選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶課件

1、選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶第二部分 酶的應(yīng)用 選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶一、酶的存在一、酶的存在n酶酶 是在生物體活細(xì)胞中合成的。多數(shù)酶在細(xì)胞是在生物體活細(xì)胞中合成的。多數(shù)酶在細(xì)胞內(nèi)直接參與生物化學(xué)反應(yīng)，少數(shù)的酶要分泌到細(xì)內(nèi)直接參與生物化學(xué)反應(yīng)，少數(shù)的酶要分泌到細(xì)胞外發(fā)揮作用。胞外發(fā)揮作用。思考：思考：酶具有哪些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)酶具有哪些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)?其本質(zhì)和作用場所其本質(zhì)和作用場所是什么是什么?n優(yōu)點(diǎn)：高效，專一，優(yōu)點(diǎn)：高效，專一， 作用條件溫和作用條件溫和n本質(zhì)和作用場所：酶的本質(zhì)本質(zhì)和作用場所：酶的本質(zhì)主要是蛋白質(zhì)主要是蛋白質(zhì),少數(shù)是少數(shù)是RNA.在生物體在生物體內(nèi)外內(nèi)外均可發(fā)揮作用

2、均可發(fā)揮作用選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶二、酶的制備二、酶的制備n如果提取存在于細(xì)胞內(nèi)的酶，需要破碎生物組如果提取存在于細(xì)胞內(nèi)的酶，需要破碎生物組織細(xì)胞，可用破碎儀、研磨器或勻漿器等機(jī)械織細(xì)胞，可用破碎儀、研磨器或勻漿器等機(jī)械將組織細(xì)胞破碎，使酶從活細(xì)胞中釋放出來，將組織細(xì)胞破碎，使酶從活細(xì)胞中釋放出來，進(jìn)入細(xì)胞外的溶液中，經(jīng)過濾、離心制備成粗進(jìn)入細(xì)胞外的溶液中，經(jīng)過濾、離心制備成粗酶液。酶液。n對于唾液淀粉酶、胰蛋白酶等分泌到細(xì)胞外的對于唾液淀粉酶、胰蛋白酶等分泌到細(xì)胞外的酶，可以直接從動物分泌物或細(xì)胞外的組織間酶，可以直接從動物分泌物或細(xì)胞外的組織間隙中提取。隙中提取。將酶從生物組織或

3、細(xì)胞以及發(fā)酵液中提取出來，將酶從生物組織或細(xì)胞以及發(fā)酵液中提取出來，可加工成具有一定純度標(biāo)準(zhǔn)的生化酶制劑?？杉庸こ删哂幸欢兌葮?biāo)準(zhǔn)的生化酶制劑。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶特別提醒n在酶的提取過程中，溫度、在酶的提取過程中，溫度、pH等多種環(huán)境等多種環(huán)境條件都可能影響酶的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶變條件都可能影響酶的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶變性，直至喪失活力。因而提取出的酶首先性，直至喪失活力。因而提取出的酶首先需要檢測酶的活力，以便更好地將酶用于需要檢測酶的活力，以便更好地將酶用于生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究。生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶三、酶活力的測定三、酶活力的測定n酶的活力酶的活力通常

4、以單位時間內(nèi)底物的消耗量通常以單位時間內(nèi)底物的消耗量或者在單位時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量來表示或者在單位時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量來表示。n如：通過測定單位時間內(nèi)麥芽糖的生成量如：通過測定單位時間內(nèi)麥芽糖的生成量來檢測淀粉酶的活力。還可以通過測定單來檢測淀粉酶的活力。還可以通過測定單位時間內(nèi)淀粉的消耗量來檢測淀粉酶的活位時間內(nèi)淀粉的消耗量來檢測淀粉酶的活力。力。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4 4 果汁中的果膠果汁中的果膠 和果膠酶和果膠酶選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶果膠果膠n果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，由一，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸

5、甲酯半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯組成。組成。不溶不溶于乙醇于乙醇,這是鑒別果膠的一種簡易方法。這是鑒別果膠的一種簡易方法。n果膠可結(jié)合大量的水分，降低植物組織的分散性，果膠可結(jié)合大量的水分，降低植物組織的分散性，因此因此起著將植物細(xì)胞粘合在一起的作用起著將植物細(xì)胞粘合在一起的作用，是很好，是很好的凝固劑，用煮沸的山楂泥可制成山楂糕，就是的凝固劑，用煮沸的山楂泥可制成山楂糕，就是利用果膠的作用。利用果膠的作用。n在果汁加工中，果膠不僅會影響出汁率，還會使在果汁加工中，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。果汁渾濁。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶果膠酶果膠酶n作用：果膠酶能夠分解果膠，作用：果膠酶

6、能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使榨取果汁變得容易使榨取果汁變得容易；而且可；而且可使果膠分解成可溶性的半乳使果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁變得澄清糖醛酸，使渾濁的果汁變得澄清。（。（P35-2）除用于制備）除用于制備果汁外，還用于果酒澄清，同時也作為洗衣粉的添加劑。果汁外，還用于果酒澄清，同時也作為洗衣粉的添加劑。如加果膠酶的洗衣粉可除去衣服上的果汁、果酒等污垢。如加果膠酶的洗衣粉可除去衣服上的果汁、果酒等污垢。（P35-3）n組成：并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，組成：并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛

