我的果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用課件

＋專題4酶的研究與應(yīng)用果汁生產(chǎn)中存在的問題①果肉出汁率低，耗時(shí)長(zhǎng)②榨取的果汁渾濁、黏度高、容易沉淀專題4酶的研究與應(yīng)用——課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用高效性：酶的催化效率是無要催化劑的107～

1013倍專一性：一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)需要適宜的條件：適宜的溫度、適宜的PH值4、酶的特性（二）果膠酶的作用1、果膠：是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水果膠存在部位：細(xì)胞壁以及胞間層化學(xué)本質(zhì)：由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物性質(zhì)：不溶于水

果汁加工的影響：果膠不僅會(huì)影響出汁率，還會(huì)使果汁渾濁2果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等果膠(不溶于水）半乳糖醛酸（可溶于水）果膠酶能產(chǎn)生果膠酶的生物：植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌作用：分解果膠，瓦解細(xì)胞壁和胞間層，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁變得澄清（三）酶的活性與影響酶活性的因素：1、酶的活性2、酶催化能力的標(biāo)準(zhǔn)：指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力在一定的條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示C、討論：高溫使酶的活性喪失后，酶的活性可否恢復(fù)？為什么？不能恢復(fù)，因高溫破壞了酶的分子結(jié)構(gòu)，高溫對(duì)酶造成不可逆的破壞。但低溫使酶的活性喪失后，緩慢恢復(fù)其溫度活性仍可恢復(fù)。②pH：果膠酶的最適pH范圍為3.0～6.0酶的催化能力的發(fā)揮有一個(gè)最適pH，在低于最適pH時(shí)，隨著pH的升高，酶的催化能力也相應(yīng)升高，高于最適pH時(shí)，隨著pH的升高，酶的活性逐漸下降，pH過高或過低會(huì)使蛋白質(zhì)變性，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)變性后，酶也就完全喪失了活性A、pH對(duì)酶的影響B(tài)、果膠酶的最適pH將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一個(gè)容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于370C的水浴鍋內(nèi)。過一段時(shí)間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)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、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水A唾液淀粉酶最適pH＝6.8，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)③酶的抑制劑：Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金屬離子對(duì)果膠酶有抑制作用1、酶的生產(chǎn)①提取法：采用各種技術(shù)，直接從動(dòng)物或微生物的細(xì)胞或組織中將酶提取出來（在原料充分的地區(qū)得以應(yīng)用）。②發(fā)酵法：通過微生物發(fā)酵來獲得人們所需的酶（20世紀(jì)50年代以來生產(chǎn)酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物發(fā)酵生產(chǎn)果膠酶?；A(chǔ)知識(shí)（四）果膠酶的用量③化學(xué)合成法：成本比較高，只能合成已知結(jié)構(gòu)的酶。2、控制酶的用量

為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量。果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括

、

和

等。酶的活性指酶

一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)單位體積中

或

來表示.酶的活性受

、

和

的影響在生產(chǎn)果汁時(shí)，為了使果膠酶得到充分利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量，用量多少常通過

的手段進(jìn)行探究。溫度多聚半乳糖醛酸酶果膠分解酶果膠脂酶反應(yīng)物的減少量生成物的增加量催化PH酶抑制劑實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)！制作果汁要解決兩個(gè)問題一.果肉的出汁率低,耗時(shí)長(zhǎng)．二．榨取的果汁渾濁，黏度高，易發(fā)生沉淀．果膠酶實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本原則：1、對(duì)照原則2、單因子變量原則3、等量原則你將如何設(shè)置溫度梯度呢？你能設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟嗎？2、實(shí)驗(yàn)操作流程（步驟）制果泥恒溫保溫果膠酶和蘋果泥混合過濾果汁攪拌器攪拌制成蘋果泥均分裝入9支試管果膠酶水溶液等量9支試管將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管9組分別放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒溫水箱中保溫試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥內(nèi)恒溫保持10分鐘過濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，填入表格①②③④⑤制果泥恒溫保溫果膠酶和蘋果泥混合過濾果汁⑥設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格⑦結(jié)果分析與評(píng)價(jià)：A、根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫曲線圖；P45B、據(jù)曲線說明溫度是如何影響酶的活性的？如果你繪制的曲線圖中無法判斷出最適溫度，你將如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法？等量的控制（果泥、果膠酶的量）等時(shí)間的控制（反應(yīng)時(shí)間、過濾時(shí)間）恒溫的控制（不同反應(yīng)物的預(yù)熱水浴、反應(yīng)物的混合攪拌等）此實(shí)驗(yàn)，哪個(gè)因素是自變量？哪個(gè)是因變量？哪些因素應(yīng)保持不變？自變量：溫度因變量：果汁量保持不變的因素實(shí)驗(yàn)原則：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t對(duì)照的原則（相互對(duì)照）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

