果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用林

專(zhuān)題4酶的研究與應(yīng)用吳川一中生物教研組課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)酶的基礎(chǔ)知識(shí)回憶---回答：

（1）酶的概念（2）酶的化學(xué)本質(zhì)，基本組成單位（3）酶的功能（4）酶的特性1、酶的概念基礎(chǔ)知識(shí)

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有生物催化作用的一類(lèi)特殊的有機(jī)物；

蛋白質(zhì)（大多數(shù)）或RNA；基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。2、酶的本質(zhì)3、酶的功能

4、酶的特性（1）高效性（2）專(zhuān)一性（3）需要適宜的條件↓↓基礎(chǔ)知識(shí)思考：你認(rèn)為影響酶促反應(yīng)的因素有哪些？你還能畫(huà)出溫度和PH值對(duì)酶影響的曲線嗎？溫度、pH值1、果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。

思考：

要破壞植物的細(xì)胞壁，你有什么方法？結(jié)果一樣嗎？基礎(chǔ)知識(shí)（一）果膠酶的作用植物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)示意圖基礎(chǔ)知識(shí)（一）果膠酶的作用植物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)示意圖基礎(chǔ)知識(shí)（一）果膠酶的作用基礎(chǔ)知識(shí)（一）果膠酶的作用2、果膠對(duì)果汁制作的影響：果膠酶是分解果膠的一類(lèi)酶的總稱，包括半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等。果膠酶果膠半乳糖醛酸影響果汁的出汁率，還會(huì)使果汁渾濁。基礎(chǔ)知識(shí)（一）果膠酶的作用3、果膠酶：4、果膠酶在果汁制作中的作用①分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層；使果膠水解為半乳糖醛酸。②提高水果的出汁率，并使果汁變得澄清。1、果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。1、酶的活性2、酶催化能力高低的衡量標(biāo)準(zhǔn)指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。

在一定的條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來(lái)表示。

酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示?；A(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素3、影響酶活性的因素：①溫度②pH：③酶的抑制劑：①

、溫度對(duì)酶的影響在較低溫度時(shí)，隨著溫度的升高，酶的活性也逐漸提高，達(dá)到最適溫度時(shí)，酶的催化能力最高，但高于最適溫度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。基礎(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素3、影響酶活性的因素：①溫度②pH③酶的抑制劑

1、分別用00C和1000C的溫度處理某種酶后，酶都沒(méi)有活性，但（）

A、經(jīng)過(guò)00C處理的酶活性能夠恢復(fù)

B、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶活性能夠恢復(fù)

C、經(jīng)過(guò)00C處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞

D、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶被水解成了氨基酸A1、分別用00C和1000C的溫度處理某種酶后，酶都沒(méi)有活性，但（）

A、經(jīng)過(guò)00C處理的酶活性能夠恢復(fù)

B、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶活性能夠恢復(fù)

C、經(jīng)過(guò)00C處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞

D、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶被水解成了氨基酸A②

、pH對(duì)酶的影響酶的催化能力有一個(gè)最適pH，在低于最適pH時(shí)，隨著pH的升高，酶的催化能力也相應(yīng)升高，高于最適pH時(shí)，隨著pH的升高，酶的活性逐漸下降，過(guò)酸過(guò)堿都會(huì)使酶活性失活?；A(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素3、影響酶活性的因素：①溫度②pH③酶的抑制劑2、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一個(gè)容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于370C的水浴鍋內(nèi)。過(guò)一段時(shí)間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)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、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水A提示：唾液淀粉酶最適pH＝6.8，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素③酶的抑制劑：

Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金屬離子對(duì)果膠酶有抑制作用。基礎(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性與影響酶活性的因素3、影響酶活性的因素：①溫度②pH③酶的抑制劑你知道這些離子為什么能抑制酶的活性？重金屬離子會(huì)使蛋白質(zhì)變性，從而影響酶活性。1、酶的生產(chǎn)基礎(chǔ)知識(shí)（三）果膠酶的用量2、控制酶的用量

為了果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量。

植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌均能產(chǎn)生果膠酶。其中由霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的果膠酶被廣泛應(yīng)用于果汁加工。

果膠酶的活性受溫度影響。處于最適溫度時(shí)，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。1、實(shí)驗(yàn)原理2、實(shí)驗(yàn)操作流程

你能設(shè)計(jì)嗎？

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

本實(shí)驗(yàn)?zāi)阋罁?jù)什么來(lái)判定果膠酶的活性大小的大??？攪拌器攪拌制成蘋(píng)果泥均分裝入9支試管果膠酶水溶液等量9支試管各取一支分9組分別放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒溫水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(píng)果泥內(nèi)恒溫保持10分鐘過(guò)濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，填入表格實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

