选1-5果胶酶在果汁生产中的作用

＋课题1果胶酶在果汁生产中的作用果汁生产中存在的问题①果肉出汁率低，耗时长②榨取的果汁浑浊、黏度高、容易沉淀一、基础知识（一）果胶（1）存在部位：（2）化学本质：（3）性质：（4）对果汁加工的影响：植物细胞壁以及胞间层果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物不溶于水（多聚体）一、基础知识（二）果胶酶•定义果胶酶果胶半乳糖醛酸•作用①分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，提高水果的出汁率②使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。是指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、果胶酯酶等。（单体）一、基础知识（三）酶活性及其影响因素3、影响酶活性的因素：①温度②pH：③酶的抑制剂：1、什么是酶的活性？2、如何表示？酶催化一定化学反应的能力可以用酶催化的某一化学反应的反应速度来表示单位时间内，单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示酶活性受温度影响的示意图（1）温度对酶活性的影响酶活性受pH值影响的示意图（2）pH对酶活性的影响（3）酶的抑制剂：Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金属离子对果胶酶有抑制作用。一、基础知识（四）果胶酶的用量生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。二、实验设计（一）探究温度（PH）对果胶酶活性的影响自变量：因变量：温度（PH）果汁体积或果汁澄清度观察指标：果胶分解速率无关变量：果泥量、反应时间、过滤时间、（PH、温度）等大致流程：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，从而影响果胶酶的活性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？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。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？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。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？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映了果胶酶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。4、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？（二）探究果胶酶的用量自变量：因变量：思考：该实验中，如何设置酶用量的梯度？①同一体积不同浓度的果胶酶溶液②同一浓度不同体积的果胶酶溶液果胶酶的量果汁的体积(2011年无锡高二检测)本课题的实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥、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：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。(1)请问哪一种方法更为科学：________，说明理由：___________________________________。例1(2)实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使____________________，以减少实验误差。(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________时，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，在下图的甲、乙、丙、丁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。【尝试解答】(1)方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH(或回答“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”也可以)(2)酶和反应物(果胶)充分地接触(3)果汁体积甲如图【探规寻律】(1)在探究pH影响酶的活性时，也应该注意在混合前酶与底物的pH必须先达到实验要求的pH。(2)探究最适温度时，pH为不变量；探究最适pH时，温度为不变量。第一轮实验通常设置梯度差较大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小的梯度差。•【巩固2】下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明()。•A.温度影响果胶酶的活性•B．40℃与60℃时酶的活性相等•C．50℃是该酶的最适温度•D．若温度从10℃升高到40℃，酶的活性将逐渐增强温度/℃102030405060果汁量/mL234565•解析温度影响酶的活性，果胶酶的最适温度在40～60℃之间，上表不能说明50℃就是最适温度。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的，故40℃与60℃时酶的催化效率相同。•答案C１．根据实验数据绘制出的温度和pH对果胶酶活性影响的曲线图；三、结果分析与评价２．不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图；酶的用量0体积（mL）课堂小结一、基础知识（一）果胶与果胶酶（二）酶活性（如何表示？）影响因素（T、pH、抑制剂等）二、实验设计探究温度对果胶酶活性的影响探究pH对果胶酶活性的影响探究果胶酶的用量1.关于果胶酶的说法正确的是()A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C.果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称D.果胶酶的化学本质是蛋白质或RNAC课堂演练：2.下列叙述中对果胶酶的作用叙述错误的是()A.果胶酶是一种催化剂，可改变反应速度B.果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层C.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清D.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸D3.某兴趣小组准备探究“pH对果胶酶活性的影响”，下列说法不正确的是（）A.该实验的原理是pH影响酶的活性B.自变量是pH值C.温度、酶用量、反应时间等可看作无关变量D.反应过程中只要保持温度相同即可D4.下列关于探究果胶酶最适用量实验的叙述，错误的是（）A.配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液。B.调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态C.用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同。D.在相同适宜的温度条件下进行实验。C5.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：①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在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：温度10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃出汁量/ml813152515121110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，________（3）实验步骤①的目的是：________果胶40℃最高温度升高，酶的活性降低。使得酶与果泥处于同一温度条件下。•【例2】下列A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系，据图完成问题。果胶酶活性的影响因素•(1)图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是_____________。•(2)图B中，b点所对应的温度称为______。如果你根据实验数据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度，你将如何改进？________________________。•(3)图B中，曲线ab段表明________，bc段表明________。•(4)将装有果胶酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和90℃水浴锅中，20min后取出，转入40℃的水浴锅中保温，两试管内的反应：甲试管________，乙试管________。•(5)图C表示了果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线，实验时可根据________来判定果胶酶的最适pH。•思维导图：•深度剖析(1)酶的催化能力也是有一定限度的，并不会随反应物浓度的上升而无限上升。•(2)图B中b点所对应的为酶的最适温度。在适宜温度附近设置差值间隔更小的温度梯度将有利于确认最适温度。•(3)图B中曲线ab段表明，在最适温度之前，随温度升高，酶活性升高，在最适温度之后，随温度升高，酶活性降低。•(4)低温可抑制酶活性，当温度升高时酶活性尚可恢复，但高温可破坏酶分子的空间结构，即使温度降低，酶活性也不再恢复。•(5)确认果胶酶活性，可依据果汁量作为因变量。•答案(1)酶虽然有高效性，但催化能力也有一定限度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度影响(2)最适温度应据适宜温度范围确定间隔近的温度梯度，重新实验(3)温度升高，酶活性升高温度升高，酶活性降低(4)反应速度迅速增加无催化反应(5)果汁的量•[思维深化]自变量与因变量及其之间的关系变量名称含义实例关系实验变量(自变量)实验中实验者所操纵的因素或条件温度或pH实验变量为原因，反应变量是结果，二者是因果关系反应变量(因变量)由于实验变量而引起的变化和结果果汁量无关变量除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素酶的新鲜程度