高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量教案设计

专题1  传统发酵技术的应用

课题1.3  制作泡菜并检验亚硝酸盐含量

一、【课题目标】

（一）知识与技能

泡菜制作过程中乳酸菌发酵的原理；泡菜中亚硝酸盐含量变化及测定

   （二）过程与方法

    乳酸菌发酵与细胞呼吸的联系；测定亚硝酸盐时的化学操作

（三）情感、态度与价值观

    认同劳动人民在时间中利用微生物进行泡菜制作的技能；对泡菜中亚硝酸盐含量的测定，引导学生关注食品安全，维护身体健康

二、【课题重点】

制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量

三、【课题难点】

    泡菜中亚硝酸盐含量的测定

四、【教学方法】

    启发式教学

五、【教学工具】

    多媒体课件

六、【教学过程】

（一）引入新课

泡菜不但味美，而且还可以提高人的食欲。泡菜是怎样制作的？泡菜中含有亚硝酸盐，亚硝酸盐有什么危害？怎样测定泡菜中亚硝酸盐含量？

（二）进行新课

阅读“乳酸菌发酵”，完成基础知识学习

1．基础知识

1．1制作泡菜所用微生物是 乳酸菌 ，其代谢类型是 异养厌氧 型。在 无氧 条件下，降糖分解为 乳酸 。反应式为：

1．2 常见的乳酸菌有 乳酸链球菌 和 乳酸杆菌 ，生产酸奶的是 乳酸杆菌 。

〖思考1〗含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是 抗生素杀死乳酸菌 。

活动2：阅读“亚硝酸盐”，回答下列问题：

1．3 亚硝酸盐在食品生产中常用作 食品添加 剂。

1．4 国家规定肉制品中不超过30mg/kg，酱腌菜中不超过20mg/kg，婴儿奶粉中不超过2mg/kg。

1．5亚硝酸盐被吸收后随 尿液 排出体外，但在 适宜pH 、 温度 和 一定微生物 作用下形成致癌物质 亚硝胺 。

〖思考2〗日常生活中不宜食用放置时间过长和变质蔬菜的原因是什么？

亚硝酸盐含量较高。

2．实验设计

2．1实验流程：填写流程图。

〖思考3〗在哪些操作过程中会感染乳酸菌？

原料加工和装瓶。

2．2泡菜的制作

①将新鲜蔬菜预先处理成条状或片状。

②泡菜盐水按清水和盐为 4∶1 质量比配制煮沸冷却备用。

③预处理的新鲜蔬菜装至半坛时放入 蒜瓣、生姜、香辛料 等佐料，并继续装至八成满。

④倒入配制好的盐水，使盐水 浸没全部菜料 。

⑤盖上泡菜坛盖子，并用 水 密封发酵。发酵时间受到 温度 影响。

〖思考4〗泡菜坛内的“白膜”是怎样形成的？   产膜酵母繁殖。

2．3 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，与 N-1-萘基乙二胺盐酸 盐结合形成 玫瑰红 色染料，与已知浓度的 标准显色液 目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含量。

3．发酵操作

3．1 泡菜坛的选择标准是 火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好 ，否则容易引起蔬菜腐烂 。

3．2 腌制时要控制腌制的 时间 、 温度 和 食盐 的用量。

〖思考5〗导致细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加的因素有食 盐用量不足10％ 和 腌制时间过长 。一般在腌制 10 天后亚硝酸盐含量开始降低。

4．结果分析与评价

4．1 测定亚硝酸盐的含量

（1）需要配制的溶液有：

对氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液、亚硝酸钠溶液、提取剂、氢氧化铝乳液和氢氧化钠溶液。

〖思考6〗哪些溶液需要避光保存？提取剂的成分有哪些？

对氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液；氯化镉和氯化钡。

（2）配制标准显色液的基本步骤是：

①用 刻度移液管 吸取体积0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5mL的 亚硝酸钠 溶液分别置于比色管中，另取1支比色管为空白对照。

②向各管加入2.0mL 对氨基苯磺酸溶液 混匀静置3～5分钟。

③向各管加入1.0mL N-1-萘基乙二胺盐酸盐 溶液。

④最后用 蒸馏水 定容到50mL。

活动9：阅读“制备样品处理液”，讨论并回答下列问题：

（3）制备样品处理液的步骤是：

①称取 0.4 kg泡菜，粉碎榨汁，过滤得约200mL汁液。

②取100mL汁液倒入500mL容量瓶，添加200mL 蒸馏水 和100mL 提取剂 ，摇床振荡1h，再加40mL 氢氧化钠溶液 ，最后用 蒸馏水 定容到500mL并立刻 过滤 获得滤液。

