菌、防污染；发酵过程主要为乳酸菌的作用，另外还有酵母菌的作用；乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，因此在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境。]3．测定泡菜样品中亚硝酸盐的含量时，氢氧化铝乳液的作用是()A．与亚硝酸盐发生颜色反应B．提取泡菜当中的亚硝酸盐C．吸附泡菜汁中的杂质，使泡菜汁透明澄清D．用于制备标准显色液C[测定亚硝酸盐含量用比色法，使用氢氧化铝乳液可使样品澄清。]泡菜制作的原理与实验设计[合作交流]1．为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？提示：酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用，抗生素能够杀死乳酸菌或抑制其生长。2．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。3．在泡菜制作的发酵过程中，为什么要经常向泡菜坛的水槽中补充水？提示：为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。[归纳总结]1．泡菜发酵过程(1)发酵初期①参与的微生物种类：主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃。②发酵过程：该阶段主要大量消耗O2，并产生较多的CO2，使坛内逐渐形成无氧状态。③发酵特点：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①发酵的主要微生物种类：乳酸菌。②原因：由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，无氧状态形成。③发酵特点：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、腐生菌、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，泡菜有清香味。(3)发酵后期①发酵的主要微生物：仍然是乳酸菌。②发酵特点：在此期间乳酸含量继续增加，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。特别提醒：(1)乳酸菌是能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。(2)乳酸菌是厌氧微生物，在有氧气存在时，无氧呼吸受抑制。(3)用于制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。[典题通关]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。[解析](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，都容易造成杂菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。[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什么？说出其中的原因。提示：乳酸菌数量增多，杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更为耐酸。1．下列关于乳酸菌的说法错误的是()A．乳酸菌的遗传物质是DNAB．乳酸菌无氧呼吸产生乳酸和CO2C．乳酸菌与醋酸菌的细胞结构相似D．在泡菜制作过程中，起主要作用的是乳酸菌B[乳酸菌属于细菌，其遗传物质是DNA；乳酸菌是厌氧型细菌，无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2；乳酸菌与醋酸菌都属于原核生物，细胞结构相似；泡菜制作利用了乳酸菌的无氧发酵过程。]2．关于泡菜制作的相关叙述，不正确的是()A.清水和盐的比例为4∶1B.发酵时间长短受室内温度影响C.泡菜坛应选择火候好、无砂眼、盖子吻合好的D.发酵过程无需向水槽中补充水D[泡菜制作的过程是将新鲜蔬菜置于密闭的容器中，经过一段时间发酵而成的。制作过程中，按照清水和盐的质量比为4∶1的比例配制盐水；发酵时间长短受室内温度影响；泡菜坛应选择火候好、无砂眼、盖子吻合好的，不合格的泡菜坛容易引起蔬菜腐烂；在发酵过程中要注意经常补充水槽中的水，以形成无氧环境。故D不正确。]亚硝酸盐含量的测定[合作交流]1．为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜？提示：腌制蔬菜中亚硝酸盐含量较高，亚硝酸盐在一定条件下可以转化为亚硝胺，亚硝胺对人体有害。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。[归纳总结]1．亚硝酸盐含量的测定(1)测定方法：比色法。即用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比，并估算泡菜中亚硝酸盐的含量。(2)原理：①亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸→反应物反应物＋N1萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料。②亚硝酸盐溶液的浓度越高，颜色越深；浓度越低，颜色越浅。(3)测定亚硝酸盐含量的流程：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色(4)制备样品处理液的流程：(5)计算亚硝酸盐含量：亚硝酸盐含量＝样品中亚硝酸盐含量（mg）取样量（40mL滤液的质量，kg）2．测定实验中所用试剂、药品及其作用序号试剂、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3.泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化发酵时期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(乳酸抑制其他菌活动)积累、增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)含量变化曲线注意亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的特别提醒：测定亚硝酸盐含量的注意事项(1)亚硝酸盐溶液的浓度不同，呈现的颜色深浅不一。溶液浓度高，颜色深些；浓度低，颜色浅些。(2)比色过程中，由于重氮化反应不稳定，显色后溶液颜色会不断加深，所以时间控制在静置15min后比色较好。(3)配制的亚硝酸盐标准显色液与样品处理液显色后，根据颜色深浅程度判断样品处理液是否与标准显色液的浓度相吻合。如果不吻合，还应在已知浓度范围内，改变浓度梯度，进一步配制标准显色液。[典题通关]某同学在泡菜腌制过程中每3～4d测一次亚硝酸盐的含量，其结果如下表：泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化(mg/kg)(1)本实验所用测定亚硝酸盐含量的方法是________。(2)关于亚硝酸盐含量测定原理的正确描述是()A．重氮化―→酸化―→显色―→比色B．重氮化―→酸化―→比色―→显色C．酸化―→重氮化―→显色―→比色D．酸化―→重氮化―→比色―→显色(3)在下图中绘出1号坛泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化图。[解析]本实验的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后才能与显色剂发生反应，然后与已知浓度的标准显色液进行比较，估算出亚硝酸盐的含量。此外，解答本题时应注意分析各种数据的变化趋势，而不是着眼于某一个具体数值。[答案](1)比色法(2)C(3)如下图所示：(1)结合曲线和表中数据分析亚硝酸盐含量变化的原因。(2)3个泡菜坛亚硝酸盐含量有何差别？原因何在？提示：(1)由于泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于杂菌的繁殖(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。(2)3个泡菜坛中亚硝酸盐含量，2号坛最少，最多的为3号坛。3号坛亚硝酸盐含量多的原因可能是泡菜腌制的过程中被污染。有关膳食中的亚硝酸盐对人体健康的影响，下列说法正确的是()A．膳食中的亚硝酸盐在人体内会随尿液全部排出B．亚硝酸盐在人体内积累有致癌作用C．亚硝酸盐只有在特定条件下才会转变成致癌物质D．亚硝酸盐对人体健康不会有任何影响C[研究表明膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，当人体摄入量达某一数值后才会致病。亚硝酸盐绝大部分随尿液排出体外，其本身无致癌作用，但在特定条件下会转变成致癌