選1-5果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用

1、課題課題1 果膠酶在果汁生果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用產(chǎn)中的作用一、基礎知識一、基礎知識（一）（一）果膠果膠（1 1）存在部位：）存在部位：（2 2）化學本質(zhì)：）化學本質(zhì)：（3 3）性）性 質(zhì)：質(zhì)：（4 4）對對果汁加工的影響：果汁加工的影響： 植物細胞壁以及胞間層植物細胞壁以及胞間層果膠不僅會影響出汁率，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁還會使果汁渾濁由由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一聚合而成的一種種高分子化合物高分子化合物不溶于水不溶于水（多聚體）（多聚體）一、基礎知識一、基礎知識（二）（二）果膠酶果膠酶作用作用 分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，提高

2、水果的出汁率提高水果的出汁率使果膠水解為半乳糖醛酸，并使果汁變使果膠水解為半乳糖醛酸，并使果汁變得澄清。得澄清。分解果膠的分解果膠的一類酶一類酶的總稱，包括多聚的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等。等。（單體）（單體）一、基礎知識一、基礎知識（三）（三）酶活性及其影響因素酶活性及其影響因素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：1 1、什么是酶的活性？、什么是酶的活性？2 2、如何表示？、如何表示？酶催化一酶催化一定化學反定化學反應的能力應的能力可以用酶催化可以用酶催化的某一化學反的某一化學反

3、應的應的反應速度反應速度來表示來表示單位時間內(nèi)，單位體積中反應物的減少量或單位時間內(nèi)，單位體積中反應物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示產(chǎn)物的增加量來表示一、基礎知識一、基礎知識（四）（四）果膠酶的用量果膠酶的用量生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分的生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量。利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量。二二、實驗設計實驗設計自變量：自變量：因變量：因變量：溫度（溫度（PH）果汁體積或果汁體積或果汁澄清度果汁澄清度觀察指標：觀察指標：果膠分解速率果膠分解速率無關變量：無關變量：果泥量、反應時間、過濾時間、果泥量、反應時間、過濾時間、（PH、溫度）等、溫

4、度）等大致流程：大致流程：可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同的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，避免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶的活性從而影響果膠酶的活性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要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？恒溫處理？需要設置對照實驗，不同的溫度梯度之間或需要設置對照實驗，不同的溫度梯度之間或不同的不同的pH梯度之間就可以作為對照，這種梯度之間就可以作為對照，這種對照稱為對照稱為相互對照。相互對照。2在探究溫度或在探究溫度或pH的

5、影響時，是否需的影響時，是否需要設置對照？如果需要，又應該如何設要設置對照？如果需要，又應該如何設置？為什么？置？為什么？A同學將溫度或同學將溫度或pH作為變量，控制不變的量有作為變量，控制不變的量有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應的時間和蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應的時間和過濾的時間等。過濾的時間等。只有在實驗中保證一個自變量，只有在實驗中保證一個自變量，實驗結(jié)果才能說明問題。實驗結(jié)果才能說明問題。B同學對于變量的處理同學對于變量的處理應該與應該與A同學相同，只是觀察因變量的角度不同。同學相同，只是觀察因變量的角度不同。3A同學將哪個因素作為變量，控制哪同學將哪個因素作為變量，控制哪些因

6、素不變？為什么要作這樣的處理？些因素不變？為什么要作這樣的處理？B同學呢？同學呢？ 果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可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映了果膠以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反映了果膠酶催化分解果膠的能力。在不同的溫度和酶催化分解果膠的能力。在不同的溫度和PH下，下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。4、為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁、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？的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？（二二）探究果膠酶的用量）探究果膠酶的用量同一體積不同

7、濃度的果膠酶溶液同一體積不同濃度的果膠酶溶液 同一濃度不同體積的果膠酶溶液同一濃度不同體積的果膠酶溶液 (2011年無錫高二檢測年無錫高二檢測)本課題的實驗步驟本課題的實驗步驟中，在完成中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥、試管中分燒杯中分別加入蘋果泥、試管中分別注入果膠酶溶液、編號、編組別注入果膠酶溶液、編號、編組”之后，有下面之后，有下面兩種操作：兩種操作：方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至分別調(diào)至4、5、610。方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯

