果膠酶在果汁生產(chǎn)中的重要作用 終版

1、專題專題4 酶的研究與應用酶的研究與應用 1 1、酶的概念、酶的概念 基礎知識基礎知識 酶是酶是活細胞活細胞所產(chǎn)生的具有所產(chǎn)生的具有生物催化生物催化 作用作用的一類特殊的的一類特殊的有機物有機物； 蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（大大多數(shù)）或多數(shù)）或RNARNA； 基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸 酶能酶能降低降低化學反應的活化能，從而化學反應的活化能，從而 使反應能夠迅速的進行。在各種化使反應能夠迅速的進行。在各種化 學反應中起學反應中起催化催化作用作用 2 2、酶的本質(zhì)、酶的本質(zhì) 3 3、酶的功能、酶的功能 4 4、酶的特性、酶的特性 （1 1）高效性）高效性 （2 2）專

2、一性）專一性 （3 3）需要適宜的條件）需要適宜的條件 課題課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之 一，它是由一，它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一種聚合而成的一種高分高分 子化合物子化合物，不溶于水。，不溶于水。 1 1、果膠果膠 思考：思考： 要破壞植物的細胞壁，你有什么方法？要破壞植物的細胞壁，你有什么方法？ 果膠酶能夠分解果膠酶能夠分解果膠果膠，瓦解植物細胞的，瓦解植物細胞的細胞壁細胞壁及及胞間胞間 層層，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的半乳半乳

3、 糖醛酸糖醛酸，也使得渾濁的果汁變得澄清。，也使得渾濁的果汁變得澄清。 果膠酶果膠酶 果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類 酶的總稱，包括酶的總稱，包括多聚多聚半乳糖醛酸酶半乳糖醛酸酶、果膠分解酶果膠分解酶和和 果膠酯酶果膠酯酶等。等。 1.1.果膠是植物組織的組成成分之一果膠是植物組織的組成成分之一, ,它主要存它主要存 在于植物組織的哪一部分在于植物組織的哪一部分? ?（）（） 細胞核細胞核 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞間隙細胞間隙 細胞壁及胞間層細胞壁及胞間層 果膠酶能將植物組織內(nèi)的果膠分解成（）果膠酶能將植物組織內(nèi)的果膠分解成（） 透明果汁半乳糖醛

4、酸透明果汁半乳糖醛酸 丙酮酸酶制劑丙酮酸酶制劑 果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括 A.A.多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 B.B.果膠分解酶果膠分解酶 C.C.乳糖分解酶乳糖分解酶 D.D.果膠酯酶果膠酯酶 D B C 指酶催化一定化學反應的能力。酶活性的高低指酶催化一定化學反應的能力。酶活性的高低 可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學反應的可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學反應的 反應速度來表示。酶反應速度用反應速度來表示。酶反應速度用單位時間單位時間內(nèi)內(nèi)單位體單位體 積積中中反應物的減少量反應物的減少量或或生成物的增加量生成物的增加量

5、來表示。來表示。 (1)(1)酶的活性酶的活性 2 2、酶的活性與影響酶活性的因素酶的活性與影響酶活性的因素 (2)(2)影響酶活性的因素影響酶活性的因素 a.a.溫度溫度b.pHb.pHc.c.酶的抑制劑酶的抑制劑 A A、溫度對酶的影響、溫度對酶的影響 在較低溫度時，隨著溫度的升高，酶的活性也逐漸提在較低溫度時，隨著溫度的升高，酶的活性也逐漸提 高，達到最適溫度時，酶的催化能力最高，但高于最適溫高，達到最適溫度時，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。度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。 3 3、影響酶活性的因素：、影響酶活性的因素

6、：溫度溫度 pH pH 酶的抑制劑酶的抑制劑 討論：討論：高溫使酶的活性喪失后，酶的活性可否恢復？為什高溫使酶的活性喪失后，酶的活性可否恢復？為什 么？么？ 不能恢復，因高溫破壞了酶的分子結(jié)構(gòu)，高溫對酶造不能恢復，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，緩慢恢復其成不可逆的破壞。但低溫使酶的活性喪失后，緩慢恢復其 溫度活性仍可恢復。溫度活性仍可恢復。 影響酶活性的因素影響酶活性的因素 1 1、分別用、分別用0 00 0C C和和1001000 0C C的溫度處理某種酶后，酶都的溫度處理某種酶后，酶都 沒有活性，但（沒有活性，但（ ） A A、經(jīng)過、經(jīng)過0

7、00 0C C處理的酶活性能夠恢復處理的酶活性能夠恢復 B B、經(jīng)過、經(jīng)過1001000 0C C處理的酶活性能夠恢復處理的酶活性能夠恢復 C C、經(jīng)過、經(jīng)過0 00 0C C處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞 D D、經(jīng)過、經(jīng)過1001000 0C C處理的酶被水解成了氨基酸處理的酶被水解成了氨基酸 A A、 pHpH對酶的影響對酶的影響 酶的催化能力的發(fā)揮有一個最適酶的催化能力的發(fā)揮有一個最適pH pH ，在，在 低于最適低于最適pHpH時，隨著時，隨著pHpH的升高，酶的催化能力也的升高，酶的催化能力也 相應升高，高于最適相應升高，高于最適pHpH時，隨著時，隨著pHpH的

