高中生物生物技术在食品加工中的应用第6课时泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定同步备课教学案浙科版选修一

第6课时 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定

考试要求

知识内容 考试属性及要求 考情解读 1.进行泡菜的腌制，说明泡菜腌泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 加试 制的原理。 2.测定泡菜中亚硝酸盐的含量。 3.讨论相关的食品安全问题。 一、泡菜的腌制

1.有关微生物：泡菜制作时起主要作用的微生物是假丝酵母和乳酸菌。

2.泡菜制作原理：在无氧的条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物进行发酵，发酵产物有有机酸和醇类物质等。 3.泡菜制作流程

阅读教材，完善下面的材料并思考问题： 1.下图为乳酸菌示意图，思考回答相关问题：

(1)乳酸菌是单细胞的原核生物；其常见的增殖方式是分裂生殖；主要分布在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等。

(2)乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下，能分解葡萄糖为乳酸，可用来生产泡菜和酸奶。

反应式：C6H12O6→2C3H6O3(乳酸)。 2.实验步骤

(1)各种菜洗净并切成3～4 cm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 min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)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。

(6)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。 3.思考与讨论

(1)加入白酒起什么作用？

答案 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。 (2)食糖和盐的含量及作用 ①水与盐质量比为4∶1。

②盐的作用为灭菌，渗出蔬菜中水分，以及调味。

③盐含量过多，抑制乳酸菌自身繁殖；盐含量过少，杂菌滋生繁殖。 (3)用水封闭坛口起什么作用？不封闭有什么后果？

答案 水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，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，则会有许多需氧腐生菌生长，蔬菜会腐烂。

(4)厌氧发酵和有氧发酵的产物有什么不同？

答案 乳酸菌产生乳酸属于厌氧发酵；酵母菌产生乙醇属于厌氧发酵，如继续进行有氧发酵，则产物被氧化而产生乙酸，醋化醋杆菌产生乙酸属于有氧发酵；此外，需氧型微生物的作用也可使蔬菜腐烂。

小贴士 泡菜制作的条件控制与注意事项 ?1?泡菜坛的选择：选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。用水封闭坛口与坛外空气隔绝，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。 ?2?腌制条件的控制：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，都容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。 ?3?泡菜坛内有时会长一层白膜，这是由产膜酵母菌繁殖产生的。酵母菌是兼性厌氧型微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。

1.在泡菜的制作过程中，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.在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境 答案 B

解析 泡菜的制作依靠的是乳酸菌的厌氧呼吸；制作时要防止污染，以防泡菜腐败变质，清水与盐的质量比为4∶1，若食盐量不足，也易造成细菌大量繁殖。

2.家庭中制作泡菜的方法：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。下列与此过程相关的叙述，不正确的是( ) A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒

B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种 C.制作泡菜过程中，有机物的干重和种类将减少

D.若制作的泡菜咸而不酸，最可能的原因是大量食盐抑制了乳酸菌的发酵过程 答案 C

解析 制作泡菜时，所用的泡菜坛要用白酒擦拭消毒，防止杂菌污染，A项正确；加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种，B项正确；制作泡菜的过程中，乳酸菌进行厌氧呼吸消耗有机物，有机物的干重减少，种类增多，C项错误；如果制作泡菜时盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，抑制乳酸菌生长，导致制作的泡菜“咸而不酸”，D项正确。

二、亚硝酸盐的定量测定

1.测定原理

亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N-1-萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量测定。 2.亚硝酸盐的定量测定流程

(1)样品处理：泡菜25 g制匀浆过滤后调pH至8.0→加硫酸锌溶液25 mL→加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀→水浴加热至60 °C→过滤取滤液定容至500 mL。

(2)测定：10 mL样品溶液＋4.5 mL氯化铵缓冲液＋2.5 mL60%乙酸溶液＋5 mL显色液→定容至25 mL→暗处静置25 min→550 nm处测定光密度值(以10 mL水作空白对照)。 3.标准曲线的绘制

以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值(OD值)为纵坐标，绘制标准曲线。 4.计算 公式：X1＝

m2×V1

m1×V2

X1：样品中亚硝酸盐含量，单位 mg/kg； m1：样品质量，单位 g；

m2：通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量，单位 μg； V1：样品处理液总体积； V2：测定用样品液体积。

1.实验中加入氢氧化钠和硫酸锌溶液，产生的白色沉淀是什么？有何作用？

答案 白色沉淀是氢氧化锌，作用是在加热至60 ℃后沉淀析出蛋白质，经过滤可将样液中蛋白质分离除去。

2.氯化氨缓冲液有什么作用？

答案 氯化氨缓冲液可以缓和溶液中pH变化，以免pH大幅度变化影响显色反应。 3.我国卫生标准规定，泡菜中亚硝酸盐含量不超过20 mg/kg。若实验中通过标准曲线得到10 mL样品溶液中亚硝酸盐含量为5 μg，则实验用泡菜是否合格？