③将滤液60mL移入100mL容量瓶，用 氢氧化铝乳液 定容后过滤，获得 无色透明 的滤液。

活动10：阅读“比色”，讨论并回答下列问题：

（4）比色的步骤是：

①将40mL滤液移入50mL比色管中，并编号。

②分别依次加入2.0mL的 对氨基苯磺酸溶液 和1.0mL的 N-1-萘基乙二胺盐酸溶液 ，并定容到50mL，混匀静置15min。

③观察颜色变化，并与 标准显色液 比较，记录亚硝酸盐含量。

④计算样品滤液（40mL）中亚硝酸盐含量。计算公式是：

〖思考7〗经测定某样品滤液中亚硝酸盐含量为5.0µg，40mL滤液的质量为41.3g，则泡菜中亚硝酸盐含量为 0.12mg/kg 。

4．2制作的泡菜一般在 10 天之后食用最好，原因是 亚硝酸盐含量明显降低 。

〖思考8〗在酸奶制作过程 会 （不会、会）产生亚硝酸盐。

（三）课堂总结、点评

（四）实例探究

例1．以下不属于发酵的是

A、利用需氧型青霉菌生产青霉素       B、缺氧时人的组织细胞产生乳酸

C、利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精     D、利用乳酸菌制作泡菜

解析：解答该题首先要理解发酵的概念，发酵是指在生产实际中，人们通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程。这里有3个要点，一是用于生产，二是培养微生物，三是生产代谢产物。根据概念可知，生产代谢产物青霉素有一个培养青霉菌的过程；生产酒精有一个培养酵母菌的过程；制作泡菜实质是培养乳酸菌，使其利用菜中的营养物质生产代谢产物乳酸的过程。因此，A、C、D都符合发酵的概念。而B项中虽有代谢产物乳酸，但不是微生物所为，也不存在培养微生物的过程，更不是用于生产，因此不属于发酵。

答案：B

例2．将等量萌发的种子和煮沸自然冷却后的种子分别放入甲、乙两个试管中，如下图所示本实验中石蜡油短期内不影响生物的生长）。两试管中均无空气存在。据图分析回答：

（1）甲试管放置几个小时后，管内顶部出现气泡，其中的气体成分主要是________；将该气体引入________溶液中，可使该溶液变混浊。

（2）甲试管中产生气泡的现象是种子进行________________造成的，写出表示这一过程的反应式________________________________。

（3）乙试管在与甲试管同样的时间内，试管内顶部未出现气泡，原因是             ________________________________。

（4）乙试管继续放置几天，一些微生物开始繁殖，导致试管内顶部也出现少量气体，这是这些微生物从试管中的________获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说，微生物所需要的营养要素可归纳成_______、_______、______、_________和_______五大类。

（5）这些微生物可能的来源是（答出两个来源即可。）________________________  

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：根据题意，试管中无空气，所以甲试管顶部的气体是种子进行无氧呼吸产生的CO2，CO2能使Ca（OH）2溶液变混浊。被煮沸过的种子已死亡，新陈代谢已停止，不能进行呼吸作用。微生物需要的营养物质包括碳源、氮源、生长因子、无机盐和水，死亡的种子可以为微生物的生长提供所需要的营养物质。乙试管中微生物可能的来源有：未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中的菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类等。

答案：（1）CO2 、Ca(OH)2(2)无氧呼吸  C6H12O6－酶－→2C2H5OH(酒精) + 2 CO2+ 能量（3）被煮沸过的种子已经死亡，不能进行呼吸作用（4）死亡种子中、碳源、 氮源、生长因子、无机盐、水（5）未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类。

☆综合应用

例3．腐乳味道鲜，易于消化、吸收，是因为其内主要含有的营养成分是

A．无机盐、水、维生素        　　B．氯化钠、氨基酸、甘油和脂肪酸

C．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸　　D．蛋白质、脂肪、氯化钠、水

解析：豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪。在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分

答案：C

（五）巩固练习

1．某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是

①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖  ②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖  ③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖  ④罐口封闭不严促进了需氧腐生菌的生长和繁殖

