X141果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用

——生物教研組果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用主講人：夏微【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．簡(jiǎn)述果膠酶的作用。2．理解影響果膠酶活性的因素。3探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量?！菊n題重點(diǎn)】溫度和PH對(duì)果膠酶活性的影響?！菊n題難點(diǎn)】果膠酶的最適用量。1酶的概念：溫故知新酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有生物催化作用的一類(lèi)特殊的有機(jī)物；蛋白質(zhì)（大多數(shù)）或RNA（少數(shù)）；基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸起催化作用，使反應(yīng)能夠迅速的進(jìn)行2酶的本質(zhì)：3酶的功能：4酶的特性：（1）高效性（2）專(zhuān)一性（3）需要適宜的條件（原因：在化學(xué)反應(yīng)中，酶能降低化學(xué)反應(yīng)活化能）果汁生產(chǎn)中存在的問(wèn)題①果肉出汁率低，耗時(shí)長(zhǎng)②榨取的果汁渾濁、黏度高、容易沉淀課題背景果膠半乳糖醛酸果膠酶1果膠酶的作用（1）果膠植物細(xì)胞壁以及胞間層果膠既會(huì)影響出汁率，也會(huì)使果汁渾濁。由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物。不溶于水（2）果膠酶①定義:是指分解果膠的一類(lèi)酶的總稱(chēng)，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等。基礎(chǔ)知識(shí)存在部位：化學(xué)本質(zhì)：性質(zhì)：果汁加工的影響：②作用:A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；③來(lái)源：植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌B使果膠水解為半乳糖醛酸，并使果汁變得澄清。2酶活性及其影響因素（3）響酶活性的因素：①溫度②pH③酶的抑制劑（1）什么是酶的活性？（2）如何表示？酶促反應(yīng)速度如何表示？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)酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力?？梢杂妹复呋哪骋换瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來(lái)表示。3果膠酶的用量生產(chǎn)果汁時(shí)，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。果膠酶和蘋(píng)果泥混合過(guò)濾果汁制果泥恒溫保溫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思考1：為什么在混合蘋(píng)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？提示：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，從而影響果膠酶的活性。1探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響①實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶的活性受溫度影響。處于最適溫度時(shí)，活性最____。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成______。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)高正比②實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)思考2：在探究溫度或PH對(duì)酶活性的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？若需要又該如何設(shè)置？為什么？提示：需要；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(chēng)為相互對(duì)照。（對(duì)照原則）思考3：當(dāng)探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，哪個(gè)因素是自變量？哪些因素應(yīng)該保持不變？提示：溫度是自變量。果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時(shí)間、混合物的PH等所有其他條件不變。（單一變量原則）（先自主嘗試完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）攪拌器攪拌制成蘋(píng)果泥均分裝入9支試管果膠酶水溶液等量9支試管各取一支分九組分別放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃55℃、60℃、65℃、70℃的恒溫箱中恒溫加熱待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋(píng)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，填入表格實(shí)驗(yàn)溫度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃果汁量探究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01%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)果膠酶活性的影響1探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)A同學(xué)將溫度或pH作為變量，控制不變的量有蘋(píng)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。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(píng)果汁的體積大小反映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(píng)果汁的體積就越大。思考4．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？思考5．想一想，為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾出的蘋(píng)果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性的高低？3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______；當(dāng)酶濃度達(dá)到某一數(shù)值后，再增加酶的用量，果汁的體積__________，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同一體積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)設(shè)計(jì)不再改變?cè)黾?實(shí)驗(yàn)操作：①配制不同濃度的果膠酶溶液準(zhǔn)確稱(chēng)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(píng)果泥，等量裝入9支試管中，并編號(hào)1～9。③將上述試管放入恒溫水浴加熱一段時(shí)間。④將不同濃度的果膠酶分別與各試管的蘋(píng)果泥混合，然后再放入恒溫水箱中。⑤恒溫水浴約20分鐘⑥過(guò)濾后測(cè)量果汁的體積實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(píng)果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應(yīng)物，水果不用去皮。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%