果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用24127課件

專題4酶的研究與應(yīng)用課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用

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。1、果膠在果汁加工中，果膠不僅會(huì)影響出汁率，還會(huì)使果汁渾濁。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁及胞間層，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得渾濁的果汁變得澄清。果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。果膠酶

1.果膠是植物組織的組成成分之一,它主要存在于植物組織的哪一部分?（）Ａ．細(xì)胞核 Ｂ．細(xì)胞質(zhì)Ｃ．細(xì)胞間隙 Ｄ．細(xì)胞壁及胞間層２．果膠酶能將植物組織內(nèi)的果膠分解成（）Ａ．透明果汁Ｂ．半乳糖醛酸Ｃ．丙酮酸Ｄ．酶制劑３．果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括()A.多聚半乳糖醛酸酶B.果膠分解酶C.乳糖分解酶D.果膠酯酶DBC酶的活性受溫度、pH值等外界因素的影響，本節(jié)課我們首先探究一下溫度對(duì)酶活性的影響提出問(wèn)題：探究溫度對(duì)酶活性的影響預(yù)期假設(shè)：在最適溫度（約40℃）酶的活性最大，低于或高于最適溫度時(shí)酶活性遞減如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)取得證據(jù)證明假設(shè)?可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為什么在混合蘋(píng)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溫處理？說(shuō)明:等量的控制（果泥、果膠酶的量）等時(shí)間的控制（反應(yīng)時(shí)間、過(guò)濾時(shí)間）恒溫的控制（不同反應(yīng)物的預(yù)熱水浴、反應(yīng)物的混合攪拌等）其他處理（加水、濾紙等）分析結(jié)果得出結(jié)論:溫度影響酶的活性在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，如何保證實(shí)驗(yàn)的單因素控制?探究pH對(duì)果膠酶活性的影響，只須將溫度梯改成pH梯度，并選定一個(gè)適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的pH可以通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。探究果膠酶的最適用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以配制不同濃度的果膠酶溶液，此時(shí)，研究的變量是果膠酶的用量，其他因素都應(yīng)保持不變，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。探究果膠酶的最適用量

１．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的溫度和pH對(duì)果膠酶活性影響的曲線圖；5、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)２．不同果膠酶用量對(duì)出汁量影響的曲線圖（在濃度和體積相同的條件下）；酶的用量0體積（mL）①蛋白酶應(yīng)用：有助于去除如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，以及各種食品類中的蛋白質(zhì)污垢。作用：堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成可溶于水的多肽和氨基酸。種類：我國(guó)在洗衣粉中添加的蛋白酶最主要的是堿性蛋白酶。②脂肪酶應(yīng)用：可以催化水解各類動(dòng)植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢。種類：堿性脂肪酶。作用：堿性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水沖洗掉的甘油和游離脂肪酸。從而達(dá)到清除衣物上脂質(zhì)污垢的作用。脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶方程式：③淀粉酶應(yīng)用：可以去除例如來(lái)自面條、巧克力、肉汁和嬰兒食品中含有淀粉的污垢。淀粉麥芽糖淀粉酶方程式：⑤復(fù)合酶實(shí)際污垢組成復(fù)雜，往往蛋白污垢被脂肪污垢或淀粉污垢覆蓋，單一酶的作用一般達(dá)不到徹底清除污垢的作用。而復(fù)合酶可以發(fā)揮其獨(dú)特的“協(xié)同效應(yīng)”。試驗(yàn)測(cè)定，單獨(dú)使用蛋白酶或淀粉酶，得到的洗滌效果遠(yuǎn)不如把每種酶用量減半后放在一起使用的效果。即給定酶的用量，復(fù)合酶的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單一酶的效果。原因是淀粉酶分解了污漬表面的淀粉污垢，使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白質(zhì)污垢進(jìn)攻。（三）普通洗衣粉和加酶洗衣粉異同相同點(diǎn)：不同點(diǎn)：表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開(kāi)；水軟化劑可以分散污垢；等等。酶可以將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)物易于溶于水，從而與纖維分開(kāi)。（四）影響酶活性的因素溫度、pH、表面活性劑等成分：略用法：洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時(shí)，用溫水浸泡效果更佳,切勿用60℃以上的水。注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料，用后須徹底清洗雙手。(五）資料分析一般洗衣粉不易清除衣物的血漬和奶漬，但加酶洗衣粉則可以。一生物活性洗衣粉包裝盒上印有以下材料：3、實(shí)驗(yàn)操作流程（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布的制?。喝∫欢康奈廴疚镏瞥扇芤海〉攘康奈廴疚锏渭釉谙嗤笮?、質(zhì)地的新布上。稱取等量的洗衣粉：用天平準(zhǔn)確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。②將制好的污染布和洗衣粉（一組為污染布和普通洗衣粉，另一組為污染布和加酶洗衣粉）分別放入兩只燒杯中。③用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。一段時(shí)間后攪拌可重復(fù)進(jìn)行。④過(guò)相同的時(shí)間后觀察洗滌效果。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論加酶洗衣粉的效果好（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程①取兩只大燒杯并編號(hào)，用量筒分別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。①實(shí)驗(yàn)原理酶的活性受溫度的影響，最適溫度時(shí)酶的活性最大，去污力最強(qiáng)，高于或低于此溫度酶的活性降低，去污力下降。②洗滌效果的判斷可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，最好能進(jìn)行定量的比較。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（三）子課題三：不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果1、實(shí)驗(yàn)原理不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有專一性，所以對(duì)不同污漬洗滌效果不同。三、課題延伸1.“衣領(lǐng)凈”含高效表面活性劑、增白劑、液體蛋白酶制劑等成分，可洗去領(lǐng)口、袖口的頑漬及其它頑漬，而一般洗衣粉效果較差。2.廚房的洗滌劑有兩大類

