用“格里斯試劑比色法”測蔬菜中亞硝酸鹽含量的探究實驗

文件編號：1003—7586(2010)04—0034—02

摘 要 組織學生應用“亞硝酸鹽格里斯試劑比色法”檢測蔬菜中亞硝酸鹽含量，探究四種蔬菜在日常貯存過程中亞硝酸鹽含量的變化情況，將生物教學和生活聯(lián)系起來。

關鍵詞 格里斯試劑比色法 亞硝酸鹽 探究實驗

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼B

高中生物新課程標準“生物技術與實踐”模塊“測定食品加工過程中產生的有害物質”主題，建議開展“嘗試用比色法測定亞硝酸鹽含量的變化”的實踐活動。筆者帶領選修該模塊的學生開展了用“格里斯試劑比色法”來“探究蔬菜在貯存過程中亞硝酸鹽含量的變化”為課題的實踐活動，在組織活動的過程中，不僅關注學生知識與能力生成的問題，更挖掘出新的探究主題，提升了探究活動的層次，努力體現(xiàn)課程的基本理念與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。

1 問題的提出與探究原理

1.1 問題的提出

蔬菜可以為人類提供各種維生素、無機鹽、纖維素等營養(yǎng)物質，但是新鮮蔬菜中含有硝酸鹽和亞硝酸鹽，300～500mg亞硝酸鹽可以使人中毒，3g能使人致死。不僅如此，亞硝酸鹽在人體內與胺類作用形成亞硝胺類，達到一定劑量時可以致癌、致畸。大多數人關注蔬菜中的營養(yǎng)物質含量，忽視其中的亞硝酸鹽含量，國家標準GBl9338--2003《蔬菜中亞硝酸鹽限量》上限規(guī)定為3000mg/kg(鮮重)。生活中人們會把一些蔬菜放在室溫和冰箱中貯存，蔬菜中的硝酸鹽含量在貯存過程中到底是如何變化的，與其貯存條件有什么關系?本試驗選取南京地區(qū)常見的四種蔬菜黃瓜、番茄、青菜、青椒，采取室溫貯存(20～25℃)、低溫(4℃)貯存來研究蔬菜中亞硝酸鹽含量。

1.2 亞硝酸鹽的性質

亞硝酸鹽主要是指亞硝酸鈉和亞硝酸鉀，為白色或淡黃色，呈晶體狀，易溶于水。亞硝酸鹽的外觀和食鹽極其相似，又稱“工業(yè)用鹽”，與顯色劑能產生有色化合物。

1.3 探究原理

中學教學中采用“亞硝酸鹽格里斯試劑比色法”，即在弱酸條件下，亞硝酸鹽與N-l-萘基乙二胺、對氨基苯磺酸反應產生紫紅色物質，通過顏色變化與標準液的顏色比較，找出與標準液最相近的顏色，從而確定食物中的亞硝酸鹽含量。

2 探究目標與探究假設

2.1 探究目標

學會用簡單的比色方法測定蔬菜中亞硝酸鹽的含量。

探究貯存時間變化和溫度變化對蔬菜中亞硝酸鹽含量的影響。

2.2 假設的提出

學生自己提出問題，教師起引導作用，真正體現(xiàn)學生的探究主體性。

2.2.1 創(chuàng)設探究情境

情境的創(chuàng)設：教師由類似的問題——泡菜加工過程中亞硝酸鹽含量開始，由生活中切入，結合相關健康知識的講解進行。

2.2.2 資料收集

學生探究小組利用圖書館、網絡等途徑收集“蔬菜貯存時間與亞硝酸鹽含量”、“溫度與亞硝酸鹽含量”一些與探究主題相關的資料。

2.2.3 確定假設

自變量是蔬菜貯存時間及貯存溫度，因變量是亞硝酸鹽的含量。假設定為：蔬菜貯存的時間越長，亞硝酸鹽的含量就越高，且放置于冰箱中(4℃)要比放置于室溫(20～25℃)貯存在同等時間下，產生的亞硝酸鹽要少。

3 探究實施過程

3.1 材料用具

新鮮的黃瓜、番茄、青菜、青椒四種蔬菜(超市購買)，亞硝酸鈉、N-1-萘基乙二胺、對氨基苯磺酸、氯化銨、七水合硫酸鋅、濃鹽酸、氫氧化鈉、蒸餾水、pH試紙、量筒、容量瓶、比色管、移液管、托盤天平、調溫冰箱、酒精燈、榨汁機、記錄本等。

