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1、专题4 酶的研究与应用课题1 果胶酶在果汁 生产中的作用选修1果胶酶在果汁生产中的作用选修1果胶酶在果汁生产中的作用一、课题目标一、课题目标 1. 1.简述果胶酶的作用；简述果胶酶的作用； 2. 2.检测果胶酶的活性；检测果胶酶的活性； 3. 3.探究温度和探究温度和pHpH对果胶酶活性对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量；的影响以及果胶酶的最适用量； 4. 4.搜集有关果胶酶应用的资料。搜集有关果胶酶应用的资料。选修1果胶酶在果汁生产中的作用二、课题重点与难点二、课题重点与难点 课题重点：课题重点： 温度和温度和pHpH对果胶酶活性的影响。对果胶酶活性的影响。课题难点：课题难点： 果胶酶的
2、最适用量。果胶酶的最适用量。选修1果胶酶在果汁生产中的作用三、基础知识分析三、基础知识分析 知识要点知识要点: :1.1.果胶酶的作用；果胶酶的作用；2.2.酶的活性的定义；酶的活性的定义；3.3.影响酶活性的因素；影响酶活性的因素；4.4.果胶酶的用量。果胶酶的用量。 选修1果胶酶在果汁生产中的作用(一)细胞壁的结构及作用：v作用是什么？作用是什么？v特点？特点？v结构组成？结构组成？保护植物细胞；支撑植物细胞弹性小；全透性纤维素、果胶选修1果胶酶在果汁生产中的作用1.1.果胶果胶植物细胞壁及细胞之间胞间层的成分植物细胞壁及细胞之间胞间层的成分 选修1果胶酶在果汁生产中的作用 植物细胞壁以及
3、胞间层的主要组成植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由成分之一，它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成聚合而成的一种的一种高分子化合物高分子化合物，不溶于水。，不溶于水。果胶果胶: :在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解率，还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果果胶胶，瓦解植物细胞的，瓦解植物细胞的细胞壁细胞壁及及胞间层胞间层，使，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。，也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶果胶酶选修1果胶酶在果汁生产中的作用 果胶酶并不特
4、指某一种酶，而是分果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括解果胶的一类酶的总称，包括多聚多聚半乳半乳糖醛酸糖醛酸酶酶、果胶分解酶果胶分解酶和和果胶脂酶果胶脂酶等。等。果胶酶果胶酶: :2.2.酶的活性与影响酶活性的因素酶的活性与影响酶活性的因素 指酶催化一定化学反应的能力。酶反指酶催化一定化学反应的能力。酶反应速度用应速度用单位时间单位时间内内单位体积单位体积中中反应物反应物的减少量的减少量或或生成物的增加量生成物的增加量来表示来表示. .(1)(1)酶的活性酶的活性选修1果胶酶在果汁生产中的作用(2)(2)影响酶活性的因素影响酶活性的因素 a.a.温温度度b.pHb.pH C
5、. .酶的抑制酶的抑制剂剂. .果胶酶的用量果胶酶的用量选修1果胶酶在果汁生产中的作用v()探究温度和探究温度和pH对酶活性的影响对酶活性的影响四、实验设计1、设计实验方案、设计实验方案 A、确定温度确定温度/PH梯度（梯度（5C0/ 10C0）/PH5、6、7、8 探究控制温度探究控制温度/PH的方法的方法和措施和措施你的实验变量是什么？如何设定？你的实验变量是什么？如何设定？B、确定水果的种类、确定水果的种类确定制备果汁的方确定制备果汁的方法法确定实验用的水果用量确定实验用的水果用量 确定果胶酶的确定果胶酶的用量用量控制测定果胶酶活性的方法控制测定果胶酶活性的方法选修1果胶酶在果汁生产中的
6、作用()探究温度和pH对酶活性的影响v2、实验操作步骤：、实验操作步骤：制备水果泥制备水果泥配制果胶酶配制果胶酶水果泥与果胶酶分别水浴保温水果泥与果胶酶分别水浴保温将水果泥和果胶酶混合保温将水果泥和果胶酶混合保温过滤出果汁过滤出果汁记录果汁量记录果汁量改变不同的温度改变不同的温度/PH后重复以上实验后重复以上实验选修1果胶酶在果汁生产中的作用()探究温度和pH对酶活性的影响 3、设计记录数据的表格、设计记录数据的表格 4、得出结论与分析：、得出结论与分析：画曲线图；最适温度画曲线图；最适温度/PH是是温度温度/PH果汁果汁量量/ml选修1果胶酶在果汁生产中的作用在实际的操作过程中，还需要注意下
7、列事项：在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：1 1与其他工业用酶基本相同，果胶酶的与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10 10 作为温度梯度，设置的具体温度为作为温度梯度，设置的具体温度为10 10 、20 20 、30 30 、40 40 、50 50 和和60 60 等，也等，也可以尝试以可以尝试以5 5 作为温度梯度。作为温度梯度。2 2苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水一
8、般可按每个中等大小的苹果加水100100200 200 mLmL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。选修1果胶酶在果汁生产中的作用3 3果泥的用量可以采用果泥的用量可以采用5 mL5 mL左右，果左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为胶酶的用量可采用质量浓度为2%2%的果胶酶溶的果胶酶溶液液2 mL2 mL。4 4水浴时间可以为水浴时间可以为202030 min30 min。5 5过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。6 6探究探究pHpH对果胶酶活性的影响，只须对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成将温度梯度改成pHpH梯度，并选定一个适宜的梯度
