果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識酶的基礎(chǔ)知識酶的基礎(chǔ)知識回憶回憶-回答：回答： （1 1）酶的概念）酶的概念 （2 2）酶的化學(xué)本質(zhì)，基本組成單位）酶的化學(xué)本質(zhì)，基本組成單位 （3 3）酶的功能及原因）酶的功能及原因 （4 4）酶的特性）酶的特性1 1、酶的概念、酶的概念基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識 酶是酶是活細胞活細胞所產(chǎn)生的具有所產(chǎn)生的具有生物催化生物催化作用作用的一類特殊的的一類特殊的有機物有機物；蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（大大多數(shù)）或多數(shù)）或RNARNA；基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸酶能酶能降低降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而使反應(yīng)能夠迅速的進行。在各種化使反應(yīng)能夠迅速的

2、進行。在各種化學(xué)反應(yīng)中起學(xué)反應(yīng)中起催化催化作用作用2 2、酶的本質(zhì)、酶的本質(zhì)3 3、酶的功能、酶的功能4 4、酶的特性、酶的特性（1 1）高效性）高效性（2 2）專一性）專一性（3 3）需要適宜的條件）需要適宜的條件細胞壁的主要成分細胞壁的主要成分1225 4 33 4 5細胞膜細胞膜細胞膜細胞膜細細胞胞質(zhì)質(zhì)細細胞胞質(zhì)質(zhì)中膠層（中膠層（1 1）：主要成分是果膠。）：主要成分是果膠。初生壁（初生壁（2 2）：主要成分是纖維素，其次是果膠和半纖維素。）：主要成分是纖維素，其次是果膠和半纖維素。次生壁（次生壁（3 3、4 4、5 5）：主要成分是纖維素，果膠極少。）：主要成分是纖維素，果膠極少。CH

3、OCCCCCH2OHOHHOHOOHHHHH半乳糖半乳糖CHOCCCCCOOHOHHOHOOHHHHH半乳糖醛酸半乳糖醛酸實驗設(shè)計一實驗設(shè)計一 探究溫度對果膠酶活性的影響探究溫度對果膠酶活性的影響該實驗的自變量是什么？該實驗的自變量是什么？你打算設(shè)置怎樣自變量？你打算設(shè)置怎樣自變量？你打算怎樣控制自變量？你打算怎樣控制自變量？你打算測定怎樣的因變量？你打算測定怎樣的因變量？與該實驗有關(guān)的其他無關(guān)變量怎樣控制？與該實驗有關(guān)的其他無關(guān)變量怎樣控制？溫度。溫度。30 、35、4040、4545、5050、5555、6060、6565 以以5或或10 為溫度梯度為溫度梯度用不同溫度的水進行水浴；使用恒

4、溫箱等。用不同溫度的水進行水?。皇褂煤銣叵涞?。測定果汁的生成量；觀察果汁的澄清度。測定果汁的生成量；觀察果汁的澄清度。除溫度差異外，其他所有變量控制相同。除溫度差異外，其他所有變量控制相同。實驗原理：實驗原理： 酶的催化活性受溫度的影響。在最適溫度下，酶的催化活性受溫度的影響。在最適溫度下，酶的活性最高，果汁的生成量最大。酶的活性最高，果汁的生成量最大。實驗流程：實驗流程：制備果泥，配制果膠酶溶液制備果泥，配制果膠酶溶液取適量果泥和果膠酶溶液分裝到不同試管等溫處理取適量果泥和果膠酶溶液分裝到不同試管等溫處理將等溫處理的果泥與果膠酶混合均勻，在原溫度下保溫將等溫處理的果泥與果膠酶混合均勻，在原溫

