果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用

專題4酶的研究與應(yīng)用課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用一、課題背景。1.制作果汁要解決兩個(gè)主要問(wèn)題：一是果肉的出汁率低，耗時(shí)長(zhǎng)。二是榨取的果汁渾濁、黏度高，容易發(fā)生深沉。2.解決辦法：果膠酶、纖維素酶。二、基礎(chǔ)知識(shí)酶的基礎(chǔ)知識(shí)回憶---回答：

（1）酶的概念（2）酶的化學(xué)本質(zhì)，基本組成單位（3）酶的功能及原因（4）酶的特性1、酶的概念

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有生物催化作用的一類特殊的有機(jī)物；蛋白質(zhì)（大多數(shù)）或RNA；基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而使反應(yīng)能夠迅速的進(jìn)行。在各種化學(xué)反應(yīng)中起催化作用2、酶的本質(zhì)3、酶的功能

4、酶的特性（1）高效性（2）專一性（3）需要適宜的條件閱讀課本P42的內(nèi)容，回答以下問(wèn)題：（1）細(xì)胞壁的組成成分？（2）果膠的單體是什么？（3）果膠酶的作用？1.果膠

是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。思考：

要破壞植物的細(xì)胞壁，你有什么方法？

（一）果膠酶的作用2、果膠對(duì)果汁制作的影響：果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等。果膠酶果膠半乳糖醛酸影響果汁的出汁率，還會(huì)使果汁渾濁。

（一）果膠酶的作用3、果膠酶：4、果膠酶在果汁制作中的作用①分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層；使果膠水解為半乳糖醛酸。②提高水果的出汁率，并使果汁變得澄清。1、果膠1、酶的活性2、酶催化能力高低的衡量標(biāo)準(zhǔn)指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。在一定的條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來(lái)表示。酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。

（二）酶的活性與影響酶活性的因素3、影響酶活性的因素：①溫度（45—50度）②pH：3.0～6.0。③酶的抑制劑：Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金屬離子對(duì)果膠酶有抑制作用。1、分別用00C和1000C的溫度處理某種酶后，酶都沒(méi)有活性，但（）

