導(dǎo)學(xué)案 酶在食品加工中的應(yīng)用

酶在食品加工中的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案【課前預(yù)習(xí)】（10分鐘）凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。一、學(xué)習(xí)目標1．嘗試用酶制劑制作食品2．探討酶制劑在食品加工中的應(yīng)用3．德育目標：培養(yǎng)學(xué)生與社會的聯(lián)系、與生活的聯(lián)系的能力二、自主學(xué)習(xí)背景知識：1．未成熟果實較硬的原因：果膠質(zhì)含量，果肉細胞結(jié)合得很。2．果膠酶的作用：（1）它能把果膠質(zhì)分解成，使果肉細胞，因而果實由硬變軟。（2）它能使果汁中的不溶性果膠，可溶性果膠的下降，使果汁易于澄清和過濾，可以提高出汁率。3．影響果膠酶活性的因素：最適溫度，最適PH范圍，金屬離子Fe3+、Ca2+、Zn2+等金屬離子對酶有作用。4．果膠酶廣泛存在于和中。工業(yè)上通常采用、等微生物來生產(chǎn)果膠酶。實踐案例：不同濃度果膠酶對澄清蘋果汁得率的影響1．制備蘋果汁蘋果汁為什么要鈍化？2．配制不同濃度的酶液：不同濃度的果膠酶溶液在實驗中起作用，這種對照稱為。3．降解蘋果汁：此實驗中果膠酶的最適溫度為45℃，最適PH為。4．沉淀5．記錄結(jié)果6．結(jié)果分析：計算澄清蘋果汁的得率：R=7.除了果膠酶的用量外，影響果膠酶得率的因素還有：、、、。探究活動：探究酶制劑在食品加工中的應(yīng)用1．制作天然調(diào)味劑小魚、蝦、雞、鴨的下腳料含有多種，經(jīng)加熱變性后在酸性蛋白酶的作用下，可分解成多種，作為天然調(diào)味劑。2．果膠酶對澄清果汁得率影響的進一步探究在實驗中，要遵循原則，分清和，溫度變化的應(yīng)該一致，PH變化的也應(yīng)該一致。【課堂互動學(xué)習(xí)】情境導(dǎo)入：展示植物細胞壁及細胞之間胞間層的成分圖，介紹植物細胞壁的成分和細胞與細胞之間的胞間層成分，說明這些成分對果汁制作的影響，從而引出果膠酶在果汁生產(chǎn)過程中的作用。學(xué)導(dǎo)結(jié)合：一、果膠、果膠酶及果膠酶的作用1．果膠果膠是植物細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。在果汁加工中，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。

2．果膠酶果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。3．果膠酶的作用：果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，使榨取果汁變得更容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得渾濁的果汁變得澄清。二、探究溫度對果膠酶活性的影響1．實驗原理果膠酶的活性受溫度影響。處于最適溫度時，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。2．實驗操作流程在實際的操作過程中，還需要注意下列事項。1．果膠酶的適宜溫度范圍比較寬泛，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，一般可按每個中等大小的蘋果加水100～200mL的比例進行攪拌，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．水浴時間可以為20～30min。5．過濾果汁時，漏斗中應(yīng)放置濾紙。三、探究pH對果膠酶活性的影響實驗原理果膠酶的活性受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。練一練：某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在“探究果膠酶催化果膠水解的適宜pH”的課題過程中遇到的問題。（1）本課題實驗步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥（假定pH的改變對蘋果泥成分無影響），試管中分別注入果膠酶溶液、編號、編組”之后，有下面兩種操作：方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6……10。方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥的pH分別調(diào)到4、5、6……10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。請問哪一種方法更為科學(xué)：，并說明理由：

