人教版 高二选修一 专题一 生物1．3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量（43张PPT）

(共43张PPT)
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。
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
1.3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
课题目标
1.了解泡菜制作原理、方法;
2.尝试制作泡菜；?
3.尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量
变化，讨论与此相关的食品安全问题。?
一、基础知识
乳酸菌是发酵糖类主要产物为乳酸的一类细菌的总称。常见有 和 。
乳酸链球菌
乳酸杆菌
（一）乳酸菌发酵
2.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。
3.繁殖方式：
分裂生殖
4.代谢类型：
异养厌氧型
1.分类：
核生物
原
用于发酵生产酸奶的菌种是 ：
乳酸杆菌
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。
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
产物只有乳酸
产物除乳酸，还有乙醇和CO2等
食品添加剂
（二）亚硝酸盐
1.理化性质：
粉末，易溶于 ,有咸味。
白色
水
2.食品生产中的用途：
3.分布 ：
广泛
蔬菜中平均含量为 ，
咸菜中平均含量为 ，
豆粉中平均含量为 。
4mg/Kg
7mg/Kg
10mg/Kg
(能抑制肉毒杆菌的生长，色泽鲜嫩，为发色剂和防腐剂。)
4.与人体健康关系：
当摄入的总量达到 时，会引起中毒，
当摄入的总量达到 时，会引起死亡。
0.3~0.5g
3g
膳食中的绝大部分亚硝酸盐随 排出，
只有在特定的条件下才会转变成致癌物―― ，亚硝胺对动物还具有 和
作用。
尿
亚硝胺
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。
致畸
致突变
5.我国食品卫生标准：
肉制品中残留量不超过 ，
酱腌菜中残留量不超过 ，
婴儿奶粉中残留量不超过 。
30mg/Kg
20mg/Kg
2mg/Kg
亚硝酸盐在适宜的PH，温度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。
新鲜的蔬菜中含有大量的营养物质，而腌制的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。
为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制的蔬菜？
原料加工
二、实验设计
1. 原料处理
2. 盐水配制
3. 装坛
4. 封坛发酵
（一）泡菜的制作
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。
煮沸是为了杀灭杂菌，逸出水中的氧气。
冷却后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。
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，

在发酵过程中，要注意经常补充水槽中的水。
发酵时间受 因素的影响。
温度
以保证坛内乳酸菌所需的无氧环境。
泡菜发酵的阶段
发酵前期：
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，二氧化碳以气泡形式从水槽内放出，逐渐使坛内形成嫌气状态。硝酸盐还原菌的作用使得坛内亚硝酸盐含量增加。
（异型发酵）
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。
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，乳酸含量为0.4%～0.8%，泡菜有酸味且清香品质最好。硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被氧化。
发酵中期：
（同型发酵）
继续进行乳酸发酵，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。此阶段泡菜酸度过高、风味不协调。硝酸盐还原菌被完全抑制，亚硝酸盐下降至相对稳定。
发酵后期：
泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
少
少
增加
最多
下降
增多、
pH下降
继续增多，
pH继续下降
下降至相对稳定
减少
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期
发酵中期
发酵后期
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。
（二）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待测样品与标准液比色，即可计算出样品中的亚硝酸盐含量。
——比色法
测定反应原理
酸化：对氨基苯磺酸溶于盐酸中
显色：重氮盐+ N-1－萘基乙二胺盐酸盐


