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1、u制作果汁面临两个主要问题：制作果汁面临两个主要问题：果汁的出汁率和果汁的出汁率和澄清度低澄清度低果胶酶果胶酶加加果果胶胶酶酶有何方法可以解决？有何方法可以解决？4.1 4.1 果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用1. 1. 果胶：果胶： 是植物是植物细胞壁细胞壁以及以及胞间层胞间层的主要组成成分的主要组成成分之一，是由之一，是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成聚合而成的一种高分子的一种高分子化合物。化合物。不溶于水。不溶于水。一、果胶与果胶酶一、果胶与果胶酶2. 2. 果胶酶：果胶酶： 是是分解果胶的一类酶分解果胶的一类酶的总称，包括的总称，包括半乳糖半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯
2、酶醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。等。一、果胶与果胶酶一、果胶与果胶酶果胶果胶 半乳糖醛酸（可溶）半乳糖醛酸（可溶）果胶酶果胶酶作用：作用：瓦解细胞壁和胞间层，提高果汁的瓦解细胞壁和胞间层，提高果汁的出汁率和澄清度出汁率和澄清度霉菌、植物、酵母菌、细菌霉菌、植物、酵母菌、细菌来源：来源：化学本质：化学本质： 蛋白质蛋白质2 2. . 酶催化能力的标准：酶催化能力的标准： 在一定的条件下，酶所催化的某一在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的化学反应的反应速度。反应速度。二、果胶酶活性与影响酶活性的因素二、果胶酶活性与影响酶活性的因素1. 1. 酶的活性：酶的活性： 指酶指酶催化催化一定化学反应
3、的一定化学反应的能力能力。单位时间内、单位体积中，单位时间内、单位体积中，反应物的减少量反应物的减少量或或产物的增加量产物的增加量二、果胶酶活性与影响酶活性的因素二、果胶酶活性与影响酶活性的因素3. 3. 影响酶活性的因素：影响酶活性的因素：温度温度pHpH酶的抑制剂酶的抑制剂u设计实验：设计实验： 探究探究温度温度对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响u设计实验：设计实验： 探究探究温度温度对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响提出问题提出问题作出假设作出假设科学探究的一般过程：科学探究的一般过程：设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果得出结论得出结论表达交流表达交流a.a.对照原则对
4、照原则b.b.单因子变量原则单因子变量原则c.c.等量原则等量原则提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：探究探究 对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响a. a. 在最适温度（约在最适温度（约5050）时，果）时，果 胶酶活性胶酶活性 ，低于或高于，低于或高于 最适温度时酶活性最适温度时酶活性 。b. b. 果胶酶的活性与果汁的出汁率果胶酶的活性与果汁的出汁率 和澄清度成和澄清度成 比比变变量量自变量：自变量： 温度温度因变量：因变量： 酶活性酶活性正正最高最高 降低降低温度温度设计实验：设计实验：（出汁率（出汁率/ /澄清度）澄清度）无关变量无关变量进行实验（自变量进行实验（自变量温度）温度
5、）搅拌器搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌制成苹果泥各装入各装入 5mL5mL9 9支试管支试管制备果胶酶水溶液制备果胶酶水溶液各装入各装入 2mL2mL9 9支试管支试管将将装有苹果泥和果胶酶的装有苹果泥和果胶酶的试管试管各各9 9组分别组分别放入放入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的的恒温水浴锅恒温水浴锅中保温中保温试管内温度稳定后，试管内温度稳定后，将果胶酶加入将果胶酶加入相同温度的苹果泥内相同温度的苹果泥内恒温保持恒温保持2020分
6、钟分钟过滤果汁过滤果汁，用，用量筒量筒测量果汁的量，记录测量果汁的量，记录实验数据记录表格实验数据记录表格温度温度/ / o oC C303035354040454550505555606065657070果汁量果汁量/ml/ml最适最适探究探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响，只须将温度梯，只须将温度梯度改成度改成设置设置pHpH梯度梯度，并，并选定一个适宜的温度选定一个适宜的温度进行水浴加热。进行水浴加热。反应液中的反应液中的pHpH可以通过可以通过体积分数为体积分数为0.1%0.1%的氢的氢氧化钠或盐酸溶液氧化钠或盐酸溶液进行调节。进行调节。搅拌器搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌制成
7、苹果泥各装入各装入 5mL5mL 9 9 支试管支试管制备果胶酶水溶液制备果胶酶水溶液各装入各装入 2mL2mL9 9支试管支试管将将装有苹果泥和果胶酶的装有苹果泥和果胶酶的试管试管各各5 5组分别组分别放入放入50500 0C C的的恒温水浴锅恒温水浴锅中保温中保温试管内温度稳定后，试管内温度稳定后，将果胶酶加入将果胶酶加入相同温度的苹果泥内相同温度的苹果泥内恒温保持恒温保持2020分钟分钟过滤果汁过滤果汁，用，用量筒量筒测量果汁的量，记录测量果汁的量，记录6 6进行实验（自变量进行实验（自变量pHpH）6 6试管内温度稳定后，试管内温度稳定后，将果胶酶加入的苹果泥内，调将果胶酶加入的苹果泥
8、内，调节节pHpH为为1 1、3 3、5 5、7 7、9 9、1111，恒温恒温5050保持保持2020分钟分钟将将装有苹果泥和果胶酶的装有苹果泥和果胶酶的试管试管各各5 5组分别组分别放入放入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的的恒温水浴锅恒温水浴锅中保温中保温实验数据记录表格实验数据记录表格pHpH1 13 35 57 79 91111果汁量果汁量/ml/ml最适最适FeFe3 3、CaCa2 2、ZnZn2 2等金属离子对果胶