7、酸酶（包括多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果膠分解酶和果膠甲酯）、果膠分解酶和果膠甲酯酶（酶（PE）。）。特別提示：果膠酶和纖維素酶都是復(fù)特別提示：果膠酶和纖維素酶都是復(fù)合酶，是一類酶的總稱。合酶，是一類酶的總稱。果膠分果膠分解酶解酶PEPG天然天然果膠果膠可溶可溶 性果膠性果膠果膠酸果膠酸半乳糖半乳糖醛酸醛酸來源：植物、霉菌、酵母菌、細(xì)菌等來源：植物、霉菌、酵母菌、細(xì)菌等選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶果膠酶在食品加工中的應(yīng)用果膠酶在食品加工中的應(yīng)用n1、在植物未成熟的果實(shí)中，果膠質(zhì)含量較、在植物未成熟的果實(shí)中，果膠質(zhì)含量較多，果肉細(xì)胞結(jié)合得很緊密，因而果實(shí)較多，果肉細(xì)胞結(jié)合得很緊密，因而果實(shí)較硬

8、。在果實(shí)的成熟過程中，果實(shí)細(xì)胞不斷硬。在果實(shí)的成熟過程中，果實(shí)細(xì)胞不斷生成果膠酶。果膠酶能把果膠質(zhì)分解成小生成果膠酶。果膠酶能把果膠質(zhì)分解成小分子有機(jī)酸，使果肉細(xì)胞相互分離，因而分子有機(jī)酸，使果肉細(xì)胞相互分離，因而果實(shí)由硬變軟。果實(shí)由硬變軟。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶果膠酶在食品加工中的應(yīng)用果膠酶在食品加工中的應(yīng)用n2、在適宜條件下，果膠酶能使果汁中的不、在適宜條件下，果膠酶能使果汁中的不溶性果膠溶解，可溶性果膠的黏度下降，溶性果膠溶解，可溶性果膠的黏度下降，使果汁易于澄清和過濾。這不僅能使果汁使果汁易于澄清和過濾。這不僅能使果汁易于壓榨，而且還能提高出汁率。易于壓榨，而且還能提高出汁率

9、。果汁的制作過程：果汁的制作過程：先用勻漿器將果實(shí)搗成勻漿；先用勻漿器將果實(shí)搗成勻漿；加入果膠酶降低勻漿液的黏稠度，使細(xì)胞分散，加入果膠酶降低勻漿液的黏稠度，使細(xì)胞分散，減少固形物；減少固形物；過濾、收集濾液；過濾、收集濾液；濃縮保存。濃縮保存。如果不加果膠酶，則不易過濾，且含有的有效成如果不加果膠酶，則不易過濾，且含有的有效成分減少，口感差。分減少，口感差。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶練習(xí)：練習(xí)：1.1.果膠是植物組織的組成成分之一果膠是植物組織的組成成分之一, ,它主要存它主要存在于植物組織的哪一部分在于植物組織的哪一部分? ?細(xì)胞核細(xì)胞核 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙 細(xì)胞壁及胞間

10、層細(xì)胞壁及胞間層果膠酶能將植物組織內(nèi)的果膠分解成果膠酶能將植物組織內(nèi)的果膠分解成 透明果汁半乳糖醛酸透明果汁半乳糖醛酸丙酮酸酶制劑丙酮酸酶制劑果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括A.A.多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 B.B.果膠分解酶果膠分解酶C.C.乳糖分解酶乳糖分解酶 D.D.果膠酯酶果膠酯酶4.4.在果汁加工中在果汁加工中, ,果膠不僅會影響出汁率果膠不僅會影響出汁率, ,還會還會使果汁渾濁使果汁渾濁, ,因此應(yīng)加入果膠酶去除果膠因此應(yīng)加入果膠酶去除果膠, ,這表現(xiàn)酶的這表現(xiàn)酶的A.A.多樣性多樣性 B.B.高效性高效性 C.C.專一性專一

11、性 D.D.受溫度影響受溫度影響 選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶5、關(guān)于果膠酶的說法正確的是、關(guān)于果膠酶的說法正確的是 A、果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要成分、果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要成分纖維素纖維素B、果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物、果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物C、果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱、果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱D、果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或、果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶 果膠酶發(fā)揮作用需要怎樣的條件呢果膠酶發(fā)揮作用需要怎樣的條件呢? ?酶的活性受溫度、酶的活性受溫度、pH值等

