实验4-果汁中的果胶和果胶酶

1、第二章第二章 酶的应用酶的应用实验实验4 果汁中的果胶和果胶酶果汁中的果胶和果胶酶课题背景课题背景制作果汁制作果汁要解决两个主要问题：要解决两个主要问题：果肉的果肉的出汁率低出汁率低，耗时，耗时长。长。榨取的果汁榨取的果汁浑浊、黏度高浑浊、黏度高，容易发生，容易发生沉淀沉淀。实验目的实验目的探究探究制作果汁制作果汁的的最佳条件最佳条件。检测检测果胶酶活性果胶酶活性，观察，观察果胶酶对果汁形成的作用。果胶酶对果汁形成的作用。说明果胶的化学性质及说明果胶的化学性质及果果胶酶的作用原理胶酶的作用原理。果胶：果胶：植物植物细胞壁及胞间层细胞壁及胞间层的主要组成成分之一，由的主要组成成分之一，由半半乳糖

2、醛酸乳糖醛酸和和半乳糖醛酸甲酯半乳糖醛酸甲酯组成。组成。果胶起着将果胶起着将植物细胞植物细胞粘合粘合在一起的作用，去掉果胶就会使植在一起的作用，去掉果胶就会使植物组织变得松散物组织变得松散。什么是果胶？什么是果胶？果胶不溶于乙醇。果胶不溶于乙醇。什么是果胶酶？什么是果胶酶？果胶酶：果胶酶：可以可以水解果胶水解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使使榨取果汁变得更容易榨取果汁变得更容易。可使果胶分解成可使果胶分解成可溶性的半乳可溶性的半乳糖醛酸糖醛酸，使，使浑浊浑浊的果汁的果汁变得澄清变得澄清。黑曲霉黑曲霉和和苹果青霉苹果青霉等等都可用于生产果胶酶。都可用于生产果胶酶。分解

3、果胶的一类酶的总称分解果胶的一类酶的总称特别注意：特别注意：在在果汁生产果汁生产中应用果胶酶可以中应用果胶酶可以提高水果的提高水果的出汁率（果汁量）并使果汁变得澄清出汁率（果汁量）并使果汁变得澄清。加果胶酶加果胶酶未加果胶酶未加果胶酶浑浊浑浊澄清澄清设备及用品设备及用品匀浆机匀浆机、小刀、烧杯、酒精灯、试管、移液器、量筒。、小刀、烧杯、酒精灯、试管、移液器、量筒。探究制作果汁的最佳条件探究制作果汁的最佳条件对照组对照组苹果泥苹果泥试管号试管号 反应体系反应体系处理处理加酒精前现象加酒精前现象加酒精后现象加酒精后现象1苹果汁苹果汁果胶酶果胶酶加热加热2苹果汁苹果汁果胶酶果胶酶不加热不加热3苹果汁

4、苹果汁蒸馏水蒸馏水加热加热4苹果汁苹果汁蒸馏水蒸馏水不加热不加热分层明显分层明显，沉淀，沉淀被浓缩成一小团被浓缩成一小团分层明显，分层明显，沉淀比沉淀比1 1号大号大液体浑浊液体浑浊液体比液体比3 3号浑浊号浑浊果汁被稀释果汁被稀释果汁被稀释果汁被稀释产生絮状沉淀产生絮状沉淀产生大量絮产生大量絮状沉淀状沉淀实验结果实验结果特别注意：特别注意：果胶能使果汁变浑浊，而果胶酶可以水果胶能使果汁变浑浊，而果胶酶可以水解果胶，使果汁变澄清。解果胶，使果汁变澄清。探究温度和探究温度和pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响u酶的活性：酶的活性：酶催化一定化学反应的能力，用来反映酶催化一定化学反应的能力，用

