生物學(xué)案：專題課題制作泡菜并檢測(cè)亞硝酸鹽含量

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課題3制作泡菜并檢測(cè)亞硝酸鹽含量問(wèn)題導(dǎo)學(xué)一、泡菜制作的原理活動(dòng)與探究11．泡菜制作離不開(kāi)哪一種微生物的發(fā)酵作用？該微生物的代謝類型是怎樣的?2．泡菜酸脆可口，其“酸味”是怎樣產(chǎn)生的？3．嘗試分析含抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶的原因.4．日常生活中不宜食用放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和變質(zhì)的蔬菜，原因是什么？5．泡菜制作過(guò)程中乳酸菌和乳酸含量的變化有何規(guī)律?6．泡菜制作過(guò)程中雜菌和亞硝酸鹽含量的變化有何規(guī)律？遷移與應(yīng)用1在泡菜制作過(guò)程中，人們利用乳酸菌的目的是（）。A．獲取乳酸B．獲取能量C．氧化分解有機(jī)物D．獲取熱能1．發(fā)酵過(guò)程中,泡菜中亞硝酸鹽含量的變化發(fā)酵初期,泡菜中微生物生長(zhǎng)很快，如硝酸還原菌，就可以將蔬菜中硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，同時(shí)蔬菜中的酚類物質(zhì)和維生素C等可將亞硝酸鹽還原，但總體來(lái)說(shuō)，生成的亞硝酸鹽多于被還原的,亞硝酸鹽的含量逐步上升。隨著腌制時(shí)間延長(zhǎng)，微生物代謝活動(dòng)將氧氣消耗殆盡，乳酸菌大量繁殖，產(chǎn)生乳酸，抑制了乳酸菌以外其他微生物的生長(zhǎng)繁殖。與此同時(shí)，蔬菜中硝酸鹽含量由于被氧化而減少，因此，亞硝酸鹽的含量會(huì)逐漸下降并趨于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值。泡菜中亞硝酸鹽的來(lái)源除了可以通過(guò)硝酸還原菌還原硝酸鹽產(chǎn)生，還可由硝化細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖氧化氨產(chǎn)生，另外，泡菜中的假絲酵母也可能會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽.2．乳酸菌、雜菌、乳酸含量變化的關(guān)系(1)“變化”流程圖（2）“變化”坐標(biāo)曲線二、泡菜制作的步驟和條件控制活動(dòng)與探究21．用流程圖表示泡菜制作的步驟。2．鹽水應(yīng)該按什么比例配制比較恰當(dāng)？為什么要將鹽水煮沸后又冷卻？3．用水封閉壇口起什么作用？不封閉有什么結(jié)果?4．總結(jié)泡菜制作需控制的條件。5．為什么泡菜壇內(nèi)有時(shí)會(huì)長(zhǎng)一層白膜？你認(rèn)為這層白膜是怎樣形成的？遷移與應(yīng)用2嚴(yán)格控制泡菜制作的發(fā)酵條件是保證發(fā)酵正常進(jìn)行的關(guān)鍵，直接關(guān)系到能否得到高品質(zhì)的產(chǎn)物，通常所指的發(fā)酵條件不包括（）。A．溫度控制B．溶氧量控制C．pH控制D．酶濃度控制1．泡菜制作的關(guān)鍵泡菜制作的三個(gè)關(guān)鍵是:容器、鹽水和調(diào)料。要制作色、香、味俱佳，營(yíng)養(yǎng)衛(wèi)生的泡菜，應(yīng)掌握原料的性質(zhì)，注意選擇容器，制備鹽水、搭配調(diào)料等技術(shù).2．泡菜發(fā)酵的階段泡菜在發(fā)酵期間，由于乳酸菌的發(fā)酵作用，發(fā)酵產(chǎn)物乳酸不斷積累，因此可以根據(jù)微生物的活動(dòng)情況和乳酸積累量，將泡菜發(fā)酵過(guò)程分為三個(gè)階段：(1)發(fā)酵初期蔬菜剛?cè)雺瘯r(shí)，其表面帶入的微生物，主要以不抗酸的大腸桿菌和酵母菌等為主，它們進(jìn)行異型乳酸發(fā)酵和微弱的酒精發(fā)酵。發(fā)酵產(chǎn)物為乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。由于有較多的二氧化碳產(chǎn)生，氣泡會(huì)從壇沿水槽內(nèi)的水中間歇性地放出，使壇內(nèi)逐漸形成嫌氣狀態(tài)。此時(shí)泡菜液的含酸量約為0。3%～0.4％,是泡菜初熟階段，其菜質(zhì)咸而不酸,有生味。