果胶酶在果汁生产中的作用

高中生物·选修1·人教版专题4酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的作用【目标导航】1.了解果胶酶的组成及其作用。2.理解酶的影响因素并学会相关探究的实验设计。一、果胶酶的作用、酶活性及其影响因素1．果胶酶的作用 (1)果胶的成分及作用：果胶是植物

以及

的主要组成成分之一，它是由

聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。细胞壁胞间层半乳糖醛酸(2)果胶酶的作用：果胶酶能够分解

，瓦解植物的

，使榨取果汁变得

，也使得浑浊的果汁变得

。果胶酶能够分解果胶的实质是将果胶分解成可溶性的

。(3)果胶酶的组成：果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括

、

和

等。果胶细胞壁及胞间层更容易澄清半乳糖醛酸多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶2．酶的活性 是指酶

的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的

来表示。3．酶的反应速度 用单位时间内、单位体积中反应物的

或产物 的

来表示。 影响酶活性的因素主要有

、

和

等。催化一定化学反应反应速度减少量增加量温度pH酶的抑制剂4．酶的用量 酶用量过多，会导致酶的

；酶用量过少，会

酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验进行探究。浪费限制二、果胶酶活性影响因素的实验探究1．探究温度和pH对果胶酶活性的影响 (1)实验流程包括制备苹果泥、设置一系列具有梯度的

和

、加入果胶酶反应一段时间、

。 (2)该实验的自变量是

，因变量是

，检测因变量是通过测定

或

来实现的。温度pH过滤果汁温度或pH果胶酶活性苹果汁的体积苹果汁的澄清度2．探究果胶酶的用量 (1)该实验的自变量是

，除此之外，影响果汁产量的因素还有

、

、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量。 (2)判断的思路是：如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明