A、經(jīng)過(guò)00C處理的酶活性能夠恢復(fù)B、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶活性能夠恢復(fù)C、經(jīng)過(guò)00C處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞D、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶被水解成了氨基酸A課堂練習(xí)2、將乳清蛋蛋白、淀粉、、胃蛋白酶、、唾液淀粉酶酶和適量的水水混合裝入一一個(gè)容器內(nèi)，，調(diào)整pH至至2.0，保保存于370C的水浴鍋內(nèi)內(nèi)。過(guò)一段時(shí)時(shí)間后，容器器內(nèi)剩余的物物質(zhì)是（））A、淀粉、胃胃蛋白酶、多多肽、水B、唾液淀粉粉酶、淀粉、、胃蛋白酶、、水C、唾液淀粉粉酶、胃蛋白白酶、多肽、、水D、唾液淀粉粉酶、麥芽糖糖、胃蛋白酶酶、多肽、水水A提示：唾液淀粉酶最最適pH＝6.8，其化化學(xué)本質(zhì)是蛋蛋白質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)（二）酶的活性性與影響酶活活性的因素1、酶的生產(chǎn)產(chǎn)①提取法：采用各種技術(shù)術(shù)，直接從動(dòng)動(dòng)物或微生物物的細(xì)胞或組組織中將酶提提取出來(lái)（在在原料充分的的地區(qū)得以應(yīng)應(yīng)用）。②發(fā)酵法：通過(guò)微生物發(fā)發(fā)酵來(lái)獲得人人們所需的酶酶（20世紀(jì)紀(jì)50年代以以來(lái)生產(chǎn)酶的的主要方法）），如用曲霉、青霉等微生物發(fā)酵酵生產(chǎn)果膠酶酶。③化學(xué)合成法法：成本比較高，，只能合成已已知結(jié)構(gòu)的酶酶。（三）控制酶酶的用量為了果膠酶得得到充分的利利用，節(jié)約成成本，需要控控制好酶的用用量。果膠酶的活性性受溫度影響響。處于最適適溫度時(shí)，活活性最高。果果肉的出汁率率、果汁的澄澄清度與果膠膠酶的活性大大小成正比。。1.實(shí)驗(yàn)原理理2.實(shí)驗(yàn)操作作流程你能設(shè)計(jì)嗎？？三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)（資料一）探探究溫度對(duì)果果膠酶活性的的影響思考：1、你打算設(shè)設(shè)置多少個(gè)溫溫度值？2、你如何得得到蘋(píng)果泥？？3、你怎樣保保證在任一溫溫度裝置中蘋(píng)蘋(píng)果泥和果膠膠酶及混合后后溫度的一至至？4、你依據(jù)什什么來(lái)判定果果膠酶的活性性大小的大小小？攪拌器攪拌制制成蘋(píng)果泥均分裝入入9支試管果膠酶水溶液液等量9支試管各取一支分9組分別放入入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒溫水箱箱中恒溫加熱熱試管內(nèi)溫度穩(wěn)穩(wěn)定后，將果果膠酶加入相相同溫度的蘋(píng)蘋(píng)果泥內(nèi)恒溫保持10分鐘過(guò)濾果汁，用用量筒測(cè)量果果汁的量，填填入表格（1）獲取取蘋(píng)果泥；；（2）保溫溫——蘋(píng)果果泥和果膠膠酶分別進(jìn)進(jìn)行；（多多個(gè)溫度））（3）混合合后保溫；；（4）過(guò)濾濾。探究溫度對(duì)對(duì)果膠酶活活性的影響響將果泥和果果膠酶分裝裝在不同的的試管中恒恒溫處理，，可以保證證底物和酶酶在混合時(shí)時(shí)的溫度是相同同的，避免了了果泥和果果膠酶混合合時(shí)影響混混合物的溫溫度，從而而影響果膠膠酶活性的的問(wèn)題。問(wèn)1：為什么在混混合蘋(píng)果泥泥和果膠酶酶之前，要要將果泥和和果膠酶分分裝在不同同的試管中中恒溫處理理？探究溫度對(duì)對(duì)果膠酶活活性的影響響工業(yè)生產(chǎn)果果汁時(shí)，常常常利用果果膠酶破除除果肉細(xì)胞胞壁以提高高出果汁率率，為研究究溫度對(duì)果果膠酶活性性的影響．．某學(xué)生設(shè)設(shè)計(jì)了如下下實(shí)驗(yàn)：溫度/℃1020304050607080出汁量/ml813152515121110①將果膠酶酶與蘋(píng)果泥泥分裝于不不同試管，，在10℃℃水浴中恒恒溫處理10分鐘（（如圖A））②將步驟①①處理后的的果膠酶和和蘋(píng)果泥混混合，再次次在10℃℃水浴中恒恒溫處理10分鐘（（如圖B））③將步驟②②處理后的的混合物過(guò)過(guò)濾，收集集濾液，測(cè)測(cè)量果汁量量(如圖C.④不同溫度度條件下重重復(fù)以上實(shí)實(shí)驗(yàn)步驟，，并記錄果果汁量，結(jié)結(jié)果如下表表探究溫度對(duì)對(duì)果膠酶活活性的影響響根據(jù)上述實(shí)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分分析回答下下列問(wèn)題：：（1）果膠膠酶能破除除細(xì)胞壁，，是因?yàn)楣z酶可以以促進(jìn)細(xì)胞胞壁中________的水解。