（2）發(fā)酵中期由于初期乳酸發(fā)酵使乳酸不斷積累，pH下降，嫌氣狀態(tài)形成，乳酸桿菌開(kāi)始活躍,并進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵。這時(shí)乳酸的積累量可達(dá)到0.6％～0。8%,pH為3。5~3。8。大腸桿菌、腐敗菌、酵母菌和霉菌的活動(dòng)受到抑制.這一期間為泡菜完全成熟階段,泡菜有酸味而且清香.（3）發(fā)酵后期在此期間繼續(xù)進(jìn)行的是同型乳酸發(fā)酵,乳酸含量繼續(xù)增加，可達(dá)1.0%以上.當(dāng)乳酸含量達(dá)到1.2％以上時(shí)，乳酸桿菌的活性受到抑制，發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止。此階段泡菜酸度過(guò)高，風(fēng)味不協(xié)調(diào)。從乳酸的含量、泡菜的風(fēng)味品質(zhì)來(lái)看，在發(fā)酵初期的末期和發(fā)酵中期階段，泡菜的乳酸含量為0。4％～0。8%,風(fēng)味品質(zhì)最好,因此,常以這個(gè)階段作為泡菜的成熟期.3．泡菜腌制質(zhì)量的評(píng)定泡菜質(zhì)量可以根據(jù)泡菜的色澤和風(fēng)味進(jìn)行初步的評(píng)定，還可以通過(guò)在顯微鏡下觀察乳酸菌，比較不同時(shí)期泡菜壇中乳酸菌的含量來(lái)評(píng)定。三、泡菜中亞硝酸鹽含量的檢測(cè)活動(dòng)與探究31．測(cè)定亞硝酸鹽含量用到哪些試劑？各起什么作用？2．測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理是什么？3．用流程圖表示亞硝酸鹽的測(cè)定步驟.遷移與應(yīng)用3下列關(guān)于測(cè)定亞硝酸鹽含量原理的敘述，不正確的是（)。A．亞硝酸鹽經(jīng)一定方式顯色反應(yīng)后呈玫瑰紅色B．樣品液顯色后，通過(guò)與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)液比色，可大致估算出樣品液中亞硝酸鹽的含量C．不同濃度的亞硝酸鹽顯色深淺不同D．顯色反應(yīng)后亞硝酸鹽的理化性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變1．辨析比較亞硝酸鹽與食鹽亞硝酸鹽為白色粉末,顏色與食鹽非常相似，味道咸澀，是有毒物質(zhì)，能引起人中毒甚至死亡.它有縮短煮肉時(shí)間的作用,在適宜溫度、pH和一定微生物的作用下可形成亞硝胺而引發(fā)癌癥。食鹽為白色晶體，味道咸,常作調(diào)味品。在日常生活中最好將炊具、食品與亞硝酸鹽分開(kāi)放置，避免誤食。2．對(duì)照類型本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照類型為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照指：生物生理、生化的某些項(xiàng)目都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),將觀察測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)值與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值相比較，以確定其正常與否的對(duì)照方法.本實(shí)驗(yàn)的“標(biāo)準(zhǔn)顯色液及顯色結(jié)果"就是亞硝酸鹽含量的標(biāo)準(zhǔn)值（可形象地理解為亞硝酸鹽含量的“標(biāo)尺”）。答案：課前·預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)【預(yù)習(xí)導(dǎo)引】一、1．乳酸菌2．異養(yǎng)厭氧型乳酸3．乳酸鏈球菌乳酸桿菌乳酸桿菌二、1．白色易2．4mg/kg7mg/kg10mg/kg3．0。3～0.5g3g4．30mg/kg20mg/kg2mg/kg三、1．裂紋砂眼吻合好4．4∶1煮沸冷卻5．混合均勻半壇八成沒(méi)過(guò)全部菜料6．注滿水無(wú)氧補(bǔ)充水槽內(nèi)的水預(yù)習(xí)交流:（1）提示：酸奶、肉制品、泡菜（即酸菜)、果蔬汁乳酸飲料、乳酸發(fā)酵谷物制品等。(2）提示：乳酸菌是人體腸道內(nèi)的益生菌,被稱為“人體健康的衛(wèi)士”.