泡菜制作及亚硝酸盐检测问题释疑文档格式.docx
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亚硝酸盐是一种强氧化剂,与人体血红蛋白反应,会使血液中的铁从低价转变为高价,从而使血液失去输氧能力,造成人体血液氧中毒即高铁血红蛋白症,严重者可导致人体死亡。
当人体摄入的亚硝酸盐总量达0.3g~0.5g时,会引起中毒,当摄入总量达3g时,会引起死亡。
当人体摄入亚硝酸盐后,亚硝酸盐能和胃中的含氮化合物结合成具有致癌性的亚硝胺,对人体健康产生危害。
因此研究泡菜发酵过程中亚硝酸盐的产生规律,对于泡菜的食品安全有着积极的指导意义。
2.泡菜腌制过程中亚硝酸盐的变化规律
亚硝酸盐呈现出先升高后下降的变化趋势,并在第6天达到峰值51.30mg/kg,硝酸盐呈现出先下降后稳定的变化规律。
在第10天后,亚硝酸盐和硝酸盐都基本达到稳定(如图,摘自《规律研究》)。
3.泡菜腌制过程中亚硝酸盐变化规律
据《影响探究》一文指出,泡菜腌制过程中主要是乳酸菌进行乳酸发酵,乳酸菌大多不能把硝酸盐还原为亚硝酸盐,而大肠杆菌、副大肠杆菌和摩根氏变形菌等有害菌都可以促进硝酸盐还原成亚硝酸盐。
据《规律研究》一文指出,主要发生反硝化菌作用下硝酸盐向亚硝酸盐的转化。
由于硝酸盐还原酶在pH5.0左右活性最高,在发酵的第3~5天,硝酸盐转化的生物过程最为活跃,亚硝酸盐峰迅速积累,第6天后,随着pH和溶解氧下降,杂菌基本死亡,硝酸盐还原酶活性被抑制,亚硝酸盐还原酶和酸降解的共同作用亚硝酸盐被逐渐分解。
人工接种乳酸杆菌可降低泡菜的亚硝酸盐含量,加快泡菜的发酵成熟,缩短发酵周期。
这是由于人工接种的泡菜坛中的乳酸菌一开始就远远高于自然发酵中的乳酸菌,能立即进行乳酸菌发酵,产生大量乳酸,从而有效地抑制泡菜坛中不耐酸的其它杂菌的活动。
典型试题解析
试题:
(2017·
4月浙江选考节选)回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有关的问题:
(1)泡菜腌制过程中,会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐,其中醇类是由
进行厌氧呼吸产生。
亚硝酸盐对人体有害,为测定泡菜中亚硝酸盐含量,从泡菜中提取亚硝酸盐,与
发生重氮化反应,再与N-1-萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物。
然后用光程为1cm的
,在550nm光波下测定光密度值,与由已知浓度梯度亚硝酸钠制作的
比对,计算样品中亚硝酸盐的含量。
(2)已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。
在一定的腌制时间内,随着腌制时间的延长,泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低,是由于在厌氧和
环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。
解析:
(1)泡菜腌制过程中,产生的醇类物质是由假丝酵母进行厌氧呼吸产生。
为测定泡菜中亚硝酸盐含量,从泡菜中提取亚硝酸盐,与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,产物再与N-1-萘基乙二胺偶联反应,形成紫红色产物。
然后用光程为1cm的比色杯,在550nm光波下测定光密度值,与由已知浓度梯度亚硝酸钠制作的标准曲线比对,计算样品中亚硝酸盐的含量。
(2)泡菜腌制中产生的亚硝酸盐可被亚硝酸还原酶催化降解,该酶在厌氧和酸性环境下能催化亚硝酸盐降解。
答案:
(1)假丝酵母 对氨基苯磺酸 比色杯 标准曲线
(2)酸性
问题二
2017年选考试题中,出现了“乳酸菌能产生亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解”。
以前一直以为,泡菜制作过程中是硝酸盐细菌(包括亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌)和反硝酸盐菌的作用产生和分解了亚硝酸盐,硝酸盐细菌在有氧的条件下能将亚硝酸盐转化为硝酸盐,然后再通过反硝化细菌在缺氧条件下将亚硝酸盐还原成N2或氮氧化物。
其实,乳酸菌也有分解亚硝酸盐的作用。
问题:
乳酸菌如何对亚硝酸盐进行降解?
