专题四课题一果胶酶在果汁生产中的作用

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1、返回返回返回返回 1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成 成分之一。成分之一。2在果汁生产中，果胶会影响出汁率和澄在果汁生产中，果胶会影响出汁率和澄 清度。清度。3果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。4酶活性可用一定条件下酶所催化的化学反应的反应速度酶活性可用一定条件下酶所催化的化学反应的反应速度来表示。来表示。5酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。或产物的

2、增加量来表示。6影响果胶酶活性的因素有温度、影响果胶酶活性的因素有温度、pH和酶的抑制剂等。和酶的抑制剂等。返回返回返回返回 自读教材自读教材夯基础夯基础 1果胶果胶 (1)作用：作用：以及以及 的主要组成成分的主要组成成分之一；在果汁加工中，会影响之一；在果汁加工中，会影响 ，并使果汁，并使果汁 。(2)成分：是由成分：是由 聚合而成的一种高分子化聚合而成的一种高分子化合物。合物。(3)特点：不溶于水。特点：不溶于水。植物细胞壁植物细胞壁胞间层胞间层 出汁率出汁率 浑浊浑浊半乳糖醛酸半乳糖醛酸返回返回半乳糖醛酸半乳糖醛酸多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶果胶酯酶果胶酯酶植物植物细菌细菌霉菌霉菌

3、返回返回 3酶的活性酶的活性 (1)概念：指酶概念：指酶 的能力。的能力。(2)表示方法：用一定条件下酶所催化的某一化学反应表示方法：用一定条件下酶所催化的某一化学反应的的 来表示。来表示。(3)酶反应速度的表示方法：用单位时间内、单位体积酶反应速度的表示方法：用单位时间内、单位体积中中 或产物的增加量来表示。或产物的增加量来表示。(4)酶活性的影响因素：温度、酶活性的影响因素：温度、pH和和 等。等。催化一定化学反应催化一定化学反应反应速度反应速度反应物的减少量反应物的减少量酶的抑制剂酶的抑制剂返回返回 疑难知识疑难知识 1果胶酶的特点果胶酶的特点 (1)酶活性高，产品可直接使用，不需提取，

4、成本低。酶活性高，产品可直接使用，不需提取，成本低。(2)酶系全，应用效果好。酶系全，应用效果好。2果胶酶在果汁生产上的作用果胶酶在果汁生产上的作用 (1)分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使果胶水解分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使果胶水解为半乳糖醛酸，可迅速降低果浆黏度，使果汁变得澄清。为半乳糖醛酸，可迅速降低果浆黏度，使果汁变得澄清。(2)提高水果的出汁率，提高浓缩果汁的质量和稳定性。提高水果的出汁率，提高浓缩果汁的质量和稳定性。返回返回 自读教材自读教材夯基础夯基础 1探究温度和探究温度和pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响(1)实验流程：实验流程：一系列具有梯度一系列具有梯

5、度果胶酶果胶酶过滤果汁过滤果汁返回返回 (2)该实验的自变量是该实验的自变量是 或或 ，因变量是，因变量是 ，检测因变量是通过测定果汁的检测因变量是通过测定果汁的 或或 来实现的。来实现的。温度温度pH酶的活性酶的活性体积体积澄清度澄清度返回返回 2.探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量 (1)控制酶用量的目的：控制酶用量的目的：使果胶酶得到使果胶酶得到 ；。(2)酶用量多少的探究：酶用量多少的探究：影响因素：影响因素：该实验的自变量是该实验的自变量是 ，除此之外，影响果汁，除此之外，影响果汁产量的因素还有产量的因素还有 、pH、的时间、苹果的时间、苹果泥的用量等。泥的用量等。充分地利用充分地利用

6、节约成本节约成本酶的用量酶的用量温度温度酶催化反应酶催化反应返回返回 判断的思路：判断的思路：a如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明增加，说明 ；b如果当酶的用量增加到某个数值后，再增加酶的如果当酶的用量增加到某个数值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明 。酶的用量不足酶的用量不足酶的用量已酶的用量已经足够经足够返回返回 疑难知识疑难知识 1探究温度对果胶酶活性的影响探究温度对果胶酶活性的影响 (1)实验原理：实验原理：果胶酶活性受温度影响。处于最适温度时，酶活性最果胶酶活性受温度影

7、响。处于最适温度时，酶活性最高。在一定范围内，果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶高。在一定范围内，果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正相关。酶的活性大小成正相关。返回返回(2)操作步骤：操作步骤：返回返回 实验实验温度温度果汁量果汁量(mL)(3)操作提示：操作提示：在混合苹果泥和果胶酶之前要进行恒温处理，目的在混合苹果泥和果胶酶之前要进行恒温处理，目的是保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免混合后的是保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免混合后的温度变化，确保实验结果的准确性。温度变化，确保实验结果的准确性。返回返回 通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活通过测定滤出的苹

8、果汁的体积大小来判断果胶酶活性的原因是果胶酶将果胶分解为小分子物质，这些小分子性的原因是果胶酶将果胶分解为小分子物质，这些小分子物质可通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催物质可通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶能力的大小。化分解果胶能力的大小。本实验的探究对象是酶的活性，温度作为自变量，本实验的探究对象是酶的活性，温度作为自变量，属于探究的定量。自变量温度可设置梯度来确定最适值。属于探究的定量。自变量温度可设置梯度来确定最适值。温度梯度越小，实验结果越精确。温度梯度越小，实验结果越精确。返回返回 2探究探究pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 (1)实验原理：实

