高中生物第2章发酵技术实践第2节测定发酵食品中的特定成分学案苏教版选修1

第二节测定发酵食品中的特定成分

[学习目标] 1.学会用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化。(重难点) 2.学会测定泡菜中有益物质的含量，指导合理膳食、均衡营养等。(重点)

知识点一| 测定亚硝酸盐的含量

1．亚硝酸盐

(1)物理性质：白色粉末，易溶于水。

(2)应用：实验室中常用作还原剂，工业上常用于各种染料的生产，也作为防冻剂使用。

(3)分布：广泛存在于自然环境中，在食品加工过程中也会产生亚硝酸盐。

(4)对人体的影响：亚硝酸盐不仅是具有一定毒性的物质，还是一种致癌物质。

2．系列亚硝酸钠标准显色液的配制

(1)亚硝酸钠标准溶液的配制

准确称取0.1 g亚硝酸钠，加水溶解后定容到500 mL，则浓度为200_μg/mL。

(2)亚硝酸钠标准使用液的配制

用移液管吸取亚硝酸钠标准溶液 5.0 mL，加水稀释至200 mL刻度线处，则浓度为5.0_μg/mL。

(3)配制系列亚硝酸钠标准显色液

吸取0.2 mL、0.6 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL亚硝酸钠标准使用液，分别加入6支50 mL比色管，再取一支50 mL比色管加蒸馏水作为空白对照。在各比色管中分别加入2.0 mL对氨基苯磺酸溶液，混匀静置3 min，再分别加入1.0 mL的盐酸萘乙二胺溶液，添加蒸馏水使各比色管总体积为50.0 mL，混合均匀后观察亚硝酸钠溶液颜色的梯度变化。

3．亚硝酸盐含量的测定

(1)“盐酸萘乙二胺法”的测定原理

样品经过沉淀蛋白质、去除脂肪后，在弱酸性条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后，再与盐酸萘乙二胺形成玫瑰红色化合物。其最大吸收波长为538 nm，且色泽深浅在一定范围内与亚硝酸盐含量呈正比，可与系列亚硝酸盐标准显色液比较并确定样品中亚硝酸盐含量。

(2)基本步骤

配制试剂―→样品处理―→配制系列亚硝酸钠标准溶液―→样品测定―→记录亚硝酸盐含量。

[合作探讨]

探讨1：绿色食品不会含有亚硝酸盐吗？

提示：亚硝酸盐分布广泛，绿色食品含亚硝酸盐很少。

探讨2：为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜？

提示：腌制蔬菜中亚硝酸盐含量较高，亚硝酸盐在一定条件下可以转化为亚硝胺，亚硝胺对人体有害。

[思维升华]

1．测定实验中所用各种试剂、药品及作用

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

3 盐酸萘乙二胺与重氮化反应的产物结合，生成玫瑰红色化合物，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 干燥后的亚硝酸钠制备相应浓度的标准显色液

6 氢氧化钠中和过多的盐酸，营造碱性环境

7 氢氧化铝作为吸附剂，使泡菜滤液脱色，变澄清

8 蒸馏水作为溶剂

3．亚硝酸盐含量测定流程图

4．泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐含量变化

(1)发酵初期：乳酸菌和乳酸的量都比较少，由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所增加。

(2)发酵中期：乳酸菌数量达到高峰，乳酸的量继续积累，亚硝酸盐含量下降，所以亚硝酸盐在整个发酵过程中的含量变化趋势如图1所示。

图1

(3)发酵后期：由于乳酸的积累，酸度继续增长，乳酸菌活动也受到抑制。乳酸菌数量下

降，硝酸盐还原菌完全抑制。

(4)乳酸菌、乳酸含量变化曲线如图2、图3所示。

图2 图3

1．下列关于亚硝酸盐的叙述，正确的是( )

