选修一：4-1果胶酶在果汁生产中的作用

1、 课题课题1果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用 课程标准 1.研究酶的存在和简单制作的方法。 2.探究利用苹果制成果汁的最佳条件。 3.检测果胶酶的活性。 课标解读 1.知道果胶酶的作用。 2.理解影响果胶酶活性的因素。 1果胶酶的作用 (1)果胶的成分及作用：果胶是植物 以及 的 主要组成成分之一，它是由 聚合而成的一种高 分子化合物，不溶于水。 果胶酶的作用、酶活性及其影响因素果胶酶的作用、酶活性及其影响因素 细胞壁细胞壁胞间层胞间层 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 (2)果胶酶的作用：果胶酶能够分解 ，瓦解植物的 ，使榨取果汁变得 ，也使得浑浊的果汁变 得 。果胶酶能够分解果胶的实质

2、是将果胶分解成可溶性 的 。 (3)果胶酶的组成：果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一 类酶的总称，包括 、 和 等。 果胶果胶细胞壁细胞壁 及胞间层及胞间层更容易更容易 澄清澄清 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分解酶果胶分解酶 果胶酯酶果胶酯酶 2酶的活性 是指酶 的能力。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 来表示。 3酶的反应速度 用单位时间内、单位体积中反应物的 或产物的 来表示。 影响酶活性的因素主要有 、 和 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 减少量减少量增加量增加量 温度温度 pH 酶的抑制剂酶的抑制剂

3、 4酶的用量 酶用量过多，会导致酶的 ；酶用量过 少，会 酶促反应的速度。因此要得到适 宜的酶用量，需通过设计实验进行探究。 思维激活1 果胶酶的合成场所在哪里？果 胶酶只存在于植物细胞中吗？ 提示果胶酶的化学本质是蛋白质，其合成 场所为核糖体，果胶酶并非只存在于植物细胞 中，植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶 酶。 浪费浪费 限制限制 1影响果汁产量的物质及处理方法 (1)影响果汁产量的物质 种类：纤维素、果胶。 造成的问题：果肉的出汁率低，耗时长； 果汁浑浊、黏度高，易发生沉淀。 (2)处理方法酶解法 常用的酶及其作用特点(如下表) 2.果胶酶的来源、化学本质、特性及功能(见下表) 项目

4、内容解释 来源植物、微生物产自核糖体(由氨基酸缩合产生) 功能生物催化剂 可分解果胶、瓦解植物细胞壁 及胞间层 作用 特性 高效性专一性 作用条件较温和 易受温度pH及抑制 剂影响 催化效率非常高，可特异性地 将果胶水解为可溶性半乳糖醛 酸，但对反应条件要求苛刻 应用 食品加工业使用 量最大的酶制剂 之一 在果汁加工中，应用果胶酶制 剂可使榨取果汁更容易，且使 浑浊的果汁变得澄清 特别提醒自然界中的酶并不完全适于在生活和 生产上应用，可以利用“酶工程”技术对酶进行 改造，使之更加符合人们的需求。 【巩固1】 下列关于果胶酶的叙述，正确的是 ()。 A果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶

5、酯酶 等 B果胶酶的化学成分为固醇 C果胶酶的催化作用不受温度影响 D果胶酶可以催化多种化学反应 解析果胶酶同其他大多数酶一样，其主要成分是蛋白质， 其催化作用受温度和pH等因素的影响，果胶酶只能催化果胶的 分解。 答案A 1探究温度和pH对果胶酶活性的影响 (1)实验流程包括制备苹果泥、设置一系列具有梯 度的 和 、加入果胶酶反应一段时 间、 。 (2)该实验的自变量是 ，因变量 是 ，检测因变量是通过测定 或 来实现的。 果胶酶活性影响因素的实验探究果胶酶活性影响因素的实验探究 温度温度 pH 过滤果汁过滤果汁 温度或温度或pH 果胶酶活性果胶酶活性 苹果汁的体积苹果汁的体积 苹果汁的澄清