A、①③             B、②④          C、②③        D、①④

答案:B

2．乳酸菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，原因是

A、碳源供应太充足                B、细胞会发生质壁分离

C、改变了乳酸菌的pH值           D、葡萄糖不是乳酸菌的原料

答案:B

3．夏天，煮沸过的肉汤很快就会腐烂变质，主要原因是

A、蛋白质被破坏  B、细菌大量繁殖C、肉汤中水分过多    D、空气使肉氧化分解

答案:B

4．细菌细胞壁与植物细胞壁的区别是

A、功能不同   B、细菌细胞壁具流动性    C、组成不同 D、细菌可形成芽孢

答案:C

5．下列有关细菌的叙述中正确的是

A、细菌只能进行分裂生殖           B、分裂生殖时大型环状DNA平均分配

C、分裂生殖时细胞质平均分配       D、分裂生殖时DNA平均分配

答案:C

6．关于微生物的叙述中，正确的是

A、所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人类有害的

B、微生物包含了除动物界、植物界以外的一切生物

C、所有微生物均属于原核生物界、真菌界、原生生物界

D、细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物

答案:B

7．耐热性最强的细菌结构是

A、质粒         B、芽孢          C、细胞质         D、核糖体

答案:B

8．下列有关细菌代谢的叙述中，正确的是

A、细菌没有细胞器，只能进行无氧呼吸B、细菌的蛋白质合成在自身的核糖体上进行

C、细菌的代谢终产物也是CO2和H2O D、细菌的储藏性颗粒是蛋白质，淀粉，脂肪

答案:B

9．下列细胞中不能合成蛋白质的是

A．乳酸菌      B．醋酸菌       C．成熟红细胞      D．酵母菌

答案:C

10．葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质，实验过程中提供18O2，则18O2进入酵母菌细胞后，最先出现的放射性化合物是

A．丙酮酸       B．乳酸       C．二氧化碳        D．水

答案:D

七、【课余作业】

1．从形态上来看，乳酸菌呈 短杆 状；从结构上来看，乳酸菌为 原 核细胞。

2．根据你的理解，汇出泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间的变化趋势曲线，并分析回答：

（1）亚硝酸盐含量在第 4 天达到最高峰。

（2）亚硝酸盐含量升高的原因是 蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性增强，将硝酸盐还原为亚硝酸 。

（3）亚硝酸盐含量降低的原因是 蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性减弱，硝酸盐还原减少 。

八、【教学体会】

课题背景通过日常生活中人们喜爱的泡菜食品，引入主题，引导学生关注食品安全，维护身体健康。在教学过程中，可以让学生列举一些自己喜欢的泡菜，以充分调动学生的兴趣，激发学生求知欲，从而顺利进入本课题的研究。

九、【资料袋】

泡菜的历史和功效

《三国史记》记载，神文王于683年娶王妃时下令准备的聘礼中包括酱油、大酱、酱汁类等食品，说明发酵食品当时已非常普及。即，泡菜类早已从3000年前开始在中国以(菹)为名出现，三国时代传至我国，经过统一新罗时代、高丽时代，其制作方法不断改变。在当时，泡菜可能是以萝卜为主原料的泡萝卜、咸菜、酱菜为主。据估计，今天的以整稞白菜和辣椒面为主原料的泡菜类是随着朝鲜时代中期以后白菜和辣椒传到我国时开始普及的。

1. 泡菜随着发酵，产生抗菌作用。 有害菌的作用在发酵过程中产生的乳酸菌的作用下得到抑制，且在随着发酵的成熟产生酸味的乳酸菌，不仅使泡菜更具美味，还能抑制肠内的其他菌，防止不正常的发酵，抑制病菌。

2. 另外，泡菜还能预防过分摄取肉类或酸性食品时，因血液的酸性化导致的酸中毒。在泡菜中使用的主材料均含有许多水分。因此，营养素的成分显得比较少，但乳酸菌具有抑制肠内有害菌的繁殖，净化肠胃的作用。

3. 泡菜还有助于成人病的预防，对肥胖、高血压、糖尿病、消化系统癌症的预防也有效果。

4. 此外泡菜类因蔬菜类的液汁和食盐等的复合作而有净化胃肠的作用。泡菜促进胃肠内的蛋白质分解酶-胃蛋白酶的分泌，并使肠内微生物的分布趋于正常化。