A．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，可多加

B．绿色食品不会含有亚硝酸盐

C．亚硝酸盐在人体胃内易变成亚硝胺

D．水煮得越久，亚硝酸盐的含量越少

C [亚硝酸盐分布广泛，在土壤、水、鱼、谷、绿色蔬菜中都有。水煮得越久，亚硝酸盐的浓度会越大，含量不会减少。亚硝酸盐在食品生产中可作食品添加剂，但量多会使人中毒。亚硝酸盐在动物和人体胃的酸性环境中，在硫氰酸盐的催化作用下转变为亚硝胺。] 2．某同学在泡菜腌制过程中每3～4天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)

(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变化的原因。

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(4)三个泡菜坛亚硝酸盐含量为何有差别？原因何在？在泡菜腌制过程中应如何减少亚硝酸盐的含量？

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[解析]本实验的原理是在弱酸条件下，亚硝酸盐与盐酸萘乙二胺、对氨基苯碘酸发生反应，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，本题解答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)盐酸萘乙二胺法

(2)

(3)由于泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于杂菌的繁殖(包括一些硝酸盐还原菌)，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，同时生成的亚硝酸盐被分解，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最少的为2号坛，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。在泡菜腌制过程中注意腌制时间，控制好温度和

食盐用量

知识点二| 测定发酵食品中维生素C的含量

1．维生素C的相关知识

(1)地位：维生素C又称抗坏血酸，是人体不可缺少的一种物质。

(2)功能：促进人体的生长发育，增强人体对疾病的抵抗能力等。

(3)缺乏症：坏血病。

(4)来源：必须从食物中摄取。

(5)分布：广泛存在于新鲜的水果和蔬菜中。

2．蔬菜在腌制过程中维生素C含量的变化

(1)测定维生素C含量的原理

维生素C是一种强还原剂，它能将蓝色的2,6-二氯靛酚溶液还原成无色。

(2)检测果汁中维生素C含量的操作步骤

用针筒吸取1 mL 2,6-二氯靛酚溶液注入试管中―→向试管中逐滴加入受检果汁，一旦发现蓝色变成无色，即停止―→记录加入的受检果汁的体积。

[合作探讨]

探讨1：维生素C是人体不可缺少的物质，缺乏会患坏血病，饮食中维生素C含量是否越多越好呢？

提示：摄入量超过一定剂量也会有毒害作用。

探讨2：维生素C可解除亚硝酸盐中毒吗？试分析原因。

提示：可以。亚硝酸盐能使血红蛋白中的亚铁离子(Fe2＋)转化为铁离子(Fe3＋)而中毒，维生素C可使Fe3＋还原为Fe2＋。

[思维升华]

1．减少维生素C的损失的措施

(1)水果、蔬菜贮存越久，维生素C损失越多，因此，尽可能吃最新鲜的水果、蔬菜，若要保存，尽可能贮存在冰箱里。

(2)水果、蔬菜不要切得太细太小，切开的则不要长时间暴露在空气中(现吃现切、现切现烧)，以减少维生素C的氧化。

(3)烧煮富含维生素C的食物时，时间要尽可能短，并盖紧锅盖，以减少高温和氧化的破坏。汤汁中维生素C含量丰富，应尽量喝掉。

2．维生素C的重要功能及缺乏症归纳

(1)重要功能：

①促进人体的生长发育；

②增强人体对疾病的抵抗能力；

③增强肝脏的解毒能力；

④维持牙齿、骨骼、血管和肌肉等的正常功能。

(2)缺乏症：缺乏维生素C时会患坏血病，其症状表现为：

①创口溃疡不易愈合；

②骨骼和牙齿易于折断或脱落；

③毛细血管通透性增大；

④皮下组织、黏膜等处易出血。

1．在测定果蔬中维生素C含量的实验中，维生素C的作用是( )

