2016新课标创新人教生物选修1 专题1 课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

一、泡菜制作（阅读教材P9～11） 1．泡菜制作的菌种：乳酸菌

(1)分布：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等。 (2)代谢类型：异养厌氧型。

(3)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。 3．实验流程

4．腌制的条件：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，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。

二、亚硝酸盐含量的检测（阅读教材P9～12）

1．亚硝酸盐 物理性质 应用 分布 危害 我国食品 卫生标准 代谢 白色粉末，易溶于水 在食品生产中常用作食品添加剂 分布广泛，存在于蔬菜、咸菜和豆粉等食品中 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 3_g时，会引起死亡 肉制品中不得超过 30_mg/kg，酱腌菜中不超过20 mg/kg，婴儿奶粉中不得超过 2_mg/kg 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N－1－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。

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(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。

[共研探究]

泡菜的制作离不开乳酸菌的作用，泡菜制作中会产生有害的亚硝酸盐。如图是乳酸菌的模式图，思考并回答有关问题：

1．乳酸菌

(1)种类：乳酸链球菌和乳酸杆菌。

(2)分布：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等。 (3)代谢类型：异养厌氧型。

(4)作用：在无氧条件下，能将葡萄糖分解为乳酸，可用来生产泡菜和酸奶。 (5)反应式：C6H12O6―→2C3H6O3(乳酸)。 2．亚硝酸盐

(1)理化特性：白色粉末，易溶于水。

(2)体内亚硝酸盐的转化：膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，正常情况下亚硝酸盐可以随尿排出；只有在特定条件下(适宜的 pH、温度和一定的微生物作用)，才会转变为致癌物——亚硝胺。

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(3)当人体摄入的亚硝酸盐总量达到 0.3～0.5 g时，会引起中毒；当摄入总量达到 3 g时，会引起死亡。

(4)国家规定：肉制品中不超过 30_mg/kg，酱腌菜中不超过 20_mg/kg，婴儿奶粉中不超过 2_mg/kg。

(5)应用：亚硝酸盐在食品生产中常用作食品添加剂。 3．根据上述内容，回答下列问题

(1)日常生活中不宜食用放置时间过长或变质蔬菜，原因是亚硝酸盐含量较高。

(2)含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶，原因是抗生素能够杀死或抑制使牛奶发酵的乳酸菌。

(3)与鲜牛奶相比，酸牛奶的营养价值高，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。

[总结升华]

1．传统发酵技术中常用菌种的比较 分类 代谢类型 繁殖方式 生产应用 发酵 条件 氧气 适宜 温度 酵母菌 真核生物 异养兼性厌氧 适宜条件下 出芽生殖 酿酒 初期需氧，后 期无氧 18～25 ℃ 醋酸菌 原核生物 异养需氧 二分裂 酿醋 一直需氧 30～35 ℃ 毛霉 真核生物 异养需氧 孢子生殖 制作腐乳 一直需氧 15～18 ℃ 乳酸菌 原核生物 异养厌氧 二分裂 制作泡菜 无氧 室温 2.乳酸菌属于厌氧菌，决定了乳酸发酵必须在无氧条件下进行；乳酸菌的无氧呼吸和人体细胞的无氧呼吸类型相同，都产生乳酸。

3．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。

4．亚硝酸盐摄入量及其对人体危害的关系如图所示：

[对点演练]

1．下列关于乳酸菌的叙述，不正确的是( )

A．乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌

B．它在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内均有 C．一个泡菜坛里的所有乳酸菌构成一个种群 D．乳酸菌是严格厌氧微生物

解析：选C 乳酸菌种类繁多，常见种类有乳酸链球菌和乳酸杆菌，除此之外还有50多种，在自然界的分布非常广泛，但所有乳酸菌都有一个共同特征：即在厌氧条件下将糖类转化为乳酸。一个泡菜坛内的乳酸菌不一定是同一个物种，所以不能构成一个种群。

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[共研探究]

1．分析完善泡菜制作的流程

2．在泡菜腌制过程中，需要控制腌制时间、温度和食盐的用量。否则容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。

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。 4．配制的盐水为什么要煮沸再冷却后才能使用？

提示：煮沸是为了杀死水中的各种微生物，除去水中的氧气；冷却后使用是为了保证入坛蔬菜表面带入的微生物能够成活。

5．在泡菜发酵过程中只有乳酸菌在活动吗？

提示：有多种微生物在活动，如酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌等。 6．在泡菜制作过程中，为什么要测定亚硝酸盐的含量？ 提示：测定亚硝酸盐含量的目的是掌握取食泡菜的时机。

[总结升华] 1．泡菜发酵的过程

在泡菜发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断积累，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：

(1)发酵初期：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵，发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。由于有较多的CO2产生，气泡会间歇性地从坛沿水槽中放出，使坛内逐渐形成无氧状态。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。

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(2)发酵中期：由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，并进行同型乳酸发酵。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、腐败菌、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，泡菜有香味且清香。

(3)发酵后期：在此期间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。

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。

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，一是除去水中的氧气，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，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。

[对点演练] 2．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，初期进行有氧呼吸产生CO2；气体为CO2 B．因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小，气体被排出；气体为空气 C．发酵初期活动强烈的是酵母菌，其利用氧产生CO2；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，空气受热膨胀排出；气体为空气

解析：选C 乳酸菌发酵产生乳酸，不产生气体；发酵早期的气泡是酵母菌活动产生的CO2。

[共研探究]

