果胶酶在果汁生产中的应用

1、 基础知识基础知识 酶的基础知识酶的基础知识 回忆回忆-回答：回答： （1 1）酶的概念）酶的概念 （2 2）酶的化学本质，基本组成单位）酶的化学本质，基本组成单位 （3 3）酶的功能及原因）酶的功能及原因 （4 4）酶的特性）酶的特性 1 1、酶的概念、酶的概念 基础知识基础知识 酶是酶是活细胞活细胞所产生的具有所产生的具有生物催化生物催化 作用作用的一类特殊的的一类特殊的有机物有机物； 蛋白质（蛋白质（大大多数）或多数）或rnarna； 基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸 酶能酶能降低降低化学反应的活化能，从而化学反应的活化能，从而 使反应能够迅速的进行。在各

2、种化使反应能够迅速的进行。在各种化 学反应中起学反应中起催化催化作用作用 2 2、酶的本质、酶的本质 3 3、酶的功能、酶的功能 4 4、酶的特性、酶的特性 （1 1）高效性）高效性 （2 2）专一性）专一性 （3 3）需要适宜的条件）需要适宜的条件 细胞壁的主要成分细胞壁的主要成分 1225 4 33 4 5 细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜 细细 胞胞 质质 细细 胞胞 质质 中胶层（中胶层（1 1）：主要成分是果胶。）：主要成分是果胶。 初生壁（初生壁（2 2）：主要成分是纤维素，其次是果胶和半纤维素。）：主要成分是纤维素，其次是果胶和半纤维素。 次生壁（次生壁（3 3、4 4、5 5）：主要成

3、分是纤维素，果胶极少。）：主要成分是纤维素，果胶极少。 cho c c c c ch2oh oh ho ho oh h h h h 半乳糖半乳糖 cho c c c c cooh oh ho ho oh h h h h 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 实验设计一实验设计一 探究温度对果胶酶活性的影响探究温度对果胶酶活性的影响 该实验的自变量是什么？该实验的自变量是什么？ 你打算设置怎样自变量？你打算设置怎样自变量？ 你打算怎样控制自变量？你打算怎样控制自变量？ 你打算测定怎样的因变量？你打算测定怎样的因变量？ 与该实验有关的其他无关变量怎样控制？与该实验有关的其他无关变量怎样控制？ 温度。温度。 30

4、、35、4040、4545、5050、5555、6060、6565 以以5或或10 为温度梯度为温度梯度 用不同温度的水进行水浴；使用恒温箱等。用不同温度的水进行水浴；使用恒温箱等。 测定果汁的生成量；观察果汁的澄清度。测定果汁的生成量；观察果汁的澄清度。 除温度差异外，其他所有变量控制相同。除温度差异外，其他所有变量控制相同。 实验原理：实验原理： 酶的催化活性受温度的影响。在最适温度下，酶的催化活性受温度的影响。在最适温度下， 酶的活性最高，果汁的生成量最大。酶的活性最高，果汁的生成量最大。 实验流程：实验流程： 制备果泥，配制果胶酶溶液制备果泥，配制果胶酶溶液 取适量果泥和果胶酶溶液分装

5、到不同试管等温处理取适量果泥和果胶酶溶液分装到不同试管等温处理 将等温处理的果泥与果胶酶混合均匀，在原温度下保温将等温处理的果泥与果胶酶混合均匀，在原温度下保温 将处理的果泥过滤，测量果汁体积并比较，确定最适宜温度将处理的果泥过滤，测量果汁体积并比较，确定最适宜温度 请你将以上实验流程进一步细化，写出实验步骤。请你将以上实验流程进一步细化，写出实验步骤。 搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥 均分均分 装入装入 9 9支试管支试管 果胶酶水溶液果胶酶水溶液 等等 量量 9 9支试管支试管 各取一支分各取一支分9 9组分别放入组分别放入 30300 0c c、35350 0c c、40400

6、 0c c、45450 0c c、50500 0c c、55550 0c c、60600 0c c、65650 0c c和和70700 0c c 的恒温水箱中恒温加热的恒温水箱中恒温加热 试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内 恒温保持恒温保持1010分钟分钟 过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格 实验设计实验设计（1-11-1）探究温度对果胶酶活性的影响）探究温度对果胶酶活性的影响 2 取取9个大烧杯分别放到个大烧杯分别放到10、15、20、25、30、35、 40、45、50恒温水浴锅中加热恒

7、温水浴锅中加热,每个烧杯中放入每个烧杯中放入a、b 试管各一支。试管各一支。 1 取试管取试管18支，支，9支倒入支倒入10ml果汁（果汁（a管），管），9支倒入支倒入2ml果胶果胶 酶溶液（酶溶液（b管）。管）。 3 3一段时间后将酶液倒入相应果汁中混合均匀后，继一段时间后将酶液倒入相应果汁中混合均匀后，继 续水浴处理一段时间续水浴处理一段时间 4 利用漏斗和滤纸过滤处理后的果汁，用量筒测量果汁的体积利用漏斗和滤纸过滤处理后的果汁，用量筒测量果汁的体积 并记录在表格中。并记录在表格中。 实验步骤：实验步骤： 研究相同研究相同ph下，温度对果胶酶的影响下，温度对果胶酶的影响 用榨汁机制取适量苹