5、来反映酶催酶催化效率化效率的高低。的高低。u表示方法：表示方法：用单位时间内、单位体积中用单位时间内、单位体积中反应物的减少量反应物的减少量或或产物的增加量产物的增加量来表示。来表示。设置一系列的温度梯度和设置一系列的温度梯度和pH梯度梯度自变量：自变量： 。因变量：因变量： 。实验原理：实验原理：在一定范围内，果肉的在一定范围内，果肉的出汁率（果汁量）出汁率（果汁量）与与果汁的果汁的澄清度澄清度与与果胶酶的活性果胶酶的活性成正比。成正比。探究果胶酶的最适用量探究果胶酶的最适用量40例题：例题：工业生产果汁时，常常利用工业生产果汁时，常常利用果胶酶果胶酶破除果肉细胞的破除果肉细胞的细胞壁以细胞

6、壁以提高出汁率提高出汁率。为研究。为研究温度温度对果胶酶活性的影响，对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下图所示的实验：某学生设计了如下图所示的实验：将将果胶酶与苹果泥果胶酶与苹果泥分装于不同的试管，在分装于不同的试管，在10水浴水浴中恒中恒温处理温处理10 min（如图中（如图中A）。）。将步骤将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10水水浴中恒温处理浴中恒温处理10 min（如图中（如图中B）。）。将步骤将步骤处理后的混合物处理后的混合物过滤，收集滤液过滤，收集滤液，测量，测量果汁量果汁量（如图中（如图中C）。）。在在不同温度不同温度条件下重复以上实验步骤

7、，并记录果汁量，条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：结果如下表：温度温度/1020304050607080果汁量果汁量/mL813152515121110根据上述实验，请分析并回答下列问题。根据上述实验，请分析并回答下列问题。（1）果胶酶果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁细胞壁中的中的水解。水解。（2）实验结果表明，在上述）实验结果表明，在上述8组实验中，当温度为组实验中，当温度为 时时果汁量最多，此时果汁量最多，此时果胶酶的活性果胶酶的活性 。当温度再升高。当温度再升高时，果汁量降低，说明时，果汁量降低，说明 。（3）实验步骤）实验

8、步骤的目的是的目的是 。温度温度/1020304050607080果汁量果汁量/mL813152515121110果胶果胶40相对最强相对最强温度升高，降低了果胶酶的活性温度升高，降低了果胶酶的活性使果胶酶和苹果泥处于同使果胶酶和苹果泥处于同一温度条件下一温度条件下思考与练习思考与练习制作果胶的制作果胶的最佳条件最佳条件是什么？是什么？果胶酶在果胶酶在制作果汁制作果汁中起什么作用？中起什么作用？果胶酶果胶酶还可能有什么作用？还可能有什么作用？果胶酶水解果胶的果胶酶水解果胶的最终产物最终产物是什么？要使是什么？要使果汁澄清果汁澄清，应该使用应该使用果胶酶和果胶甲酯酶果胶酶和果胶甲酯酶中的哪一种？

9、还是同时中的哪一种？还是同时使用两种酶？为什么？使用两种酶？为什么？参考答案：参考答案：略。略。提高提高出汁率（果汁量）和澄清度出汁率（果汁量）和澄清度。果酒澄清、洗衣粉的添加剂。果酒澄清、洗衣粉的添加剂。半乳糖醛酸半乳糖醛酸、同时使用。、同时使用。例题：例题：下列关于下列关于果胶果胶的叙述的叙述不正确不正确的是（的是（ ）A. 果胶是植物细胞壁的主要成分果胶是植物细胞壁的主要成分B. 果胶由半乳糖醛酸和果胶由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯半乳糖醛酸甲酯组成组成C. 果胶不溶于水，但能溶于果胶不溶于水，但能溶于酒精酒精D. 果胶对果汁的果胶对果汁的澄清度澄清度会产生影响会产生影响例题：例题：关于关

