課題果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用

課題果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用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，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

4、酶的特性(1)高效性(2)專一性(3)需要適宜的條件第2頁,共32頁，2024年2月25日，星期天5、酶的活性6、酶活性強弱的衡量標(biāo)準(zhǔn)指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力單位時間內(nèi)反應(yīng)物（底物）的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。7、影響酶活性的因素①溫度②pH③酶的抑制劑基礎(chǔ)知識第3頁,共32頁，2024年2月25日，星期天溫度和PH值對酶影響的曲線？第4頁,共32頁，2024年2月25日，星期天A、溫度（PH值）對酶的影響

在較低溫度（PH值）時，隨著溫度（PH值）的升高，酶的活性也逐漸提高，達(dá)到最適溫度（PH值）時，酶的催化能力最高，但高于最適溫度（PH值）后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。B、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)。溫度和PH值對酶影響的曲線？第5頁,共32頁，2024年2月25日，星期天特別提醒1、高溫、強酸、強堿可以使酶失活，而低溫只是降低酶活性，但酶不失活。2、酶的失活只是酶的空間結(jié)構(gòu)的改變，肽鍵沒有斷裂，而且氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序都不發(fā)生改變。第6頁,共32頁，2024年2月25日，星期天1、分別用00C和1000C的溫度處理某種酶后，酶都沒有活性，但（）

A、經(jīng)過00C處理的酶活性能夠恢復(fù)B、經(jīng)過1000C處理的酶活性能夠恢復(fù)C、經(jīng)過00C處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞D、經(jīng)過1000C處理的酶被水解成了氨基酸A當(dāng)堂訓(xùn)練第7頁,共32頁，2024年2月25日，星期天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)當(dāng)堂訓(xùn)練第8頁,共32頁，2024年2月25日，星期天③酶的抑制劑：

Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金屬離子對酶有抑制作用。酶的抑制劑對酶影響你知道這些離子為什么能抑制酶的活性？酶抑制劑是一類可以通過與酶結(jié)合從而降低其活性的分子。第9頁,共32頁，2024年2月25日，星期天課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用第10頁,共32頁，2024年2月25日，星期天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。（一）果膠酶的作用2、果膠對果汁制作的影響：影響果汁的出汁率，還會使果汁渾濁。第11頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，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。（一）果膠酶的作用第12頁,共32頁，2024年2月25日，星期天（一）果膠酶的作用第13頁,共32頁，2024年2月25日，星期天課題探究：1、溫度對果膠酶活性的影響2、pH對果膠酶活性的影響3、果膠酶的用量實驗中的變量：自變量無關(guān)變量因變量研究因素影響結(jié)果的非研究因素實驗結(jié)果或指標(biāo)第14頁,共32頁，2024年2月25日，星期天（1）實驗流程包括：①制備蘋果泥；②設(shè)置一系列溫度梯度（PH梯度）；③加入果膠酶反應(yīng)一段時間；④過濾果汁。1、探究溫度和PH對果膠酶活性的影響

（2）該實驗的自變量是溫度或PH，

因變量是果膠酶的活性，檢測因變量是通過測定果汁的多少或澄清度來實現(xiàn)的。第15頁,共32頁，2024年2月25日，星期天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（1-1）探究溫度對果膠酶活性的影響實驗操作流程

第16頁,共32頁，2024年2月25日，星期天答：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？旁欄思考第17頁,共32頁，2024年2月25日，星期天將分別裝有蘋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間過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格，確定最適pH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支試管將蘋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）（1-2）探究PH對果膠酶活性的影響實驗操作流程

第18頁,共32頁，2024年2月25日，星期天問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？提示：需要設(shè)置對照實驗，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？提示：A同學(xué)將溫度或pH作為變量，控制不變的量有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應(yīng)的時間和過濾的時間等。只有在實驗中保證一個自變量，實驗結(jié)果才能說明問題。B同學(xué)對于變量的處理應(yīng)該與A同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同。旁欄思考第19頁,共32頁，2024年2月25日，星期天提示：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。問4: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？提示：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？旁欄思考第20頁,共32頁，2024年2月25日，星期天（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。實驗設(shè)計

2、探究果膠酶的用量

第21頁,共32頁，2024年2月25日，星期天2、實驗操作

(1)配制不同濃度的果膠酶溶液和制備水果泥；②制備水果泥攪拌器攪拌制成蘋果泥并稱45g，等量裝入9支試管中，并編號1～9。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1～9。第22頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(2)將上述試管放入恒溫水浴加熱一段時間；(3)將不同濃度的果膠酶分別迅速與各試管的蘋果泥混合，然后再放入恒溫水箱中；(4)恒溫水浴約20分鐘；(5)過濾后測量果汁的體積。(1)配制不同濃度的果膠酶溶液和制備水果泥；（2）實驗操作

第23頁,共32頁，2024年2月25日，星期天將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管在恒溫水箱中恒溫加熱恒溫水浴保持20min過濾果汁，用量筒測量果汁的量制備蘋果泥均分裝入9支試管等量9支試管2、探究探究果膠酶的用量實驗操作流程

分別準(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將不同濃度的果膠酶分別迅速與各試管的蘋果泥混合第24頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

一般為50mg/l左右，因為用此濃度處理果汁2～4小時后果汁率增加10％后不再增加。在最適溫度和pH條件下制作1升蘋果汁，使用多少果膠酶最合適？練習(xí)答：大規(guī)模生產(chǎn)與實驗室制備的主要不同點是：1.有兩次瞬間高溫滅菌；2.酶處理的時間相對較長；3.有離心分離步驟和濃縮步驟。旁欄思考第25頁,共32頁，2024年2月25日，星期天工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出果汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響。某學(xué)生設(shè)計了如下實驗：溫度/℃1020304050607080出汁量/ml813152515121110①將果膠酶與蘋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處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量(如圖C.④不同溫度條件下重復(fù)以上實驗步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表第26頁,共32頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)上述實驗，請分析回答下列問題：(1)果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因為果膠酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中________的水解。(2)實驗結(jié)果表明，當(dāng)溫度為________時果汁量最多，此時果膠酶的活性________。當(dāng)溫度再升高時，果汁量降低，說明，___________________________________。(3)實驗步驟①的目的是：_______________________________________。(4)為什么說果汁體積越大，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第27頁,共32頁，2024年2月25日，星期天果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，從而分解植物的細(xì)胞壁及胞間層。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高果汁的澄清度。下面是某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在“探究果膠酶催化果膠水解的適宜pH”的課題過程中遇到的問題。(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。第28頁,共32頁，2024年2月25日，星期天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，其目的是什么？酶和反應(yīng)物（果膠）充分地接觸以減少實驗誤差第29頁,共32頁，2024年2月25日，星期天（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