（2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果表明明，當(dāng)溫度度為_(kāi)_______時(shí)果汁汁量最多，，此時(shí)果膠膠酶的活性性________。當(dāng)溫度度再升高時(shí)時(shí)，果汁量量降低，說(shuō)說(shuō)明，___________________________________。（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步驟①的的目的是：：_________________________________。（4）為什什么說(shuō)果汁汁體積越大大，酶的活活性越高？？果膠40℃最高溫度升高，，降低了酶酶的活性使得酶與果果泥處于同同一溫度條條件下。探究溫度對(duì)對(duì)果膠酶活活性的影響響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)果膠酶的活活性受pH影響，處處于最適pH，酶的的活性最高高，高于或或低于此值值活性均下下降。果肉肉的出汁率率、果汁的的澄清度與與果膠酶的的活性大小小成正比。。1、實(shí)驗(yàn)原原理2、實(shí)驗(yàn)操操作流程請(qǐng)你設(shè)計(jì)。。2.探究pH對(duì)對(duì)果膠酶活活性的影響響將分別裝有有蘋(píng)果泥和和果膠酶的的試管在恒恒溫水箱中中恒溫加熱保持恒溫一一段時(shí)間過(guò)濾果汁，，用量筒測(cè)測(cè)量果汁的的量，填入表格，，確定最適適pH攪拌器攪拌拌制成蘋(píng)果果泥均分裝入入9支試管果膠酶水溶溶液等量9支試管將蘋(píng)果泥和和果膠酶分分別加入9組試管中中（選取的的pH梯梯度：5.0、5.5、、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0）問(wèn)2．在探究溫溫度或pH的影響時(shí)時(shí)，是否需需要設(shè)置對(duì)對(duì)照？如果果需要，又又應(yīng)該如何何設(shè)置？為為什么？提示：需要要設(shè)置對(duì)照照實(shí)驗(yàn)，不不同的溫度度梯度之間間或不同的的pH梯度度之間就可可以作為對(duì)對(duì)照，這種種對(duì)照稱為為相互對(duì)照。間3．A同學(xué)將將哪個(gè)因素素作為變量量，控制哪哪些因素不不變？為什什么要作這這樣的處理理？B同學(xué)學(xué)呢？提示示：：A同同學(xué)學(xué)將將溫溫度度或或pH作作為為變變量量，，控控制制不不變變的的量量有有蘋(píng)蘋(píng)果果泥泥的的用用量量、、果果膠膠酶酶的的用用量量、、反反應(yīng)應(yīng)的的時(shí)時(shí)間間和和過(guò)過(guò)濾濾的的時(shí)時(shí)間間等等。。只只有有在在實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中保保證證一一個(gè)個(gè)自自變變量量，，實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果才才能能說(shuō)說(shuō)明明問(wèn)問(wèn)題題。。B同同學(xué)學(xué)對(duì)對(duì)于于變變量量的的處處理理應(yīng)應(yīng)該該與與A同同學(xué)學(xué)相相同同，，只只是是觀觀察察因因變變量量的的角角度度不不同同果膠膠酶酶將將果果膠膠分分解解為為小小分分子子物物質(zhì)質(zhì)，，小小分分子子物物質(zhì)質(zhì)可可以以通通過(guò)過(guò)濾濾紙紙，，因因此此蘋(píng)蘋(píng)果果汁汁的的體體積積大大小小反反應(yīng)應(yīng)了了果果膠膠酶酶的的催催化化分分解解果果膠膠的的能能力力。。在在不不同同的的溫溫度度和和pH下下，，果果膠膠酶酶的的活活性性越越大大，，蘋(píng)蘋(píng)果果汁汁的的體體積積就就越越大大。。4想想一一想想:為什什么么能能夠夠通通過(guò)過(guò)測(cè)測(cè)定定濾濾出出的的蘋(píng)蘋(píng)果果汁汁的的體體積積大大小小來(lái)來(lái)判判斷斷果果膠膠酶酶活活性性的的高高低低？？提示示：：溫溫度度是是變變量量，，應(yīng)應(yīng)控控制制果果泥泥量量、、果果膠膠酶酶的的濃濃度度和和用用量量、、水水浴浴時(shí)時(shí)間間和和混混合合物物的的pH等等所所有有其其他他條條件件不不變變。。只只有有這這樣樣才才能能保保證證只只有有溫溫度度一一個(gè)個(gè)變變量量對(duì)對(duì)果果膠膠酶酶的的活活性性產(chǎn)產(chǎn)生生影影響響。。間5．當(dāng)當(dāng)探探究究溫溫度度對(duì)對(duì)果果膠膠酶酶活活性性的的影影響響時(shí)時(shí)，，哪哪個(gè)個(gè)因因素素是是變變量量，，哪哪些些因因素素應(yīng)應(yīng)該該保保持持不不變變？？