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1、制作果汁要解决两个问题制作果汁要解决两个问题一一.果肉的出汁率低果肉的出汁率低,耗时长耗时长二榨取的果汁浑浊，黏度高，二榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀易发生沉淀果胶酶果胶酶情境引导情境引导专题专题4 4 酶的研究与应用酶的研究与应用课题课题1 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基础自主梳理基础自主梳理一、果胶与果胶一、果胶与果胶酶酶1果胶果胶(1)果果胶胶是是_的的主主要要组组成成成分之一成分之一 它它是是由由_聚聚合合而而成成的的一一种种高高分分子子化化合合物，物，_于水。于水。（2在在果果汁汁加加工工中中，果果胶胶的的存存在在易易导导致致_ _细细胞壁以及胞胞壁以及胞
2、间层间层半乳糖半乳糖醛醛酸酸不溶不溶出汁率低，果汁浑浊出汁率低，果汁浑浊植物细胞模式图植物细胞模式图植物细胞模式图植物细胞模式图 资料资料1：细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；：细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；胞间层的主要成分是果胶胞间层的主要成分是果胶资料资料2：细胞壁的结构较紧密；果胶不溶于水，：细胞壁的结构较紧密；果胶不溶于水，果胶在酸性和有高浓度糖存在下可形成凝胶，果胶在酸性和有高浓度糖存在下可形成凝胶，对悬浮物形成稳定的胶体保护体系对悬浮物形成稳定的胶体保护体系 加加果果胶胶酶酶2果胶果胶酶酶(1)作作用用：能能_果果胶胶，瓦瓦解解_，使使榨榨取取果果汁汁更更容容易易，把把果果胶胶分分
3、_，使使浑浊浑浊的果汁的果汁变变得澄清得澄清 。(2)组组 成成 ： 是是 分分 解解 果果 胶胶 的的 一一 类类 酶酶 的的 总总 称称 ， 包包 括括_、果胶分解、果胶分解酶酶和和_等。等。(3)来来源源：_、霉霉菌菌、酵酵母母菌菌和和_均均能能产产生生果果胶胶酶酶。由由霉霉菌菌_生生产产的的果果胶胶酶酶，被被广广泛泛地地应应用用于于果果汁加工汁加工业业。植物植物细细胞壁胞壁及胞及胞间层间层多聚半乳糖多聚半乳糖醛醛酸酸酶酶果胶果胶酯酯酶酶植物植物细细菌菌发发酵酵分解分解可溶性半乳糖醛酸可溶性半乳糖醛酸二、酶的活性与影响酶活性的因素二、酶的活性与影响酶活性的因素回忆酶的基础知识：回忆酶的基
4、础知识： （1 1酶的概念酶的概念 （2 2酶的化学本质，基本组成单位酶的化学本质，基本组成单位 （3 3酶的功能及原因酶的功能及原因 （4 4酶的特性酶的特性1 1、酶的概念、酶的概念 酶是活细胞所产生的具有生物催化酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物；作用的一类特殊的有机物；蛋白质大多数或蛋白质大多数或RNARNA；基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸酶能降低化学反应的活化能，从而酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。在各种化使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起催化作用学反应中起催化作用2 2、酶的本质、酶的本质3 3、酶的功能
5、、酶的功能4 4、酶的特性、酶的特性 （1 1高效性高效性（2 2专一性专一性5 5、酶的活性、酶的活性 酶酶的的活活性性是是指指酶酶_一一定定化化学学反反应应的的能能力力，其其活活性性高高低低用用一一定定条条件件下下，酶酶所所催催化化的的某某一一化化学学反反应应的的_来来表示。表示。 酶酶的的反反应应速速度度是是指指单单位位时时间间内内、单单位位 体体 积积 中中 反反 应应 物物 的的 _或或 产产 物物 的的_。催化催化反反应应速度速度减少量减少量增加量增加量酶活性受酶活性受酶活性受酶活性受pHpHpHpH值影响的示意图值影响的示意图值影响的示意图值影响的示意图 6.6.影响酶活性的因素
6、影响酶活性的因素（1 1温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响酶活性受酶活性受酶活性受酶活性受pHpHpHpH值影响的示意图值影响的示意图值影响的示意图值影响的示意图 在最适温度、最适在最适温度、最适在最适温度、最适在最适温度、最适pHpHpHpH条件下，酶的活性最高。条件下，酶的活性最高。条件下，酶的活性最高。条件下，酶的活性最高。温度、温度、温度、温度、pHpHpHpH的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。（2 2pH pH 对酶活性的影响对酶活性的影响对酶活