5、度下保溫將處理的果泥過濾，測量果汁體積并比較，確定最適宜溫度將處理的果泥過濾，測量果汁體積并比較，確定最適宜溫度請你將以上實驗流程進一步細化，寫出實驗步驟。請你將以上實驗流程進一步細化，寫出實驗步驟。攪拌器攪拌制成蘋果泥攪拌器攪拌制成蘋果泥均分均分 裝入裝入9 9支試管支試管果膠酶水溶液果膠酶水溶液等等 量量9 9支試管支試管各取一支分各取一支分9 9組分別放入組分別放入30300 0C C、35350 0C C、40400 0C C、45450 0C C、50500 0C C、55550 0C C、60600 0C C、65650 0C C和和70700 0C C的恒溫水箱中恒溫加熱的恒溫水

6、箱中恒溫加熱試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥內(nèi)試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥內(nèi)恒溫保持恒溫保持1010分鐘分鐘過濾果汁，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，填入表格實驗設(shè)計實驗設(shè)計（1-11-1）探究溫度對果膠酶活性的影響）探究溫度對果膠酶活性的影響2 取取9個大燒杯分別放到個大燒杯分別放到10、15、20、25、30、35、40、45、50恒溫水浴鍋中加熱恒溫水浴鍋中加熱,每個燒杯中放入每個燒杯中放入A、B試管各一支。試管各一支。1 取試管取試管18支，支，9支倒入支倒入10mL果汁（果汁（A管），管），9支倒入支倒入2mL果膠果膠酶溶液（

7、酶溶液（B管）。管）。3 3一段時間后將酶液倒入相應(yīng)果汁中混合均勻后，繼一段時間后將酶液倒入相應(yīng)果汁中混合均勻后，繼續(xù)水浴處理一段時間續(xù)水浴處理一段時間4 利用漏斗和濾紙過濾處理后的果汁，用量筒測量果汁的體積利用漏斗和濾紙過濾處理后的果汁，用量筒測量果汁的體積并記錄在表格中。并記錄在表格中。實驗步驟：實驗步驟：研究相同研究相同pH下，溫度對果膠酶的影響下，溫度對果膠酶的影響用榨汁機制取適量蘋果果汁，并配制一定濃度用榨汁機制取適量蘋果果汁，并配制一定濃度的果膠酶溶的果膠酶溶液備用。液備用。取大燒杯注明溫度：取大燒杯注明溫度：10、15、20、25、30、35、40、45、50。取試管取試管18支

8、，支，9支倒入支倒入10mL果汁（果汁（A管），管），9支倒入支倒入2mL果膠果膠酶溶液（酶溶液（B管）。管）。將不同溫度的水倒入相應(yīng)燒杯中，每個燒杯中放入將不同溫度的水倒入相應(yīng)燒杯中，每個燒杯中放入A、B試試管各一支，并插入一支溫度計。管各一支，并插入一支溫度計。 保持水溫恒定。一段時間后將酶夜倒入相應(yīng)果汁中混合均勻保持水溫恒定。一段時間后將酶夜倒入相應(yīng)果汁中混合均勻后，繼續(xù)水浴處理一段時間。后，繼續(xù)水浴處理一段時間。利用漏斗和濾紙過濾處理后的果汁，用量筒測量果汁的體積利用漏斗和濾紙過濾處理后的果汁，用量筒測量果汁的體積并記錄在表格中。并記錄在表格中。實驗步驟：實驗步驟：保持其他條件相同保持

9、其他條件相同設(shè)置變量設(shè)置變量保持其他條件相同保持其他條件相同觀察因變量的變化觀察因變量的變化研究相同研究相同pH下，溫度對果膠酶的影響下，溫度對果膠酶的影響溫度溫度303540455055606570果汁產(chǎn)量果汁產(chǎn)量/ml不同溫度下果汁產(chǎn)量記錄表不同溫度下果汁產(chǎn)量記錄表0 20 30 40 50 60 65 70 溫度溫度 果汁量果汁量mL54321溫度對果汁產(chǎn)量的影響曲線圖溫度對果汁產(chǎn)量的影響曲線圖實驗結(jié)果：實驗結(jié)果： 將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時的可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同溫度是相同的，避的，避免了果