比色：样品和标准比色液对比，估算亚硝酸盐含量
①
②
③
火
候
好
无裂纹、无砂眼
坛沿深、盖子
吻合好
三、操作提示
（一）泡菜坛的选择
要注意控制 、 和 。
温度过高、食盐用量不足10％、腌制时间过短，容易造成 ，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。
腌制的时间
温度
食盐的用量
细菌大量繁殖
（二）腌制条件
（三）测定亚硝酸盐含量的操作
（1）配制溶液
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)。
用于重氮化反应
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) 。
用于显色
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) 。
用于制备标准比色液
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。
提取剂：
氢氧化铝乳液：
用于增加亚硝酸盐的溶解度
吸附杂质，脱色，使滤液变得无色透明，以便进行显色反应。
氢氧化钠溶液：
中和乳酸
无机大分子颗粒吸附有机杂质的原理和方法
作用是提取样品处理液中的大分子有机杂质和泡菜碎片，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
通过静电吸附将镉、钡离子大量吸附在泡菜碎片表面，使其沉淀在容器底部。
（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？
提取剂：
进一步吸附泡菜液汁中的泡菜碎片，使泡菜汁澄清透明
（2）制备标准显色液
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。
将3坛样品做好标记后，分别称取0.4千克泡菜，榨汁过滤得200ml汁液。取其中100 ml至500ml容量瓶中，加200ml蒸馏水、 100ml提取剂，在摇床上震荡1h，再加入40ml氢氧化钠溶液，用蒸馏水定容至500ml后，立即过滤。将60ml滤液转移至100ml容量瓶中，加入氢氧化铝乳液（吸附脱色） ，定容至100ml，过滤。此时，滤液变得无色透明。
（3）制备样品处理液
（3）制备样品处理液
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。每隔2天测一次，将结果记录下来。
（4）比色
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：
四、结果分析与评价
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：
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。
1.从曲线图中我们可以看出3坛泡菜中亚硝酸盐的含量有什么变化？为什么 ？
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：
1.从曲线图中我们可以看出3坛泡菜中亚硝酸盐的含量有什么变化？为什么 ？
由于开始腌制时，坛内环境有利于硝酸盐还原菌等细菌的繁殖，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，乳酸积累，pH下降，硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被氧化，造成亚硝酸盐的含量又有所下降，最后达到稳定。
四、结果分析与评价
1.用显微镜观察腌制泡菜盐水中的乳酸菌：
2.泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化的趋势：

乳酸菌呈链球状或杆状，无核
泡菜中亚硝酸盐的含量将随腌制时间的延长，先增多后逐渐减少，最后达到稳定。
4.结合亚硝酸盐含量的变化趋势，分析泡菜的腌制过程中，什么时候食用最好？为什么？
腌制半个月以后再食用，因腌制10d以后亚硝酸盐的含量已经比较低了。
3.食品中亚硝酸盐的含量标准：
泡菜中亚硝酸盐的含量不能超过20mg/kg。
基础知识
实验设计
乳酸菌
简介
分类
分布
亚硝酸盐
操作提示
泡菜坛选择
腌制条件
泡菜的制作及亚硝盐检测
发酵原理
乳酸杆菌、乳酸链球菌
国家标准
危害
泡菜制作
亚硝酸盐含量测定
时间、温度、食盐用量、微生物
测定亚硝酸盐含量的操作
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
调味、脱水及杀菌
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
泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
少
少
增加
最多
下降
增多、
pH下降
继续增多，
pH继续下降
下降至相对稳定
减少
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期
发酵中期
发酵后期
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℃ 前期有氧
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
综合专题一的内容填表
果酒 果醋 腐乳 泡菜
微生物类型
原理
发酵条件
检测方法
这个问题好象目前并没有完全弄清楚机理，大致是这样的：
　　确实是微生物作用下，使得泡菜中亚硝酸盐含量增加，包括放的时间长的水、剩菜等等都会导致亚硝酸盐含量上升，至于为什么随着腌菜时间的增长，亚硝酸盐的含量会下降的问题，也是有的微生物会利用亚硝酸盐合成自身组成物质，这样，亚硝酸盐会出现下降。微生物当中，芽孢杆菌、反硝化细菌都可以利用亚硝酸盐，但是这些是不是泡菜中的菌群就不好说了，倒是有通过芽孢杆菌降低水体中亚硝酸盐的记载。
泡菜制作过程中亚硝酸盐为何先上升后又下降？
亚硝酸盐含量升高是因为蔬菜组织和细菌内硝酸还原酶将硝酸盐还原为亚硝酸。亚硝酸盐含量降低的原因是硝酸还原酶活性减弱，亚硝酸盐还原减少并且被微生物利用。