8、升高，酶的的升高，酶的 活性逐漸下降，活性逐漸下降，pHpH過高或過低會使蛋白質(zhì)變性，過高或過低會使蛋白質(zhì)變性， 當?shù)鞍踪|(zhì)變性后，酶也就完全喪失了活性。當?shù)鞍踪|(zhì)變性后，酶也就完全喪失了活性。 3 3、影響酶活性的因素：、影響酶活性的因素：溫度溫度 pHpH 酶的抑制劑酶的抑制劑 影響酶活性的因素影響酶活性的因素 2 2、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和、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)整適量的水混合裝入一個容器內(nèi)，調(diào)整pHpH至至2.02.0，保，保 存于存于37370 0C C的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)

9、剩余 的物質(zhì)是（的物質(zhì)是（ ） 酶的抑制劑：酶的抑制劑： FeFe3 3 、 、CaCa2 2 、 、ZnZn2 2 等金屬離子對果膠酶有 等金屬離子對果膠酶有 抑制作用。抑制作用。 3 3、影響酶活性的因素：、影響酶活性的因素：溫度溫度 pH pH 酶的抑制劑酶的抑制劑 影響酶活性的因素影響酶活性的因素 酶的活性受溫度酶的活性受溫度pH值等外界因素的影值等外界因素的影 響，本節(jié)課我們首先探究一下溫度對酶響，本節(jié)課我們首先探究一下溫度對酶 活性的影響活性的影響 提出問題：探究溫度對酶活性的影響提出問題：探究溫度對酶活性的影響 預期假設：在最適溫度（約預期假設：在最適溫度（約 40 ）酶的活）酶

10、的活 性最大，低于或高于最性最大，低于或高于最 適溫度適溫度 時酶活性遞減時酶活性遞減 攪拌器攪拌制成蘋果泥攪拌器攪拌制成蘋果泥 9支試管支試管 果膠酶水溶液果膠酶水溶液 9支試管支試管 分別放入分別放入30 、 35 、40、45 、50 、 55、 60、 65、70、的恒溫箱中恒溫加熱、的恒溫箱中恒溫加熱 待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶 加入相同溫度的蘋果泥內(nèi)加入相同溫度的蘋果泥內(nèi) 恒溫保持恒溫保持10分鐘分鐘 過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格 實驗 溫度 30 35 40 45 50 55 60 65 70 果汁 量

11、 1 1為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，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要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒 溫處理？溫處理？ 將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒 溫處理，可以保證溫處理，可以保證底物和酶在混合時的溫底物和酶在混合時的溫 度是相同的度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時，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影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性 的問題。的問題。 說明說明: :等量的控制（果泥、果膠酶的量）等量的控制（果泥、果膠酶的量） 等時間的控制（反應時間、過濾時間）等時間的控制（

12、反應時間、過濾時間） 恒溫的控制（不同反應物的預熱恒溫的控制（不同反應物的預熱 水浴、反應物水浴、反應物 的混合攪拌等）的混合攪拌等） 其他處理（加水、濾紙等）其他處理（加水、濾紙等） 探究探究pH對果膠酶活性的影響，只須將溫度對果膠酶活性的影響，只須將溫度 梯改成梯改成pH梯度，并選定一個梯度，并選定一個適宜的溫度適宜的溫度進進 行水浴加熱。行水浴加熱。 反應液中的反應液中的pH可以通過體積分數(shù)為可以通過體積分數(shù)為0.1%的的 氫氧化鈉氫氧化鈉或或鹽酸鹽酸溶液進行調(diào)節(jié)。溶液進行調(diào)節(jié)。 攪拌器拌制成蘋果攪拌器拌制成蘋果 泥均分裝入泥均分裝入 果膠酶水果膠酶水 溶液等量溶液等量 支試管支試管 支

13、試管支試管 各取一支分組分別放入各取一支分組分別放入37度的恒溫水箱中恒度的恒溫水箱中恒 溫加熱溫加熱 待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠 酶加入相同溫度的蘋果泥中調(diào)節(jié)為酶加入相同溫度的蘋果泥中調(diào)節(jié)為 恒溫保持恒溫保持 過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格 2 2在探究溫度或在探究溫度或pHpH的影響時，是否需的影響時，是否需 要設置對照？如果需要，又應該如何設置？要設置對照？如果需要，又應該如何設置？ 為什么？為什么？ 需要設置對照實驗，不同的溫度梯度之需要設置對照實驗，不同的溫度梯度之 間或不同的間或不同的pHpH梯度之間就可以作為