8、果果汁，并配制一定浓度用榨汁机制取适量苹果果汁，并配制一定浓度的果胶酶溶的果胶酶溶 液备用。液备用。 取大烧杯注明温度：取大烧杯注明温度：10、15、20、25、30、35、 40、45、50。 取试管取试管18支，支，9支倒入支倒入10ml果汁（果汁（a管），管），9支倒入支倒入2ml果胶果胶 酶溶液（酶溶液（b管）。管）。 将不同温度的水倒入相应烧杯中，每个烧杯中放入将不同温度的水倒入相应烧杯中，每个烧杯中放入a、b试试 管各一支，并插入一支温度计。管各一支，并插入一支温度计。 保持水温恒定。一段时间后将酶夜倒入相应果汁中混合均匀保持水温恒定。一段时间后将酶夜倒入相应果汁中混合均匀 后，继

9、续水浴处理一段时间。后，继续水浴处理一段时间。 利用漏斗和滤纸过滤处理后的果汁，用量筒测量果汁的体积利用漏斗和滤纸过滤处理后的果汁，用量筒测量果汁的体积 并记录在表格中。并记录在表格中。 实验步骤：实验步骤： 保持其他条件相同保持其他条件相同 设置变量设置变量 保持其他条件相同保持其他条件相同 观察因变量的变化观察因变量的变化 研究相同研究相同ph下，温度对果胶酶的影响下，温度对果胶酶的影响 温度温度303540455055606570 果汁产量果汁产量/ml 不同温度下果汁产量记录表不同温度下果汁产量记录表 0 20 30 40 50 60 65 70 温度温度 果汁量果汁量ml 5 4 3

10、 2 1 温度对果汁产量的影响曲线图温度对果汁产量的影响曲线图 实验结果：实验结果： 将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，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的可以保证底物和酶在混合时的温度是相同温度是相同的，避的，避 免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从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。而影响果胶酶活性的问题。 问问1 1：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果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？胶酶分装在不同的试管中恒温处理？ 实验设计实验设计（1-11-1）探究温

11、度对果胶酶活性的影响）探究温度对果胶酶活性的影响 问问2在探究温度或在探究温度或ph的影响时，是否需要设置对照？如的影响时，是否需要设置对照？如 果需要，又应该如何设置？为什么？果需要，又应该如何设置？为什么？ 实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究phph对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通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，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解 果胶的能力。在不同的温度和果胶的能力。在不同的温度和phph下，果胶酶的活性越大，下，果胶酶的活性越大，

12、 苹果汁的体积就越大。苹果汁的体积就越大。 4 4想一想想一想: : 为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大 小来判断果胶酶活性的高低？小来判断果胶酶活性的高低？ 提示：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和提示：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和 用量、水浴时间和混合物的用量、水浴时间和混合物的phph等所有其他条件不变。只有等所有其他条件不变。只有 这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。 间间5 5当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因

13、素是变 量，哪些因素应该保持不变？量，哪些因素应该保持不变？ 实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究phph对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 1 1、实验原理、实验原理 在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体 积增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用积增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用 量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。 实验设计实验设计 (2)(2)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量 实验设计二实验设计二 探究果胶酶的最适用量探究果胶酶的最适用量 酶的用量酶的用量ml 果

14、汁产量果汁产量ml 酶的最适用量酶的最适用量 a bc 自变量：自变量： 因变量：因变量： 无关变量：无关变量： 果胶酶的用量。果胶酶的用量。 果汁的产量或澄清度。果汁的产量或澄清度。 其他因素相同，其中温度、其他因素相同，其中温度、ph最适宜。最适宜。 实验步骤：实验步骤： 制备果泥浆；配制一系列浓度梯度的果胶酶水溶液。制备果泥浆；配制一系列浓度梯度的果胶酶水溶液。 将果泥浆和酶溶液调节为最适温度和最适将果泥浆和酶溶液调节为最适温度和最适ph。 1 取取50ml烧杯烧杯5个，各加入个，各加入20ml果泥浆，并编号。果泥浆，并编号。 2 用不同滴管依次吸取用不同滴管依次吸取2ml不同浓度果胶酶

15、液添加到不不同浓度果胶酶液添加到不 同烧杯中。同烧杯中。 3 在适宜温度下水浴保温在适宜温度下水浴保温30min，并不断用玻棒搅拌。，并不断用玻棒搅拌。 4 将各烧杯中的液体过滤到不同的量筒中，测得果汁体将各烧杯中的液体过滤到不同的量筒中，测得果汁体 积并记录到表格中。积并记录到表格中。 将数据转换成坐标曲线图，从曲线图上确定将数据转换成坐标曲线图，从曲线图上确定20ml果果 泥浆的果胶酶最适用量。泥浆的果胶酶最适用量。 实验结果：实验结果： 酶浓度（酶浓度（u/ml） 102030405060708090 酶量（酶量（u）20406080 100 120140160180 果汁产量（果汁产量（ml） 果胶酶用量与果汁产量关系测定记录表果胶酶用量与果汁产量关系测定记录表 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 酶量酶量u 果汁量果汁量ml 25 20 15 10 5 酶用量对果汁产量的影响曲线图酶用量对果汁产量的影响曲线图 实验结论：实验结论： 20ml果泥浆的最适