9、验原理：果胶酶的活性受果胶酶的活性受pH影响，其催化作用具有最适影响，其催化作用具有最适pH，在低于或高于此值时，酶活性都会减弱，过酸或过碱则导在低于或高于此值时，酶活性都会减弱，过酸或过碱则导致酶变性失活。致酶变性失活。(2)实验步骤：实验步骤：制备苹果泥分装制备苹果泥分装,调调pH加果胶酶加果胶酶反应一段时反应一段时间间过滤果汁过滤果汁观察、记录、比较果汁量观察、记录、比较果汁量返回返回 (3)注意事项：注意事项：本实验是对比实验，其变量是本实验是对比实验，其变量是pH。每支试管中加入。每支试管中加入的苹果泥和果胶酶的量应相等，温度也应相同的苹果泥和果胶酶的量应相等，温度也应相同(可取上一

10、实可取上一实验测出的最适温度验测出的最适温度)。pH梯度调节时可用体积分数均为梯度调节时可用体积分数均为0.1%的的NaOH溶液溶液或或HCl溶液。溶液。为了使果胶酶充分地催化反应，应用玻璃棒不时地为了使果胶酶充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。搅拌反应混合物。可通过比较果汁体积大小来判断酶活性的高低，也可通过比较果汁体积大小来判断酶活性的高低，也可以通过观察果汁的澄清度来判断果胶酶活性的强弱。可以通过观察果汁的澄清度来判断果胶酶活性的强弱。返回返回 特别提醒特别提醒 本实验是对比实验本实验是对比实验(相互对照相互对照)，每支试管中苹果泥，每支试管中苹果泥和果胶酶的用量要严格控制相

11、等。和果胶酶的用量要严格控制相等。严格控制各实验组的严格控制各实验组的pH、操作的程序等。、操作的程序等。在实验过程中被操纵的特定因素或条件称为自变量。在实验过程中被操纵的特定因素或条件称为自变量。返回返回 3探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量 (1)实验原理：实验原理：检查酶的含量及存在，常用它催化某一特定反应的检查酶的含量及存在，常用它催化某一特定反应的能力来表示，即酶的活力。能力来表示，即酶的活力。酶活力的大小可以用在一定条件下，它所催化的某酶活力的大小可以用在一定条件下，它所催化的某一化学反应的反应速度来表示，酶反应速度可用单位时间一化学反应的反应速度来表示，酶反应速度可用单位时间内、单

12、位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。(2)实验方案：可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可实验方案：可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积。以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积。需要注意的是，反应液的需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结必须相同，否则将影响实验结果的准确性。果的准确性。返回返回(3)操作步骤：操作步骤：返回返回盛有苹果泥试管盛有苹果泥试管123456789盛有果胶酶试管盛有果胶酶试管123456789果汁量果汁量(mL)返回返回返回返回 例例1 下图曲线表示

13、的是温度与果胶酶活性之间的关下图曲线表示的是温度与果胶酶活性之间的关系，此曲线不能说明的是系，此曲线不能说明的是 (D)返回返回 A在在b点之前，果胶酶的活性和温度呈正相关；之点之前，果胶酶的活性和温度呈正相关；之后，呈负相关后，呈负相关 B当温度达到当温度达到b点时，果胶酶的活性最高、酶的催点时，果胶酶的活性最高、酶的催化作用最强化作用最强 Ca点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升果胶酶的活性可以上升 Dc点时，果胶酶的活性很低，当温度降低时，酶点时，果胶酶的活性很低，当温度降低时，酶的活性可以恢复上升的活性可以恢复上升返回返回

14、 例例2 在验证在验证“果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用”的实验步的实验步骤中，在完成骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别加入烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别加入果胶酶溶液、编号、编组果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下列两种操作：之后，有下列两种操作：第一种：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相第一种：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的混合，再把混合液的pH分别调至分别调至4,5,610。第二种：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的第二种：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至分别调至4,5,610，再把，再把pH相等的果胶酶溶液

15、和苹相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。果泥相混合。返回返回请回答下列问题：请回答下列问题：(1)哪一种方法更为科学？哪一种方法更为科学？_。请说明理由：。请说明理由：_ 。(2)实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使_ ，以减少实验误差。，以减少实验误差。(3)如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示当横坐标表示pH，纵坐标表示，纵坐标表示_，实验的操作和记录，实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个

16、最可能是实验结果的曲线图：一个最可能是实验结果的曲线图：_。返回返回 答案答案(1)第二种第二种的操作能够确保酶的反应第二种第二种的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的环境从一开始便达到实验预设的pH(或或“第一种操作会在达第一种操作会在达到预定到预定pH之前就发生了酶的催化反应之前就发生了酶的催化反应”)(2)酶和反应物酶和反应物(果胶果胶)充分地接触充分地接触 (3)果汁体积甲果汁体积甲返回返回 在探究温度、在探究温度、pH对果胶酶影响的实验中，易误对果胶酶影响的实验中，易误操作为酶与底物混合后再保温或调操作为酶与底物混合后再保温或调pH。由于酶的催化具。由于酶的催化具有高效性，酶与底物一旦接触便立即催化反应的进行。因有高效性，酶与底物一旦接触便立即催化反应的进行。因此在混合前酶与底物的温度或此在混合前酶与底物的温度或pH应先达到实验预设的温应先达到实验预设的温度或度或pH，然后再混合。，然后再混合。