14、對照，梯度之間就可以作為對照， 這種對照稱為相互對照。這種對照稱為相互對照。 探究果膠酶的最適用量是建立在探究探究果膠酶的最適用量是建立在探究最適溫最適溫 度和度和pHpH對果膠酶活性影響的基礎之上的。實對果膠酶活性影響的基礎之上的。實 驗時可以配制驗時可以配制不同濃度的果膠酶溶液不同濃度的果膠酶溶液，此時，此時， 研究的變量是研究的變量是果膠酶的用量果膠酶的用量，其他因素都應，其他因素都應 保持不變保持不變，否則將影響實驗結(jié)果的準確性。，否則將影響實驗結(jié)果的準確性。 探究果膠酶的最適用量探究果膠酶的最適用量 實驗原理實驗原理 在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的在一定的條件下，隨著酶濃度

15、的增加，果汁的 體積增加；當酶濃度達到某一數(shù)值后，在增加酶體積增加；當酶濃度達到某一數(shù)值后，在增加酶 的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最 適用量。適用量。 探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量 2 2、實驗操作、實驗操作 請你設計。請你設計。 探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出的溫度和根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出的溫度和pHpH對果對果 膠酶活性影響的曲線圖；膠酶活性影響的曲線圖； 5、結(jié)果分析與評價、結(jié)果分析與評價 酶的活性受溫度影響示意圖酶的活性受pH影響示意圖 不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖（在濃不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖

16、（在濃 度和體積相同的條件下）；度和體積相同的條件下）； 酶的用量酶的用量 0 體積體積 （mL） 1下列可表示酶反應速度的是下列可表示酶反應速度的是: A單位時間內(nèi)反應物的減少量單位時間內(nèi)反應物的減少量 B單位體積內(nèi)產(chǎn)物的增加量單位體積內(nèi)產(chǎn)物的增加量 C單位時間內(nèi)產(chǎn)物的增加量單位時間內(nèi)產(chǎn)物的增加量 D單位時間、單位體積內(nèi)反應物的減少量單位時間、單位體積內(nèi)反應物的減少量 2果子酒放久了易產(chǎn)生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉果子酒放久了易產(chǎn)生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉 淀消失，而加入其他酶則無濟于事，這說明淀消失，而加入其他酶則無濟于事，這說明 A酶具有專一性酶具有專一性 B酶的成分是蛋白

17、質(zhì)酶的成分是蛋白質(zhì) C酶的活性受環(huán)境影響酶的活性受環(huán)境影響 D該沉淀的是氨基酸該沉淀的是氨基酸 3 3下列不能影響酶活性的是下列不能影響酶活性的是 A A溫度溫度 B BpH CpH C酶的抑制劑酶的抑制劑 D D酶的數(shù)量酶的數(shù)量 D A D 4同一個體內(nèi)的各類活細胞所含的酶同一個體內(nèi)的各類活細胞所含的酶 A種類有差異，數(shù)量相同種類有差異，數(shù)量相同 B種類有差異，數(shù)量不同種類有差異，數(shù)量不同 C種類無差異，數(shù)量相同種類無差異，數(shù)量相同 D種類無差異，數(shù)量不同種類無差異，數(shù)量不同 5.下圖縱軸為酶反應速度，橫軸為底物濃度，其中能正確表下圖縱軸為酶反應速度，橫軸為底物濃度，其中能正確表 示酶量增加

18、示酶量增加1倍時，底物濃度和反應速度關系的是倍時，底物濃度和反應速度關系的是 B B 6下列關于酶的活性敘述不正確的是下列關于酶的活性敘述不正確的是: A酶的數(shù)量越多，酶的活性越高酶的數(shù)量越多，酶的活性越高 B酶的活性可以用在一定條件霞，酶所催化的某一化酶的活性可以用在一定條件霞，酶所催化的某一化 學反應的反應速度來表示學反應的反應速度來表示 C是指酶催化一定化學反應的能力是指酶催化一定化學反應的能力 D在適宜的條件下，酶的活性最高在適宜的條件下，酶的活性最高 A 在實際的操作過程中，還需要注意下列事項：在實際的操作過程中，還需要注意下列事項： 1 1與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的與其他工業(yè)

19、用酶基本相同，果膠酶的 適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用 10 10 作為溫度梯度，設置的具體溫度為作為溫度梯度，設置的具體溫度為10 10 、20 20 、30 30 、40 40 、50 50 和和60 60 等，等， 也可以嘗試以也可以嘗試以5 5 作為溫度梯度。作為溫度梯度。 2 2蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為 反應物，水果不用去皮。如用蘋果為原材料，反應物，水果不用去皮。如用蘋果為原材料， 一般可按每個中等大小的蘋果加水一般可按每個中等大小的蘋果加水100100200 200 mLmL的比例進行攪拌，獲得稀的蘋果泥。的比例進行攪拌，獲得稀的蘋果泥。 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 膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%2%的果膠酶的果膠酶 溶液溶液2 mL2 mL。 4 4水浴時間可以為水浴時間可以為202030 min30 min。 5 5過濾果汁時，漏斗中應放置濾紙。過濾果汁時，漏斗中應放置濾紙。 6 6探究探究pHpH對果膠酶活性的影響，只須對果膠酶活性的影響，只須 將溫度梯度改成將溫度梯度改成pHpH梯度，并選定一個適宜梯度，并