课题1_果胶酶在果汁生产中的作用(用).ppt

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1、专题4 酶的研究与应用,加酶洗衣粉，洗衣粉添加进蛋白酶后大大增强了去污能力，能把衣物洗得洁净如新；,奥妙的lipo配方，其实就是脂肪酶,酸奶，用的是乳酸菌内的酶，可以把牛奶中的蛋白质变成可口的乳酸,多酶片，它所含的多种酶会增加人的消化能力，专治积食、消化不良；,SOD，全名叫超氧化物歧化酶，被广泛用于食品、饮料、牙膏和化妆品中，它能去除人体内的垃圾超氧化物，使人延缓衰老，保持青春活力；,回忆,（一）酶的基础知识,3、酶的功能及原因：,1、酶的概念：,2、酶的本质及基本组成单位：,4、酶的特性：,酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物,本质:蛋白质（大多数）或RNA；基本组成单位：

2、氨基酸或核糖核苷酸,酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能迅速进行。,高效性、专一性、需要适宜的条件,酶在各种化学反应中起催化作用,原因：,功能：,课题背景,我国水果生产发展迅速，每年上市的新鲜水果品种多、数量大。但由于收获的季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质。,水果的加工技术，不仅可以缓解产销矛盾，而且能够提高产品的附加值，满足人们不同层次的需求。水果的加工包括制作果汁、果干、果粉和果酒等。,在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的应用，探究利用果胶酶制作苹果汁的适宜条件，自己动手制作苹果汁。,制作果汁要解决两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，易沉淀。,制作果

3、汁要解决两个问题一.果肉的出汁率低,耗时长二榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀,怎样解决？,使用果胶酶,课题1 果胶酶在果汁生产中的作用,一、基础知识,（二）果胶酶的作用,阅读课本P42的内容，思考下列问题：,1、什么是果胶，其单体是什么？,2、果胶对果汁制作的影响？,3、什么是果胶酶？,4、果胶酶在果汁制作中的作用是什么？,5、果胶酶来源于哪？,1、什么是果胶，其单体是什么？,2、果胶对果汁制作的影响？,果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。,影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。,3、什么是果胶酶？,它是分解果胶的一类酶的总称，包括

4、半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。,4、果胶酶在果汁制作中的作用是什么？,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。,提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。,植物，酵母菌，细菌，霉菌,5、果胶酶来源于哪？,回忆：,纤维素酶的测定方法：,对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。,（三）酶的活性与影响酶活性的因素,阅读课本P4243的内容，思考下列问题：,1、什么是酶的活性？,2、表示酶活性高低的方法及衡量标准？,4、影响酶活性的因素有哪些？,3、果胶酶的活性如何表示？,1、什么是酶的活性？,2、表示酶活性高低的方法及衡量标准？,指酶催化一定化学反应的能力。,酶活性的

5、高低：在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度。,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。,3、果胶酶的活性如何表示？,果汁体积，澄清度,4、影响酶活性的因素,（1）温度对酶活性的影响,酶活性受pH值影响的示意图,在最适温度、最适pH条件下，酶的活性最高。温度、pH的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。,（2）pH 对酶活性的影响,（3）酶的抑制剂,Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果胶酶有抑制作用。,这些离子为重金属离子，重金属离子对蛋白质有变性作用，果胶酶是一种蛋白质,A、温度对酶的影响在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高，达到最适温度时，酶

6、的催化能力最高，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。,3、影响酶活性的因素：温度 pH 酶的抑制剂,B、果胶酶的最适温度果胶酶的最适温度为45500C。,C、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？,不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性丧失后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。,1、分别用00C和1000C的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（）A、经过00C处理的酶活性能够恢复 B、经过1000C处理的酶活性能够恢复 C、经过00C处理的酶的空间结构遭破坏 D、经过1000C处理的酶被水解成了氨基酸,A,A、pH对酶

7、的影响 酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降，pH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性。,3、影响酶活性的因素：温度 pH 酶的抑制剂,B、果胶酶的最适pH果胶酶的最适pH范围为3.06.0。,2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器内，调整pH至2.0，保存于370C的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（）A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋

8、白酶、多肽、水,A,提示：唾液淀粉酶最适pH6.8，其化学本质是蛋白质,酶的活性受温度pH值等外界因素的影响,好，就让我们一起来探究吧！,课题 1 果胶酶在果汁生产中的应用,二 实验设计,实验设计的三个基本原则：,1、对照原则,2、单因子变量原则,3、等量原则,（1）果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。（2）果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。,（一）探究温度对果胶酶活性的影响,1、实验原理,2、实验操作流程,二、实验设计,你能设计吗？,提示：必修1中已研究过温度对唾液淀粉酶活性的影响，掌握了在一恒定的PH下通过设置温度梯度来确定酶催化反应的最适温度的方法。,如何