（1）獲取蘋(píng)果泥；（2）保溫——蘋(píng)果泥和果膠酶分別進(jìn)行；（多個(gè)溫度）（3）混合后保溫；（4）過(guò)濾。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的問(wèn)1：為什么在混合蘋(píng)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？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí)，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出果汁率，為研究溫度對(duì)果膠酶活性的影響．某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：溫度/℃1020304050607080出汁量/ml813152515121110①將果膠酶與蘋(píng)果泥分裝于不同試管，在10℃水浴中恒溫處理10分鐘（如圖A）②將步驟①處理后的果膠酶和蘋(píng)果泥混合，再次在10℃水浴中恒溫處理10分鐘（如圖B）③將步驟②處理后的混合物過(guò)濾，收集濾液，測(cè)量果汁量(如圖C.④不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：（1）果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中________的水解。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為_(kāi)_______時(shí)果汁量最多，此時(shí)果膠酶的活性________。當(dāng)溫度再升高時(shí)，果汁量降低，說(shuō)明，___________________________________。（3）實(shí)驗(yàn)步驟①的目的是：_________________________________。（4）為什么說(shuō)果汁體積越大，酶的活性越高？果膠40℃最高溫度升高，降低了酶的活性使得酶與果泥處于同一溫度條件下。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響

果膠酶的活性受pH影響，處于最適pH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。1、實(shí)驗(yàn)原理2、實(shí)驗(yàn)操作流程請(qǐng)你設(shè)計(jì)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響將分別裝有蘋(píng)果泥和果膠酶的試管在恒溫水箱中恒溫加熱保持恒溫一段時(shí)間過(guò)濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，填入表格，確定最適pH攪拌器攪拌制成蘋(píng)果泥均分裝入9支試管果膠酶水溶液等量9支試管將蘋(píng)果泥和果膠酶分別加入9組試管中（選取的pH梯度：5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0）（1）本課題實(shí)驗(yàn)步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋(píng)果泥試管中分別注入果膠酶溶液、編號(hào)、編組”之后，有下面兩種操作： 方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋(píng)果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6……10。 方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋(píng)果泥的pH分別調(diào)到4、5、6……10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋(píng)果泥相混合。請(qǐng)問(wèn)哪一種方法更為科學(xué)，并說(shuō)明理由？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH（或“方法一的操作會(huì)在達(dá)到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”）。問(wèn)2．在探究溫度或pH的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？提示：需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。問(wèn)3．A同學(xué)將哪個(gè)因素作為自變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？B同學(xué)呢？提示：A同學(xué)將溫度或pH作為自變量，控制不變的量有蘋(píng)果泥的用量、果膠酶的用量、反應(yīng)的時(shí)間和過(guò)濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說(shuō)明問(wèn)題。B同學(xué)對(duì)于變量的處理應(yīng)該與A同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)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)可以通過(guò)濾紙，因此蘋(píng)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pH下，果膠酶的活性越大，蘋(píng)果汁的體積就越大。4想一想:為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾出的蘋(píng)果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性的高低？提示：溫度是自變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時(shí)間和混合物的pH等所有其他條件不變。問(wèn)5．當(dāng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，哪個(gè)因素是自變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響請(qǐng)問(wèn)哪一種方法更為科學(xué)，并說(shuō)明理由？方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH（或“方法一的操作會(huì)在達(dá)到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”）。（2）實(shí)驗(yàn)步驟中有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使什么？

酶和反應(yīng)物（果膠）充分地接觸以減少實(shí)驗(yàn)誤差實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響

（3）如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當(dāng)橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示

，該實(shí)驗(yàn)操作和記錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對(duì)酶特性的了解，在下圖中選擇一個(gè)最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖：

。若實(shí)驗(yàn)所獲得的最適宜pH=m，請(qǐng)你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。果膠分解速率甲實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響若實(shí)驗(yàn)所獲得的最適宜pH=m，請(qǐng)你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。（“m”點(diǎn)的位置如右圖所示，m點(diǎn)標(biāo)在曲線上的不給分）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1-2）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響1、實(shí)驗(yàn)原理

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(dá)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。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(2)探究果膠酶的用量2、實(shí)驗(yàn)操作請(qǐng)你設(shè)計(jì)。（1）配制不同濃度的果膠酶溶液和制備水果泥；①配制不同濃度的果膠酶溶液準(zhǔn)確稱取純的果膠酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等體積的水溶液，取等量放入9支試管中，并編號(hào)1～9。②制備水果泥攪拌器攪拌制成蘋(píng)果泥并稱45g，等量裝入9支試管中，并編號(hào)1～9（2）將上述試管放入恒溫水浴加熱一段時(shí)間。（3）將不同濃度的果膠酶分別迅速與各試管的蘋(píng)果泥