专题4_41果胶酶在果汁生产中的作用.

专题4酶的研究与应用1.简述果胶酶的作用、酶的活性及影响因素；阐明检测果胶酶活性的方法。【重点】2.探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。【难点】课题1果胶酶在果汁生产中的作用学习目标专题4酶的研究与应用课题背景我国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。水果的加工技术（制作果汁、果干、果粉和果酒等）可以缓解产销矛盾。本课题将探究：果胶酶在果汁生产中的应用制作果汁要解决两个问题一．果肉的出汁率低,耗时长．二．榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀．生产上，人们通常用纤维素酶和果胶酶来解决上述问题。怎样解决？回忆---回答：（1）酶的概念（2）酶的化学本质，基本组成单位（3）酶的功能及原因（4）酶的特性知识回顾思考：关于酶的三个特性你能举例说明吗？你认为影响酶促反应的因素有哪些？你还能画出温度和PH值对酶影响的曲线吗？酶活性受pH值影响的示意图酶活性受pH值影响的示意图在最适温度、最适pH条件下，酶的活性最高。温度、pH的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。知识回顾阅读课本P42的内容，回答以下问题：（1）细胞壁的组成成分？（2）果胶的单体是什么？（3）果胶酶的作用？（一）果胶酶的作用一、基础知识植物细胞模式图（一）果胶酶的作用（1）作用：1.果胶一、基础知识（3）果胶对果汁制作的影响：影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。（2）结构：植物细胞壁、胞间层的主要组成成分。半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物。（不溶于水）①分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果胶水解为半乳糖醛酸。②提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。（1）组成：2.果胶酶为什么果胶酶能提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清？（2）果胶酶在果汁制作中的作用果胶酶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、果胶酯酶等。果胶(不溶于水）半乳糖醛酸（可溶于水）果胶酶能产生果胶酶的生物：植物、霉菌、酵母菌和细菌。常由霉菌发酵生产果胶酶。（二）酶的活性与影响酶活性的因素指酶催化一定化学反应的能力。1.酶的活性：单位时间内、单位体积中，反应物的减少量或产物的增加量。2.酶活性的表示方法：一定条件下，酶催化的某一化学反应的反应速度来表示。3、影响酶活性的因素：①温度②pH：③酶的抑制剂：酶的生产采用各种技术，直接从动物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来（在原料充分的地区得以应用）。通过微生物发酵来获得人们所需的酶（20世纪50年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。成本比较高，只能合成已知结构的酶。1、控制酶的用量:为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。（三）果胶酶的用量(1)如果随着酶的用量增加,过滤到的果汁的体积也增加,说明酶的用量不足.(2)如果当酶的用量增加到某个值后,再增加酶的用量,过滤到的果汁体积不再改变,说明该值就是果胶酶最适用量。2、判断的思路：②发酵法：①提取法：③化学合成法：二、实验设计（一）探究温度对果胶酶活性的影响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。思考：该实验中，哪个因素作为自变量？哪个因素为因变量？无关变量？果汁的体积或果汁澄清度。温度(设置温度梯度)无关变量：1、实验原理：自变量：因变量：pH、果泥、果胶酶的用量、反应时间、过滤时间等(相同且适宜)你能设计吗？1、你如何制备苹果泥？2、你打算设置多少个温度值？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至？4、你依据什么来判定果胶酶的活性大小？2.实验操作流程（一）探究温度对果胶酶活性的影响果胶酶和苹果泥混合后保温制果泥保温：苹果泥和果胶酶分别进行；（多个温度）过滤果汁搅拌器搅拌制成苹果泥9支试管果胶酶水溶液（2%）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的恒温水箱中保温10分钟。2.实验操作流程等量分装（2mL)等量分装（5mL)①②③④待两试管温度相同时，将相同温度的果胶酶和苹果泥充分混合，搅拌相同时间，再恒温10分钟。将两试管都进行恒温处理再混合，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。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试管中恒温处理？最后通过什么标准来判断酶活性的大小？果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。