果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用25141課件

專題4酶的研究與應(yīng)用果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用課題1果肉的出汁率低,耗時長．榨取的果汁渾濁，黏度高，易發(fā)生沉淀．1、果汁生產(chǎn)中存在什么問題？閱讀課本P42[課題背景]思考2、你知道為什么果汁生產(chǎn)中會出現(xiàn)以上問題？基礎(chǔ)知識回憶：細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)及作用作用是什么？特點(diǎn)？結(jié)構(gòu)組成？保護(hù)植物細(xì)胞；支撐植物細(xì)胞彈性小；全透性纖維素、果膠基礎(chǔ)知識果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。（一）果膠酶的作用基礎(chǔ)知識植物細(xì)胞壁、胞間層的主要組成成分

半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物，不溶于水植物細(xì)胞模式圖果膠閱讀P42果膠酶的作用練習(xí)1.果膠是植物組織的組成成分之一,它主要存在于植物組織的哪一部分?（）Ａ．細(xì)胞核Ｂ．細(xì)胞質(zhì)Ｃ．細(xì)胞間隙Ｄ．細(xì)胞壁及胞間層練習(xí)２．果膠酶能將植物組織內(nèi)的果膠分解成（）Ａ．透明果汁Ｂ．半乳糖醛酸Ｃ．丙酮酸Ｄ．酶制劑練習(xí)３.果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括A.多聚半乳糖醛酸酶B.果膠分解酶C.乳糖分解酶D.果膠酯酶DBC基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識酶的基礎(chǔ)知識回憶---回答：

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

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有生物催化作用的一類特殊的有機(jī)物；大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA；基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸在各種化學(xué)反應(yīng)中起催化作用。酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而使反應(yīng)能夠迅速的進(jìn)行。2、酶的本質(zhì)3、酶的功能

（二）酶的活性與影響酶活性的因素指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。1.酶的活性單位時間內(nèi)、單位體積中，

反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量。2.酶活性的高低一定條件下，酶催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示?；A(chǔ)知識3.果膠酶的活性如何表示：果汁體積或澄清度A、溫度對酶的影響在較低溫度時，隨著溫度的升高，酶的活性也逐漸提高，達(dá)到最適溫度時，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?；A(chǔ)知識4、影響酶活性的因素：①溫度②pH③酶的抑制劑酶活性受pH值影響的示意圖在最適溫度下，酶的活性最高。溫度過高或過低，酶的活性會明顯降低。過低抑制活性，過高喪失活性?；A(chǔ)知識4、影響酶活性的因素：①溫度②pH③酶的抑制劑B、果膠酶的最適溫度果膠酶的最適溫度為45～500C。C、討論：高溫使酶的活性喪失后，酶的活性可否恢復(fù)？為什么？不能恢復(fù)，因高溫破壞了酶的分子結(jié)構(gòu)，高溫對酶造成不可逆的破壞。但低溫使酶的活性喪失后，緩慢恢復(fù)其溫度活性仍可恢復(fù)。③酶的抑制劑：

Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金屬離子對果膠酶有抑制作用。基礎(chǔ)知識4、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？使蛋白質(zhì)變性練習(xí)1.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容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于370C的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，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

