课题1-果胶酶在果汁生产中的作用.ppt

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1、专题4 酶的研究与应用,课题1 果胶酶在果汁生产中的作用,高效性专一性强 作用条件温和,酶的本质主要是蛋白质,少数是RNA.在生物体内外均可发挥作用,作用机理：酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起催化作用,大家自己制作过果汁吗？,大家在制作果汁中会遇到哪些问题呢？,自己做果汁速度慢,自己做的果汁浑浊,自己做的果汁有沉淀,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,果汁的制作中要解决两个问题：,加果胶酶,为什么能够提高水果的出汁率并使果汁变得澄清？,果胶酶有什么作用？,植物细胞壁的构造,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

2、糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。,果胶,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。,在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。,果胶,果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。,果胶酶,果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称。,果胶酶由黑曲霉经发酵精制而得。外观呈浅黄色，是一种粉末状的物品。果胶酶主要用于果蔬汁饮料及果酒的榨汁及澄清，对分解果胶具有良好的作用。,果胶酶能够让果汁变得澄清的原因：,果胶酶可以分解细胞壁及胞间

3、层的不溶的果胶，将果胶等物质分解成可溶性的半乳糖醛酸等物质，使浑浊的果汁变得澄清，增加果汁的稳定性，提高果汁的品质。,（二）酶的活性与影响酶活性的因素,1.酶的活性,酶活性的高低：可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示,酶的反应速度：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。,果肉的出汁率和果汁的澄清度,指酶催化一定化学反应的能力。,2.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,影响酶活性的因素：,温度pH抑制剂

4、酶的用量,下面我们设计实验探究pH、温度、酶的用量对酶活性的影响。,实验设计,资料一 探究温度或PH对酶活性的影响,设计思路：在一恒定温度下通过设置PH梯度来来确定酶催化反应的最适PH，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。,提出问题：探究温度对酶活性的影响,预期假设：在最适温度（约 40）酶的活性最大，低于或高于最适温度时酶活性递减,在此实验中，实验的自变量是什么？无关变量有哪些？分别应怎样控制？,自变量：温度（应设置一系列温度梯度）无关变量：PH、苹果泥的用量、果胶酶的浓度和用量、反应时间等（应保持不变）,实验中，应如何测定果胶酶的活性？其判断标准有哪些？,果胶酶活性

5、高低的判断依据是：滤出果汁的体积。滤出的苹果汁越多，说明果胶酶的活性越高。观察果汁的澄清度。果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。,（1）获取苹果泥；（2）保温苹果泥和果胶酶分别进行；（多个温度）（3）混合后保温；（4）过滤。,2.取9支试管，每支试管中加入1mL果胶酶液,1.取9支试管，每支试管取5mL的橘子汁,实验过程,3.将盛有果胶酶液和橘子汁的试管两两一组，分别放入35、40、45、50、55、60、65、70、75的恒温水浴锅中。,4.待两试管温度相同时，将果胶酶倒入等温的橘子汁中，恒温保持10分钟。,为什么,为什么要分别加热至恒温后才能混合呢？,将两试管都进行恒温处理再混合，保证了底物

6、和酶在混合时的温度是相同的，避免了酶和橘子汁在混合过程中对混合物温度的影响，从而影响果胶酶的活性。,搅拌器制成苹果泥等量分装,9支试管，标记,果胶酶溶液等量分装,9支试管，标记,各取一只分9组分别放入30、35、40、45 50、55、60、65 70水中恒温水浴保温10分钟,将相同温度下的果胶酶、苹果泥混合搅拌,保温10min,过滤果汁，量筒测量滤出果汁体积，设计表格记录结果,实验操作流程,设计记录数据的表格,探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯改成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。,（二）探究pH对果胶酶活

7、性的影响,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。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、实验操作流程,各取一支分5组分别放入40的恒温水箱中恒温加热,待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的橘子汁中并将试管内的pH调节为5、6、7、8、9,恒温保持10min,过滤果汁，用量筒测量果汁的量,果胶酶水溶液等量分装5支试管,搅拌器榨橘子汁分装5支试管,pH对果胶酶活性的影响,2、实验操作流程,有两位同学分别用以下两种方法操作：(1)将苹果洗净皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。(2)分别向编号为l7的7个100 mL洁

8、净的烧杯中各加入20ml苹果泥之后，下面两种操作：,方法一：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pH分别调至4、5、10。方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、6、10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。(1)请问上述哪一种方法更科学?。理由：_(2)该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。,方法二,方法二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pH,或“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”,酶和反应物（果胶）充分接触,?,3A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？

9、B同学呢？,A同学：变量：温度（或pH）不变：苹果泥、果胶酶用量，反应、过滤时 间等。只有保证一个变量，实验结果才能说明问题。B同学：对于变量的控制应该与A相同 但观察因变量的角度不同。,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。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。,?,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？,需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。,?,在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为

10、什么？,探究果胶酶的最适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。,资料二 探究果胶酶的最适用量,在此实验中，自变量、无关变量、因变量是什么？,自变量：果胶酶的用量无关变量：PH、温度、苹果泥的用量、反应时间等因变量：过滤出的果汁体积（澄清度）,(三)探究果胶酶的用量,1、实验原理,在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，再增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。,思考：该实验中，如何设置酶用量的梯度？,同一浓度不同体积的果胶酶溶液,不同浓度相同体积的果胶酶溶液,2、实验操作：,（1）配制不同浓度的果胶酶溶液,准确称取纯的果胶

11、酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、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。,（2）制备水果泥,搅拌器搅拌制成苹果泥，等量装入9支试管中，并编号19。,（3）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。,（4）将不同浓度的果胶酶分别与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。（5）恒温水浴约20分钟（6）过滤后测量果汁的体积,3制作用于记录结果的表格,根据实验数据绘制出的温度和pH对果胶酶活性影响的曲线图；,5、结果分析与评价,不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件下）；,酶的用量,0,果汁量（mL）,将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白

12、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37度的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质为:A.淀粉、胃蛋白酶、多肽和水B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C.唾液淀粉酶、多肽、胃蛋白酶、水D.唾液淀粉酶、麦芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水,A,1.果胶是植物组织的组成成分之一,它主要存在于植物组织的哪一部分?（）细胞核 细胞质 细胞间隙 细胞壁及胞间层果胶酶能将植物组织内的果胶分解成（）透明果汁半乳糖醛酸丙酮酸酶制剂果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括A.多聚半乳糖醛酸酶 B.果胶分解酶C.乳糖分解酶 D.果胶酯酶,D,B,C,高考链接,1.（2001年河南、广东高考题

13、）如图，回答下列问题：,若纵坐标代表酶的催化效率，横坐标代表温度，那么B点表示的是；整条曲线表示的是。,2.（江苏.2004）酶是活细胞产生的。下列关于酶的论述错误的是（）A.有些酶是核酸 B.酶的数量因参与化学反应而减少 C.酶的活性与pH有关 D.酶的催化效率很高,B,3.（海南.2009）能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是（）A.淀粉酶、纤维素、溶菌酶 B.纤维素酶、果胶酶、蛋白酶 C.果胶酶、溶菌酶、纤维素酶 D.磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶,B,4.分别用0和100的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（）A.经过0 处理的酶活性能够恢复 B.经过100 处理的酶活性能够恢 C.经过0 处理的酶的空间结构遭破 D.经过100 处理的酶被水解成了氨基酸,A,