亚硝酸盐含量超标的泡菜对人体是有害的，因此在制作泡菜时要检测亚硝酸盐的含量。 1．实验原理

(2)生成物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐―→玫瑰红色染料。

(3)将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。

2．操作过程

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经测定某样品滤液中亚硝酸盐含量为5.0 μg，40 mL滤液的质量为41.3 g，则泡菜中亚硝酸盐含量为 0.12_mg/kg。

3．填写下表中各种试剂及药品的作用 名称 对氨基苯磺酸 盐酸 N－1－萘基乙 二胺盐酸盐 硅胶 干燥后的亚 硝酸钠 氯化镉、氯化钡 氢氧化钠 氢氧化铝 4.结果分析 作用 与亚硝酸盐发生重氮化反应 营造酸性环境 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 干燥剂，用于干燥亚硝酸盐 制备相应浓度的标准比色液 溶于蒸馏水后作为亚硝酸盐的提取剂 中和过多的盐酸，营造碱性环境 作为吸附剂，使泡菜滤液脱色，变澄清 版权所有:中国好课堂www.zghkt.cn

(1)AB段：坛内环境有利于硝酸盐还原菌的繁殖，将硝酸盐还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐含量增加。

(2)BC段：由于乳酸菌的大量繁殖，产生乳酸，对硝酸盐还原菌产生抑制作用，同时形成的亚硝酸盐又被分解，亚硝酸盐含量下降。

[总结升华] 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15 min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。

4．泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化 发酵时期 发酵初期 乳酸菌 少(有O2，乳酸菌活动受抑制) 最多(乳酸抑制其他菌活动) 减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动) 乳酸 少 亚硝酸盐 增加(硝酸盐还原菌的作用) 下降(硝酸盐还原菌活动受抑制，部分亚硝酸盐被分解) 下降至相对稳定的水平(硝酸盐还原菌被完全抑制) 发酵中期 积累、增多、pH下降 发酵后期

继续增多，pH继续下降 [对点演练]

3．如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，下列说法错误的是( )

A．制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是它们所含亚硝酸盐的含量低 B．发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化

C．发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量，以把握取食泡菜的最佳时机 D．测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法

解析：选D 好泡菜的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低，所以制作泡菜时要利用亚硝酸盐含量低的新鲜蔬菜。发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱而

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发生变化，所以应及时检测亚硝酸盐的含量，而检测亚硝酸盐含量一般采取比色法。

1．制作泡菜所利用的乳酸菌最初主要来自于( ) A．所选蔬菜自身带有的 B．人工加入到泡菜的水中 C．腌制过程中产生的 D．泡菜坛边缘上的

解析：选A 乳酸菌分布广泛，在空气、土壤、植物体表和人或动物肠道内都有分布，在制作泡菜时不需人工加入菌种，腌制过程中也不可能产生乳酸菌，水中乳酸菌也会在装坛时煮沸杀死。

2．下列关于亚硝酸盐的叙述，正确的是( )

A．亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂，可多加 B．绿色食品不会含有亚硝酸盐

C．亚硝酸盐在人体胃中可变成亚硝胺 D．水煮得越久亚硝酸盐的含量越少

解析：选C 亚硝酸盐在食品生产中可作食品添加剂，但量过多会使人中毒。亚硝酸盐分布广泛，在土壤、水、绿色蔬菜中都有。亚硝酸盐在动物和人体胃的酸性环境中可转变为亚硝胺。水煮沸越久，亚硝酸盐浓度会越大，含量不会减少。

3．下列测定泡菜中亚硝酸盐含量的操作中，用不到的试剂是( ) A．对氨基苯磺酸溶液

B．N－1－萘基乙二胺盐酸盐溶液 C．氯化镉和氯化钡溶液 D．斐林试剂

－

解析：选D 酸性条件下：NO2＋对氨基苯磺酸→反应物，反应物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料，可测定泡菜中亚硝酸盐的含量，氯化镉和氯化钡溶液可用来提取泡菜中的亚硝酸盐。斐林试剂是可溶性还原糖鉴定的试剂。

4．农村中泡菜的制作方法：将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，泡菜坛一般是两头小中间大的陶器，坛口有坛沿，凡有裂缝的菜坛不能用。然后加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于阴凉处，最适环境温度为28～32 ℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。请回答下列问题：

(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是________________________。 (2)若菜坛有裂缝，可能会出现的结果是________________。

(3)若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是_________________________。

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(4)制作泡菜的过程中，有机物的干重如何变化？菜坛内有机物的种类如何变化？ ________________________________________________________________________。 解析：(1)用白酒擦拭的目的是消毒、杀菌，避免泡菜坛中的微生物影响发酵过程。(2)若菜坛有裂缝，则会抑制乳酸菌的发酵，导致好氧微生物大量繁殖，使泡菜腐败变质。(3)微生物生长需要适宜的渗透压，若外界浓度过高会使微生物失水死亡，不能完成乳酸发酵。(4)乳酸菌在进行发酵时，将消耗有机物中的能量，同时将大分子物质分解成许多小分子物质。

答案：(1)消毒、杀菌 (2)抑制乳酸菌发酵，导致好氧微生物大量繁殖，使发酵失败 (3)盐的浓度过高，使乳酸菌失水死亡，没有生成乳酸，或产生乳酸过少 (4)有机物干重减少，种类增多

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