練習(xí)2.如圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是（）

A．當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時，酶活性下降

B．當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時，酶活性上升

C．酶活性在t2時比t1高，故t2時更適合酶的保存

D．酶活性在t1時比t2低，表明t1時酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重B

“漢水丑生的生物同行”超級群大型公益活動：歷年高考題PPT版制作。本課件為公益作品，版權(quán)所有，不得以任何形式用于商業(yè)目的。2012年1月15日，漢水丑生標(biāo)記?；A(chǔ)知識1、酶的生產(chǎn)①提取法：采用各種技術(shù)，直接從動物或微生物的細(xì)胞或組織中將酶提取出來（在原料充分的地區(qū)得以應(yīng)用）。②發(fā)酵法：通過微生物發(fā)酵來獲得人們所需的酶（20世紀(jì)50年代以來生產(chǎn)酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物發(fā)酵生產(chǎn)果膠酶?；A(chǔ)知識③化學(xué)合成法：成本比較高，只能合成已知結(jié)構(gòu)的酶。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。（三）果膠酶的用量1、果膠酶的作用①果膠：半乳糖醛酸聚合成的高分子化合物，不溶于水②果膠酶：分解果膠的一類酶的總稱基礎(chǔ)知識③果膠酶的作用2、酶的活性與影響酶活性的因素①酶的活性：催化能力?；钚愿叩涂捎梅磻?yīng)速度表示小結(jié)果膠酶果膠半乳糖醛酸②影響酶活性的因素：溫度、PH、酶抑制劑3、果膠酶的用量適宜

溫度、pH值、果膠酶的用量、水果種類、水果泥的用量、酶作用反應(yīng)的時間、過濾的方法、時間等。實驗設(shè)計影響果汁出汁率的主要因素有哪些？思考：溫度、PH主要影響酶的活性。閱讀課本資料，學(xué)習(xí)有關(guān)探究實驗的內(nèi)容。（一）探究溫度對果膠酶活性的影響1.討論：該實驗中，哪個因素作為自變量？哪個因素為因變量？應(yīng)控制哪些因素不變？自變量:溫度因變量：果汁的體積或澄清度。無關(guān)變量：蘋果泥的用量、果膠酶的用量和濃度、水浴的時間、反應(yīng)的時間、過濾的時間等。實驗設(shè)計2、設(shè)計原則：3、探究方法：對照原則和等量原則。通過設(shè)置溫度梯度的手段進(jìn)行探究。實驗設(shè)計4、設(shè)計實驗方案，確定實驗程序設(shè)計實驗方案時，必須考慮的具體問題①確定溫度梯度果膠酶的適宜溫度為45-50℃確定溫度梯度為5C0或10C0實驗設(shè)計

蘋果梨西紅柿橙子按水果：水=1:3的質(zhì)量比進(jìn)行攪拌，獲得稀的果泥

實驗設(shè)計⑤確定水果泥的用量可以采用5g(約為5mL)左右實驗設(shè)計⑦測定果膠酶活性的方法⑥確定果膠酶的用量用量：

質(zhì)量百分比濃度為1～2%的果膠酶溶液2mL。

過濾水果泥，通過測定濾出的果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低⑧果汁過濾（1）可用濾紙，但過濾所需時間長，濾液較少；（2）也可用一層紗布，但果汁澄清度較差。特別提示：此時提醒學(xué)生充分過濾，并防止果汁灑出。實驗設(shè)計

⑨記錄實驗數(shù)據(jù)用量筒測量濾出的果汁，精確到0.1mL，記錄到表格中。實驗設(shè)計探究溫度對果膠酶活性的影響1.實驗原理（1）果膠酶活性受溫度的影響，在最適溫度下，其活性最高。（2）果肉出汁率、澄清度與果膠酶活性成正比。實驗設(shè)計2.實驗儀器和設(shè)備：特別提示：如果用恒溫水浴箱，則可以不使用酒精燈、石棉網(wǎng)燒杯、量筒、試管、漏斗、溫度計、玻璃棒、濾紙、滴管、三角架、酒精燈、石棉網(wǎng)榨汁機(jī)、電子天平、恒溫水浴箱3、實驗操作步驟：⑴制備水果泥⑵配制果膠酶⑶水果泥與果膠酶分別水浴保溫⑷將水果泥和果膠酶混合保溫⑸過濾出果汁⑹記錄果汁量實驗設(shè)計攪拌器攪拌制成蘋果泥均分裝入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果泥內(nèi)恒溫保持10分鐘過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格實驗設(shè)計①、用榨汁機(jī)榨取適量的蘋果汁（蘋果泥），并配制一定濃度的果膠酶備用。②、取大燒杯