8、中的蘋果泥的泥的pH分別調(diào)至分別調(diào)至4、5、610，再把，再把pH相等的相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。果膠酶溶液和蘋果泥相混合。(1)請問哪一種方法更為科學：請問哪一種方法更為科學：_，說明理，說明理由：由：_。(2)實驗步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的是實驗步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使使_，以減少實驗誤差。，以減少實驗誤差。(3)如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當橫坐標表示條件下，當橫坐標表示pH，縱坐標表示，縱坐標表示_時，實驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你時，實驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，在

9、下圖的甲、乙、丙、丁中選對酶特性的了解，在下圖的甲、乙、丙、丁中選擇一個最可能是實驗結(jié)果的曲線圖：擇一個最可能是實驗結(jié)果的曲線圖：_。若實驗所獲得的最適宜若實驗所獲得的最適宜pHm，請你在所選的曲，請你在所選的曲線圖中標出線圖中標出“m”點的位置。點的位置?！緡L試解答】【嘗試解答】(1)方法二方法二的操作能夠確保酶的反應環(huán)境方法二方法二的操作能夠確保酶的反應環(huán)境從一開始便達到實驗預設的從一開始便達到實驗預設的pH(或回答或回答“方法一方法一的操作會在達到預定的操作會在達到預定pH之前就發(fā)生了酶的催化之前就發(fā)生了酶的催化反應反應”也可以也可以)(2)酶和反應物酶和反應物(果膠果膠)充分地接觸充分

10、地接觸(3)果汁體積甲如圖果汁體積甲如圖【探規(guī)尋律】【探規(guī)尋律】(1)在探究在探究pH影響酶的活性時，也影響酶的活性時，也應該注意在混合前酶與底物的應該注意在混合前酶與底物的pH必須先達到實驗必須先達到實驗要求的要求的pH。(2)探究最適溫度時，探究最適溫度時，pH為不變量；探究最適為不變量；探究最適pH時，溫度為不變量。第一輪實驗通常設置梯度差時，溫度為不變量。第一輪實驗通常設置梯度差較大，縮小范圍后，在第二輪實驗中可設置較小較大，縮小范圍后，在第二輪實驗中可設置較小的梯度差。的梯度差。 【鞏固【鞏固2 2】 下表是某同學探究溫度對果膠酶活下表是某同學探究溫度對果膠酶活性影響的實驗結(jié)果。該結(jié)

11、果不能說明性影響的實驗結(jié)果。該結(jié)果不能說明( () )。A.A.溫度影響果膠酶的活性溫度影響果膠酶的活性B B40 40 與與60 60 時酶的活性相等時酶的活性相等C C50 50 是該酶的最適溫度是該酶的最適溫度D D若溫度從若溫度從10 10 升高到升高到40 40 ，酶的活性，酶的活性將逐漸增強將逐漸增強解析解析溫度影響酶的活性，果膠酶的最適溫度在溫度影響酶的活性，果膠酶的最適溫度在404060 60 之間，上表不能說明之間，上表不能說明50 50 就是最適溫就是最適溫度。在低于最適溫度時，隨溫度的升高，酶的活度。在低于最適溫度時，隨溫度的升高，酶的活性增強；高于最適溫度時，隨溫度的升

12、高，酶的性增強；高于最適溫度時，隨溫度的升高，酶的活性降低。溫度對酶活性的影響曲線圖是鐘罩形活性降低。溫度對酶活性的影響曲線圖是鐘罩形的，故的，故40 40 與與60 60 時酶的催化效率相同。時酶的催化效率相同。答案答案C C探究探究PHPH對酶活性的影響對酶活性的影響將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的將乳清蛋白、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)整水混合裝入一個容器內(nèi)，調(diào)整PHPH至至2.0,2.0,保存于保存于3737度的度的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)為水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)為: :A.A.淀粉、胃蛋白酶、多肽和水淀粉、

13、胃蛋白酶、多肽和水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、多肽、胃蛋白酶、水唾液淀粉酶、多肽、胃蛋白酶、水D.D.唾液淀粉酶、麥芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水唾液淀粉酶、麥芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水A 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對果膠酶活性影響的曲線圖；對果膠酶活性影響的曲線圖； 三、結(jié)果分析與評價三、結(jié)果分析與評價 不同果膠酶用量對出汁量影響的曲不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖；線圖； 酶的用量酶的用量0體積體積（mL）課堂小結(jié)課堂小結(jié)一、基礎知識一、基礎知識（一）（一）果膠與果膠酶果膠與果膠酶（二）（二）酶活性（如

