果胶酶在果汁生产中的作用

1、专题4 酶研究与应用果胶酶在果汁生产中的作用第1页课题 1 果胶酶在果汁生产中应用果胶酶在果汁生产中的作用第2页基础知识酶基础知识回想-回答： （1）酶概念 （2）酶化学本质，基本组成单位 （3）酶功效及原因 （4）酶特征果胶酶在果汁生产中的作用第3页1、酶概念基础知识 酶是活细胞所产生含有生物催化作用一类特殊有机物；蛋白质（大多数）或RNA；基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸酶能降低化学反应活化能，从而使反应能够快速进行。在各种化学反应中起催化作用2、酶本质3、酶功效4、酶特征（1）高效性（2）专一性（3）需要适宜条件果胶酶在果汁生产中的作用第4页基础知识思索： 你还能画出温度和PH值对酶影响

2、曲线吗？关于酶三个特征你能举例说明吗？你认为影响酶促反应原因有哪些？阅读书本P42内容，回答以下问题： （1）细胞壁组成成份？ （2）果胶单体是什么？ （3）果胶酶作用？果胶酶在果汁生产中的作用第5页1、果胶是植物细胞壁以及胞间层主要组成成份之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成一个高分子化合物，不溶于水。思索： 要破坏植物细胞壁，你有什么方法？ 结果一样吗？基础知识（一）果胶酶作用果胶酶在果汁生产中的作用第6页植物细胞壁结构示意图基础知识（一）果胶酶作用果胶酶在果汁生产中的作用第7页植物细胞壁结构示意图基础知识（一）果胶酶作用果胶酶在果汁生产中的作用第8页基础知识（一）果胶酶作用果胶酶在果汁生产中的

3、作用第9页2、果胶对果汁制作影响：果胶酶是分解果胶一类酶总称，包含半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。果胶酶果胶 半乳糖醛酸影响果汁出汁率，还会使果汁浑浊。基础知识（一）果胶酶作用3、果胶酶：4、果胶酶在果汁制作中作用 分解果胶，瓦解植物细胞壁及胞间层；使果胶水解为半乳糖醛酸。 提升水果出汁率，并使果汁变得澄清。1、果胶果胶酶在果汁生产中的作用第10页1、酶活性2、酶催化能力高低衡量标准指酶催化一定化学反应能力。 在一定条件下，酶所催化某一化学反应反应速度来表示。 酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物降低许或产物增加量来表示。基础知识（二）酶活性与影响酶活性原因3、影响酶活性原因：温度

4、pH：酶抑制剂：果胶酶在果汁生产中的作用第11页A、温度对酶影响在较低温度时，伴随温度升高，酶活性也逐步提升，到达最适温度时，酶催化能力最高，但高于最适温度后，酶催化能力快速下降，最终完全失去催化能力。基础知识（二）酶活性与影响酶活性原因3、影响酶活性原因：温度 pH 酶抑制剂B、果胶酶最适温度果胶酶最适温度为45500C。C、讨论：高温使酶活性丧失后，酶活性可否恢复？为何？不能恢复，因高温破坏了酶分子结构，高温对酶造成不可逆破坏。但低温使酶活性丧失后，迟缓恢复其温度活性仍可恢复。果胶酶在果汁生产中的作用第12页1、分别用00C和1000C温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（ ） A、经过00

5、C处理酶活性能够恢复 B、经过1000C处理酶活性能够恢复 C、经过00C处理酶空间结构遭破坏 D、经过1000C处理酶被水解成了氨基酸A果胶酶在果汁生产中的作用第13页A、 pH对酶影响 酶催化能力发挥有一个最适pH ，在低于最适pH时，伴随pH升高，酶催化能力也对应升高，高于最适pH时，伴随pH升高，酶活性逐步下降，pH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性。基础知识（二）酶活性与影响酶活性原因3、影响酶活性原因：温度 pH 酶抑制剂B、果胶酶最适pH果胶酶最适pH范围为3.06.0。果胶酶在果汁生产中的作用第14页2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水

6、混合装入一个容器内，调整pH至2.0，保留于370C水浴锅内。过一段时间后，容器内剩下物质是（ ）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、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水A提醒：唾液淀粉酶最适pH6.8，其化学本质是蛋白质基础知识（二）酶活性与影响酶活性原因果胶酶在果汁生产中的作用第15页酶抑制剂： Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果胶酶有抑制作用。基础知识（二）酶活性与影响酶活性原因3、影响酶活性原因：温度 pH 酶抑制剂你知道这些离子为何能抑制酶活性？果胶酶在果汁生产中的作用第16页1、酶生产提取法：采取各种技术，直接从动

7、物或微生物细胞或组织中将酶提取出来（在原料充分地域得以应用）。发酵法：经过微生物发酵来取得人们所需酶（20世纪50年代以来生产酶主要方法），如用曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。基础知识（三）果胶酶用量化学合成法： 成本比较高，只能合成已知结构酶。2、控制酶用量 为了果胶酶得到充分利用，节约成本，需要控制好酶用量。果胶酶在果汁生产中的作用第17页 果胶酶活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。果肉出汁率、果汁澄清度与果胶酶活性大小成正比。1、试验原理2、试验操作流程你能设计吗？ 试验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性影响思索：1、你打算设置多少个温度值？2、你怎样得到苹果泥？3、你怎样确保在