6、度苹果汁的澄清度 2探究果胶酶的用量 (1)该实验的自变量是 ，除此之 外，影响果汁产量的因素还有 、 、 酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量。 (2)判断的思路是：如果随着酶的用量增加， 过滤到的果汁的体积也增加，说明 ； 如果当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的 用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明 。 果胶酶的量果胶酶的量 温度温度 pH 酶的用量不足酶的用量不足 酶的用量已经足够酶的用量已经足够 思维激活2 探究果胶酶活性的温度或pH最适值， 其实验思路上有何共性？ 提示尽管实验变量不同，但通过设置梯度来确 定最适值是两种实验设计思路上的共性。 1探究温度对果胶酶活性的影响 (

7、1)实验原理 酶处于最适温度时，活性最高，果肉的出汁 率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。 (2)实验变量 自变量是温度，因变量是果汁的澄清度和出 汁率。 (3)实验流程 2探究pH对果胶酶活性的影响 (1)实验原理 果胶酶的活性受pH的影响，处于最适pH时， 活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果 胶酶的活性大小成正比。 (2)实验变量 自变量是pH，因变量是果汁的澄清度和出汁 率。 (3)实验流程 3探究果胶酶的用量 (1)实验原理 随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积也增 加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某 个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体 积不再改变，说明酶的用量已

8、经足够，那么， 这个值就是酶的最适用量。 (2)实验变量 自变量：果胶酶用量。因变量：果汁澄清度 和出汁率。 (3)实验流程 特别提醒(1)实验过程中，除控制自变量外，须 控制无关变量适宜且相同。 (2)结果分析与评价 根据实验数据绘制出的温度(或pH)对果胶酶活 性的影响曲线，如图1。 不同果胶酶用量对出汁量的影响曲线，如图2。 【巩固2】 下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结 果。该结果不能说明()。 A.温度影响果胶酶的活性 B40 与60 时酶的活性相等 C50 是该酶的最适温度 D若温度从10 升高到40 ，酶的活性将逐渐增强 温度/ 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0

9、6 0 果汁量/mL234565 解析温度影响酶的活性，果胶酶的最适温度在 4060 之间，上表不能说明50 就是最适温 度。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活 性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的 活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形 的，故40 与60 时酶的催化效率相同。 答案C 【例1】 下列关于果胶酶的说法，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RNA 果胶酶及其功能果胶酶及其功能 思维导图： 深度剖析因为酶具有专一性，因此果胶酶只

10、能 分解果胶而不能分解纤维素， 因此A错误；半乳 糖醛酸是果胶的组成单位，而不是果胶酶的组成 单位，因此B错误；果胶酶是能够分解果胶的一 类酶的总称，其化学本质是蛋白质，基本组成单 位是氨基酸，因此D错误。 答案C 【例2】 下列A、B、C图依次表示果胶酶浓度 一定时，果胶酶的反应速度与反应物浓度、温 度、pH之间的关系，据图完成问题。 果胶酶活性的影响因素果胶酶活性的影响因素 (1)图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是 _。 (2)图B中，b点所对应的温度称为_。如果你根据实验数据 转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度，你将如何改进？ _。 (3)图B中，曲线ab段表明_，

11、bc段表明_。 (4)将装有果胶酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12 和90 水浴锅中，20 min后取出，转入40 的水浴锅中保温，两试管内 的反应：甲试管_，乙试管_。 (5)图C表示了果胶酶浓度、反应物浓度、温度等 一定时，果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线， 实验时可根据_来判定果胶酶的最适pH。 思维导图： 深度剖析(1)酶的催化能力也是有一定限度的，并不会随反应物 浓度的上升而无限上升。 (2)图B中b点所对应的为酶的最适温度。在适宜温度附近设置差值 间隔更小的温度梯度将有利于确认最适温度。 (3)图B中曲线ab段表明，在最适温度之前，随温度升高，酶活性 升高，在最适温度之后，随温度升高，酶活性降低。 (4)低温可抑制酶活性，当温度升高时酶活性尚可恢复，但高温可 破坏酶分子的空间结构，即使温度降低，酶活性也不再恢复。 (5)确认果胶酶活性，可依据果汁量作为因变量。 答案(1)酶虽然有高效性，但催化能力也有一定 限度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓 度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度影 响(2)最适温度应据适宜温度范围确定间隔近 的温度梯度，重新实验(3)温度升高，酶活性升 高温度升高，酶活性降