（一）探究温度对果胶酶活性的影响搅拌器搅拌制成苹果泥9支试管果胶酶水溶液（2%）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的恒温水箱中保温10分钟。过滤果汁，用量筒测量各组果汁的量，填入表格（设计记录数据的表格）。2.实验操作流程等量分装（2mL)等量分装（5mL)①②③④⑤待两试管温度相同时，将相同温度的果胶酶和苹果泥充分混合，搅拌相同时间，再恒温10分钟。温度(oC)303540455055606570果汁体积(ml)3.结果分析根据实验数据绘制出温度对果胶酶活性(用酶促反应速度表示)影响的曲线图，最终得到果胶酶的最适温度。(1)温度梯度大时，不能确定哪一温度是最适温度，只能确定一个范围，要想进一步探究最适温度还要在这一范围内再设置更小的温度梯度，再做实验。(2)不同温度之间可作为相互对照，不用设置空白对照。据曲线说明温度是如何影响酶活性的？如果绘制的曲线图无法判断出最适温度，你将如何改进实验方法？温度(oC)0果汁体积（mL）m反应速度(V)思路：只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。（二）探究PH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、实验操作流程如何设计？向9支试管中分别加入2mL果胶酶溶液，在恒温水浴箱中适宜温度下保持恒温10分钟。过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，画坐标图，确定最适pH。搅拌器搅拌制成苹果泥9支试管、调pH为：5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0（标记）果胶酶溶液（2%）等量分装（5mL)2、实验操作流程PH5.05.56.06.57.07.58.08.59.0果汁体积(ml)PH0果汁体积（mL）n反应速度(V)讨论：下面谁的方法检测果胶酶活性效果好？A同学——操作方法：在不同温度或pH下，将一定量的果胶酶加入一定量的苹果泥中，反应同样长的时间，用量筒测得过滤出的苹果汁的体积，获得的苹果汁越多，说明果胶酶活性越高。B同学——可以通过比较苹果汁的澄清度来判断果胶酶活性的高低，苹果汁越澄清，表明果胶酶活性越高。二、实验设计A同学:将哪个因素作为自变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？B同学呢？提示：A同学:将温度或pH作为自变量，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。两个同学的原理是相同的，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。因此两种方法都可以。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，再增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。果胶酶的量果汁的体积思考：该实验中，如何设置酶用量的梯度？①不同浓度相同体积的果胶酶溶液②同一浓度不同体积的果胶酶溶液1、实验原理：自变量：因变量：（三）探究果胶酶的用量向9支试管中分别加入2mL不同浓度果胶酶溶液，在恒温水浴箱中适宜温度下保持恒温10分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，画坐标图，确定最适果胶酶的用量搅拌器搅拌制成苹果泥9支试管分别称取纯果胶酶1mg、2mg、3mg……9mg，配制等体积的不同浓度酶溶液。等量分装（5mL)酶浓度(mg)123456789果汁体积(ml)2、实验操作：（三）探究果胶酶的用量酶的用量0果汁体积（mL）K１．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（在浓度和体积相同的条件下）。３．如何通过实验结果，判断果胶酶最适温度、pH以及果胶酶的最适用量。如何改进实验方法？温度或pH0果汁体积（mL）m酶的用量0果汁体积（mL）K反应速度(V)课堂小结课题1果胶酶在果汁生产中的作用05:341.酶的活性指酶______一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间内单位体积中_____________或者______________来表示。酶的活性受_______、_____和____________的影响。2.在生产果汁时，为了使果胶酶得到充分利用，节约成本，需要控制好酶的用量，用量多少常通过_____的手段进行探究。催化反映物量减少生成物的增加量温度pH酶抑制剂实验课堂练习填空题1.分别用0℃和100℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（）A.经过0℃处理的酶活性能够恢复B.经过100℃处理的酶活性能够恢C.经过0℃处理的酶的空间结构遭破D.经过100℃处理的酶被水解成了氨基酸A选择题2.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pH至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（）A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水B