；如果当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明

。果胶酶的量温度pH酶的用量不足酶的用量已经足够判断正误：(1)果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。()(2)将果胶酶用于果胶生产，既能提高出汁率又能提高果汁的澄清度。()(3)酶的活性受温度、pH和酶用量等因素的影响。()(4)在探究温度和pH对酶活性影响的实验中，如果温差或pH差值越小，则实验的误差就越大。()(5)在探究果胶酶用量的实验中，自变量是果胶酶的用量，无关变量是果汁的出汁率或澄清度。()答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×一、果胶酶的组成及在果汁生产上的应用1．影响果汁产量的物质及处理方法 (1)影响果汁产量的物质 ①种类：纤维素、果胶。 ②造成的问题：果肉的出汁率低，耗时长；果汁浑浊、黏度高，易发生沉淀。(2)处理方法——酶解法常用的酶及其作用特点(如下表)2.果胶酶的来源、化学本质、特性及功能(见下表)项目内容解释来源植物、微生物产自核糖体(由氨基酸缩合产生)功能生物催化剂可分解果胶、瓦解植物细胞壁及胞间层作用特性①高效性；②专一性；③作用条件较温和——易受温度pH及抑制剂影响催化效率非常高，可特异性地将果胶水解为可溶性半乳糖醛酸，但对反应条件要求苛刻应用食品加工业使用量最大的酶制剂之一在果汁加工中，应用果胶酶制剂可使榨取果汁更容易，且使浑浊的果汁变得澄清1．果胶酶为什么可以提高果汁的产生量和澄清度？ 答案果胶是植物细胞壁和胞间层的主要成分之一，果胶酶可以水解果胶，从而瓦解细胞壁和胞间层，所以能提高果汁的出汁率。果胶会影响果汁的澄清度，所以果胶被水解后可以提高澄清度。2．酶的活性和酶反应速率有何区别和联系？ 答案区别：酶的活性指的是酶催化一定化学反应的能力，而酶反应速度指的是酶促反应的速度，用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。联系：酶的活性影响酶反应速度，但酶反应速度还受其他一些因素的影响，如酶用量；酶的活性可以用酶促反应速度来表示。3．用酶解法破坏植物细胞壁，常用的酶有哪两种？为什么这两种酶可以破坏细胞壁？ 答案纤维素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。1．下列关于果胶酶的说法，正确的是() A．果胶酶可以分解细胞壁的主要成分——纤维素 B．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 C．果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称 D．果胶酶的化学本质是RNA【问题导王析】(1)植物细胞恢壁中的仅纤维素侍可以被酶水解，塘果胶成分严可以被酶水解酒。(2)诱果胶酶它是一类仙酶，其惰化学本弱质是蛋演白质，皆所以基孩本单位恋是。(3)大研部分酶是，少数酶撒是。纤维素果胶氨基酸蛋白质RNA解析植物细胸胞壁的寒主要成多分有纤煤维素和依果胶，的它们分席别被纤粮维素酶卧和果胶括酶水解记，A错疲误。半唉乳糖醛对酸是构井成果胶掀的基本矩单位，熔B错误统。果胶氧酶是一陪类酶的马总称，插其化学缸本质是悠蛋白质霉，C正和确、D归错误。答案C【一题多月变】1．两位同学用晃足量的果呢肉制作果皆汁，甲同削学使用了骗果胶酶而丢乙同学没应有使用，银过了相同根的时间后筒，二位同浆学制作的染果汁有何庆区别？答案在果汁量和兴果汁澄清角度两个方弹面均有区葛别，甲同插学由于使旁用了果胶跪酶，所以汗果汁量较痛多且澄清乞度也较高科。2．果胶计酶可以催够化果胶的草水解，而创纤维素酶筛不能催化宫果胶的水重解，这体舱现了酶的御何种特性链？答案体现了酶张具有专扩一性。二、果势胶酶相骗关探究控实验的裳设计1．探究温度对辉果胶酶活桂性的影响(1)实箭验原理酶处于她最适温知度时，访活性最际高，果梨肉的出咱汁率、南果汁的千澄清度现与果胶膜酶的活氧性大小膏成正比仍。(2)实烛验变量自变量是呼温度，因斧变量是果启汁的澄清乐度和出汁范率。(3)实稍验流程2．探恋究pH刘对果胶积酶活性敞的影响(1)实验原理果胶酶的祸活性受p让H的影响银，处于最越适pH时耽，活性最困高。果肉径的出汁率哄、果汁的绿澄清度与角果胶酶的拌活性大小蹈成正比。(2)宾实验变黎量自变量廊是pH盏，因变东量是果宪汁的澄悼清度和督出汁率匪。(3)实斥验流程3．探铃究果胶帐酶的用凶量(1)实验原理随着酶浓挣度的增加泥，过滤到范的果汁体坑积也增加敏，说明酶惭的用量不矿足；当酶浆的浓度增块加到某个垃值后，再串增加酶的吊用量，过猜滤到的果尸汁的体积蚕不再改变于，说明酶昌的用量已氧经足够，碍那么，这跪个值就是研酶的最适命用量。(2)某实验变秆量自变量肯：果胶呀酶用量转。因变茎量：果袄汁澄清苹度和出者汁率。(3)实次验流程1．探讽究温度飞、pH振对果胶袖酶活性母的影响双以及果撞胶酶用蔬量的实抢验中，敌因变量纯都相同碧，该因熟变量是暮什么？答案三个实验的扑因变量都筛是果汁量施或果汁的品澄清度。2．探屡究温度吴、pH乐对果胶指酶活性玻的影响采以及果辰胶酶用米量的实挽验中，观都需要稍设置多你组实验楚，相邻蔽两组之奥间都有失一定的画“差值其”(如躲“温差棋”、“恼pH差酿”)，遵该“差把值”的滩大小与磨实验的焦误差大吴小有何丝式联系？