3.2 實驗準備

實驗用水為蒸餾水，試劑應為分析純試劑(教育專項)。

3.2.1 實驗溶液配制

質量濃度為10mg／mL的對氨基苯磺酸溶液(置棕色瓶中，室溫保存)，質量濃度為1mg／mL的N一1一萘基乙二胺鹽酸鹽溶液(置棕色瓶中，室溫保存)，氯化銨緩沖液，質量濃度為67mg／mE的硫酸鋅溶液，質量濃度為20mg／mL的氫氧化鈉溶液，顯色劑(臨用前將對氨基苯磺酸溶液和N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽溶液等體積混合)。

3.2.2 亞硝酸鈉標準使用液配置

稱取250mg于硅膠干燥器中干燥24 h的亞硝酸鈉，加水溶解移人500mL容量瓶中，加入100mL氯化銨緩沖液，加水至刻度，在4℃避光下保存。

3.3 實驗設計及探究步驟

將四種蔬菜分別在室溫(20～25℃)、低溫(4℃)貯存進行對照，其他條件相同，保證對照的公平性。在0、1、2、3、4、5 d后分別取出1份，標號，用于測定亞硝酸鹽的含量，步驟如下：

(1)在規(guī)定的時間段稱取100g蔬菜，用榨汁機粉碎，離心后過濾，加70mL蒸餾水，12mL氫氧化鈉溶液，振蕩后調pH至8.0，移到200mL容量瓶中，再加入10mL硫酸鋅溶液，置于60℃水浴加熱10min，取出后冷卻至室溫，加水至刻度，}昆合均勻，放置30min，用濾紙過濾，收集濾液。

(2)配置一系列亞硝酸鈉標準溶液，吸取0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL等亞硝酸鈉溶液(相當于2μg、4μg、6μg、8μg、10μg等亞硝酸鈉)，分別移于50mL比色管中，再另取1支比色管作為空白對照。在各管中分別加入2.0mL氨基苯磺酸溶液，混勻，靜置3～5min后，各加入2.0mL的N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽溶液，添加蒸餾水，使各比色管內體積為50mL，混勻，觀察亞硝酸鈉溶液顏色的梯度變化。

(3)吸取20mL的備用濾液，轉移到50mL的比色管中，重復(2)的顯色步驟，靜置15min，肉眼觀察樣品顏色變化，和標準液比色。

(4)計算蔬菜中的亞硝酸鹽含量。

(5)按照預先的實驗設計在0、1、2、3、4、5 d后分別測定處在室溫(20～25℃)、低溫(4℃)下的四種蔬菜亞硝酸鹽含量，記錄數據，填人實驗記錄表中。

4 實驗結果與分析討論

活動在中午12點進行，實驗室內溫度約為22℃。

(1)從表1可知，這四種蔬菜中含有亞硝酸鹽，青菜中的亞硝酸鹽含量要遠遠高于其他三個品種，可能購買時已經在超市貯存一段時間。在室溫下貯存，四種蔬菜在2d左右亞硝酸鹽含量達到峰值，而后逐漸下降，4～5d后又會上升，尤其是青菜中的亞硝酸鹽含量變化非常明顯，一度達到800mg·kg^-1，雖然和國家GBl9338--2003標準仍有距離，但如果大量食用，可能出現(xiàn)亞硝酸鹽中毒，尤其要引起注意。這與假設預期結果有點區(qū)別。尤其要引起注意。

(2)這四種蔬菜在低溫下貯存比在室溫下貯存時亞硝酸鹽的含量要少，這可能是低溫影響了硝酸還原酶的活性，且亞硝酸鹽含量的變化趨勢和在室溫下貯存基本一致，這與假設預期結果是相同的。所以盡量食用新鮮的蔬菜，否則放置于低溫下貯存，盡量減少蔬菜貯存的時間，尤其是青菜最好食用新鮮的。

通過上述探究活動，培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、探究結果的能力。當然，上述分析有些還不盡完善，如：青菜貯存后亞硝酸鹽含量急劇上升，其他葉菜類是不是也是這樣?為什么低溫下亞硝酸鹽的含量較少?……這些問題的解決將在以后的教學中繼續(xù)探究和實踐。