制作泡菜并检测亚硝酸盐含量[高中生物选修一教案系列)

课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

一、课题目标

尝试制作泡菜，并尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化。讨论与此相关的食品安全问题。

二、课题重点与难点

课题重点：制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量。课题难点：泡菜中亚硝酸盐含量的测定。

三、教学设计

学生活动 教师组织与引导 教学意图

第一课时

师：大家都听说过韩国泡菜吧!韩国泡菜,闻名天下。泡菜是怎样制作的？

--引出课题：课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

师：泡菜吃起来酸酸甜可口，味道相当不错。好归好，但是不能多吃，为什么？

--引导学生阅读P9＜课题背景＞

生答：因为泡菜中亚硝酸盐含量比较高。

师：亚硝酸盐对人体有何影响？在制作过程中，亚硝酸盐的含量有何变化？怎样才能检测出亚硝酸盐的含量呢？

师：通过以上分析，我们这节课的任务是解决两个问题：一是泡菜的制作；二是亚硝酸盐含量的检测。因为时间的关系，本节课我们主要来研究泡菜的制作。

师：泡菜的制作离不开乳酸菌。乳酸菌是什么样子的呢？

--引导学生阅读P9基础知识〈（一）乳酸菌发酵〉

师：乳酸菌有哪些生物学特征呢？生答：略

师总结：乳酸菌是异养厌氧型细菌，原核生物。繁殖方式是二分裂；形态有链球菌和杆菌（如图1-9所示）。乳酸杆菌常用于生产酸奶。

（酸奶相对于鲜奶有哪些优点呢？师：乳酸菌可使乳蛋白有一定程度的降解，转变成容易被人体吸收的多肽、氨基酸等。同时，乳酸菌在代谢过程中会合成一些维生素、降解约30%左右的乳糖，使乳糖分解成乳酸，乳酸和钙结合时，最容易被人体吸收，合营养价值提高。同时，在肠道内抑制有害菌的生长，调节肠道微生态平衡，增强人体的免疫系统）

师：乳酸菌的代谢过程是怎样进行的？（即乳酸菌发酵）生答：略

乳酸菌是厌氧性细菌，能将葡萄糖分解为丙酮酸，再在乳酸脱氢酶的催化下，被NADH2还原成乳酸。同时，利用该过程产生的少量能量用于自身生命活动的需要。

C6H12O6 2C3H6O3+能量

随堂思考题

为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？（P9旁栏思考题）

答：酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。

师：泡菜是怎样制作的？

--引导学生阅读教材P10,观察图1-10及[资料一]

师：泡菜制作的流程是什么？引导学生观察如图1-10

师：结合图1-10,通过阅读[资料一],试概括泡菜制作的操作程序。

生答：具体的操作程序可概括为四步：原料处理→盐水配制→装坛→封坛发酵

师讲述:

①原料处理:将鲜菜修整、洗涤、阳光下晾晒，晒到菜表皮萎焉时收起来，切成条状或片状。

②盐水配制：按照清水与盐的质量比为4：1的比例配制盐水。将盐水煮沸冷却（为什么？防止杂菌污染）。

③装坛：将经过处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入经洗净，消毒的泡菜坛内，装至半坛时放入配制好的盐水，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，以保证坛内乳酸菌发酵所需要的无氧环境。在发酵过程中要注意经常补充水槽中的水。发酵时间长短受室内温度的影响。

随堂思考题

1、用水封闭坛口起什么作用？不封闭有什么结果？生答：略

师总结：水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，这是造成无氧环境最简易的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，空气中21％是氧气，造成有氧环境，会使许多需氧菌生长，导致蔬菜腐烂。

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？（P10旁栏思考题）生答：略

师总结：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。

3、加入白酒有什么作用？

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。

师：在泡菜制作的操作过程中，应做好哪些准备呢？

--引导学生阅读 教材P10－11，操作提示（一）、（二）

生答：①泡菜坛的选择应符合要求：如无砂眼、盖子吻合好等（否则，不合格的泡菜坛容易引起蔬菜腐烂）；②腌制时应控制好腌制的条件：如控制腌制的时间、温度和食盐的用量。否则，温度过高，食盐用量不足10%，腌制时间过短，容易细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。

师介绍：现在，同学们可能又有问题了，老师你讲了那么多，咸菜、泡菜有什么区别呢？蔬菜的腌制方法有三种，一是咸菜，而是泡菜，三是酱菜。

咸菜：① 用盐腌制的蔬菜。就是咸菜，也指某些酱菜。咸菜中含有亚硝酸盐，这也是咸菜使得许多人望而却步的原因。咸菜在开始腌制的2天内亚硝酸盐的含量并不高，只是在第3—8天亚硝酸盐的含量达到最高峰，第9天以后开始下降，20天后基本消失。所以腌制咸菜一般时间短的在2天之内，长的应在腌制一个月以后才可以食用；②泡菜及其特点：泡菜是为了利于长时间存放而经过发酵的蔬菜。泡菜有丰富的乳酸菌，可帮助消化。一般来说，只要是纤维丰富的蔬菜或水果，都可以被制成泡菜；如大白菜、红萝卜、白萝卜、大蒜、青葱、小黄瓜、洋葱等。蔬菜在经过腌渍及调味之后，有种特殊的风味，如酸菜。；③酱菜：用酱或酱油腌制的蔬菜，就是酱菜。如榨菜是一种常见的酱腌菜

