生物选修一 专题4 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用6.

专题四酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的作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，容易出现沉淀生产上，人们通常用来解决上述问题。纤维素酶和果胶酶酶的基础知识回忆---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绝大多数是蛋白质，极少数是RNA；基本单位：氨基酸或核糖核苷酸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（一）果胶酶的作用1.果胶：它是由聚合而成的一种高分子化合物。不溶于水。它在植物细胞壁和胞间层中与纤维素结合在一起，是重要的黏合和支撑物质。新鲜水果、根、叶和绿茎中特别丰富。在食品上作凝固剂，用于果冻、冰激凌、果酱等生产。果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。半乳糖醛酸基础知识2.果胶酶：分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率(果汁量）和澄清度。常由霉菌发酵生产果胶酶。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、和等。多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶脂酶（二）酶的活性与影响酶活性的因素：1.酶的活性2.酶活性高低的标准：指酶催化一定化学反应的能力在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度。酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。3.影响酶活性的因素有温度、pH、酶的抑制剂等。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。（三）果胶酶的用量实验设计实验目的：探究温度对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。实验原理：实验原则：单一变量原则、对照性原则、等量性原则等单一变量是什么？如何设置？单一变量为：温度的不同设置温度梯度，如：30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃和70℃。1.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？思考温度是自变量（单一变量）。果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间、混合物的pH等其他无关变量应保持不变（即等量性原则）。2.为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小（因变量）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操作流程：搅拌器搅拌制成苹果泥果胶酶溶液9支试管9支试管各取一支分9组分别放入30，35，40，45，50，55，60，65，70摄氏度的恒温水箱中恒温加热均分装入等量3.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？可以保证底物和酶在混合时温度是相同的，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。思考操作流程：搅拌器搅拌制成苹果泥果胶酶溶液9支试管9支试管各取一支分9组分别放入30，35，40，45，50，55，60，65，70摄氏度的恒温水箱中恒温加热待试管内温度稳定后，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，做好记录均分装入等量请你设计一个记录实验结果的表格：温度/℃303540455055606570果汁量/ml4.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？思考需要设置对照实验，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。5.阅读课本P44资料一，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？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。思考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。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。资料分析请问哪一种方法更为科学，并说明理由？请问哪一种方法更为科学，并说明理由？方法二更科学，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）实验过程中，果胶酶溶液与苹果泥相混合后用玻璃棒搅拌，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。