上课用果胶酶在果汁生产中的应用.ppt

酶的基础知识 （1）酶的概念 （2）酶的化学本质，基本组成单位 （3）酶的功能及原因 （4）酶的特性 温故而知新 1、酶的概念 基础知识 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； 蛋白质（大多数）或RNA； 基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸 酶能降低化学反应的活化能，从而 使反应能够迅速的进行。在各种化 学反应中起催化作用 2、酶的本质 3、酶的功能 4、酶与无机催化剂相比较酶具 有的特性 （1）高效性 （2）专一性 （3）需要适宜的条件 果汁生产中的两大问题： 1.果肉的出汁率低，耗时长。 2.榨取的果汁浑浊、黏度高， 容易发生沉淀。 细胞壁的结构及作用： v作用是什么？ v特点？ v结构组成？ 保护植物细胞；支撑植物细胞 弹性小；全透性 纤维素、果胶 （一）果胶 是植物是植物细胞壁细胞壁以及以及胞间层胞间层的主要组成成分的主要组成成分 之一；之一； 一、基础知识 是由是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一种高分聚合而成的一种高分 子化合物，子化合物，不溶于水不溶于水； 是果汁加工中影响是果汁加工中影响出汁率出汁率和果汁和果汁澄清澄清 度度的主要原因。的主要原因。 2.果胶酶为什么能够 提高水果的出汁率 并使果汁变得澄清 ？ 1.果胶酶有什么作 用？ 想一想 加 果 胶 酶 （二）、果胶酶果胶酶 是分解果胶的是分解果胶的一类一类酶的总称，包括多聚酶的总称，包括多聚 半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等 果胶酶果胶酶 果胶果胶 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 ( (不溶于水）不溶于水） （可溶于水）（可溶于水） 思考 1.什么是酶的活性？如何表示？ 2影响酶活性的因素主要有哪些？ （三）酶的活性与影响酶活性的因素（三）酶的活性与影响酶活性的因素 1.1.酶的活性酶的活性指酶催化一定化学反应的指酶催化一定化学反应的 能力。能力。 酶活性的高低可用在一定的条件下，酶所酶活性的高低可用在一定的条件下，酶所 催化的某一化学反应的催化的某一化学反应的反应速度来表示。来表示。 酶反应速度用单位时间内、单位体积中酶反应速度用单位时间内、单位体积中反 应物的减少量或或产物的增加量来表示。来表示。 2.2.影响酶活性的主要因素：影响酶活性的主要因素： 温度温度 pHpH值：值： 3）酶的抑制剂 温度对酶的影响 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。 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。但低温使酶的活性被抑制后，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 A、 pH对酶的影响 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。 B、果胶酶的最适pH 果胶酶的最适pH范围为3.06.0。 pH对酶的影响 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 A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B B、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水 C C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水 A A 提示： 唾液淀粉酶最适pH6.8，其化学本质是蛋白质 基础知识 （二）酶的活性与影响酶活性的因素 酶的抑制剂： v Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果 胶酶有抑制作用。 探究温度对果胶酶活性的影响 二、实验设计 提出问题： 预期假设： 科学探究的一般过程 设计实验方案 ： 动手实验： 记录实验数据 ： 得出结论： 温度对果胶酶的活性有影响吗？ 在最适温度时果胶酶活性最大、低于 或高于最适温度时果胶酶活性下降。 该实验中，哪个因素作为自变量？该实验中，哪个因素作为自变量？ 哪个因素为因变量？应控制哪些因素哪个因素为因变量？应控制哪些因素 不变？为什么要作这样的处理？不变？为什么要作这样的处理？ 自变量为自变量为温度。温度。 因变量为因变量为果汁的体积和澄清度。果汁的体积和澄清度。 控制不变的因素有：控制不变的因素有：水果泥的用量、果胶酶的用量水果泥的用量、果胶酶的用量 和浓度、水浴的时间、反应的时间、混合物的和浓度、水浴的时间、反应的时间、混合物的PHPH和和 过滤的时间等。过滤的时间等。 只有保证一个自变量，实验结果才能说明问题只有保证一个自变量，实验结果才能说明问题 可以保证水果泥和 果胶酶在混合时的温度 是相同的，避免了水果 泥和果胶酶混合时影响 混合物的温度，从而影 响果胶酶的活性。 为什么在将水果泥和果胶酶 混合之前，要将水果泥和果胶酶 分装在不同的试管中恒温处理？ 讨论：讨论：在探究温度的影响时，是否在探究温度的影响时，是否 需要设置对照？如果需要，又应该如需要设置对照？