师：传统发酵技术的应用中，我们接触了果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作。请大家利用下表对传统发酵技术进行总结：

果酒 果醋 腐乳 泡菜

微生物类型 酵母菌（真菌），异养兼性厌氧型 醋酸菌（细菌），异养好氧型 毛霉（真菌），异养好氧型 乳酸菌（细菌），异养厌氧型

原理 酵母菌进行无氧发酵产生酒精 醋酸菌进行有氧发酵将酒精转化成醋酸 毛霉产生蛋白酶和脂肪酶 乳酸菌无氧发酵产生乳酸

反应条件 20℃、无氧 30～35℃、有氧 15～18℃、酒精控制在12%左右 常温、无氧条件

检测方法 重铬酸钾与发酵液反应呈灰绿色 品尝、PH试纸检测 PH检测，亚硝酸盐的检测方法

小结：略 板书设计：略

达标测评：略

学生活动 教师组织与引导 教学意图

第二课时

师：咸菜中含有亚硝酸盐，使得咸菜使许多人望而却步。亚硝酸盐是什么？

--引导学生阅读教材基础知识P9（（二）亚硝酸盐）〉

师：亚硝酸盐有何物理性质？分布在哪里？对人体有何影响呢？我国卫生标准是怎样规定的？

生答：

①物理性质：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（师补充：具体地说是用作防腐剂）。

②分布：分布广泛。蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4mg/kg，咸菜中亚硝酸盐的平均含量在7mg/kg，豆粉中的平均含量可达10 mg/kg。

③ 对人体的影响：膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，绝大部分亚硝酸盐在人体内随尿排出。危害：但当人体摄入总量达到0.3～0.5g时会引起中毒（相当于约75～125kg；蔬菜43～71kg咸菜；30～50kg豆粉）；当摄入总量达到3g时，会引起死亡。在特定条件下（如适宜的pH、温度和一定的微生物作用），就会转变成致癌物质—亚硝胺。

④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

（师要求：对亚硝酸盐在常见的食物中的含量及我国的卫生标准规定的值掌握。）

随堂思考题

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？（P10旁栏思考题）

答：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发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，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。

师：特别是有些家长，比较过日子，不舍的扔变质、腐烂的蔬菜，剩菜等。为了家人的健康，大家有义务给家长讲一讲其中的利弊得失。

引言：如何测定亚硝酸盐含量的呢？

--引导学生阅读P10

师：由于亚硝酸盐的含量会影响人体的健康，因此需要检测亚硝酸盐的含量。怎样检测亚硝酸盐的含量呢？(原理)

生答: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，将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。

师总结:①盐酸酸化→重氮化反应→显色反应→比色;②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。

师:如何测定亚硝酸盐的含量？

――引导学生阅读教材P11提示（三） 师：测定亚硝酸盐的主要过程有哪几步？

生答：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色

师分析:要检测食品中亚硝酸盐的含量,首先有比较的对象,因此应先制备标准显色液;而要想制备标准显色液,根据鉴定的原理,应首先配制溶液。最后,制备样品处理液鉴定比色即可。

师：配制溶液

①对氨基苯磺酸溶液制备：称取0.4g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= 0.4g/100ml×1000mg/g=4mg/ml)。

②N-1－萘基乙二胺盐酸盐溶液：称取0.2gN-1－萘基乙二胺盐酸盐，溶解于100ml的水中，避光保存(2mg/ml= 0.2 g/100ml×1000mg/g=2mg/ml) 。

③亚硝酸钠溶液制备：称取0.10g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)

④提取剂制备：分别称取50g氯化镉、氯化钡，溶解于1000ml蒸馏水中，用盐酸调节pH至1。氢氧化铝乳液和2.5mol/l的氢氧化钠溶液。

制备标准显色液制备（板书：对照实验的方式展示）

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

（结果如图1－13所示）。

制备样品处理液

将3坛样品做好标记后，分别称取0.4kg泡菜，榨汁过滤得200ml汁液。取其中100 ml移至500ml容量瓶中，加200ml蒸馏水、100ml提取剂，混匀，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（吸附脱色）乳液，定容至100ml，过滤。

师：在制备样品处理液时，氢氧化铝乳液的作用是什么？生答：略

师总结：吸附样品滤液中的杂质，使滤液应得无色透明，便于观察颜色变化。

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。每隔2天测一次，将结果记录下来。

试计算：