果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用

果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用第一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日課題一果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用第二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日課題背景我國(guó)每年上市的新鮮水果品種多、數(shù)量大。但由于收獲的季節(jié)性強(qiáng)，易造成積壓滯銷，腐爛變質(zhì)。水果的加工技術(shù)，（制作果汁、果干、果粉和國(guó)酒）可以緩解產(chǎn)銷矛盾。本課題將探究：果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用第三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日一.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．制作果汁要解決兩個(gè)問(wèn)題怎樣解決？使用果膠酶第四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識(shí)酶的基礎(chǔ)知識(shí)回憶---回答：

（1）酶的概念（2）酶的化學(xué)本質(zhì)，基本組成單位（3）酶的功能及原因（4）酶的特性第五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日1、酶的概念基礎(chǔ)知識(shí)

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有生物催化作用的一類特殊的有機(jī)物；蛋白質(zhì)（大多數(shù)）或RNA；基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而使反應(yīng)能夠迅速的進(jìn)行。在各種化學(xué)反應(yīng)中起催化作用2、酶的本質(zhì)3、酶的功能

4、酶的特性（1）高效性（2）專一性（3）需要適宜的條件第六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識(shí)思考：你還能畫出溫度和PH值對(duì)酶影響的曲線嗎？關(guān)于酶的三個(gè)特性你能舉例說(shuō)明嗎？你認(rèn)為影響酶促反應(yīng)的因素有哪些？閱讀課本P42的內(nèi)容，回答以下問(wèn)題：（1）細(xì)胞壁的組成成分？（2）果膠的單體是什么？（3）果膠酶的作用？第七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日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。思考：

要破壞植物的細(xì)胞壁，你有什么方法？結(jié)果一樣嗎？基礎(chǔ)知識(shí)（一）果膠酶的作用第八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日植物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)示意圖基礎(chǔ)知識(shí)（一）果膠酶的作用第九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2、果膠對(duì)果汁制作的影響：果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等。果膠酶果膠半乳糖醛酸影響果汁的出汁率，還會(huì)使果汁渾濁?；A(chǔ)知識(shí)（一）果膠酶的作用3、果膠酶：4、果膠酶在果汁制作中的作用①分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層;提高水果的出汁率②使果膠水解為半乳糖醛酸，并使果汁變得澄清。1、果膠第十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日1、酶的活性2、酶催化能力高低的衡量標(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)速度來(lái)表示。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(lái)表示?；A(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素3、影響酶活性的因素：①溫度②pH：③酶的抑制劑：第十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日A、溫度對(duì)酶的影響在較低溫度時(shí)，隨著溫度的升高，酶的活性也逐漸提高，達(dá)到最適溫度時(shí)，酶的催化能力最高，但高于最適溫度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力?；A(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素3、影響酶活性的因素：①溫度②pH③酶的抑制劑B、果膠酶的最適溫度果膠酶的最適溫度為45～500C。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。但低溫使酶的活性被抑制后，緩慢恢復(fù)其溫度活性仍可恢復(fù)。第十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日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(guò)00C處理的酶活性能夠恢復(fù)B、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶活性能夠恢復(fù)C、經(jīng)過(guò)00C處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞D、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶被水解成了氨基酸A第十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日A、pH對(duì)酶的影響酶的催化能力的發(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(guò)高或過(guò)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(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素3、影響酶活性的因素：①溫度②pH③酶的抑制劑B、果膠酶的最適pH果膠酶的最適pH范圍為3.0～6.0。第十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日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(guò)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第十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日③酶的抑制劑：

Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金屬離子對(duì)果膠酶有抑制作用?；A(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素3、影響酶活性的因素：①溫度②pH③酶的抑制劑第十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日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(lái)（在原料充分的地區(qū)得以應(yīng)用）。②發(fā)酵法：通過(guò)微生物發(fā)酵來(lái)獲得人們所需的酶（20世紀(jì)50年代以來(lái)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。基礎(chǔ)知識(shí)（三）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、控制酶的用量為了果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量。第十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的2個(gè)基本原則：1、對(duì)照原則2、單一變量原則第十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