9、酶等金属离子对果胶酶有抑制作用。有抑制作用。进行实验（自变量进行实验（自变量酶抑制剂）酶抑制剂）讨论：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将讨论：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？ 将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。胶酶活性的问题。在探究温度或在探究温度或pHpH的影响
10、时，是否需要设置对照？的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？如果需要，又应该如何设置？为什么？ 需要设置对照实验，不同的温度梯度（或需要设置对照实验，不同的温度梯度（或pHpH梯度）之间就可以作为对照，这种对照称为梯度）之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照相互对照。A A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？为什么要作这样的处理？B B同学呢？同学呢？ A A同学将温度或同学将温度或pHpH作为变量，控制不变的作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间量有苹果泥的用量、果胶酶的用
11、量、反应的时间和过滤的时间等。和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。实验结果才能说明问题。B B同学对于变量的处理同学对于变量的处理应该与应该与A A同学相同，只是同学相同，只是观察因变量的角度不同观察因变量的角度不同。想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？积大小来判断果胶酶活性的高低？ 果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分
12、解果胶的能力。在不同的温度下，果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。1 1、分别用、分别用0 00 0C C和和1001000 0C C的温度处理某种酶后，酶都的温度处理某种酶后，酶都 没有活性，但（没有活性，但（ ） A A A A、经过、经过0 00 0C C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 B B、经过、经过1001000 0C C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 C C、经过、经过0 00 0C C处理的酶的空间结构遭破坏处理的酶的空间结构遭破坏 D D、经过、经过1001000 0C C处理
13、的酶被水解成了氨基酸处理的酶被水解成了氨基酸2 2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和 适适量的水混合装入一个容器内，调整量的水混合装入一个容器内，调整pHpH至至2.02.0， 保存于保存于37370 0C C的水浴锅内。过一段时间后，容器的水浴锅内。过一段时间后，容器 内剩余的物质是（内剩余的物质是（ ）A A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B B、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、
14、水、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水A A探究最适温度和探究最适温度和pHpH对果胶酶活性影响的基础对果胶酶活性影响的基础之上之上，设计实验设计实验“探究果胶酶的探究果胶酶的最适最适用量用量”。提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：探究探究 。a. a. 在一定条件下，随着酶浓度增加，在一定条件下，随着酶浓度增加， 果汁的体积也果汁的体积也 。b. b. 当酶浓度达到某一数值后，再增当酶浓度达到某一数值后，再增 加酶的用量，果汁的体积加酶的用量，果汁的体积 ， 此值即是酶的最适用量此值即是酶的最适用量变变量量自变量：自变量： 酶的用量酶的用量因变量：因变量： 果汁产量果汁产量增加增加
15、不变不变果胶酶的最适用量果胶酶的最适用量设计实验：设计实验：（出汁率）（出汁率）无关变量无关变量搅拌器搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌制成苹果泥各装入各装入 5mL5mL 9 9 支试管支试管准确称取纯的果胶酶准确称取纯的果胶酶1 1 9mg9mg，配成，配成不同质量分不同质量分数的果胶酶水溶液数的果胶酶水溶液，各取，各取2mL2mL分别装入分别装入9 9支试管中支试管中将将装有苹果泥和果胶酶的装有苹果泥和果胶酶的试管试管各各9 9组，分别组，分别放入放入50500 0C C的的恒温水浴锅恒温水浴锅中保温中保温过滤果汁过滤果汁，用，用量筒量筒测量果汁的量，记录测量果汁的量，记录进行实验（自变量进行实验
16、（自变量果胶酶用量）果胶酶用量）试管内温度稳定后，试管内温度稳定后，将不同浓度的果胶酶溶液将不同浓度的果胶酶溶液迅速与各试管中的苹果泥混合，迅速与各试管中的苹果泥混合，恒温保持恒温保持2020分钟分钟 一般为一般为50mg/l50mg/l左右，因为用此浓度处理左右，因为用此浓度处理果汁果汁2 24 4小时后果汁率增加小时后果汁率增加1010后不再增加。后不再增加。在最适温度和在最适温度和pHpH条件下制作条件下制作1 1升苹果汁，使用升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？多少果胶酶最合适？大规模生产与实验室制备的主要不同点是：大规模生产与实验室制备的主要不同点是：1.1.有两次瞬间高温灭菌；有两次瞬间高温灭菌；2.2.酶处理的时间相对较长；酶处理的时间相对较长；3.3.有离心分离步骤和浓缩步骤。有离心分离步骤和浓缩步骤。