14、何表示？）酶活性（如何表示？） 影響因素（影響因素（T T、pHpH、抑制劑等）、抑制劑等）二、實驗設計二、實驗設計探究探究溫度溫度對果膠酶活性的影響對果膠酶活性的影響探究探究pHpH對果膠酶活性的影響對果膠酶活性的影響探究探究果膠酶的用量果膠酶的用量1.關于果膠酶的說法正確的是關于果膠酶的說法正確的是( )A.果膠酶可以分解細胞壁的主要成分纖維素果膠酶可以分解細胞壁的主要成分纖維素B.果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物子化合物C.果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱酶的總稱D.果膠酶的化學本質(zhì)是

15、蛋白質(zhì)或果膠酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAC課堂演練：課堂演練：2.下列敘述中對果膠酶的作用敘述下列敘述中對果膠酶的作用敘述錯誤錯誤的的是是( )A.果膠酶是一種催化劑，可改變反應速度果膠酶是一種催化劑，可改變反應速度B.果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層胞間層C.在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清D.果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸D3.某興趣小組準備探究某興趣小組準備探究“pH對果膠酶活性對果膠酶活性的影響的影響”，下列說法不正確的是（，下列說法不正確的是（ ）A.該實驗

16、的原理是該實驗的原理是pH影響酶的活性影響酶的活性B.自變量是自變量是pH值值C.溫度、酶用量、反應時間等可看作無關變量溫度、酶用量、反應時間等可看作無關變量D.反應過程中只要保持溫度相同即可反應過程中只要保持溫度相同即可D4.下列關于探究果膠酶最適用量實驗的敘下列關于探究果膠酶最適用量實驗的敘述，錯誤的是（述，錯誤的是（ ）A.配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的該溶液。的該溶液。B.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH，使各組中的，使各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài)相同而且處于適宜狀態(tài)C.用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間可以不同。用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時

17、間可以不同。D.在相同適宜的溫度條件下進行實驗在相同適宜的溫度條件下進行實驗。C 【例【例2】 下下列列A、B、C圖依次表示果膠酶濃度圖依次表示果膠酶濃度一定時，果膠酶的反應速度與反應物濃度、溫一定時，果膠酶的反應速度與反應物濃度、溫度、度、pH之間的關系，據(jù)圖完成問題。之間的關系，據(jù)圖完成問題。果膠酶活性的影響因素果膠酶活性的影響因素(1)圖圖A中，反應物達到某一濃度時反應速度不再中，反應物達到某一濃度時反應速度不再上升的原因是上升的原因是_。(2)圖圖B中，中，b點所對應的溫度稱為點所對應的溫度稱為_。如果。如果你根據(jù)實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成的曲線圖無法判斷果膠酶你根據(jù)實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成的曲線圖無法判斷

18、果膠酶的 最 適 溫 度 ， 你 將 如 何 改 進 ？的 最 適 溫 度 ， 你 將 如 何 改 進 ？_。(3)圖圖B中，曲線中，曲線ab段表明段表明_，bc段表明段表明_。(4)將裝有果膠酶與反應物的甲、乙兩試管分別將裝有果膠酶與反應物的甲、乙兩試管分別放入放入12 和和90 水浴鍋中，水浴鍋中，20 min后取出，轉(zhuǎn)后取出，轉(zhuǎn)入入40 的水浴鍋中保溫，兩試管內(nèi)的反應：甲試的水浴鍋中保溫，兩試管內(nèi)的反應：甲試管管_，乙試管，乙試管_。(5)圖圖C表示了果膠酶濃度、反應物濃度、溫度等表示了果膠酶濃度、反應物濃度、溫度等一定時，果膠酶催化反應的速度隨一定時，果膠酶催化反應的速度隨pH變化的曲線，變化的曲線，實驗時可根據(jù)實驗時可根據(jù)_來判定果膠酶的最適來判定果膠酶的最適pH。思維導圖：思維導圖：深度剖析深度剖析(1)(1)酶的催化能力也是有一定限度的，酶的催化能力也是有一定限度的，并不會隨反應物濃度的上升而無限上升。并不會隨反應物濃度的上升而無限上升。(2)(2)圖圖B B中中b b點所對應的為酶的最適溫度。在適宜點所對應的為酶的最適溫度。在適宜溫度附近設置差值