果膠膠是是植植物物細(xì)細(xì)胞胞壁壁以以及及胞胞間間層層的的主主要要成成分分之之一一。。果果膠膠酶酶能能夠夠分分解解果果膠膠，，從從而而分分解解植植物物的的細(xì)細(xì)胞胞壁壁及及胞胞間間層層。。在在果果汁汁生生產(chǎn)產(chǎn)中中應(yīng)應(yīng)用用果果膠膠酶酶可可以以提提高高果果汁汁的的澄澄清清度度。。下下面面是是某某研研究究性性學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)小小組組同同學(xué)學(xué)在在““探探究究果果膠膠酶酶催催化化果果膠膠水水解解的的適適宜宜pH””的的課課題題過(guò)過(guò)程程中中遇遇到到的的問(wèn)問(wèn)題題。。（1））本課課題實(shí)實(shí)驗(yàn)步步驟中中，在在完成成“燒燒杯中中分別別加入入蘋(píng)果果泥（（假定定pH的改改變對(duì)對(duì)蘋(píng)果果泥成成分無(wú)無(wú)影響響），，試管管中分分別注注入果果膠酶酶溶液液、編編號(hào)、、編組組”之之后，，有下下面兩兩種操操作：：方法一一：將將試管管中的的果膠膠酶溶溶液和和燒杯杯中的的蘋(píng)果果泥相相混合合，再再把混混合液液的pH分分別調(diào)調(diào)至4、5、6………10。方法二二：將將試管管中果果膠酶酶溶液液和燒燒杯中中蘋(píng)果果泥的的pH分別別調(diào)到到4、、5、、6………10，，再把把pH相等等的果果膠酶酶溶液液和蘋(píng)蘋(píng)果泥泥相混混合。。請(qǐng)問(wèn)哪哪一種種方法法更為為科學(xué)學(xué)，并并說(shuō)明明理由由？請(qǐng)問(wèn)哪哪一種種方法法更為為科學(xué)學(xué)，并并說(shuō)明明理由由？方法二二的操操作能能夠確確保酶酶的反反應(yīng)環(huán)環(huán)境從從一開(kāi)開(kāi)始達(dá)達(dá)到實(shí)實(shí)驗(yàn)預(yù)預(yù)設(shè)的的pH（或或“方方法一一的操操作會(huì)會(huì)在達(dá)達(dá)到預(yù)預(yù)定pH之之前就就發(fā)生生了酶酶的催催化反反應(yīng)””）。。（2））實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步驟驟中有有玻璃璃棒攪攪拌的的操作作，其其目的的是使使什么么？酶和反反應(yīng)物物（果果膠））充分分地接接觸以以減少少實(shí)驗(yàn)驗(yàn)誤差差實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)（1-2））探究究pH對(duì)果果膠酶酶活性性的影影響（3））如果果用曲曲線圖圖的方方式記記錄實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果，，在現(xiàn)現(xiàn)有的的條件件下，，當(dāng)橫橫坐標(biāo)標(biāo)表示示pH，縱縱坐標(biāo)標(biāo)表示示，該實(shí)實(shí)驗(yàn)操操作和和記錄錄是比比較切切實(shí)可可行的的。根根據(jù)你你對(duì)酶酶特性性的了了解，，在下下圖中中選擇擇一個(gè)個(gè)最可可能是是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果果的曲曲線圖圖：。若實(shí)驗(yàn)驗(yàn)所獲獲得的的最適適宜pH=m，，請(qǐng)你你在所所選的的曲線線圖中中標(biāo)出出“m”點(diǎn)點(diǎn)的位位置。。果膠分分解速速率甲若實(shí)驗(yàn)驗(yàn)所獲獲得的的最適適宜pH=m，，請(qǐng)你你在所所選的的曲線線圖中中標(biāo)出出“m”點(diǎn)點(diǎn)的位位置。。（“m”點(diǎn)點(diǎn)的位位置如如右圖圖所示示，m點(diǎn)標(biāo)標(biāo)在曲曲線上上的不不給分分）1.實(shí)實(shí)驗(yàn)原原理在一定定的條條件下下，隨隨著酶酶濃度度的增增加，，果汁汁的體體積增增加；；當(dāng)酶酶濃度度達(dá)到到某一一數(shù)值值后，，在增增加酶酶的用用量，，果汁汁的體體積不不再改改變，，此值值即是是酶的的最適適用量量。(資料料二)探究究果膠膠酶的的用量量2、實(shí)實(shí)驗(yàn)操操作請(qǐng)你設(shè)設(shè)計(jì)。。（1））配制制不同同濃度度的果果膠酶酶溶液液和制制備水水果泥泥；①配制制不同同濃度度的果果膠酶酶溶液液準(zhǔn)確稱稱取純純的果果膠酶酶1mg、、2mg、、3mg、、4mg、、5mg、、6mg、、7mg、、8mg、、9mg，，配制制成相相等體體積的的水溶溶液，，取等等量放放入9支試試管中中，并并編號(hào)號(hào)1～～9。。②制備備水果果泥攪拌器器攪拌拌制成成蘋(píng)果果泥并并稱45g，等等量裝裝入9支試試管中中，并并編號(hào)號(hào)1～～9（2））將上上述試試管放放入恒恒溫水水浴加加熱一一段時(shí)時(shí)間。。