12、外界因素的影響，值等外界因素的影響，本節(jié)課我們探究一下溫度或本節(jié)課我們探究一下溫度或PH對酶活性的對酶活性的影響。影響。實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶受溫度或?qū)嶒?yàn)原理：果膠酶受溫度或PH的影響，處于最適的影響，處于最適溫度或溫度或PH時，活性最高，果肉的出汁率、果汁的時，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。澄清度與果膠酶的活性大小成正比。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)取得證據(jù)證明假設(shè)? 一、一、提出問題：提出問題：預(yù)期假設(shè)：預(yù)期假設(shè)：探究溫度對酶活性的影響探究溫度對酶活性的影響在最適溫度（約在最適溫度（約 40 ）酶）酶的活性最大，低于或高于最的活性最大，低于或高于最

13、適溫度時酶活性遞減。適溫度時酶活性遞減。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶二、二、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案n確定溫度梯度確定溫度梯度探討控制溫度的方法和措施探討控制溫度的方法和措施n確定水果的種類確定水果的種類確定制備果汁的方法確定制備果汁的方法確確定水果的用量定水果的用量確定果膠酶的用量確定果膠酶的用量探討測探討測定果膠酶活性的方法定果膠酶活性的方法n如：以蘋果為原料如：以蘋果為原料去皮、核，切塊，加水去皮、核，切塊，加水?dāng)嚢璩赡鄶嚢璩赡?果泥用量果泥用量5mL 2%5mL 2%的果膠酶的果膠酶2mL 2mL 通過測定果汁量來測定酶活性大小通過測定果汁量來測定酶活性大小溫度溫度/OC10203

14、0405060果汁量果汁量/mL選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶三、三、動手做實(shí)驗(yàn)動手做實(shí)驗(yàn) 制備水果泥制備水果泥 制備果膠酶制備果膠酶 水果泥與果膠酶分別水浴保溫水果泥與果膠酶分別水浴保溫 將水果泥和果膠酶混合保溫（將水果泥和果膠酶混合保溫（20-30min） 過濾出果汁（過濾出果汁（漏斗中應(yīng)放置濾紙）漏斗中應(yīng)放置濾紙） 記錄果汁量記錄果汁量 改變不同的溫度后重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)改變不同的溫度后重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶思考： 為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？恒溫處理？

15、 可以保證底物和酶在混合時的溫度是可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時影相同的，避免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶的活響混合物的溫度，從而影響果膠酶的活性。性。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶四、四、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論n記錄表格如下：記錄表格如下：n結(jié)論：結(jié)論：在最適溫度（？在最適溫度（？）酶的活性最大，）酶的活性最大，低于或高于最適溫度時酶活性遞減。低于或高于最適溫度時酶活性遞減。溫度溫度/102030405060果汁量果汁量/mL選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時，如何保證

16、實(shí)驗(yàn)的單因素控制? n等量的控制（果泥、果膠酶的量）等量的控制（果泥、果膠酶的量）n等時間的控制（反應(yīng)時間、過濾時間）等時間的控制（反應(yīng)時間、過濾時間）n恒溫的控制（不同反應(yīng)物的預(yù)熱水浴、反恒溫的控制（不同反應(yīng)物的預(yù)熱水浴、反應(yīng)物的混合攪拌等）應(yīng)物的混合攪拌等）n其他處理（加水、濾紙等）其他處理（加水、濾紙等）選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶嘗試探究果膠酶催化果膠水解的最適pHn探究探究pH對果膠酶活性的影響，只須將溫度對果膠酶活性的影響，只須將溫度梯改成梯改成pH梯度，并選定一個適宜的溫度進(jìn)梯度，并選定一個適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。行水浴加熱。n反應(yīng)液中的反應(yīng)液中的pH可以通過體積分?jǐn)?shù)為可以通

17、過體積分?jǐn)?shù)為0.1%的的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶攪拌器拌制成蘋果攪拌器拌制成蘋果泥均分裝入泥均分裝入果膠酶水果膠酶水溶液等量溶液等量9支試管支試管9支試管支試管各取一支分各取一支分9組分別放入組分別放入37度的恒溫水箱中恒度的恒溫水箱中恒溫加熱溫加熱待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥中調(diào)節(jié)酶加入相同溫度的蘋果泥中調(diào)節(jié)p為為1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9恒溫保持恒溫保持2過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格先混合再

18、先混合再調(diào)還是先調(diào)還是先分別調(diào)好分別調(diào)好再混合？再混合？選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和是建立在探究最適溫度和pHpH對對果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時，研究的變果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時，研究的變量是果膠酶的用量，其他因素都應(yīng)保持不變。量是果膠酶的用量，其他因素都應(yīng)保持不變。實(shí)驗(yàn)時可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以實(shí)驗(yàn)時可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可。需注意的是，反應(yīng)液的體積即可。需注意的是，反應(yīng)液的pHpH必須相同，必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。選修1實(shí)驗(yàn)4果汁中的果膠和果膠酶練習(xí)練習(xí)1、在用果膠酶處理果泥時，為了使果膠酶、在用果膠酶處理果泥時，為了使果膠酶能夠充分的催化反應(yīng)，應(yīng)采取的措施是能夠充分的催化反應(yīng)，應(yīng)采取的措施是A、加大蘋果泥用量、加大蘋果泥用量 B、加大果膠酶用量、加大果膠酶用量C、進(jìn)一步提高溫度、進(jìn)一步提高溫度D