A．氧化剂，能将蓝色的2,6-二氯靛酚溶液氧化成无色

B．氧化剂，能将无色的2,6-二氯靛酚溶液氧化成蓝色

C．还原剂，能将无色的2,6-二氯靛酚溶液还原成蓝色

D．还原剂，能将蓝色的2,6-二氯靛酚溶液还原成无色

D [维生素C是强还原剂。2,6-二氯靛酚溶液是蓝色的，在维生素C的作用下，其蓝色可以褪去，用此原理可以检测果蔬中维生素C的含量。]

2．同种蔬菜在发酵时间长短不同的情况下，泡菜中维生素C含量( )

A．基本相等B．时间越长，含量越高

C．时间越短，含量越高D．时间越短，含量越低

C [在制作泡菜的过程中，乳酸菌能有效地保存蔬菜中的维生素。但随着发酵时间的延长，必然有一部分维生素被破坏。]

3．下列关于维生素C的作用及含量测定的相关叙述不正确的是( )

A．维生素C是一种脂溶性维生素

B．维生素C可促进人体的生长发育，增强人体对疾病的抵抗能力

C．人体缺乏维生素C会患坏血病

D．可用蓝色的2,6-二氯靛酚溶液滴定法检测蔬菜中维生素C的含量

A [维生素C是一种水溶性维生素，可促进人体生长发育，增强抗病能力，预防坏血病。可用2,6-二氯靛酚的颜色反应来检测蔬菜中维生素C的含量。

[课堂小结]

知识网络构建核心语句归纳

1.测定亚硝酸盐含量用比色法。即在弱

酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸

发生重氮化反应后，与盐酸萘乙二胺结

合形成玫瑰红色化合物。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。

2.测定亚硝酸盐含量的实验步骤：

配制试剂―→制备样品处理液―→制备

标准显色液―→比色。

3.在泡菜发酵过程中，亚硝酸盐含量先

增加后降低。

4.维生素C是一种强还原剂，它能将蓝

色的2,6-二氯靛酚溶液还原成无色。

1．下列关于测定亚硝酸盐含量原理的叙述，不正确的是( )

A．亚硝酸盐经显色反应后呈玫瑰红色

B．样品液显色后，通过与已知浓度的标准显色液比色，可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量

C．不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同

D．显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变

D [测定亚硝酸盐含量的原理是在弱酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后，再与盐酸萘乙二胺反应生成玫瑰红色物质。在此过程中，亚硝酸盐的理化性质发生了很大的变化。]

2．在制备泡菜样品处理液时，可对滤液起到脱色作用的是( )

A．氢氧化铝溶液B．氢氧化钠溶液

C．氯化镉溶液D．氯化钡溶液

A [测定亚硝酸盐含量的方法是将样品液的颜色与标准显色液进行比色，如果样品液中有其他色素颗粒就会影响比色效果，所以要净化样品液，而净化时要加入的是氢氧化铝溶液。] 3．下列关于维生素C的说法中，不正确的是( )

A．它又称为抗坏血酸，是人体不可缺少的物质

B．它可在生物体氧化反应中作为氢的载体

C．人体缺乏维生素C，骨骼和牙齿易于折断或脱落

D．人体自身可以合成维生素C

D [人体自身不能合成维生素C，必须从食物中摄取。]

4．已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。

回答相关问题：

(1)请完善下列实验步骤。

①标准管的制备：用________和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。

②样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的________，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。

③将每个________分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅________的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。

(2)下图表示的是泡菜中_____________________________趋势。

(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是________(填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”)。

[解析](1)在亚硝酸盐的含量测定中，用不同浓度的亚硝酸钠标准溶液和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管；用刻度移液管分别吸取一定量的不同泡制天数的泡菜滤液，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管；将每个样品管分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅相近的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管中的亚硝酸盐含量。(2)据图可知，该图表示亚硝酸盐含量随发酵时间的变化曲线。(3)制泡菜时使用的微生物是乳酸菌。

[答案](1)①不同浓度亚硝酸钠标准溶液②不同泡制天数的泡菜滤液③样品管相同(或相近)

(2)亚硝酸盐含量的变化(3)乳酸菌