（1）用于清洗食具的洗滌劑（如洗潔凈），其重要的化學(xué)成分是化學(xué)合成的烷基類活性劑，對(duì)皮膚有刺激性，殘留的烷基苯磺酸鹽對(duì)人體有一定的危害。（2）用于清洗灶具、排氣扇油垢的清洗劑。它滲透能力、脫脂能力強(qiáng)，堿性也強(qiáng)，對(duì)皮膚有損傷。要求高的專業(yè)洗滌加入少量的脂肪酶。（3）馬桶污垢分三類酸性產(chǎn)品、中性產(chǎn)品和堿性產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上以酸性為主，清洗效果最佳。潔廁靈是人們常用的一種潔廁劑，其主要成分是：各種有機(jī)酸、緩蝕劑、增稠劑、表面活性劑、香精等。注意：（1）堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白類纖維（羊毛、蠶絲等）織物就不能用加酶洗衣粉來(lái)洗滌，以免使纖維受到破壞。（2）使用加酶洗衣粉時(shí)，必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白霉在35℃—50℃時(shí)活性最強(qiáng)，在低溫下或70℃以上就會(huì)失效。（3）加酶洗衣粉不宜長(zhǎng)時(shí)間存放，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致酶活力損失。（4）添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體表面蛋白質(zhì)，而使人患過(guò)敏性皮炎、濕疹等，因此，應(yīng)避免與這類洗衣粉長(zhǎng)時(shí)間地接觸。課題3酵母細(xì)胞的固定化基礎(chǔ)知識(shí)（一）固定化酶的應(yīng)用實(shí)例1.利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實(shí)例（1）高果糖漿的生產(chǎn)需要葡萄糖異構(gòu)酶（2）葡萄糖異構(gòu)酶的優(yōu)點(diǎn)穩(wěn)定性好、可以持續(xù)發(fā)揮作用（3）在生產(chǎn)中直接使用酶有什么缺點(diǎn)？酶溶解于葡萄糖溶液后，無(wú)法回收，造成浪費(fèi)2、固定化酶:（1）概念：固定化酶就是將酶分子結(jié)合在特定支持物上且不影響酶的功能。用于固定化酶的底物有瓊脂糖、聚丙烯酰胺、海藻酸鈉等。（2）.固定化酶的反應(yīng)柱示意圖及工作原理3.固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。（二）固定化細(xì)胞技術(shù)固定化細(xì)胞是指固定在一定空間范圍內(nèi)的、能夠進(jìn)行生命活動(dòng)的并且可以反復(fù)使用的活細(xì)胞，又叫固定化活細(xì)胞或固定化增殖細(xì)胞。2.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶（或細(xì)胞）相互連接起來(lái)將酶（或細(xì)胞）吸附在載體表面上包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法3.固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系：應(yīng)用相同，都能催化某些反應(yīng)區(qū)別1）固定化細(xì)胞固定的是一系列酶；2）固定化細(xì)胞技術(shù)操作容易，成本低，容易回收；4.固定化酶和固定化細(xì)胞常用的載體材料明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等，其共同的特點(diǎn)是不溶于水的多孔性載體（一）制備固定化酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)操作1、酵母細(xì)胞的活化2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl23、配制海藻酸鈉的溶液4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合5、固定化酵母細(xì)胞（二）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵實(shí)驗(yàn)操作1、將固定化的酵母細(xì)胞（凝膠珠）用蒸餾水沖洗2到3次。2、將150ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200ml的錐形瓶中，再加入固定好的酵母細(xì)胞，置于25攝氏度下發(fā)酵24h。在缺水的狀態(tài)下，微生物會(huì)處于休眠狀態(tài)。活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。酵母細(xì)胞所需要的活化時(shí)間較短，一般需要0.5～1h，教師需要提前做好準(zhǔn)備。此外，酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大，因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細(xì)胞的活化液溢出容器外。（一）酵母細(xì)胞的活化實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中要注意的下列問(wèn)題（二）加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實(shí)驗(yàn)的成敗，教師一定要提醒學(xué)生按照教材的提示進(jìn)行操作。類型優(yōu)點(diǎn)不足直接使用酶催化效率高；低能耗；低污染等。易失活；難回收，成本高；酶混合在產(chǎn)物中可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離；可重復(fù)利用一種酶只能催化一種或一類反應(yīng)，而生產(chǎn)中很多產(chǎn)物需一系列酶促反應(yīng)才能得到。固定化細(xì)胞成本低；操作更容易大分子物質(zhì)難以自由通過(guò)細(xì)胞膜使應(yīng)用受到某些限制。練習(xí)1、直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化細(xì)胞催化反應(yīng)，各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足？2、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)有哪些？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？固定化細(xì)胞常用的載體有哪些？有包埋法、