好__果胶酶在果汁生产中的作用

我国水果生产发展迅速，每年上市的新鲜水果品种多，数量大。但由于收获的季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质，应采取什么样的措施呢？对水果进行加工，包括制作果汁，果干，果粉和果酒等。但是制作果汁主要存在两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁的浑浊，黏度高，容易发生沉淀，原因：水果中含有果胶，果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成，不溶于水，在果汁生产不仅影响出汁率，还会使果汁浑浊。＋二、课题重点与难点课题重点：温度和pH对果胶酶活性的影响。课题难点：果胶酶的最适用量。基础知识酶的基础知识回忆---回答：（1）酶的概念（2）酶的化学本质（3）酶的功能及原因（4）酶的特性1、酶的概念基础知识酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物；大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA酶在生物体内外均可发挥作用酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起催化作用2、酶的本质3、酶的功能4、酶的特性（1）高效性（2）专一性（3）需要适宜的条件植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，起着将细胞粘在一起的作用。不同的蔬菜，水果口感有区别，主要是由它们含有的果胶含量以及果胶分子的差异决定的。果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。(这是鉴别果胶的一种简易方法。)果胶在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶的作用果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶脂酶等。1.果胶是植物组织的组成成分之一,它主要存在于植物组织的哪一部分?（）Ａ．细胞核Ｂ．细胞质Ｃ．细胞间隙Ｄ．细胞壁及胞间层２．果胶酶能将植物组织内的果胶分解成（）Ａ．透明果汁Ｂ．半乳糖醛酸Ｃ．丙酮酸Ｄ．酶制剂３．果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括()A.多聚半乳糖醛酸酶B.果胶分解酶C.乳糖分解酶D.果胶酯酶DBC在果汁加工中,果胶不仅会影响出汁率,还会使果汁浑浊,因此应加入果胶酶去除果胶,这表现酶的()A.多样性B.高效性C.专一性D.受温度影响Ｃ果胶酶发挥作用需要怎样的条件呢?什么是酶的活性？如何表示？影响酶活性的因素是什么？有哪些能产果胶酶的生物？(2)影响酶活性的因素a.温度b.pHC.酶的抑制剂３.果胶酶的用量2、酶的活性与影响酶活性的因素Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金属离子对果胶酶有抑制作用。。酶的活性受温度pH值等外界因素的影响，本节课我们首先探究一下温度对酶活性的影响2010年上学期湖南长郡卫星远程学校制作05提出问题：温度是否影响酶的活性？温度怎样影响酶的活性？作出假设：在最适温度（约40℃）时，酶活性大；低于或高于最适温度时，酶活性递减果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。1、实验原理2、实验操作流程你能设计吗？实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响思考：1、你打算设置多少个温度值？2、你如何得到苹果泥？3、你怎样保证在任一温度装置中苹果泥和果胶酶及混合后温度的一致？4、你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入9支试管果胶酶水溶液等量9支试管各取一支分9组分别放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒温水箱中恒温加热试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内恒温保持10分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响（1）获取苹果泥；（2）保温——苹果泥和果胶酶分别进行；（多个温度）（3）混合后保温；（4）过滤。实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。问1：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响．某学生设计了如下实验：温度/℃1020304050607080出汁量/ml813152515121110①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10分钟（如图A）②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃水浴中恒温处理10分钟（如图B）③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图C.④不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响根据上述实验，请分析回答下列问题：（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。（2）实验结果表明，当温度为________时果汁量最多，此时果胶酶的活性________。当温度再升高时，果汁量降低，说明，___________________________________。果胶40℃最高温度升高，降低了酶的活性实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响果胶酶的活性受pH影响，处于最适pH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。1、实验原理2、实验操作流程请你设计。实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中恒温加热保持恒温一段时间过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定最适pH搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入9支试管果胶酶水溶液等量9支试管将苹果泥和果胶酶分别加入9组试管中（选取的pH梯度：5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0）2．在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。3．A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？B同学呢？（课本P44）A同学将温度或pH作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因变量的角度不同。4．想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是某研究性学习小组同学在“探究果胶酶催化果胶水解的适宜pH”的课题过程中遇到的问题。（1）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥（假定pH的改变对苹果泥成分无影响），试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6……10。方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调到4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。请问哪一种方法更为科学，并说明理由？实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响请问哪一种方法更为科学，并说明理由？方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始达到实验预设的pH（或“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”）。（2）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使什么？酶和反应物（果胶）充分地接触以减少实验误差实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响（3）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示，该实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图：。若实验所获得的最适宜pH=m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。果胶分解速率甲实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响若实验所获得的最适宜pH=m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。（“m”点的位置如右图所示，m点标在曲线上的不给分）实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响(２)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是，其他因素都应。果胶酶的用量保持不变方案：可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结果的准确性。1、实验原理（课本P44）在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。实验设计(2)探究果胶酶的用量2、实验操作请你设计。（1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥；①配制不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号1～9。[也可只配制一个浓度的酶液，只是使用量不同]。②制备水果泥搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g，等量装入9支试管中，并编号1～9（2）将上述试管放入40℃恒温水浴加热一段时间。（3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。（4）恒温水浴约20分钟（5）过滤后测量果汁的体积实验设计(2)探究果胶酶的用量一般为50mg/l左右，因为用此浓度处理果汁2～4小时后果汁率增加10％后不再增加。在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？实验设计(2)探究果胶酶的用量练习答：大规模生产与实验室制备的主要不同点是：1.有两次瞬间高温灭菌；2.酶处理的时间相对较长；3.有离心分离步骤和浓缩步骤。六、本课题知识小结酶的研究与应用果胶酶在果汁生产中的应用果胶酶的作用酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力影响因素:温度pH;酶的抑制剂实验探究果胶酶的用量探讨加酶洗衣粉的洗济效果含有酶制剂的洗衣粉酶制剂:蛋白酶;脂肪酶;淀粉酶;纤维素酶加酶洗衣粉实验探究:普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别酵母细胞的固定化固定化酶的应用实例:高果糖浆的生产固定化细胞技术:包埋法;化学结合法;物理法制备固定化酵母细胞探究PH对酶活性的影响将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器内，调整之PH至2.0,保存于37度的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质为（）A.淀粉、胃蛋白酶、多肽和水B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C.唾液淀粉酶、多肽、胃蛋白酶、水D.唾液淀粉酶、麦芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水A