?m2×V1??5×500?答案 根据公式X＝＝＝10 mg/kg，所以实验用泡菜合格。

?m1×V2??25×10?4. 根据下图泡菜的制作装置图，回答问题：

(1)该装置内的主要微生物是乳酸菌，属于原核(真核或原核)生物。 (2)说明装置中“放水”的作用？

答案 装置中“放水”的作用在于为泡菜坛营造“厌氧”环境。

(3)在泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量有怎样的变化规律？为什么要测定亚硝酸盐的含量？ 答案 在泡菜制作过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减少。测定亚硝酸盐含量的目的是掌握取食泡菜的时机。

(4)下图为乳酸菌的数量、乳酸和亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线，请将三幅图分别填上“纵轴标识”。

①～③纵轴标识依次为乳酸菌、亚硝酸盐、乳酸。 知识拓展 泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化 发酵前期：先有需氧菌活动，当产生厌氧环境时，乳酸菌才开始活动。乳酸菌和乳酸的量较小，由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所增加。

的生长和繁殖，从而造成泡菜腐烂。

4.下列有关泡菜发酵过程的叙述中，正确的是( ) A.发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高 B.发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用 C.发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶 D.发酵过程中要经常补充水槽中的水 答案 D

解析 泡菜发酵过程中，亚硝酸盐含量先增加后减少；发酵过程主要为乳酸菌的发酵作用，但还有酵母菌的发酵作用，酵母菌还可以改善产品风味；发酵过程中乳酸菌不分解蛋白质和果胶，保持蔬菜脆嫩而不软化不腐败；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内的无氧状态。

5.在大小两个容器内加入等量的乳酸菌和葡萄糖的混合液，然后密封瓶口，过一段时间后进行定量分析，应得到的结果是( ) A.小容器中的乳酸比大容器中的多 B.小容器中的乳酸比大容器中的少 C.大容器中的葡萄糖比小容器中的少 D.大容器与小容器中的乳酸量相等 答案 A

解析 由乳酸菌在有氧气存在时呼吸作用受到抑制的特点可知，大容器中氧气多，抑制了乳酸菌的呼吸作用，而小容器中氧含量少，乳酸菌呼吸作用强。因此，小容器中的乳酸应比大容器中的多。葡萄糖的量则相反，即大容器中的葡萄糖比小容器中的多。 6.为了使测定亚硝酸盐含量的准确性更高，关键是( ) A.样品处理 C.光电比色 答案 B

解析 亚硝酸盐含量是通过与标准显色液进行目测比较而估算出来的，所以只有标准显色液制备标准才能使结果准确性较高。

7.亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸反应，再与N-1-萘基乙二胺偶联，其产物颜色是( ) A.红黄色 C.紫红色 答案 C

解析 在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺偶联形成紫红色染料。

[能力提升] B.橘黄色 D.蓝色

B.标准显色液的制备 D.泡菜的选择

8.泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌，而在发酵初期，水槽内经常有气泡产生，这些气泡产生的原因及成分分别是( )

A.乳酸菌是兼性厌氧型微生物，初期进行需氧呼吸产生CO2；气体为CO2 B.因腌制过程中盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小，气体被排出；气体为空气 C.发酵初期酵母菌活动强烈，其利用氧气产生的气体为CO2

D.乳酸菌在发酵过程中产生了热量，使坛内温度升高，空气因受热膨胀排出；气体为空气 答案 C

解析 蔬菜刚入坛时，表面带入的微生物，主要是不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等微生物，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，二氧化碳以气泡的形式从水槽内释放出来，逐渐使坛内形成无氧环境。 9.下列关于测定亚硝酸盐含量的操作中，错误的是( ) A.质量浓度为4 mg/mL的对氨基苯磺酸溶液呈酸性 B.对氨基苯磺酸溶液和N-1-萘基乙二胺溶液应避光保存 C.质量浓度为5 μg/mL的亚硝酸钠溶液应保持弱碱性环境 D.制备样品处理液，加入硫酸锌的目的是中和氢氧化钠 答案 D

解析 对氨基苯磺酸溶液和N-1-萘基乙二胺溶液处于酸性环境中，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，保持弱碱性环境以避免亚硝酸的挥发；制备样品处理液，加入硫酸锌的目的是产生沉淀，除去滤液中杂质。 10.如图为泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化曲线，其中正确的是( )

答案 C

解析 自然界中，亚硝酸盐分布广泛，没有腌制的蔬菜中也含有一定量的亚硝酸盐，在腌制几天后，泡菜中的亚硝酸盐的含量达到最高峰，但随着腌制时间延长，乳酸菌大量繁殖产生乳酸抑制硝酸盐还原菌的繁殖，致使泡菜中亚硝酸盐含量下降。 11.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 。