它能促進(jìn)體內(nèi)消化酶的分泌和腸道蠕動(dòng),幫助清除體內(nèi)垃圾，達(dá)到排毒、消除便秘的效果；另外，乳酸菌能刺激人的消化腺分泌更多的消化液，進(jìn)而增強(qiáng)消化能力,提高食欲；對(duì)中老年人常見(jiàn)的動(dòng)脈粥樣硬化癥、心腦血管栓塞、高血壓等疾病也有較好的輔助治療效果。四、1．酸化對(duì)氨基苯磺酸重氮化N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽玫瑰紅目測(cè)比較2．(1)①4mg/mL避光②2mg/mL避光③5μg/mL④氯化鎘濃鹽酸1⑤2.5mol/L（2）標(biāo)準(zhǔn)顯色（3）樣品處理課堂·合作探究【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】活動(dòng)與探究1：1．提示：泡菜制作離不開(kāi)乳酸菌的發(fā)酵作用。乳酸菌的代謝類型為異養(yǎng)厭氧型。2．提示：乳酸菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸使泡菜酸脆可口。3．提示：乳酸菌常常用于生產(chǎn)酸奶，抗生素能殺死乳酸菌。4．提示：有些蔬菜，如小白菜、蘿卜等含豐富的硝酸鹽,放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、變質(zhì)、發(fā)黃腐爛或煮熟后放置時(shí)間過(guò)久，其中的硝酸鹽會(huì)被微生物還原成亞硝酸鹽，危害人體健康。5．提示:隨泡菜發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),乳酸菌的數(shù)量逐漸增加，達(dá)到穩(wěn)定值后，再減少；乳酸的含量逐漸增加直至穩(wěn)定值。6．提示：隨泡菜發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，雜菌的數(shù)量先增加，后減少;亞硝酸鹽的含量先增加,后減少（10天后）。遷移與應(yīng)用1：A解析：乳酸菌是一種厭氧細(xì)菌，進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸，并釋放少量能量，部分能量維持它自身生命活動(dòng)的需要。在泡菜制作過(guò)程中，人們利用乳酸菌的目的是得到乳酸，使泡菜口味好.活動(dòng)與探究2:1．提示:2．提示：鹽水按水鹽質(zhì)量比4∶1配制,煮沸冷卻后待用。煮沸有兩大作用，一是除去水中氧氣，二是殺滅鹽水中的雜菌。冷卻的目的是便于乳酸菌繁殖并保持蔬菜的生脆.3．提示:空氣中21％是氧氣，用水封閉壇口可以使壇內(nèi)與壇外空氣隔絕,起到制造無(wú)氧環(huán)境的作用。這樣，壇內(nèi)蔬菜中存在的乳酸菌即可進(jìn)行乳酸發(fā)酵。如不封閉，則會(huì)有許多需氧菌生長(zhǎng),蔬菜會(huì)腐爛。4．提示：腌制的時(shí)間、溫度、食鹽的用量、密封效果等。5．提示：形成白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厭氧微生物，泡菜發(fā)酵液營(yíng)養(yǎng)豐富，其表面氧氣含量也很豐富，適合酵母菌繁殖。遷移與應(yīng)用2:D活動(dòng)與探究3：1．提示：（1）對(duì)氨基苯磺酸溶液與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽溶液：對(duì)氨基苯磺酸重氮法測(cè)量亞硝酸鹽含量。（2)提取劑（氯化鎘、氯化鋇、濃鹽酸)：提取泡菜汁中的雜質(zhì)，以利于比色。（3）氫氧化鋁乳液：進(jìn)一步吸附泡菜汁中色素、雜質(zhì),使泡菜汁透明澄清，以便進(jìn)行后續(xù)的顯色反應(yīng)。（4）氫氧化鈉溶液：與泡菜汁中的部分物質(zhì)形成沉淀.2．提示：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。將顯色反應(yīng)后的樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行目測(cè)比較，可以大致估算出泡菜中亞硝酸鹽的含量。亞硝酸鹽溶液的濃度不同，呈現(xiàn)的顏色深淺不一，溶液濃度高，顏色深些;濃度低，顏色淺些。3．