8、任一温度装置中苹果泥和果胶酶及混合后温度一至？4、你依据什么来判定果胶酶活性大小大小？果胶酶在果汁生产中的作用第18页搅拌器搅拌制成苹果泥均分 装入9支试管果胶酶水溶液等 量9支试管各取一支分9组分别放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C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苹果泥内恒温保持10分钟过滤果汁，用量筒测量果汁量，填入表格试验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第19页（1）获取苹果泥；（2）保温苹果泥和果胶酶分别进行；（多个温度）（3）混合后保温；（4）过滤。试验设计（1-1）探究温

9、度对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第20页确保底物和酶在混合时温度是相同，防止了果泥和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性问题。问1：为何在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不一样试管中恒温处理？试验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第21页工业生产果汁时，经常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提升出果汁率，为研究温度对果胶酶活性影响某学生设计了以下试验：温度/1020304050607080出汁量/ml813152515121110将果胶酶与苹果泥分装于不一样试管，在10水浴中恒温处理10分钟（如图A）将步骤处理后果胶酶和苹果泥混合，再次在1

10、0水浴中恒温处理10分钟（如图B）将步骤处理后混合物过滤，搜集滤液，测量果汁量(如图C.不一样温度条件下重复以上试验步骤，并统计果汁量，结果以下表试验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第22页依据上述试验，请分析回答以下问题：（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶能够促进细胞壁中_水解。（2）试验结果表明，当温度为_时果汁量最多，此时果胶酶活性_。当温度再升高时，果汁量降低，说明，_。（3）试验步骤目标是：_。果胶 40最高温度升高，降低了酶活性使得酶与果泥处于同一温度条件下。试验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第23页试验设计（1-1

11、）探究温度对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第24页试验设计果胶酶在果汁生产中的作用第25页 果胶酶活性受pH影响，处于最适pH，酶活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉出汁率、果汁澄清度与果胶酶活性大小成正比。1、试验原理2、试验操作流程 请你设计。 试验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第26页将分别装有苹果泥和果胶酶试管在恒温水箱中恒温加热保持恒温一段时间过滤果汁，用量筒测量果汁量，填入表格，确定最适pH搅拌器搅拌制成苹果泥均分 装入9支试管果胶酶水溶液等量9支试管将苹果泥和果胶酶分别加入9组试管中（选取pH 梯度： 5.0、5. 5 、6.0、6.5

12、、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0）果胶酶在果汁生产中的作用第27页问2在探究温度或pH影响时，是否需要设置对照？假如需要，又应该怎样设置？为何？提醒：需要设置对照试验，不一样温度梯度之间或不一样pH梯度之间就能够作为对照，这种对照称为相互对照。间3A同学将哪个原因作为变量，控制哪些原因不变？为何要作这么处理？B同学呢？ 提醒：A同学将温度或pH作为变量，控制不变量有苹果泥用量、果胶酶用量、反应时间和过滤时间等。只有在试验中确保一个自变量，试验结果才能说明问题。B同学对于变量处理应该与A同学相同，只是观察因变量角度不一样试验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第

13、28页 果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质能够经过滤纸，所以苹果汁体积大小反应了果胶酶催化分解果胶能力。在不一样温度和pH下，果胶酶活性越大，苹果汁体积就越大。4想一想: 为何能够经过测定滤出苹果汁体积大小来判断果胶酶活性高低？提醒：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶浓度和用量、水浴时间和混合物pH等全部其它条件不变。只有这么才能确保只有温度一个变量对果胶酶活性产生影响。间5当探究温度对果胶酶活性影响时，哪个原因是变量，哪些原因应该保持不变？试验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第29页果胶是植物细胞壁以及胞间层主要成份之一。果胶酶能够分解果胶，从而分解植物细胞

14、壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶能够提升果汁澄清度。下面是某研究性学习小组同学在“探究果胶酶催化果胶水解适宜pH”课题过程中碰到问题。 （1）本课题试验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥（假定pH改变对苹果泥成份无影响），试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作：方法一：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥相混合，再把混合液pH分别调至4、5、610。方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥pH分别调到4、5、610，再把pH相等果胶酶溶液和苹果泥相混合。请问哪一个方法更为科学，并说明理由？试验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第30页请问哪一个方

15、法更为科学，并说明理由？方法二操作能够确保酶反应环境从一开始到达试验预设pH（或“方法一操作会在到达预定pH之前就发生了酶催化反应”）。（2）试验步骤中有玻璃棒搅拌操作，其目标是使什么？ 酶和反应物（果胶）充分地接触以降低试验误差试验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第31页 （3）假如用曲线图方式统计试验结果，在现有条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示 ，该试验操作和统计是比较切实可行。依据你对酶特征了解，在下列图中选择一个最可能是试验结果曲线图： 。若试验所取得最适宜pH=m，请你在所选曲线图中标出“m”点位置。果胶分解速率甲试验设计（1-2）探究pH对果胶酶活

16、性影响果胶酶在果汁生产中的作用第32页若试验所取得最适宜pH=m，请你在所选曲线图中标出“m”点位置。（“m”点位置如右图所表示，m点标在曲线上不给分）试验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性影响果胶酶在果汁生产中的作用第33页1、试验原理 在一定条件下，伴随酶浓度增加，果汁体积增加；当酶浓度到达某一数值后，在增加酶用量，果汁体积不再改变，此值即是酶最适用量。试验设计 (2)探究果胶酶用量果胶酶在果汁生产中的作用第34页2、试验操作 请你设计。（1）配制不一样浓度果胶酶溶液和制备水果泥；配制不一样浓度果胶酶溶液准确称取纯果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、 8mg、9mg，配制成相等体积水溶液，取等量放入9支试管中，并编号19。 制备水果泥搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g，等量装入9支试管中，并编号19（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间