2019_2020学年高中生物专题1课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量教学案含解析新人教版选修.pdf
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1、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 一、泡菜制作的原理 1菌种:乳酸菌。 (1)分布:广泛分布在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等处。 (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:乳酸菌在无氧条件下,将葡萄糖分解为乳酸。 二、亚硝酸盐 1物理性质:白色粉末,易溶于水。 2分布:广泛分布于蔬菜、咸菜和豆粉等食品中。 3危害: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。 三、泡菜的制作 1实验流程 (1)原料加工:选取新鲜的蔬菜,进行修整、洗涤、晾晒,切分
2、成条状或片状。 (2)配制盐水:按清水与盐的质量比为 41 的比例配制好后煮沸冷却备用。 (3)装坛:将经过预处理的蔬菜装入坛内,装至半坛时,放入调味品,继续装至八成满, 再徐徐注入配制好的盐水,使其没过全部菜料。 (4)封坛发酵:盖好坛盖,在坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无 1.乳酸菌为厌氧菌,在无氧条件下可将葡萄糖分解为乳酸。 2测定亚硝酸盐含量用比色法。即在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨 基苯磺酸发生重氮化反应后,与 N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染 料。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,可以大致 估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。 3泡菜制作的实
3、验流程: 原料加工配制盐水装坛封坛发酵成品 4在泡菜的腌制过程中,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。 5在发酵过程中,亚硝酸盐含量先增加后降低。 氧环境。发酵时间长短受室内温度的影响。 2腌制条件 在腌制过程中,要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。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。 四、亚硝酸盐含量的测定 1测定原理: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 N1 萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。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,可以大致估算出泡菜中亚硝酸
4、盐的含量。 2操作步骤: 配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色 1下列关于亚硝酸盐的叙述,错误的是( ) A亚硝酸盐为白色粉末,易溶于水 B亚硝酸盐分布广泛,蔬菜、咸菜等食品中均含有亚硝酸盐 C亚硝酸盐可用作食品添加剂 D亚硝酸盐对人体健康无任何危害 解析:选 D 亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但是当人体摄入量过多时会引起中毒,甚 至死亡。而且亚硝酸盐在特定条件下可转变成致癌物质亚硝胺。 2制作四川泡菜时要用特殊的坛子,坛子需加水密封,密封坛口的目的是( ) A隔绝空气,抑制细菌繁殖 B阻止尘埃,防止污染 C造成缺氧环境,利于乳酸菌发酵 D防止污染,利于醋酸菌发酵 解析:选 C 制作泡菜利
5、用的微生物主要是乳酸菌,为厌氧型微生物,加水封坛是为了营 造无氧环境,利于乳酸菌发酵。 3下列有关测定亚硝酸盐含量的操作步骤,正确的是( ) A制备标准显色液配制溶液制备样品处理液比色 B制备标准显色液制备样品处理液配制溶液比色 C配制溶液制备样品处理液制备标准显色液比色 D配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色 解析:选 D 在测定亚硝酸盐含量的操作时,先配制溶液,再制备标准显色液和样品处 理液,最后进行比色。 Error!核心要点一泡菜制作的原理和实验设计 1传统发酵技术中常用菌种的比较 微生物酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌 分类真核生物原核生物真核生物原核生物 代谢类型异养兼性厌氧异养需氧异养
6、需氧异养厌氧 适宜温度1825 3035 1518 室温 发酵条件前期需氧;后期不需氧一直需氧一直需氧无氧 生殖方式 孢子生殖,适宜条件下进 行出芽生殖 二分裂生殖孢子生殖二分裂生殖 生产应用酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜 2.泡菜发酵的过程 (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 CO2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。 (2)发酵
