X141果胶酶在果汁生产中的作用

——生物教研组果胶酶在果汁生产中的作用主讲人：夏微【学习目标】1．简述果胶酶的作用。2．理解影响果胶酶活性的因素。3探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。【课题重点】温度和PH对果胶酶活性的影响。【课题难点】果胶酶的最适用量。1酶的概念：温故知新酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物；蛋白质（大多数）或RNA（少数）；基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸起催化作用，使反应能够迅速的进行2酶的本质：3酶的功能：4酶的特性：（1）高效性（2）专一性（3）需要适宜的条件（原因：在化学反应中，酶能降低化学反应活化能）果汁生产中存在的问题①果肉出汁率低，耗时长②榨取的果汁浑浊、黏度高、容易沉淀课题背景果胶半乳糖醛酸果胶酶1果胶酶的作用（1）果胶植物细胞壁以及胞间层果胶既会影响出汁率，也会使果汁浑浊。由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。不溶于水（2）果胶酶①定义:是指分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。基础知识存在部位：化学本质：性质：果汁加工的影响：②作用:A分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，提高水果的出汁率；③来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌B使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。2酶活性及其影响因素（3）响酶活性的因素：①温度②pH③酶的抑制剂（1）什么是酶的活性？（2）如何表示？酶促反应速度如何表示？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。基础知识酶催化一定化学反应的能力。可以用酶催化的某一化学反应的反应速度来表示。3果胶酶的用量生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。果胶酶和苹果泥混合过滤果汁制果泥恒温保温实验设计思考1：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？提示：可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶的活性。1探究温度对果胶酶活性的影响①实验原理：果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最____。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成______。实验设计高正比②实验步骤设计思考2：在探究温度或PH对酶活性的影响时，是否需要设置对照？若需要又该如何设置？为什么？提示：需要；不同的温度梯度之间或不同的PH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。（对照原则）思考3：当探究温度对酶活性的影响时，哪个因素是自变量？哪些因素应该保持不变？提示：温度是自变量。果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间、混合物的PH等所有其他条件不变。（单一变量原则）（先自主尝试完成实验设计）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支试管各取一支分九组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃55℃、60℃、65℃、70℃的恒温箱中恒温加热待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内。恒温保持10分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格实验温度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃果汁量探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为01%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。对果胶酶活性的影响1探究温度对果胶酶活性的影响实验设计实验设计A同学将温度或pH作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因变量的角度不同。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映了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。思考4．A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？B同学呢？思考5．想一想，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？3探究果胶酶的用量（1）实验原理：在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积______；当酶浓度达到某一数值后，再增加酶的用量，果汁的体积__________，此值即是酶的最适用量。自变量：果胶酶的量因变量：果汁的体积思考：该实验中，如何设置酶用量的梯度？①同一体积不同浓度的果胶酶溶液②同一浓度不同体积的果胶酶溶液实验设计不再改变增加2实验操作：①配制不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号1～9。②制备水果泥搅拌器搅拌制成苹果泥，等量装入9支试管中，并编号1～9。③将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。④将不同浓度的果胶酶分别与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。⑤恒温水浴约20分钟⑥过滤后测量果汁的体积实验设计1与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10℃作为温度梯度，设置的具体温度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以尝试以5℃作为温度梯度。2苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。3果泥的用量可以采用5ml左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%