2021-2022学年高二下学期生物人教版选修1-1.3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量课件（56张ppt）

(共56张PPT)
课题背景
目前较受欢迎的是川味和韩味泡菜，在许多风味餐馆里，都有其踪影，它鲜嫩清脆，可以增进食欲，帮助消化与吸收。如果自己在家也做一些这样的泡菜，做为每天饭前小菜，或以它配菜，烹成各种菜肴，不失为一件美事。
四川泡菜:味道咸酸、口感脆生、色泽鲜亮
韩国泡菜：微酸偏辣，相传是从我国传入的，堪称韩国“第一菜”。
第三节 制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量
编辑：天谭CJYM
乳酸菌
乳酸菌是将糖类发酵为乳酸的一类细菌的总称。
单细胞原核生物
乳酸菌在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布。常见乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌（乳酸杆菌常用于制酸奶）。
乳酸链球菌（球状）
乳酸杆菌（杆状）
2022/1/6
繁殖：
以二分裂方式进行繁殖（无性生殖）
代谢类型：
异养厌氧型
C6H12O6 2C3H6O3+能量
酶
乳酸菌耐盐，最适pH=5，为发酵中的先锋队
2022/1/6
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。
2022/1/6
亚硝酸盐
自然界中，亚硝酸盐分布广泛，蔬菜、咸菜中均含有。
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。
2022/1/6
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（亚硝酸盐本身不是致癌物质）。
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。
2022/1/6
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。
2022/1/6
三、泡菜的制作
2022/1/6
无裂纹、无砂眼
坛沿深、盖子
吻合好
火
候
好釉质好
2022/1/6
检查方法：坛口向上，压入水中，看坛内壁有无渗水现象。
用手击坛，听其声，钢音的质量则好，空响、砂响、破音的质次。
蔬菜处理
2022/1/6
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。
配制盐水
清水与盐按4:1的比例配制好后煮沸冷却。
2022/1/6
盐的作用：调味，抑制微生物生长，所以盐含量过低会造成细菌污染。盐含量过高则会导致口味过咸。
煮沸的目的：杀菌
冷却是为了不影响乳酸菌的生命活动。
装坛发酵
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。向坛盖边缘的水槽中注满水。并注意发酵过程中补充水。
2022/1/6
坛沿注满水是为了保证坛内乳酸菌的发酵所需的无氧环境。如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。
腌制条件
温度不能过高
食盐含量不能过低
腌制时间不能过短
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。
2022/1/6
腌制过程中，亚硝酸盐含量先增多，后减少。
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。
2022/1/6
蔬菜刚入坛时，蔬菜表面带入的微生物，主要是以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃，它们产生较多的乳酸、酒精和二氧化碳等，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：
特点：起初坛内还有一些氧气，微生物（大肠杆菌，酵母菌）发酵，产生代谢产物，二氧化碳排出，形成无氧环境，为后面乳酸菌发酵提供条件，乳酸含量逐渐增加，抑制微生物生长繁殖。
2022/1/6
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：
特点:乳酸菌逐渐占据优势，其他发酵微生物受到抑制，乳酸积累增多
2022/1/6
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。
特点：乳酸含量过高，抑制乳酸菌活动，乳酸菌减少。
2022/1/6
泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
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(乳酸抑制其它菌活动) 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)
2、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。
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。
1、加入白酒有什么作用？
3、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、煮熟后存放太久、刚腌的菜？
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以及刚腌制的蔬菜，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。
果酒 果醋 腐乳 泡菜
微生物类型
原理
反应条件
检测方法
酵母菌，真菌，兼性厌氧
醋酸菌，细菌，好氧菌
毛霉，真菌，好氧
乳酸菌，细菌，厌氧菌
酵母菌的无氧呼吸产生酒精
18~25 ℃，无氧
重铬酸钾与其反应呈灰绿色
醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸
30~35℃，通入氧气
品尝、pH试纸检测
毛霉产生蛋白酶和脂肪酶
15～18℃接种，酒精含量控制在12％左右
乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
常温，无氧条件
pH检测，亚硝酸盐的检测方法
2022/1/6