例1．工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí)，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出果汁率，為研究溫度對(duì)果膠酶活性的影響．某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：(10分)①將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10℃水浴中恒溫處理10分鐘（如圖A）溫度/℃1020304050607080出汁量/ml813152515121110③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液，測(cè)量果汁量（如圖C）。④在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表：②將步驟①處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10℃水浴中恒溫處理10分鐘（如圖B）。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問題：（1）果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中________的水解。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為________時(shí)果汁量最多，此時(shí)果膠酶的活性________。當(dāng)溫度再升高時(shí)，果汁量降低，說明，________。（3）實(shí)驗(yàn)步驟①的目的是：________。果膠40℃最高溫度升高，降低了酶的活性使得酶與果泥處于同一溫度條件下1、分別用00C和1000C的溫度處理某種酶后，酶都沒有活性，但（）

A、經(jīng)過00C處理的酶活性能夠恢復(fù)

B、經(jīng)過1000C處理的酶活性能夠恢復(fù)

C、經(jīng)過00C處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞

D、經(jīng)過1000C處理的酶被水解成了氨基酸A（二）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響果膠酶的活性受pH影響，處于最適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、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比1、實(shí)驗(yàn)原理2、實(shí)驗(yàn)操作步驟試一試將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管在同一恒溫水箱中恒溫加熱過濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，填入表格，確定最適pH并畫曲線圖將5組試管的蘋果泥和果膠酶的PH分別調(diào)到5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合，保持恒溫一段時(shí)間攪拌器攪拌制成蘋果泥均分裝入5支試管果膠酶水溶液等量5支試管③①②⑤④？⑥結(jié)果分析與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一個(gè)容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于370C的水浴鍋內(nèi)。過一段時(shí)間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)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、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水A提示：唾液淀粉酶最適pH＝6.8，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素（三）探究果膠酶的用量1、實(shí)驗(yàn)原理：在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當(dāng)酶濃度達(dá)到某一數(shù)值后，在增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最適用量。自變量：果膠酶的量因變量：果汁的體積思考：該實(shí)驗(yàn)中，如何設(shè)置酶用量的梯度？①不同濃度的果膠酶溶液

②同一濃度不同體積的果膠酶溶液

實(shí)驗(yàn)提示：可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應(yīng)液的pH必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。作業(yè)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)----探究果膠酶的用量2、實(shí)驗(yàn)操作（1）配制不同濃度的果膠酶溶液和制備水果泥①配制不同濃度的果膠酶溶液準(zhǔn)確稱取純的果膠酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等體積的水溶液，取等量放入9支試管中，并編號(hào)1～9。②制備水果泥攪拌器攪拌制成蘋果泥并稱45g，等量裝入9支試管中，并編號(hào)1～9。（2）將上述試管放入恒溫水浴加熱一段時(shí)間。（3）將不同濃度的果膠酶分別迅速與各試管的蘋果泥混合，然后再放入恒溫水箱中。（4）恒溫水浴約20分鐘（5）過濾后測(cè)量果汁的體積并填寫表格一般為50mg/l左右，因?yàn)橛么藵舛忍幚砉?～4小時(shí)后果汁率增加10％后不再增加。在最適溫度和pH條件下制作1升蘋果汁，使用多少果膠酶最合適？（6）結(jié)果分析與評(píng)價(jià)在實(shí)際的操作過程中，還需要注意下列事項(xiàng)：

1．與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用10℃作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以嘗試以5℃作為溫度梯度。2．蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應(yīng)物，水果不用去皮。如用蘋果為原材料，一般可按每個(gè)中等大小的蘋果加水100～200mL的比例進(jìn)行攪拌，獲得稀的蘋果泥。

3．果泥的用量可以采用5mL左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%的果膠酶溶液2mL。4．水浴時(shí)間可以為20～30min。5．過濾果汁時(shí)，漏斗中應(yīng)放置濾紙。6．探究pH對(duì)果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個(gè)適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的pH可以通過體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。

練習(xí):1.有兩次瞬間高溫滅菌；2.酶處理的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)；3.有離心分離步驟和濃縮步驟。1.關(guān)于果膠酶的說法正確的是()A.果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要成分纖維素B.果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物C.果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱D.果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAC課堂演練：2.下列關(guān)于探究果膠酶最適用量實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的該溶液。B.調(diào)節(jié)pH，使各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài)C.用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時(shí)間可以不同。D.在相同適宜的溫度條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。C

3、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一個(gè)容器內(nèi)，調(diào)整之PH至2.0,保存于37度的水浴鍋內(nèi)。過一段時(shí)間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)為（）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、麥芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水A1、關(guān)于酶的說法正確的是：A、果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要成分纖維素B、果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物C、果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱D、果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAC2、下列不是果膠酶成分的是：A、纖維素酶B、果膠分解酶C、多聚半乳糖醛酸酶D、果膠酯酶A3、下列敘述中對(duì)果膠酶的作用敘述錯(cuò)誤的是：A、果膠酶是一種催化劑，可改變反應(yīng)速度B、果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層C、在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清D、果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸D4、下列與酶的活性有關(guān)的說法不準(zhǔn)確的是：A、酶的活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，不受外界條件的影響B(tài)、酶的活性是指酶催化一定的化學(xué)反應(yīng)的能力C、酶的活性受溫度、PH等因素的影響D、酶活性高低與反應(yīng)物濃度無關(guān)A5、下圖縱軸為酶反應(yīng)速度，橫軸為底物濃度，其中能正確表示酶量增加1倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速