实验4-果汁中的果胶和果胶酶

第二章酶的应用实验4果汁中的果胶和果胶酶课题背景制作果汁要解决两个主要问题：①果肉的出汁率低，耗时长。②榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。实验目的①探究制作果汁的最佳条件。②检测果胶酶活性，观察果胶酶对果汁形成的作用。③说明果胶的化学性质及果胶酶的作用原理。果胶：①植物细胞壁及胞间层的主要组成成分之一，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。②果胶起着将植物细胞粘合在一起的作用，去掉果胶就会使植物组织变得松散。什么是果胶？果胶不溶于乙醇。什么是果胶酶？果胶酶：①可以水解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易。②可使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清。③黑曲霉和苹果青霉等都可用于生产果胶酶。分解果胶的一类酶的总称特别注意：在果汁生产中应用果胶酶可以提高水果的出汁率（果汁量）并使果汁变得澄清。加果胶酶未加果胶酶浑浊澄清设备及用品匀浆机、小刀、烧杯、酒精灯、试管、移液器、量筒。探究制作果汁的最佳条件对照组苹果泥试管号反应体系处理加酒精前现象加酒精后现象1苹果汁果胶酶加热2苹果汁果胶酶不加热3苹果汁蒸馏水加热4苹果汁蒸馏水不加热分层明显，沉淀被浓缩成一小团分层明显，沉淀比1号大液体浑浊液体比3号浑浊果汁被稀释果汁被稀释产生絮状沉淀产生大量絮状沉淀实验结果特别注意：果胶能使果汁变浑浊，而果胶酶可以水解果胶，使果汁变澄清。探究温度和pH对果胶酶活性的影响酶的活性：酶催化一定化学反应的能力，用来反映酶催化效率的高低。表示方法：用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。设置一系列的温度梯度和pH梯度自变量：。因变量：。实验原理：在一定范围内，果肉的出汁率（果汁量）与果汁的澄清度与果胶酶的活性成正比。探究果胶酶的最适用量40℃例题：工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞的细胞壁以提高出汁率。为研究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下图所示的实验：①将果胶酶与苹果泥分装于不同的试管，在10℃水浴中恒温处理10min（如图中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10min（如图中B）。③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量（如图中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/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110根据上述实验，请分析并回答下列问题。（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，在上述8组实验中，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。温度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110果胶40℃相对最强温度升高，降低了果胶酶的活性使果胶酶和苹果泥处于同一温度条件下思考与练习①制作果胶的最佳条件是什么？②果胶酶在制作果汁中起什么作用？③果胶酶还可能有什么作用？④果胶酶水解果胶的最终产物是什么？要使果汁澄清，应该使用果胶酶和果胶甲酯酶中的哪一种？还是同时使用两种酶？为什么？参考答案：①略。②提高出汁率（果汁量）和澄清度。③果酒澄清、洗衣粉的添加剂。④半乳糖醛酸、同时使用。例题：下列关于果胶的叙述不正确的是（A.果胶是植物细胞壁的主要成分B.果胶由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成C.果胶不溶于水，但能溶于酒精D.果胶对果汁的澄清度会产生影响例题：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RNA特别注意：果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。例题：在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是（A.加大苹果泥用量B.加大果胶酶用量C.进一步提高温度D.用玻璃棒不时地搅拌反应混合物例题：下列关于果胶酶的叙述正确的是（①具有分泌功能的细胞产生的②凡是活细胞都能产生果胶酶③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸④可用黑曲霉、苹果青霉等生产果胶酶⑤果胶酶特指分解果胶的一种酶⑥纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁⑦组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸A．①②⑤B．②③⑦C．③④⑥D．③④⑤例题：（2010·浙江高考）某同学进行苹果汁制作实验，工艺如下图所示。（1）图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是。黑曲霉提取液中含有的可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去。消毒果胶酶吸附未被固定的酶（2）实验中，操作流程A和B的先后顺序为。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否含有果胶，可取一定量的果汁与等量的混合，如果出现现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调。（3）实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被利用。A→B阀1乙醇沉淀（浑浊）慢重复例题：我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：（1）实验方法：按如图所示的顺序进行操作。实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下图所示：①图中自变量是温度，除此之外还可用来表示。A.酶的浓度B.苹果泥的量C.水的加入量D.pH②图中的纵坐标还可用来表示。果汁的量（体积）③实验小组改变了实验条件后重复做以上实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是：。④步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是。③同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量的不同而改变④保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免底物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