如果需要，又应该如 何设置？为什么？何设置？为什么？ 需要设置对照实验，不同的温度梯度需要设置对照实验，不同的温度梯度 之间就可以作为对照，这种对照称为相互之间就可以作为对照，这种对照称为相互 对照对照。 为什么能够通过测定滤出的水果汁的体积（或为什么能够通过测定滤出的水果汁的体积（或 澄清度）大小来判断果胶酶活性的高低？澄清度）大小来判断果胶酶活性的高低？ 你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？ 通过测定滤出的水果汁的体积（或澄清度）大小来判断果胶酶活性的高低通过测定滤出的水果汁的体积（或澄清度）大小来判断果胶酶活性的高低 思考： 你打算设置多少个温度值？ 果胶酶将不溶于水的果胶分解成可溶于水的小分子果胶酶将不溶于水的果胶分解成可溶于水的小分子 物质物质半乳糖醛酸，半乳糖醛酸，半乳糖醛酸半乳糖醛酸可以通过滤纸，并可以通过滤纸，并 溶于水中，因此水果汁的体积（或澄清度）大小可在溶于水中，因此水果汁的体积（或澄清度）大小可在 一定程度上反应果胶酶催化分解果胶的能力。一定程度上反应果胶酶催化分解果胶的能力。 在不同的温度下，果胶酶的活性越大，滤出水果在不同的温度下，果胶酶的活性越大，滤出水果 汁的体积就越大，果汁的澄清度就越高。汁的体积就越大，果汁的澄清度就越高。 搅拌器搅拌制水果泥搅拌器搅拌制水果泥 等量分装（等量分装（5mL)5mL) 9 9支试管支试管 果胶酶水溶液（果胶酶水溶液（2%2% ） 等量分装（等量分装（2mL)2mL) 9 9支试管支试管 将装有将装有水果泥水果泥和和果胶酶果胶酶的试管各一支分别放入的试管各一支分别放入3030 、 35 35 、40 40 、45 45 、50 50 、55 55 、60 60 、65 65 和和70 70 的恒温水箱中保温的恒温水箱中保温1010分钟。分钟。 将相同温度的果胶酶和水果泥充分混合，搅 拌相同时间，再恒温恒温1010分钟。分钟。 过滤混合物，用量筒测量各组果汁的量，填入过滤混合物，用量筒测量各组果汁的量，填入 表格进行比较。表格进行比较。 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；P45 B、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？ 温度 oC 303540455055606570 果汁 量 /ml 6、结论： 在最适温度时果胶酶活性最大、低于 或高于最适温度时果胶酶活性下降。 研究的自变量是_，只须将 温度梯度改成_，并选定一个适宜 的温度进行水浴加热，其他条件_。 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。 探究pH对果胶酶活性的影响 pH pH梯度 不变 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，研究的自变量是_，而 将温度梯度改成_，其他因 素都应保持_。 探究果胶酶的用量 果胶酶的用量 不变 酶用量梯度 怎样确定果胶酶的最适用量? 想一想: 如果随着酶用量的增加，过滤得到果汁的体积 也增加，说明酶的用量不足；当酶用量增加到某个 值后，再增加酶的用量，过滤得到果汁的体积不再 改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是 酶的最适用量。 怎样确定果胶酶的最适用量? 想一想: 1.1.工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁工业生产果汁时，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活性的影响以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响 某学生设计了如下实验：某学生设计了如下实验： 将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在1010水浴中恒水浴中恒 温处理温处理1010分钟（如图分钟（如图A A） 将步骤将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在1010水水 浴中恒温处理浴中恒温处理1010分钟（如图分钟（如图B B）。）。 将步骤将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量（处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量（ 如图如图C C）。）。 在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果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：汁量，结果如下表： 温度温度10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 60 60 70 70 80 80 出汁量出汁量/ml/ml 8 8 1313151525251515121211111010 根据上述实验，请分析回答下列问题：根据上述实验，请分析回答下列问题： （1 1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中）果胶酶能破除细胞壁，