第十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日果膠酶的活性受溫度影響。處于最適溫度時(shí)，活性最高。高于或低于此值時(shí)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)原理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

第二十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2、實(shí)驗(yàn)操作流程

你能設(shè)計(jì)嗎？

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

思考：1、你打算設(shè)置多少個(gè)溫度值？2、你如何得到蘋果泥？3、你怎樣保證在任一溫度裝置中蘋果泥和果膠酶及混合后溫度的一至？4、你依據(jù)什么來(lái)判定果膠酶的活性大小的大??？第二十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日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(guò)濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，填入表格①②③④⑤第二十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日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(shuō)明溫度是如何影響酶的活性的？溫度oC303540455055606570果汁量/ml第二十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日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(shí)的溫度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問(wèn)題。問(wèn)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？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

第二十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日工業(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)：溫度/℃1020304050607080出汁量/ml813152515121110①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）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）③將步驟②處理后的混合物過(guò)濾，收集濾液，測(cè)量果汁量(如圖C.④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)果如下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

第二十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)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(shuō)明，___________________________________。（3）實(shí)驗(yàn)步驟①的目的是：_________________________________。（4）為什么說(shuō)果汁體積越大，酶的活性越高？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。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

第二十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第二十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日

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)操作流程請(qǐng)你設(shè)計(jì)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響探究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(guò)體積分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH或HCl溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。第二十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管在恒溫水箱中恒溫加熱保持恒溫一段時(shí)間過(guò)濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，填入表格，確定最適pH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支試管將蘋果泥和果膠酶分別加入9組試管中（選取的pH梯度：5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0）第二十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)2．在探究溫度或pH的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？提示：需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。間3．A同學(xué)將哪個(gè)因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？B同學(xué)呢？提示：A同學(xué)將溫度或pH作為變量，控制不變的量有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應(yīng)的時(shí)間和過(guò)濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說(shuō)明問(wèn)題。B同學(xué)對(duì)于變量的處理應(yīng)該與A同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響第三十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日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(guò)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想一想:為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾出的蘋果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性的高低？提示：溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時(shí)間和混合物的pH等所有其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個(gè)變量對(duì)果膠酶的活性產(chǎn)生影響。間5．當(dāng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，哪個(gè)因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響第三十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，從而分解植物的細(xì)胞壁及胞間層。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高果汁的澄清度。下面是某研究性學(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(guò)程中遇到的問(wèn)題。（1）本課題實(shí)驗(yàn)步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥（假定pH的改變對(duì)蘋果泥成分無(wú)影響），試管中分別注入果膠酶溶液、編號(hào)、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(qǐng)問(wèn)哪一種方法更為科學(xué)，并說(shuō)明理由？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響第三十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日請(qǐng)問(wèn)哪一種方法更為科學(xué)，并說(shuō)明理由？方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH（或“方法一的操作會(huì)在達(dá)到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”）。（2）實(shí)驗(yàn)步驟中有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使什么？酶和反應(yīng)物（果膠）充分地接觸以減少實(shí)驗(yàn)誤差實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響第三十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日（3）如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當(dāng)橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示

，該實(shí)驗(yàn)操作和記錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對(duì)酶特性的了解，在下圖中選擇一個(gè)最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖：

。若實(shí)驗(yàn)所獲得的最適宜pH=m，請(qǐng)你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。果膠分解速率甲實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響第三十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日若實(shí)驗(yàn)所獲得的最適宜pH=m，請(qǐng)你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。（“m”點(diǎn)的位置如右圖所示，m點(diǎn)標(biāo)在曲線上的不給分）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響第三十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日實(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

探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)果膠酶活性影響的基礎(chǔ)