四、亚硝酸盐含量的测定
2022/1/6
名称
原理或方法
显色反应
在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发
生重氮化反应生成重氮盐，重氮盐与N-1-萘基乙
二胺盐酸盐偶合形成玫瑰红色染料
（见下图的反应式）
去杂反应
用氢氧化镉、氢氧化钡和氢氧化铝等无机颗粒吸
附泡菜碎片和有机大分子
（人工） 比色
将标准比色液与显色液（实验液）进行比较，以
确定显色液中亚硝酸盐的含量
检测亚硝酸盐的原理和方法
测定反应原理
酸化：对氨基苯磺酸溶于盐酸中
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重氮化：亚硝酸盐+酸化的对氨基苯磺酸 重氮盐
显色：重氮盐+ N-1－萘基乙二胺盐酸盐
比色：样品和标准显色液对比，估算亚硝酸盐含量
①
②
③
玫瑰红色
材料与器具
泡菜、
制作泡菜时选择的材料有何要求？白色或浅色的蔬菜，如白萝卜、圆白菜等，以避免比色时造成颜色干扰。
对氨基苯磺酸、N-1-萘基乙二胺盐酸盐、盐酸
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
2022/1/6
步骤
2022/1/6
（1）配置溶液
（2） 配制标准液
（3） 制备泡菜样品处理液
（4）比色
（1）配置溶液
对氨基苯磺酸溶液：称取0.4克对氨基苯磺酸，溶解于100ml体积分数为20％的盐酸中，避光保存(4mg/ml)。
N-1－萘基乙二胺盐酸盐溶液：称取0.2克N-1－萘基乙二胺盐酸盐，溶解于100ml的水中，避光保存(2mg/ml) 。
亚硝酸钠溶液：称取0.10克于硅胶干燥器中干燥24小时的亚硝酸钠，用水溶解至500ml，再转移5 ml溶液至200 ml容量瓶，定容至200ml(5ug/ml)
提取剂：增加亚硝酸盐的溶解度。分别称取50克氯化镉、氯化钡，溶解于1000ml蒸馏水中，用盐酸调节pH至1。配制提取剂时为什么要加入浓盐酸调节PH至1？防止镉离子和钡离子形成氢氧化镉和氢氧化钡沉淀。
氢氧化铝乳液。吸附杂质和脱色，使滤液变得无色透明。
2.5mol/l的氢氧化钠溶液。中和过多的酸。此外进一步吸附
泡菜液汁中的泡菜碎片，使泡菜汁澄清透明。
（2） 配制标准液
用移液管吸取0.20ml、0.40ml、0.60ml、0.80ml、1.00ml、1.50ml亚硝酸钠溶液，分别置于50ml比色管中，再取1支比色管作为空白对照。并分别加入2.0ml对氨基苯磺酸溶液，混匀，静置3～5分钟后，再分别加入1.0ml N-1－萘基乙二胺盐酸盐溶液，加蒸馏水至50ml，混匀，观察亚硝酸钠溶液颜色的梯度变化。
样品处理液的制备
增加亚硝酸盐的溶解度
中和过多的酸，进一步吸附泡菜液汁中的泡菜碎片。使泡菜汁澄清透明。
吸附杂质，脱色，使滤液变得透明。
2022/1/6
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？通过静电吸附将镉离子和钡离子大量地吸附在泡菜的碎片上。为什么振荡后还需要加入氢氧化钠溶液？中和滤液中过多的酸，此外进一步吸附泡菜液汁中的泡菜碎片，使泡菜汁澄清透明。
比色
吸取40ml透明澄清的滤液，转移到50ml比色管中，将比色管做好标记。按步骤2的方法分别加入对氨基苯磺酸溶液和N-1－萘基乙二胺盐酸盐溶液，并定容至50ml，混匀，静置15分钟后，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，并计算亚硝酸盐的含量，样品中亚硝酸盐的含量/取样透明滤液体积（40ml）。每隔2天测一次，将结果记录下来。
4、实验结果分析和讨论
通过一段时间的发酵后，依据测定亚硝酸盐含量，我们对三坛泡菜分别在腌制过程中的第3 天、第5天、第7 天、第9 天、第11 天和第13 天分别对食盐浓度为4%、6%、8%的泡菜做了亚硝酸盐含量的检测，经过多次实验检测，我们得到以下数据：
实验结果与分析：
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如下。
从曲线图中我们可以看出，泡菜中亚硝酸盐含量在发酵刚刚开始的时候都处于上升趋势，在5 d或7 d的时候会达到一个最高值，之后就会慢慢下降，在发酵时间达到13 d左右的时候下降到一个相对比较稳定的数值，达到平稳状态。
泡菜中的亚硝酸为什么会发生先上升后下降的变化 这是因为，发酵初期，蔬菜中的将硝酸盐还原成亚硝酸盐的微生物繁殖很快，这些微生物将蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐，与此同时，蔬菜中的酚类和维生素C等物质也会将亚硝酸盐氧化，但总体来看，生成的亚硝酸盐大于被还原的亚硝酸盐，因此，随着发酵时间的进行，亚硝酸盐的含量会逐渐上升。随着微生物代谢活动的持续，氧气被消耗殆尽，泡菜坛中的环境不利于除乳酸菌以外的其他微生物的生长。与此同时，蔬菜中的硝酸盐含量由于被氧化而减少，因此，亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。
泡菜中的亚硝酸为什么会发生先上升后下降的变化
４招可降低泡菜中亚硝酸盐含量：
一是腌酸菜时放点维生素C或防腐剂苯甲酸，推荐量为1公斤蔬菜加入维生素C400毫克或苯甲酸50毫克，其阻断率不但可达80％～95％，还可使腌制食品不长霉菌、不易变质、无酸腐异味，另外，还可视个人口味加入大蒜、辣椒、生姜等佐料，大蒜素已被证实可以抑制胃中的硝酸盐还原菌，使胃内的亚硝酸盐明显降低；
二是做泡菜的原料要新鲜，盐要放够量，要腌透，腌制过程温度不能太高不要碰到水或油，避免污染。
三是吃泡菜时千万不能图新鲜，要保证腌制时间，切勿过早食用。根据有关实验表明，蔬菜在腌制的２天后亚硝酸盐含量逐渐升高，４～８天后达到最高峰，９天后开始缓慢衰减，20天后基本消失，因此，只要泡菜腌制的时间超过一个月，亚硝酸盐的含量就可控制在安全的食用范围内。
四是要注意挑选腌制蔬菜的品种，多选择那些肉质坚实，耐贮藏，不怕压、挤的品种，如白萝卜、红萝卜、大头菜、大蒜、芥菜、白菜、豆角等，有些蔬菜含水分很多，怕挤怕压，容易腐烂，如西红柿、生菜等就不宜腌制；还有一些蔬菜含有大量纤维素亦应少用，如韭菜一经腌制易出水分，风味不佳。
(3) 微生物生长需要适宜的渗透压，若外界溶液浓度过高会使微生物失水死亡，不能完成乳酸菌发酵
(4) “陈泡菜水”里面乳酸菌含量丰富，利于泡菜的快速发酵
(5) 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