（3））將不不同濃濃度的的果膠膠酶分分別迅迅速與與各試試管的的蘋(píng)果果泥混混合，，然后后再放放入恒恒溫水水箱中中。（4））恒溫溫水浴浴約20分分鐘（5））過(guò)濾濾后測(cè)測(cè)量果果汁的的體積積實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)(2)探究究果膠膠酶的的用量量一般為為50mg/l左右右，因因?yàn)橛糜么藵鉂舛忍幪幚砉?～4小時(shí)時(shí)后果果汁率率增加加10％后后不再再增加加。在最適適溫度度和pH條條件下下制作作1升升蘋(píng)果果汁，，使用用多少少果膠膠酶最最合適適？實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)(2)探究究果膠膠酶的的用量量練習(xí)答：大大規(guī)模模生產(chǎn)產(chǎn)與實(shí)實(shí)驗(yàn)室室制備備的主主要不不同點(diǎn)點(diǎn)是：：1.有有兩次次瞬間間高溫溫滅菌菌；2.酶酶處理理的時(shí)時(shí)間相相對(duì)較較長(zhǎng)；；3.有有離心心分離離步驟驟和濃濃縮步步驟。。課堂小小結(jié)一、課課題背背景。。二、基基礎(chǔ)知知識(shí)。。（一））果膠膠酶的的作用用。（二））酶的的活性性與影影響酶酶活性性的因因素。。（三））果膠膠酶的的用量量。三、實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)：：探究究溫度度和PH對(duì)對(duì)酶活活性的的影響響。探究果果膠酶酶的用用量。。四、操操作提提示。。五、結(jié)結(jié)果分分析與與評(píng)價(jià)價(jià)。9、靜靜夜夜四四無(wú)無(wú)鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中中黃葉葉樹(shù)，，燈下下白頭頭人。。。20:21:0520:21:0520:2112/29/20228:21:05PM11、以我獨(dú)獨(dú)沈久，，愧君相相見(jiàn)頻。。。12月-2220:21:0520:21Dec-2229-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。20:21:0520:21:0520:21Thursday,December29,202213、乍見(jiàn)翻疑疑夢(mèng)，相悲悲各問(wèn)年。。。12月-2212月-2220:21:0520:21:05December29,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國(guó)國(guó)見(jiàn)青青山。。。29十十二二月20228:21:05下下午20:21:0512月月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月228:21下下午12月-2220:21December29,202216、行動(dòng)出出成果，，工作出出財(cái)富。。。2022/12/2920:21:0620:21:0629December202217、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時(shí)時(shí)，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點(diǎn)的的射線向前前。。8:21:06下下午8:21下下午20:21:0612月-229、沒(méi)有失失敗，只只有暫時(shí)時(shí)停止成成功！。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情情努力了未未必有結(jié)果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒(méi)有。。。20:21:0620:21:0620:2112/29/20228:21:06PM11、成功功就是是日復(fù)復(fù)一日日那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小努力力的積積累。。。12月月-2220:21:0620:21Dec-2229-Dec-2212、世間成事，，不求其絕對(duì)對(duì)圓滿，留一一份不足，可可得無(wú)限完美美。。20:21:0620:21:0620:21Thursday,December29,202213、不知香香積寺，，數(shù)里入入云峰。。。12月-2212月-2220:21:0620:21:06December29,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。29十二二月20228:21:06下下午20:21:0612月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荊門門九派派通。。。。十二月月228:21下下午午12月月-2220:21December29,202216、少年十十五二十十時(shí)，步步行奪得得胡馬騎騎。。2022/12/2920:2