7、性的影响对酶活性的影响（3 3酶的抑制剂酶的抑制剂酶的抑制剂酶的抑制剂酶的抑制剂：酶的抑制剂： Fe3 Fe3、Ca2Ca2、Zn2Zn2等金属离子对果等金属离子对果胶酶有抑制作用。胶酶有抑制作用。 （一探究温度对果胶酶活性的影响（一探究温度对果胶酶活性的影响 1. 1.实验原理实验原理 果胶酶活性受温度的影响，在最适温度下，果胶酶活性受温度的影响，在最适温度下，其活性最高。其活性最高。 果肉出汁率、澄清度与果胶酶活性成正比果肉出汁率、澄清度与果胶酶活性成正比 温度设置：温度设置： 30 3070 70 梯度梯度55三、实验设计三、实验设计 2. 2. 2. 2.变量：该实验中，哪个因素作为自
8、变量？变量：该实验中，哪个因素作为自变量？变量：该实验中，哪个因素作为自变量？变量：该实验中，哪个因素作为自变量？ 哪个哪个哪个哪个因素为因变量？应控制哪些因素不变？为什么要作这样因素为因变量？应控制哪些因素不变？为什么要作这样因素为因变量？应控制哪些因素不变？为什么要作这样因素为因变量？应控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？的处理？的处理？的处理？自变量自变量: :温度温度因变量：酶活性单位时间内果汁体积或澄清度）因变量：酶活性单位时间内果汁体积或澄清度）无关变量：无关变量：pHpH、苹果泥的用量、果胶酶的用量和、苹果泥的用量、果胶酶的用量和浓度、水浴的时间、反应的时间、过滤的时间等。浓
9、度、水浴的时间、反应的时间、过滤的时间等。搅拌器制成搅拌器制成搅拌器制成搅拌器制成苹果泥等量分装苹果泥等量分装苹果泥等量分装苹果泥等量分装9 9 9 9支试管，标志支试管，标志支试管，标志支试管，标志果胶酶果胶酶果胶酶果胶酶溶液等量分装溶液等量分装溶液等量分装溶液等量分装9 9 9 9支试管，标志支试管，标志支试管，标志支试管，标志各取一只分各取一只分各取一只分各取一只分9 9 9 9组分别放入组分别放入组分别放入组分别放入30303030、35353535、40404040、45 45 45 45 50505050、55555555、60606060、65 7065 7065 7065 70
10、水中水中水中水中恒温水浴保温恒温水浴保温恒温水浴保温恒温水浴保温10101010分钟分钟分钟分钟将相同温度下的果胶酶、苹果泥混合搅拌将相同温度下的果胶酶、苹果泥混合搅拌将相同温度下的果胶酶、苹果泥混合搅拌将相同温度下的果胶酶、苹果泥混合搅拌保温保温保温保温10min10min过滤果汁，量筒测量滤出果汁体积，设计表格记录结果过滤果汁，量筒测量滤出果汁体积，设计表格记录结果过滤果汁，量筒测量滤出果汁体积，设计表格记录结果过滤果汁，量筒测量滤出果汁体积，设计表格记录结果3.3.3.3.实验操作流程实验操作流程实验操作流程实验操作流程设计记录数据的表格设计记录数据的表格温度温度oC3035404550
11、55606570果汁果汁量量/ml/ml（1 1获取苹果泥榨汁最好，橙子可不去皮）获取苹果泥榨汁最好，橙子可不去皮）（2 2保温保温苹果泥和果胶酶分别进行多个苹果泥和果胶酶分别进行多个温度）温度）（3 3混合后保温搅拌使酶充分发挥催化）混合后保温搅拌使酶充分发挥催化）（4 4过滤。过滤。思绪：只需将温度梯度改成思绪：只需将温度梯度改成pH梯度，并选梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。定一个适宜的温度进行水浴加热。（二探究（二探究pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 下面是某研究性学习小组同学在下面是某研究性学习小组同学在“探究果胶酶催化果探究果胶酶催化果胶水解的适宜胶水解的适宜pHpH
12、的课题过程中遇到的问题。的课题过程中遇到的问题。 （1 1本课题实验步骤中，在完成本课题实验步骤中，在完成“试管中分别加入苹试管中分别加入苹果泥假定果泥假定pHpH的改变对苹果泥成分无影响和果胶酶溶液的改变对苹果泥成分无影响和果胶酶溶液分组、编号之后，有下面两种操作：分组、编号之后，有下面两种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和苹果泥相混合，方法一：将试管中的果胶酶溶液和苹果泥相混合，再把混合液的再把混合液的pHpH分别调至分别调至4 4、5 5、6 61010。方法二：将试管中果胶酶溶液和苹果泥的方法二：将试管中果胶酶溶液和苹果泥的pHpH分别调分别调到到4 4、5 5、6 61010，再把