(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行 的过程。该过程发生在乳酸菌的 中。

(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有 、 和 等。 (4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，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 ，

原因是 。 答案 (1)消毒杀菌 (2)厌氧呼吸 细胞溶胶 (3)温度 食盐用量 腌制时间

(4)乳酸菌先增加后减少，其他杂菌逐渐减少 泡菜的制作过程中，许多乳酸菌产生大量乳酸，共同抑制其他菌的生长，乳酸积累过多，又会抑制乳酸菌自身的生长

解析 盐水煮沸是为了消毒杀菌。乳酸发酵即乳酸菌进行厌氧呼吸，其场所是细胞溶胶。在泡菜腌制过程中必须注意腌制时间，控制好腌制温度和食盐用量。温度过高，食盐用量不足10%，腌制时间过短，都易造成细菌大量繁殖，导致亚硝酸盐含量增加。 12.以下是有关泡菜发酵过程中的相关问题，请回答下列问题：

(1)蔬菜刚入坛时，其表面带有不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等微生物。其中的酵母菌最初的呼吸作用方式是 ，请写出相关反应式： 。 (2)到发酵中期，无氧环境形成，乳酸菌开始活跃，并产生大量乳酸，使乳酸积累量达到0.6%～0.8%，pH为3.5～3.8，试分析此时坛内其他微生物的活动情况及原因。 。 (3)发酵后期，乳酸含量继续增加，当达到1.2%以上时，发酵速度逐渐变缓甚至停止，主要原因是 。

(4)请在下列坐标图中画出该过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化趋势。

酶答案 (1)需氧呼吸 C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O＋能量 (2)其他微生物活动减慢甚至停止，因为pH不适宜 (3)pH过低抑制了乳酸菌的生长 (4)如图所示

解析 (1)蔬菜入坛的初期，坛内氧气充足，酵母菌主要进行需氧呼吸产生CO2和H2O。(3)发酵后期发酵速度变缓甚至停止的主要原因是过多的乳酸使pH过低，抑制了乳酸菌的生长。

[个性拓展]

13.在保持传统产品风味的前提下，研究人工接种对泡菜发酵速度、亚硝酸盐含量及品质的影

响。请回答下列问题：

(1)自然发酵时，为了缩短制作时间，有人会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的作用是 。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的消长规律是 。 A.不断增多 C.先增多后减少

B.不断减少 D.先减少后增多

(2)对乳酸菌进行分离与培养时，下列叙述正确的是 。 A.在酒精灯火焰旁进行倒平板或接种操作属于无菌操作 B.所有的器皿包括培养皿、刀具和镊子等只需进行消毒处理 C.泡菜制作过程中放入蒜瓣、生姜等香辛料的作用是杀灭杂菌 D.使用高压锅灭菌，则通电后开始记录灭菌时间

(3)如图表示 。据图中数据可知，自然发酵时，与第2天相比，第6天后的泡菜更适合食用，因为后者 。

(4)亚硝酸盐的含量可采用 法定量检测，其中要利用亚硝酸钠标准溶液建立标准曲线，其横坐标为亚硝酸钠质量，纵坐标为 。某研究小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，可推测与普遍乳酸菌相比，用“优选”乳酸菌制作泡菜的过程中亚硝酸盐含量 。

答案 (1)增加乳酸菌的数量 A (2)A (3)人工接种发酵与自然发酵过程中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系 亚硝酸盐含量更低 (4)光电比色 光密度值 较低

解析 (1)加入少量陈泡菜液，相当于接种了已经扩增的发酵菌，即增加乳酸菌数量。开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，乳酸菌数量应该不断增多。

(2)在酒精灯火焰旁进行倒平板或接种操作属于无菌操作，A项正确；所有的器皿包括培养皿、刀具和镊子等都要进行灭菌处理，B项错误；加入香辛料的主要作用是调味，C项错误；使用高压锅灭菌时，应达到所设置的压力时才开始计时，D项错误。

(3)由题图可知，该图示表示的是人工接种发酵与自然发酵过程中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系，所以该图表示人工接种发酵对泡菜中亚硝酸盐含量的影响。由图可知，自然发酵时，与第2天相比，第6天后的泡菜更适于食用，这是因为后者亚硝酸盐含量更低。

(4)亚硝酸盐的含量可采用光电比色法定量检测，其中要利用亚硝酸钠标准溶液建立标准曲线，其横坐标为亚硝酸钠质量，纵坐标为光密度值；由于“优选”乳酸菌的亚硝酸盐还原酶

活力比普通乳酸菌高5倍，所以用“优选”乳酸菌制作泡菜的过程中亚硝酸盐含量较低。

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