10、泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。而影響果膠酶活性的問題。問問1 1：為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果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恒溫處理？膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？實驗設(shè)計實驗設(shè)計（1-11-1）探究溫度對果膠酶活性的影響）探究溫度對果膠酶活性的影響問問2在探究溫度或在探究溫度或pH的影響時，是否需要設(shè)置對照？如的影響時，是否需要設(shè)置對照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？實驗設(shè)計實驗設(shè)計（1-21-2）探究）探究pHpH對果膠酶活性的影

11、響對果膠酶活性的影響 果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和果膠的能力。在不同的溫度和pHpH下，果膠酶的活性越大，下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。蘋果汁的體積就越大。4 4想一想想一想: : 為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？小來判斷果膠酶活性的高低？提示：溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和提示：溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃

12、度和用量、水浴時間和混合物的用量、水浴時間和混合物的pHpH等所有其他條件不變。只有等所有其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個變量對果膠酶的活性產(chǎn)生影響。這樣才能保證只有溫度一個變量對果膠酶的活性產(chǎn)生影響。間間5 5當(dāng)探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變當(dāng)探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？量，哪些因素應(yīng)該保持不變？實驗設(shè)計實驗設(shè)計（1-21-2）探究）探究pHpH對果膠酶活性的影響對果膠酶活性的影響1 1、實驗原理、實驗原理 在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當(dāng)酶濃度達到某一數(shù)值后，在增加酶

13、的用積增加；當(dāng)酶濃度達到某一數(shù)值后，在增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最適用量。量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最適用量。實驗設(shè)計實驗設(shè)計 (2)(2)探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量實驗設(shè)計二實驗設(shè)計二 探究果膠酶的最適用量探究果膠酶的最適用量酶的用量酶的用量mL果汁產(chǎn)量果汁產(chǎn)量mL酶的最適用量酶的最適用量ABC自變量：自變量：因變量：因變量：無關(guān)變量：無關(guān)變量：果膠酶的用量。果膠酶的用量。果汁的產(chǎn)量或澄清度。果汁的產(chǎn)量或澄清度。其他因素相同，其中溫度、其他因素相同，其中溫度、pH最適宜。最適宜。實驗步驟：實驗步驟：制備果泥漿；配制一系列濃度梯度的果膠酶水溶液。制備果泥漿；

14、配制一系列濃度梯度的果膠酶水溶液。將果泥漿和酶溶液調(diào)節(jié)為最適溫度和最適將果泥漿和酶溶液調(diào)節(jié)為最適溫度和最適pH。1 取取50mL燒杯燒杯5個，各加入個，各加入20mL果泥漿，并編號。果泥漿，并編號。2 用不同滴管依次吸取用不同滴管依次吸取2mL不同濃度果膠酶液添加到不不同濃度果膠酶液添加到不同燒杯中。同燒杯中。3 在適宜溫度下水浴保溫在適宜溫度下水浴保溫30min，并不斷用玻棒攪拌。，并不斷用玻棒攪拌。4 將各燒杯中的液體過濾到不同的量筒中，測得果汁體將各燒杯中的液體過濾到不同的量筒中，測得果汁體積并記錄到表格中。積并記錄到表格中。將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)曲線圖，從曲線圖上確定將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)曲線圖，從曲線圖上確定20mL果果泥漿的果膠酶最適用量。泥漿的果膠酶最適用量。 實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：酶濃度（酶濃度（U/mL） 102030405060708090酶量（酶量（U）20406080 100 120140160180果汁產(chǎn)量（果汁產(chǎn)量（mL）果膠酶用量與果汁產(chǎn)量關(guān)系測定記錄表果膠酶用量與果汁產(chǎn)量關(guān)系測定記錄表0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 酶量酶量U 果汁量果汁量mL252015105酶用量對果汁產(chǎn)量的影響曲線圖酶用量對果汁產(chǎn)量的影響曲線圖實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：20mL