13、，再把pHpH相等的果胶酶溶液和苹果泥相相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。请问哪一种方法更为科学，并说明理由？混合。请问哪一种方法更为科学，并说明理由？ 方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始达到实验预设的达到实验预设的pHpH或或“方法一的操作会在达到预方法一的操作会在达到预定定pHpH之前就发生了酶的催化反应之前就发生了酶的催化反应”）。）。将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中恒温加热恒温加热恒温加热恒温加热混合、保持恒
14、温一段时间混合、保持恒温一段时间混合、保持恒温一段时间混合、保持恒温一段时间过滤果汁，用量筒测量果汁的量，过滤果汁，用量筒测量果汁的量，过滤果汁，用量筒测量果汁的量，过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定最适填入表格，确定最适填入表格，确定最适填入表格，确定最适pHpHpHpH搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥均分均分均分均分 装入装入装入装入9 9 9 9支试管支试管支试管支试管果胶酶水溶液果胶酶水溶液果胶酶水溶液果胶酶水溶液等量等量等量等量9 9 9 9支试管支试管支试管支试管将苹果泥和果胶酶分别加入将苹果泥和果胶酶分别加入将苹果泥和果胶
15、酶分别加入将苹果泥和果胶酶分别加入9 9 9 9组试管中选取的组试管中选取的组试管中选取的组试管中选取的pH pH pH pH 梯度：梯度：梯度：梯度： 5.05.05.05.0、5. 5 5. 5 5. 5 5. 5 、6.06.06.06.0、6.56.56.56.5、7.07.07.07.0、7.57.57.57.5、8.08.08.08.0、8.58.58.58.5、9.09.09.09.0）1 1 1 1在混合苹果泥和果胶酶之前，为什么要将果泥在混合苹果泥和果胶酶之前，为什么要将果泥在混合苹果泥和果胶酶之前，为什么要将果泥在混合苹果泥和果胶酶之前，为什么要将果泥 和果胶酶分装在不同的
16、试管内恒温处理？和果胶酶分装在不同的试管内恒温处理？和果胶酶分装在不同的试管内恒温处理？和果胶酶分装在不同的试管内恒温处理？ 保证果泥与果胶酶混合时温度相同，避保证果泥与果胶酶混合时温度相同，避免混合时影响混合物的温度，从而影响果胶免混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性。酶活性。2 2 2 2在探究温度或在探究温度或在探究温度或在探究温度或pHpHpHpH的影响时，是否需要设置对照？的影响时，是否需要设置对照？的影响时，是否需要设置对照？的影响时，是否需要设置对照？ 如果需要，应该如何设置对照组？如果需要，应该如何设置对照组？如果需要，应该如何设置对照组？如果需要，应该如何设置对照组？需
17、求。不同的温度之间或需求。不同的温度之间或pHpH，就可以作为对照，就可以作为对照 这种对照称为相互对照。这种对照称为相互对照。3 3 3 3A A A A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不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？变？为什么要作这样的处理？变？为什么要作这样的处理？变？为什么要作这样的处理？B B B B同学呢？同学呢？同学呢？同学呢？ A A A A同学：变量：温度或同学：变量：温度或同学：变量：温度或同学：变量：温度或pHpHpHpH） 不变：苹果泥、果胶酶用量，反响、过
18、滤时间等。不变：苹果泥、果胶酶用量，反响、过滤时间等。不变：苹果泥、果胶酶用量，反响、过滤时间等。不变：苹果泥、果胶酶用量，反响、过滤时间等。 只有保证一个变量，实验结果才能说明问题。只有保证一个变量，实验结果才能说明问题。只有保证一个变量，实验结果才能说明问题。只有保证一个变量，实验结果才能说明问题。B B B B同学：对于变量的控制应该与同学：对于变量的控制应该与同学：对于变量的控制应该与同学：对于变量的控制应该与A A A A相同相同相同相同 但观察因变量的角度不同。但观察因变量的角度不同。但观察因变量的角度不同。但观察因变量的角度不同。4 4想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的想一
19、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？体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，小分子物质可以通过滤纸，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酶的催化分解果胶的能力。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力。（三探究果胶酶的用量（三探究果胶酶的用量1 1、实验原理：在一定的条件下，随着酶浓度、实验原理：在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用量，果汁的体积不再改数值后，在增加酶的用量，果汁的体积不再改变