乳酸菌如何降解亚硝酸盐
乳酸菌对亚硝酸盐的降解是靠酸降解和酶降解共同的作用,单独酸降解或酶降解均可发挥显著清除亚硝酸盐的作用。
1.酶降解
亚硝酸盐在亚硝酸盐还原酶的作用下转化为氨:
NO2-+6e-+7H+→NH3+2H2O。
乳酸菌在发酵前期以酶去除为主,其在发酵过程中产生亚硝酸盐还原酶可将亚硝酸盐降解为无毒的NH4+。
据研究报道,乳酸菌降亚盐的速度与温度有很大关系,最适生长温度为37度,低温会抑制酶活性,不利于乳酸菌的正常生长代谢,因此使用乳酸菌时,最好是在某个晴天温度较高的时段进行。
2.酸降解
乳酸菌发酵碳水化合物时会分泌酸性物质,主要代谢产物及中间产物包括乳酸、乙酸等有机酸,其在发酵后期以酸去除为主,且pH越低,去除速度越快。
酶降解在培养液呈中性时可发挥最强效用,培养液呈酸性时酶降解作用受抑制,尤其是当pH下降至4或以下时,乳酸菌对亚硝酸盐的降解主要依靠酸降解。
另据《有机酸对泡菜中亚硝酸盐的降解作用》(商景天等)一文中指出,通过高效液相色谱法对泡菜在自然发酵过程中产生的有机酸种类进行分析,对6种不同有机酸体外降解亚硝酸盐的作用进行研究。
结果表明:
泡菜中含有草酸、酒石酸、乳酸、乙酸、琥珀酸等有机酸。
在72h反应周期内,6种有机酸均能降解亚硝酸盐,对亚硝酸盐降解能力顺序为草酸〉酒石酸〉柠檬酸〉苹果酸〉乳酸〉丁二酸〉乙酸;
亚硝酸盐降解率随有机酸起始浓度的增加而增大,升高温度也能提高有机酸对亚硝酸盐的降解能力。
问题三
泡菜制作的原理:
泡菜的制作离不开乳酸菌。
在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
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。
将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测对比,可以大致估算出亚硝酸盐的含量。
针对模拟考试中,泡菜制作过程中亚硝酸盐测定的对照组试题答分率不高,谈一谈对照组的设置。
亚硝酸盐的测定实验中,有二个测定过程,一是标准曲线的建立;
二是样品液的测定。
它们的对照组怎么处理?
试题1:
关于泡菜腌制和亚硝酸盐含量测定实验,下列叙述错误的是( )
A.制作时加入陈泡菜汁会缩短泡菜腌制时间
B.泡菜腌制过程中起主要作用的是假丝酵母和乳酸菌
C.亚硝酸盐与N-1-苯基乙二胺偶联形成紫红色产物
D.泡菜样品处理时加硫酸锌、NaOH等使杂质沉淀
制作时加入陈泡菜汁,含有乳酸菌,会缩短泡菜腌制时间,A正确;
泡菜腌制过程中起主要作用的是假丝酵母和乳酸菌,B正确;
亚硝酸盐与N-1-萘基乙二胺盐酸盐偶联形成玫瑰红色产物,C错误;
泡菜样品处理时加硫酸锌、NaOH等可以沉淀蛋白质等杂质,D正确,故答案为C。
试题2:
A.所用的盐水经煮沸,可除去水中的氧气并杀灭其他杂菌
B.泡菜腌制过程中起作用的主要是假丝酵母和乳酸菌
C.样品处理过程运用了物理和化学方法除杂质
D.在制作标准曲线时,需将清水加入比色杯中进行空白对照
所用的盐水经煮沸,可除去水中的氧气并杀灭其他杂菌,A正确;
泡菜腌制过程中起作用的主要是假丝酵母和乳酸菌,B正确;
样品处理过程运用了物理方法加热和化学方法加硫酸锌、NaOH等除杂质,C正确;
在制作标准曲线时,需将清水加入实验组(含不同浓度的亚硝酸盐)相同的试剂,即氯化铵,乙酸、显色剂,置于比色杯中进行空白对照,D错误,故答案为D。
关于亚硝酸测定对照组
标准曲线建立的对照组:
通过对教材的研究,建立标准曲线的时候,对照组应该用蒸馏水或清水,再加实验组(含不同浓度的亚硝酸盐)相同的试剂,即氯化铵,乙酸、显色剂,可以从教材中出现的是亚硝酸盐溶液为0来理解。
这样的对照组设置目的是用来调零。
样液实验测定的对照组:
人教版教材并没有提到对照组,意思是不需要对照组,直接用样液定容,测定光密度值(OD值),从标准曲线中得到亚硝酸盐含量,再通过含量计算式计算得到亚硝酸盐的含量。
浙科版教材认为(蒸馏)水作为对照组,即没有亚硝酸盐。
那么问题来了,要不要加相应的试剂呢?
个人认为,既然标准曲线也已经建立,样液的亚硝酸盐测定光密度值(OD值),然后从曲线中找到对应的亚硝酸盐含量,换算后即可。
也就是说,不需要对照组,(蒸馏)水再加相同的试剂,更没有必要,因为又不是要重新画一条曲线,也没有必要校正为零。
附:
亚硝酸测定步骤
以下内容摘自北京大学附属中学邓泽宇的文章《测定泡菜液中亚硝酸盐的含量》(发表于学生课堂),供参考。
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- 关 键 词:
- 泡菜 制作 亚硝酸盐 检测 问题 释疑