10、于果胶酶果胶酶的说法正确的是（的说法正确的是（ ） A. 果胶酶可以分解果胶酶可以分解细胞壁细胞壁的主要成分的主要成分纤维素纤维素B. 果胶酶是由果胶酶是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物聚合而成的一种高分子化合物C. 果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称一类酶的总称D. 果胶酶的化学本质是果胶酶的化学本质是蛋白质或蛋白质或RNA特别注意：特别注意：果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称一类酶的总称，它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶，它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。和果胶

11、酯酶。例题：例题：在用在用果胶酶处理果泥果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是（地催化反应，应采取的措施是（ ） A. 加大苹果泥用量加大苹果泥用量 B. 加大果胶酶用量加大果胶酶用量C. 进一步提高温度进一步提高温度 D. 用玻璃棒不时地搅拌反应混合物用玻璃棒不时地搅拌反应混合物例题：例题：下列关于下列关于果胶酶果胶酶的叙述正确的是的叙述正确的是 （ ） 具有具有分泌功能分泌功能的细胞产生的的细胞产生的 凡是凡是活细胞活细胞都能产生果胶酶都能产生果胶酶 果胶酶能将果胶分解成果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸半乳糖醛酸 可用可用黑曲霉、苹果青霉黑曲

12、霉、苹果青霉等生产果胶酶等生产果胶酶 果胶酶特指分解果胶的果胶酶特指分解果胶的一种酶一种酶 纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁可用于去除植物细胞壁 组成果胶酶的基本单位是组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸氨基酸或核苷酸 A B C D例题：（例题：（2010浙江高考）浙江高考）某同学进行苹某同学进行苹果汁制作果汁制作实验，工实验，工艺如下图所示。艺如下图所示。（1）图中用）图中用KMnO4溶液溶液浸泡苹果的目的是浸泡苹果的目的是。黑曲。黑曲霉提取液中含有的霉提取液中含有的可可水解果胶水解果胶，从而使果汁澄，从而使果汁澄清。清。固定化柱固定化柱中填充的中填充的石英砂石英砂通过

13、通过 方式将方式将酶固酶固定化定化，酶被固定后，酶被固定后用蒸馏水洗涤用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去固定化柱是为了除去。消毒消毒果胶酶果胶酶吸附吸附未被固定的酶未被固定的酶（2）实验中，操作流程）实验中，操作流程A和和B的的先后顺序先后顺序为为 。在在苹果汁澄清苹果汁澄清过程中，应过程中，应关闭关闭的流速调节阀是的流速调节阀是 。要测。要测定从固定化柱流出的苹果汁中定从固定化柱流出的苹果汁中是否含有果胶是否含有果胶，可取一定量，可取一定量的果汁与等量的的果汁与等量的混合混合，如果出现，如果出现现象，现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水

14、解，应将流速调速调。（3）实验后，将洗涤过的固定化柱在）实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境低温环境中保存若干中保存若干天，该固定化柱天，该固定化柱仍可用于仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶苹果汁制作实验，说明固定化酶可被可被利用。利用。AB阀阀1乙醇乙醇沉淀（浑浊）沉淀（浑浊）慢慢重复重复例题：例题：我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋果汁、果酒、果醋等。在等。在果汁生

15、产果汁生产中要用到中要用到果胶酶果胶酶，某生物研究小组为了探究果胶，某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：酶的某些特性，进行了如下实验：（1）实验方法：按如图所示的顺序进行操作。）实验方法：按如图所示的顺序进行操作。实验结果：实验结果：对照组与实验组对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下进行了相同时间的实验，结果如下图所示：图所示：图中图中自变量是温度自变量是温度，除此之外还可用，除此之外还可用 来表示。来表示。A. 酶的浓度酶的浓度B. 苹果泥的量苹果泥的量C. 水的加入量水的加入量D. pH图中的纵坐标还可用图中的纵坐标还可用 来表示。来表示。果汁的量（体积）果汁的量（体积）实验小组实验小组改变了实验条件改变了实验条件后重复做以上实验，得到曲线后重复做以上实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置同一位