提示:配制檢測(cè)溶液遷移與應(yīng)用3:D解析：測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理是：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽先與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，然后與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色化合物，在此過(guò)程中亞硝酸鹽的理化性質(zhì)發(fā)生了很大變化.當(dāng)堂檢測(cè)1．下列關(guān)于乳酸菌的敘述，不正確的是（）。A．乳酸菌的種類很多，常見(jiàn)的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌B．在自然界中分布廣泛，空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物的腸道內(nèi)均有C．一個(gè)泡菜壇里的所有乳酸菌構(gòu)成一個(gè)種群D．乳酸菌是厭氧型微生物答案:C解析:乳酸菌是一類微生物的通稱,常見(jiàn)的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌,乳酸鏈球菌、乳酸桿菌等分屬于不同的物種，因此一個(gè)泡菜壇里的所有乳酸菌不是一個(gè)種群。2．在泡菜的制作過(guò)程中，壇中會(huì)發(fā)生很多變化，下列變化不正確的是().A．乳酸菌的數(shù)量先增加，然后其增長(zhǎng)受pH影響B(tài)．發(fā)酵液的pH有所降低C．壇內(nèi)氧氣增多D．若溫度較低，發(fā)酵時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)答案：C解析：由于壇口已經(jīng)密封，所以隨著時(shí)間的延長(zhǎng),氧氣的濃度會(huì)越來(lái)越低.3．(雙選）在泡菜的制作過(guò)程中，正確的是(）。A．按照清水與鹽的質(zhì)量比為4∶1的比例配制鹽水B．按照清水與鹽的質(zhì)量比為5∶1的比例配制鹽水C．鹽水入壇前要煮沸冷卻，以防污染D．在壇蓋邊沿的水槽中要注滿水，以保證壇內(nèi)的有氧環(huán)境答案：AC解析:泡菜的制作依靠的是乳酸菌的無(wú)氧呼吸,制作時(shí)要防止污染，以防泡菜腐敗變質(zhì).制作泡菜時(shí)清水與鹽的質(zhì)量比為4∶1,加食鹽是為了抑制其他雜菌的繁殖。4．下列對(duì)泡菜的制作過(guò)程中，不同時(shí)期泡菜壇中乳酸菌含量的敘述，正確的是（)。A．制作泡菜初期并無(wú)乳酸菌的存在B．腌制過(guò)程中乳酸菌含量會(huì)逐漸增多并可達(dá)到最高峰C．腌制后期乳酸菌含量會(huì)急劇上升D．腌制的全過(guò)程乳酸菌的含量不變，活性有異答案:B解析：泡菜的制作是利用蔬菜表面的乳酸菌的代謝，將糖類轉(zhuǎn)化成乳酸，因此發(fā)酵初期有乳酸菌，由于發(fā)酵條件的變化，乳酸菌大量繁殖，達(dá)到一定量后由于酸度過(guò)大,數(shù)量會(huì)下降。5．有關(guān)膳食中的亞硝酸鹽對(duì)人體健康的影響，下列說(shuō)法正確的是（）。A．膳食中的亞硝酸鹽在人體內(nèi)會(huì)隨尿液全部排出B．亞硝酸鹽在人體內(nèi)積累有致癌作用C．亞硝酸鹽只有在特定條件下才能轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)D．亞硝酸鹽對(duì)人體健康不會(huì)有任何影響答案：C解析:研究表明膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康,但當(dāng)人體攝入的亞硝酸鹽總量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)會(huì)引起中毒，甚至死亡。亞硝酸鹽本身無(wú)致癌作用，在特定條件下轉(zhuǎn)變成的亞硝胺有致癌作用。6．制作泡菜的過(guò)程實(shí)際上是應(yīng)用了乳酸菌的呼吸作用原理.將原料放入泡菜壇后應(yīng)當(dāng)怎樣處理才能得到可口的泡菜？（)A．馬上密封，保持溫度30~40℃B．一直通風(fēng),保持溫度30～40℃C．先通風(fēng)后密封,保持溫度30～40℃D．馬上密封，保持溫度60℃以上答案：A解析：乳酸菌一直需要厭氧環(huán)境才能發(fā)酵。其代謝適宜溫度為30～40℃。7．將接種有乳酸菌的牛奶100mL共4份分別裝在100mL、200