答案该差值大厨小与实缎验误差剩的大小静成正相娱关，即灯差值越磨小则误止差越小旋，差值暂越大则结误差越姻大。3．在探污究温度和热pH对果访胶酶活性鸦的影响的撞实验中，迷是否能先茅将果胶酶场和果胶混搅合再控制庆温度或p蒜H？为什脆么？答案不能，因篇为果胶惯和果胶凑酶一旦呆混合就醉开始了宵反应，题再控制掠温度或务pH则球每一组杠实验没辉有在预台定的温惹度或p描H下进察行反应哲，实验厕的可信佳度大大版降低。2．下悉表是某伙同学探唱究温度催对果胶罗酶活性善影响的窄实验结开果。该色结果不退能说明()温度/℃102030405060果汁量/mL234565A．温度勿影响果胶商酶的活性B．4旋0℃云与60隐℃时蕉酶的活魄性相等C．50方℃是该始酶的最适凡温度D．若温香度从10蓝℃升高臂到40泳℃，酶的哑活性将逐丑渐增强【问题赛导析】(1)该实验的自趴变量是，因变高量是。果汁量爆越多表明拢果胶酶的学活性。(2)某誓两个温度废不同但果半汁量相同悼，说明在残这两种温揭度下果胶梦酶的活性。(3)本实验中傲两个相邻怪组别之间宽的温差太，无法轮判断某献个温度州就是果句胶酶的壁最适温挡度。温度果汁量越高相同大解析温度影描响酶的女活性，吴上表不订能说明虫50锻℃就是启最适温解度，只汉能说明拖果胶酶啄的最适勉温度在究40～东60萄℃之间同。在低帜于最适书温度时尝，随温本度的升棋高，酶盯的活性柴增强；堆高于最旁适温度喜时，随独温度的攻升高，普酶的活爬性降低胖。温度灯对酶活笼性的影美响曲线差图是钟嚷罩形的炉，故4灿0℃胃与60烧℃时争酶的催疯化效率灾相同。答案C【一题多泻变】1．请根据本政题中表欺格中的挡实验结疏果及必颂修1中君的相关贯知识，条描述温签度对酶掉活性的等影响。答案在一定范围挡内，随着抵温度的升伍高，酶的鼓活性逐渐救升高；当沃达到最适管温度时，滑酶的活性予最高；超队过最适温台度后，随容着温度的模升高，酶弟的活性逐鹿渐降低。2．本题刺中的实验标及其结果违无法确定倾果胶酶的击最适温度扰，如何通扶过实验进律一步进行脾探究？答案可以在40架～60℃飘再设置多免组实验，关将相邻两搅组的温差袭缩小，然秩后通过比棋较果汁量祸确定比较明适合的温炕度，再以逮同样的思窃路进一步魄探究，可寺以探究出台酶的最适形温度。再见9、静夜陶四无邻腥，荒居谣旧业贫紫。。4月-2钩34月-2惑3Satu迎rday劣,Ap婶ril钱29,翁202310、雨中黄母叶树，灯供下白头人油。。12:许16:映2712:丹16:雁2712:1月64/29俱/202伴312怀:16:倘27P骄M11、以我腔独沈久徐，愧君驴相见频刺。。4月-2黄312:靠16:猫2712:策16Apr-螺2329-A扯pr-2佳312、故人江匹海别，几斤度隔山川形。。12:1称6:2712:洽16:耳2712:1倡6Sat乱urd虽ay,俊Ap禾ril国29判,2攀02313、乍见翻耻疑梦，相队悲各问年愈。。4月-2民34月-叶2312:1械6:2712:1脸6:27Apri朗l29铸,20龄2314、他乡笔生白发忧，旧国聋见青山丘。。29彩四月俭202架312:榜16:骑27糟下午12:盐16:伴274月-2桑315、比不了惩得就不比恶，得不到勺的就不要父。。。四月垦2312:洞16复下午4月-昼2312:1元6Apri夏l29京,20荐2316、行动鞭出成果石，工作辩出财富影。。2023耐/4/2楚912窄:16:样2712:迷16:涌2729给Apr算il和202烧317、做前，奇能够环视建四周；做捉时，你只递能或者最龙好沿着以端脚为起点职的射线向脖前。。12:昼16:此27伴下午12:1垃6下午12:斜16:雪274月-确239、没有案失败，侨只有暂裹时停止搅成功！联。4月-笛234月-2设3Satu纯rday扫,Ap该ril题29,攻202310、很多事腹情努力了压未必有结勿果，但是舒不努力却拆什么改变沿也没有。告。12:殃16:南2712:1塔6:2712:融164/2姑9/2塘023怨12坛:16底:27浙PM11、成功辉就是日桥复一日踏那一点浪点小小昏努力的厦积累。滴。4月-2背312:1罩6:2712:瞎16Apr村-2329-匆Apr拿-2312、世间成菊事，不求慕其绝对圆液满，留一晶份不足，莫可得无限菊完美。。12:裳16:昂2712:住16:遭2712:或16Satu图rday月,Ap错ril谈29,信202313、不知香颤积寺，数即里入云峰雄。。4月-戒234月-导2312:1冶6:2812:滨16:泻28Apri故l29掘,20石2314、意志坚竿强的人能梳把世界放握在手中像竟泥块一样庄任意揉捏与。29配四月言202桃312:番16:晴28丘下午12:军16:纪284月-蚁2315、楚塞三判湘接，荆掘门九派通插。。。四月延2312:鹿16常下午4月-2妇312:1邀6Apr锯il惨29,仓20欣2316、少年歪十五二冶十时，垒步行夺乐得胡马赶骑。。2023梦/4/2狭912宁:16:捷2812:1巩6:2829谱Apr梦il躲202系317、空山新察雨后，天膊气晚来秋粘。。12:绢16:励28闲下午12:冻16要下午12:1群6:284月-山239、杨柳散吧和风，青毙山澹吾虑泽。。4月-涂234月-2比3Sat梦urd副ay,勤Ap汪ril舒29伸,2纸02310、阅读乌一切好真书如同捆和过去栏最杰出态的人谈亿话。12:斜16:鼠2812:1显6:2812:1五64/2椒9/2绑023描12侨:16忆:28信PM11、越是渴没有本差领的就峡越加自返命不凡怀。4月-2岭312:鹿16:受2812:腾16A