20、，此值即是酶的最适用量。变，此值即是酶的最适用量。自变量：果胶酶的量自变量：果胶酶的量自变量：果胶酶的量自变量：果胶酶的量因变量：果汁的体积因变量：果汁的体积因变量：果汁的体积因变量：果汁的体积思索：该实验中，如何设置酶用量思索：该实验中，如何设置酶用量的梯度？的梯度？不同浓度相同体积的果胶酶溶液不同浓度相同体积的果胶酶溶液 同一浓度不同体积的果胶酶溶液同一浓度不同体积的果胶酶溶液 2 2、实验操作：、实验操作：（1 1配制不同浓度的果胶酶溶液配制不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶准确称取纯的果胶酶1mg1mg、2mg2mg、3mg3mg、4mg 4mg 、5mg5mg、6mg6mg、7m
21、g7mg、8mg8mg、9mg9mg，配制成相等体积的水溶液，配制成相等体积的水溶液，取等量放入取等量放入9 9支试管中，并编号支试管中，并编号1 19 9。 （2 2制备水果泥制备水果泥 搅拌器搅拌制成苹果泥，等量装入9支试管中，并编号19。（3 3将上述试管分别恒温水浴加热一段时间。将上述试管分别恒温水浴加热一段时间。（4 4将不同浓度的果胶酶分别与各试管的苹果将不同浓度的果胶酶分别与各试管的苹果泥混合，然后再恒温水浴约泥混合，然后再恒温水浴约2020分钟分钟（5 5过滤后测量果汁的体积过滤后测量果汁的体积四、结果分析与评价四、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
22、温度和pHpH对果胶对果胶酶活性影响的曲线图；酶活性影响的曲线图； 不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图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）；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以及果胶酶的最适以及果胶酶的最适用量。用量。 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。小小 结结果胶酶在果汁生产中的作果胶酶在果汁生产中的作用用果胶：果胶：果胶酶果胶酶酶活性酶活性是植物细胞壁及胞间层的主要组成成分之一，它是由是植物细胞
23、壁及胞间层的主要组成成分之一，它是由作用：作用： 组成：组成：来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。能把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸能把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸 是分解果胶的一类酶的总称，是分解果胶的一类酶的总称， 包括（包括（ ）、（）、（ ）、（）、（ ）。）。概念概念 ： 表示：表示：反应速度果汁体积或澄清度）反应速度果汁体积或澄清度）影响因素：影响因素：酶酶_一定化学反应的能力一定化学反应的能力温度、温度、pH、酶的抑制剂等、酶的抑制剂等1.果胶是植物组织的组成成分之一果胶是植物组织的组成成分之一,它主要存在于植物组织的哪一部分
24、它主要存在于植物组织的哪一部分?A细胞核细胞核B细胞质细胞质C细胞间隙细胞间隙D细胞壁及胞间层细胞壁及胞间层练习练习恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！2果胶酶能将植物组织内的果果胶酶能将植物组织内的果胶分解成（）胶分解成（）A透明果汁透明果汁B半乳糖醛酸半乳糖醛酸C丙酮酸丙酮酸D酶制剂酶制剂练习练习3. 果胶酶是分解果胶的一类酶的果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括总称，它不包括( )A. 多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶B. 果胶分解酶果胶分解酶C. 乳糖分解酶乳糖分解酶D. 果胶酯酶果胶酯酶练习练习4.在果汁加工中，果胶不仅会影响出在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊，因此应加入果胶汁率，还会使果汁浑浊，因此应加入果胶酶去除果胶酶去除果胶,这表现酶的这表现酶的( )A. 多样性多样性B. 高效性高效性C. 专一性专一性D. 受温度影响受温度影响 练习练习