9、通过实验获知最适温度？,搅拌器搅拌制成苹果泥,均分装入,9支试管,果胶酶水溶液,等量,9支试管,将分别装有苹果泥和果胶酶的试管9组分别放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒温水箱中保温,试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内恒温保持10分钟,过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格,设计记录数据的表格 结果分析与评价：A、根据表中数据画曲线图；P45B、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？如果你绘制的曲线图中无法判断出最适温度，你将如何改进实验？,例1工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶

10、活性的影响某学生设计了如下实验：(10分),将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10水浴中恒温处理10分钟（如图A）,将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量（如图C）。在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：,将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10水浴中恒温处理10分钟（如图B）。,根据上述实验，请分析回答下列问题：（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中_的水解。（2）实验结果表明，当温度为_时果汁量最多，此时果胶酶的活性_。当温度再升高时，果汁量降低，说明。（3）实验步骤的目的是：。,果胶,40,最高,温度升高，降低了酶的活性,使得酶与果泥处于

11、同一温度条件下,（二）探究pH对果胶酶活性的影响,（1）果胶酶的活性受pH影响，处于最适pH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。（2）果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比,1、实验原理,2、实验操作步骤,试一试,将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在同一恒温水箱中恒温加热,过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定最适pH并画曲线图。,将5组试管的苹果泥和果胶酶的PH分别调到5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合，保持恒温一段时间,搅拌器搅拌制成苹果泥,均分装入,5支试管,果胶酶水溶液,等量,5支试管,？,结果分析与评价,(三)探究果胶酶

12、的用量,1、实验原理,（1）在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；（2）当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量,探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是，其他因素都应。,果胶酶的用量,保持不变,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即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结果的准确性。,实验提示：,2、实验操作,（1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥,配制不同浓度的果胶酶溶液 准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5

13、mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号19。,制备水果泥搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g，等量装入9支试管中，并编号19。,（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。,（3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。,（4）恒温水浴约20分钟,（5）过滤后测量果汁的体积并填写表格,一般为50mg/l左右，因为用此浓度处理果汁24小时后果汁率增加10后不再增加。,在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？,（6）结果分析与评价,本实验的自变量、应变量、无关变量分析(以探究果胶酶的用量实验为例),果胶酶

14、的量,果汁量,温度等,知识拓展,在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：,1与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10 作为温度梯度，设置的具体温度为10、20、30、40、50 和60 等，也可以尝试以5 作为温度梯度。2苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水100200 mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。,3果泥的用量可以采用5 mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2 mL。4水浴时间可以为2030 min。5过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。6探究pH对果胶酶活性的影响，只须将

15、温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。,练习:,1.有两次瞬间高温灭菌；2.酶处理的时间相对较长；3.有离心分离步骤和浓缩步骤。,1、关于酶的说法正确的是（）A、果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素B、果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C、果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称D、果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA,C,2、下列不是果胶酶成分的是（）A、纤维素酶 B、果胶分解酶 C、多聚半乳糖醛酸酶 D、果胶酯酶,A,3、下列叙述中对果胶酶的作用叙述错误的是（）A、果胶酶是一种催化剂，可改

16、变反应速度B、果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层C、在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清D、果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸,D,4、下列与酶的活性有关的说法不准确的是（）A、酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响B、酶的活性是指酶催化一定的化学反应的能力C、酶的活性受温度、PH等因素的影响D、酶活性高低与反应物浓度无关,A,5、下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是（）,B,6、下图中，横轴表示酶的反应条件，纵轴表示酶的反应速度，能正确反映温度、pH、时间和底物浓度与酶反应速度关系的是（）A甲、乙、丙、丁 B甲、甲

17、、丙、丁C甲、丁、乙、丙 D甲、甲、乙、丁,D,讨论：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？,可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题,在探究温度的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？,需要设置对照实验，不同的温度梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。,该实验中，哪个因素作为自变量？控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？,温度作为变量。控制不变的量有：苹果泥的用量、果胶酶的用量和浓度、水浴的时间、反应的时间、混合物的PH和过滤的时间等。只有保证一个自变量，结

18、果才能说明问题,想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？,果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。,（四）果胶酶的用量,1、酶的生产,提取法：采用各种技术，直接从动物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来（在原料充分的地区得以应用）。,发酵法：通过微生物发酵来获得人们所需的酶（20世纪50年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。,化学合成法：成本比较高，只能合成已知结构的酶。,2、控制酶的用量,生产果汁时，为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。,