7、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 3.53.8。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。 名师点拨 乳酸发酵的类型 (1)同型乳酸发酵:发酵产物中只有乳酸的发酵类型。 反应式:C6H12O62C3H6O3 酶 (2)异型乳
8、酸发酵:发酵产物中除乳酸外,还有其他产物,如乙醇、CO2等的发酵类型。 反应式:C6H12O62C2H5OH2CO2 酶 C6H12O62C3H6O3 酶 3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)盐水按水盐质量比为 41 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。 (5)注意控制温度、食盐水浓度和发酵时间。温度过高
9、,食盐水浓度低于 10%,腌制时间 过短,会造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量升高。一般亚硝酸盐含量在泡菜腌制 10 d 后开始 下降。食盐水浓度过高,会使泡菜口味不佳,甚至影响乳酸菌的发酵。 题组冲关 1下列关于传统发酵技术的叙述,错误的是( ) A家庭制作果酒、果醋、泡菜、腐乳,可以不必专门接种 B制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的菌种,只有乳酸菌不能进行有氧呼吸 C制作果酒、果醋、泡菜、腐乳过程中所需温度最高的是果醋的制作 D制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的菌种,只有毛霉是真核生物 解析:选 D 家庭制作果酒、果醋、泡菜、腐乳可以不必专门接种,利用的是原料或空气 中的菌种;酵母菌、醋酸菌和毛霉等都能进
10、行有氧呼吸,但制作泡菜的乳酸菌只能进行无氧 呼吸;制作果酒的酵母菌和制作腐乳的毛霉都是真核生物。 2农村中泡菜的制作方法是: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、香料及一些“陈泡菜水” ,密封后置于阴凉处,最适 环境温度为 2830 。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。在实验室或工厂化生产泡菜时,还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝 酸盐含量。 (1)用 白 酒 擦 拭 泡 菜 坛 的 目 的 是 _, 加 入 “陈 泡 菜 水 ”的 作 用 是 _。 (2)菜坛需要密封的原因是_。若菜坛有裂缝,可
11、能会 出现的结果是_。 (3)若制作的泡菜特别咸而不酸,最有可能的原因是_,如何进行调整? _。 其中盐与水的质量比为_。 (4)到发酵中期,无氧状态形成,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 : _。 (5)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_。 解析:(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒、杀菌。“陈泡菜水”含乳酸菌,为泡菜发酵 提供乳酸菌菌种。(2)乳酸菌是厌氧生物,密封能造成缺氧环境;菜坛有裂缝
12、,将导致乳酸菌 不能正常生长, 而一些杂菌大量繁殖, 使泡菜变质。 (3)制成的泡菜 “咸而不酸” 可能是盐过多, 抑制了乳酸菌发酵。(4)随着发酵过程的进行,乳酸不断积累,当积累到一定程度时,会抑制 其他微生物的生长,甚至杀死微生物。(5)到发酵后期,乳酸含量过高,pH 过低会抑制乳酸菌 的生长。 答案:(1)消毒 提供乳酸菌菌种 (2)乳酸菌是厌氧生物,密封能造成缺氧环境 乳酸 菌不能正常生长,而一些杂菌大量繁殖,泡菜会变质 (3)盐过多,抑制了乳酸菌发酵 减少 盐的投放量 14 (4)因为 pH 不适宜, 其他微生物活动减慢甚至停止 (5)pH 过低抑制了乳 酸菌的生长 Error!核心
13、要点二亚硝酸盐含量的检测 1亚硝酸盐含量的测定 (1)测定方法:比色法。即用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比,并估 算泡菜中亚硝酸盐的含量。 (2)原理: 亚硝酸盐对氨基苯磺酸反应物 反应物N1萘基乙二胺盐酸盐玫瑰红色染料 亚硝酸盐溶液的浓度越高,颜色越深;浓度越低,颜色越浅。 (3)测定亚硝酸盐含量的流程: 配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色 (4)制备样品处理液的流程: (5)计算亚硝酸盐含量: 亚硝酸盐含量 样品中亚硝酸盐含量mg 取样量40 mL滤液的质量,kg 名师点拨 测定亚硝酸盐含量的注意事项 (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
14、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。 2测定实验中所用试剂、药品及其作用 序号试剂、药品作用 1对氨基苯磺酸与亚硝酸盐发生重氮化反应 2盐酸调节 pH 成酸性 3N1萘基乙二胺盐酸盐 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 4硅胶干燥剂,用于干燥亚硝酸钠 5干燥后的亚硝酸钠