9、，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的温度进行水浴加热。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%的氢氧化钠或盐酸溶液进行的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。调节。选修1果胶酶在果汁生产中的作用问题思考问题思考1 1为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，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要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？温处理？将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时度是相同的，避免了果泥和果
10、胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。的问题。选修1果胶酶在果汁生产中的作用2 2在探究温度或在探究温度或pHpH的影响时，是否需要设置的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？需要设置对照实验，不同的温度梯度之需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的间或不同的pHpH梯度之间就可以作为对照，这梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。种对照称为相互对照。 3 3A A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因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？素不变？为
11、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，控制不变作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。保证一个自变量，实验结果才能说明问题。B B同学对于变量的处理应该与同学对于变量的处理应该与A A同学相同，同学相同，只是观察因变量的角度不同。只是观察因变量的角度不同。选修1果胶酶在果汁生产中的作用4 4想一想，为什么能够通过测定滤想一想，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出
12、的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？的高低？果胶酶将果胶分解为小分子物质，小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酶的催化分解果胶的能积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和力。在不同的温度和pHpH下，果胶酶的活性下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。越大，苹果汁的体积就越大。选修1果胶酶在果汁生产中的作用( () )探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量 探究果胶酶的用量是建立在探究最适温探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和度和pHpH对果胶酶活性影响的基础之上的。对果胶酶活性影响的基础之
13、上的。此时，研究的变量是此时，研究的变量是 ，其，其他因素都应他因素都应 。果胶酶的用量果胶酶的用量保持不变保持不变方案方案：可以配制不同浓度的果胶酶溶液，：可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。需要注意的是，后使用不同的体积即可。需要注意的是，反应液的反应液的pH必须相同，否则将影响实验结必须相同，否则将影响实验结果的准确性。果的准确性。选修1果胶酶在果汁生产中的作用问题思考思考当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？个因素是变量，哪些因素应该
14、保持不变？温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的浓度和用量、水浴时间和混合物的pHpH等所等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。选修1果胶酶在果汁生产中的作用五、结果分析与评价五、结果分析与评价 根据实验数据绘制出的温度和根据实验数据绘制出的温度和pHpH对对果胶酶活性影响的曲线图；果胶酶活性影响的曲线图； 不同果胶酶用量对出汁量影响的曲不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件下）；线图（在浓度和体积相同的条件下）； 果胶酶最适温度、果胶酶最适温度、pHpH以及果胶酶的以及果胶酶的最适用量。最适用量。选修1果胶酶在果汁生产中的作用六、本课题知识小结六、本课题知识小结 选修1果胶酶在果汁生产中的作用 练习练习: :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。选修1果胶酶在果汁生产中的作用选修1果胶酶在果汁生产中的作用