只，并注明溫度：300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C、700C。9③、取試管

支，

支倒入10mL果汁（A管），

支倒入2mL

溶液（B管）。1899果膠酶④、將不同溫度的水倒入相應(yīng)的燒杯中，每只燒杯中放入

試管各一支，并插入一支溫度計。在恒溫水浴中保溫。A管B管⑤、保持水溫恒定。一段時間后

將果膠酶和蘋果泥混合⑥、利用

處理后的果汁，用量筒測量果汁的體積并設(shè)計表格記錄。長頸漏斗過濾設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格溫度/OC果汁量/ml30354045505560657068912119753[得出結(jié)論與分析]畫曲線圖；最適溫度（1）獲取蘋果泥；（2）保溫——蘋果泥和果膠酶分別進(jìn)行；（多個溫度）（3）混合后保溫；（4）過濾。實驗設(shè)計在實際的操作過程中，還需要注意下列事項：1．與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用10℃作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，課題中以5℃作為溫度梯度。2．水浴時間一般為20～30min。實驗設(shè)計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溫度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。問1：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？實驗設(shè)計果膠酶的活性受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、實驗原理2、實驗操作流程請你設(shè)計實驗設(shè)計如何設(shè)計實驗“探究ＰＨ對酶活性的影響”（二）探究ＰＨ對酶活性的影響攪拌器拌制成蘋果泥均分裝入果膠酶水溶液等量各取一支分５組分別放入40度的恒溫水箱中恒溫加熱．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（ＰＨ梯度為５．６．７．８．９）恒溫保持１０ｍｉｎ過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格５支試管５支試管［實驗流程］3、設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格PH果汁量/ml4、得出結(jié)論與分析：畫曲線圖；最適PH實驗設(shè)計某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在“探究果膠酶催化果膠水解的適宜pH”的課題過程中遇到下列問題。（1）本課題實驗步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥（假定pH的改變對蘋果泥成分無影響），試管中分別注入果膠酶溶液、編號、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果泥相混合。請問哪一種方法更為科學(xué)，并說明理由？實驗設(shè)計請問哪一種方法更為科學(xué)，并說明理由？方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始達(dá)到實驗預(yù)設(shè)的pH（或“方法一的操作會在達(dá)到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”）。（2）實驗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,催化反應(yīng)，以減少實驗誤差實驗設(shè)計（3）如果用曲線圖的方式記錄實驗結(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

，該實驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，在下圖中選擇一個最可能是實驗結(jié)果的曲線圖：

。若實驗所獲得的最適宜pH=m，請你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。果膠分解速率甲實驗設(shè)計若實驗所獲得的最適宜pH=m，請你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。（“m”點(diǎn)的位置如圖所示，m點(diǎn)不能標(biāo)在曲線上）實驗設(shè)計問2．在探究溫度或pH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？需要設(shè)置對照實驗，但不用另外設(shè)置，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對照，這種對照稱為相互對照。問3．A同學(xué)將哪個因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？B同學(xué)呢？實驗設(shè)計A同學(xué)：變量：溫度（或pH）不變：蘋果泥、果膠酶用量，反應(yīng)、過濾時間等。只有保證一個變量，實驗結(jié)果才能說明問題。B同學(xué)：對于變量的控制應(yīng)該與A相同但觀察因變量的角度不同。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果膠的能力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。4想一想: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？溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時間和混合物的pH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。問5．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？實驗設(shè)計（三）探究果膠酶的用量1、實驗原理：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。自變量：果膠酶的量因變量：果汁的體積實驗設(shè)計

探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時，研究的變量是

，其他因素都應(yīng)

。果膠酶的用量保持不變思考：該實驗中，如何設(shè)置酶用量的梯度？方案①：不同濃度相同體積的果膠酶溶液

方案②：同一濃度不同體積的果膠酶溶液

實驗設(shè)計

需要注意的是，反應(yīng)液的pH必須相同，否則將影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。設(shè)置酶用量梯度