（2）實驗步驟中有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使 以減少實驗誤差。（3）如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當(dāng)橫坐標表示pH，縱坐標表示，該實驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，在下圖中選擇一個最可能是實驗結(jié)果的曲線圖：。若實驗所獲得的最適宜pH=m，請你在所選的曲線圖中標出“m”點的位置。探究深化：1．為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？2．在探究溫度或pH的影響時，是否需要設(shè)置對照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？3．想一想，為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？4．當(dāng)探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？總結(jié)反思：【鞏固提高】一、選擇題：1.關(guān)于果膠酶說法正確的是（）A.果膠酶可以分解細胞壁的主要成分——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RNA2.與果膠酶本質(zhì)不相同的物質(zhì)是（）A.抗體B.胰島素C.載體D.性激素3.在果汁加工中，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁，因此應(yīng)加入果膠酶去除果膠，這表現(xiàn)出酶的（）A.多樣性B.高效性C.專一性D.受溫度影響4.下列說法不正確的是（）A.雖然實驗的變量發(fā)生了變化，但通過設(shè)置梯度來確定最適值的思想方法是不變的B.植物、霉菌、酵母菌和細菌均能產(chǎn)生果膠酶C.通過測定濾出的蘋果汁的體積大小無法來判斷果膠酶活性的高低D.人們使用果膠酶、纖維素酶等來解決制作果汁面臨的問題5.以下關(guān)于果膠酶的敘述正確的是（）A.它是一類酶的總稱B.果膠酶的化學(xué)成分為類脂C.果膠酶的催化作用不受溫度的影響D.果膠酶可以催化多種化學(xué)反應(yīng)6.果膠酶分解果膠時，果膠酶的作用在于（）A.提高反應(yīng)的活化能B.促使正向反應(yīng)速度的提高C.降低反應(yīng)的活化能D.以上都不對7.在果汁生產(chǎn)工業(yè)中主要應(yīng)用的酶包括（）A.淀粉酶、果膠酶B.脂肪酶、淀粉酶C.果膠酶、纖維素酶D.蛋白酶、纖維素酶8.啤酒等放久后會產(chǎn)生蛋白質(zhì)沉淀而使其混濁，加入少量蘿卜蛋白酶可以分解蛋白質(zhì)，防止混濁，加入其他酶則無濟于事，這可作為驗證什么的實例（）A.酶的催化作用受環(huán)境的影響B(tài).酶的化學(xué)成分主要是蛋白質(zhì)C.酶的催化作用具有高效性D.酶的催化作用具有專一性9.果膠酶對澄清果汁得率影響的實驗敘述錯誤的是（）A.遵循單一變量原則B.分清實驗組和對照組C.溫度變化的設(shè)置是隨意的變化的梯度應(yīng)該一致10.果膠酶對澄清果汁得率影響的實驗中，所加明膠、活性碳等物質(zhì)的作用敘述不正確的是（）A.和果膠發(fā)生反應(yīng)B.吸附C.沉淀D.過濾11．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12．下列關(guān)于果膠酶作用的敘述錯誤的是（）A．果膠酶是催化劑可改變反應(yīng)速度B．果膠酶能分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層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二、非選擇題1.工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁以提高出果汁率。為研究溫度對果膠酶活性的影響，某學(xué)生設(shè)計了如下實驗：（1）果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在100C水浴中恒溫處理10分鐘（圖A）（2）將步驟（1）處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在100C水浴中恒溫處理10分鐘（圖B）（3）將步驟(2)處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量（圖C）。（4）在不同溫度條件下重復(fù)以上實驗步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表：溫度/0C1020304050607080出汁量/ml813152515121110根據(jù)上述實驗，請分析回答下列問題：（1）果膠酶能破除細胞壁，是因為果膠酶可以促進細胞壁中_____的水解。（2）實驗結(jié)果表明，當(dāng)溫度為______時果汁量最多，此時果膠酶的活性______。當(dāng)溫度再升高時，果汁量降低，說明_______________。（3）實驗步驟（1）的目的是____________________。2.驗證果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用。實驗方法及步驟：（1）將蘋果洗凈去皮，用磨漿機制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。（2）取兩個100mL潔凈燒杯，編號l、2，按相應(yīng)程序進行操作，請把表中未填寫的內(nèi)容填上。（3）取兩個燒杯，同時進行過濾。觀察(或比較)，，并記錄結(jié)果。（4）實驗結(jié)果的預(yù)測及結(jié)論：如果是，則說明果膠酶對果膠的水解具有催化作用。參考答案自主學(xué)習(xí)：較多、緊密、小分子有機酸、相互分離、溶解、黏度、45-50、、抑制植物果實微生物曲霉青霉發(fā)酵對照相互對照(V1)/(V2)×100%溫度PH反應(yīng)時間蘋果泥的用量蛋白質(zhì)氨基酸單一變量實驗組對照組梯度梯度練一練：（1）方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始達到實驗預(yù)設(shè)的pH（或“方法一的操作會在達到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”）。（2）酶和反應(yīng)物（果膠）充分地接觸（3）果膠分解速率甲“m”點的位置如下圖所示，m點標在曲線上的不給分探究深化：1．將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。2．需要設(shè)置對照實驗，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對照，這種對照稱為相互對照。3．果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。4．溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水