15、制备相应浓度的标准显色液 6氯化镉、氯化钡 溶于蒸馏水并用浓盐酸酸化后作为亚硝酸盐的提 取剂 7氢氧化钠中和过多的盐酸,营造碱性环境 8氢氧化铝作为吸附剂,使泡菜滤液脱色,变澄清 9蒸馏水作为溶剂 3.泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化 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(乳酸抑制其他菌活动)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
16、制) 含量 变化 曲线 注意亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的,而不是硝化细菌氧化氨形成的 题组冲关 3某同学在泡菜腌制过程中每 34 d 测一次亚硝酸盐的含量,其结果如下表: 泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化(mg/kg) 坛号 亚硝酸盐含量 1 号坛2 号坛3 号坛 腌制天数 封坛前0.150.150.15 4 d0.600.200.80 7 d0.200.100.60 10 d0.100.050.20 14 d0.100.050.20 (1)本实验所用测定亚硝酸盐含量的方法是_。 (2)在图中绘出 1 号坛泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化图。 (3)结合曲线和表中数据分析亚硝酸盐含量
17、变化的原因。 _ _。 (4)三 个 泡 菜 坛 亚 硝 酸 盐 含 量 有 何 差 别 ? 最 可 能 的 原 因 是 什 么 ? _ _。 解析:本实验的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后 才能与显色剂发生反应,然后与已知浓度的标准显色液进行比较,估算出亚硝酸盐的含量。 此外,解答本题时应注意分析各种数据的变化趋势,而不是着眼于某一个具体数值。亚硝酸 盐的含量变化与腌制泡菜中的杂菌数量有密切的关系,杂菌越多,亚硝酸盐含量越高。 答案:(1)比色法 (2)如图所示: (3)由于泡菜在开始腌制时,坛内环境有利于杂种细菌的繁殖(包括一些硝酸盐还原菌), 这些细菌可以促
18、进硝酸盐还原为亚硝酸盐。但随着腌制时间的延长,乳酸菌也大量繁殖,对 硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用,使其生长、繁殖受到影响,造成泡菜中亚硝酸盐的含量 又有所下降 (4)三个泡菜坛中亚硝酸盐含量,2 号坛最少,最多的为 3 号坛。3 号坛亚硝酸 盐含量多的原因可能是泡菜腌制的过程中被污染 4下列有关测定亚硝酸盐含量的叙述,错误的是( ) A亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,需在盐酸酸化条件下进行 B重氮化反应后,与 N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料 C制备样品处理液时,氢氧化铝乳液的作用是调节 pH D配制溶液所用的提取剂为氯化镉与氯化钡 解析:选 C 制备样品处理液时,氢氧化铝乳液
19、的作用是吸附样品滤液中的杂质,使滤液 变得无色透明,便于观察颜色变化。 随堂基础巩固 1有关膳食中的亚硝酸盐对人体健康的影响,下列说法正确的是( ) A膳食中的亚硝酸盐在人体内会随尿液全部排出 B亚硝酸盐在人体内积累有致癌作用 C亚硝酸盐只有在特定条件下才会转变成致癌物质 D亚硝酸盐的平均含量蔬菜中比豆粉中的高 解析:选 C 研究表明膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,当人体摄入量达到某一 数值后才会致病。亚硝酸盐绝大部分随尿液排出体外,其本身无致癌作用,但在特定条件下 会转变成致癌物质。豆粉中的亚硝酸盐含量比蔬菜中的高。 2在制作泡菜的过程中,下列描述错误的是( ) A按照清水与盐的质量比
20、为 41 配制盐水 B制作泡菜时,原料要接种乳酸菌 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 解析:选 B 配制盐水时,清水与盐的质量比为 41,盐水煮沸,可除杂菌、防污染; 乳酸菌的异化作用类型为厌氧型,应保证坛内的无氧环境;制作泡菜用的是自然条件下的菌 种,无需人为添加。 3在对泡菜中亚硝酸盐进行检测时,所用的方法、有关试剂以及颜色分别是( ) 纸层析法 比色法 显微镜观察法 斐林试剂 双缩脲试剂 对氨基苯磺酸和 N1萘基乙二胺盐酸盐 砖红色 蓝色 玫瑰红色 A B C D 解析:选 C 测定亚硝酸盐的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺
21、酸发生重 氮化反应后,再与 N1萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红色染料。将显色反应后的待测样品 与标准显色液进行比较,即可估算出样品中的亚硝酸盐含量,该方法称为比色法。 4含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶,原因是( ) A抗生素能够杀死乳酸菌或抑制乳酸菌的生长 B抗生素呈碱性,会与乳酸发生中和反应 C抗生素能够抑制酵母菌的生长 D抗生素在酸性环境中会被分解破坏 解析:选 A 乳酸菌属于细菌,抗生素能杀死或抑制乳酸菌的生长。 5测定泡菜样品中亚硝酸盐的含量时,氢氧化铝乳液的作用是( ) A与亚硝酸盐发生颜色反应 B提取泡菜样品中的亚硝酸盐 C吸附泡菜汁中的杂质,使泡菜汁透明澄清 D用于制备标准显色液
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