果胶酶在果汁生产中的作用PPT通用课件

1、果胶酶在果汁生产中的作用一、课题背景。1.制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的出汁率低，耗时长。二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生深沉。2.解决办法：果胶酶、纤维素酶。二、基础知识二、基础知识酶的基础知识酶的基础知识回忆回忆-回答：回答： （1 1）酶的概念）酶的概念 （2 2）酶的化学本质，基本组成单位）酶的化学本质，基本组成单位 （3 3）酶的功能及原因）酶的功能及原因 （4 4）酶的特性）酶的特性1 1、酶的概念、酶的概念 酶是酶是活细胞活细胞所产生的具有所产生的具有生物催化生物催化作用作用的一类特殊的的一类特殊的有机物有机物；蛋白质（蛋白质（大大多数）或多数）或RNARNA；基本组

2、成单位：氨基酸或核糖核苷酸基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸酶能酶能降低降低化学反应的活化能，从而化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。在各种化使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起学反应中起催化催化作用作用2 2、酶的本质、酶的本质3 3、酶的功能、酶的功能4 4、酶的特性、酶的特性（1 1）高效性）高效性（2 2）专一性）专一性（3 3）需要适宜的条件）需要适宜的条件阅读阅读课本课本P42P42的内容，的内容，回答回答以下问题：以下问题： （1 1）细胞壁的组成成分？）细胞壁的组成成分？ （2 2）果胶的单体是什么？）果胶的单体是什么？ （3 3）果胶酶的作用？）果胶酶的作用？1.1

3、.果胶果胶是植物是植物细胞壁以及胞间层细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，的主要组成成分之一，它是由它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一种聚合而成的一种高分子化合物高分子化合物，不溶于水。不溶于水。思考：思考： 要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？ （一）果胶酶的作用（一）果胶酶的作用2 2、果胶对果汁制作的影响：、果胶对果汁制作的影响：是分解果胶的一类酶的总称，是分解果胶的一类酶的总称，包括包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。等。影响影响果汁的果汁的出汁率出汁率，还会，还会使果汁浑浊使果汁浑浊。（一）果胶酶的作用（一）

4、果胶酶的作用3 3、果胶酶：、果胶酶：4 4、果胶酶在果汁制作中的作用、果胶酶在果汁制作中的作用 分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；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。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。提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。1 1、果胶、果胶1 1、酶的活性、酶的活性2 2、酶催化能力高低的衡量标准、酶催化能力高低的衡量标准指酶催化一定化学反应的能力。指酶催化一定化学反应的能力。 在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度反应速度来表示。来表示。 酶反应速度用单位时间内、单位体积

5、中反应物酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的的减少量减少量或产物的或产物的增加量增加量来表示。来表示。（二）酶的活性与影响酶活性的因素二）酶的活性与影响酶活性的因素3 3、影响酶活性的因素：、影响酶活性的因素：温度（温度（45455050度）度） pHpH： 3.06.0。酶的抑制剂：酶的抑制剂：Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果胶等金属离子对果胶酶有抑制作用。酶有抑制作用。1 1、分别用、分别用0 00 0C C和和1001000 0C C的温度处理某种酶后，酶都的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（没有活性，但（ ） A A、经过、经过0 00 0C C处理的酶活性能够恢复处理的酶

6、活性能够恢复 B B、经过、经过1001000 0C C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 C C、经过、经过0 00 0C C处理的酶的空间结构遭破坏处理的酶的空间结构遭破坏 D D、经过、经过1001000 0C C处理的酶被水解成了氨基酸处理的酶被水解成了氨基酸2 2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和、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，调整适量的水混合装入一个容器内，调整pHpH至至2.02.0，保，保存于存于37370 0C C的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（的物质是（ ）提示：提示：唾液

7、淀粉酶最适唾液淀粉酶最适pHpH6.86.8，其化学本质是蛋白质，其化学本质是蛋白质基础知识基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素二）酶的活性与影响酶活性的因素1 1、酶的生产、酶的生产提取法：提取法：采用各种技术，直接从动物或微生物的采用各种技术，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细胞或组织中将酶提取出来（在原料充分的地区得以应用）。以应用）。发酵法：发酵法：通过微生物发酵来获得人们所需的酶通过微生物发酵来获得人们所需的酶（2020世纪世纪5050年代以来生产酶的主要方法），如用年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。等微生

8、物发酵生产果胶酶。化学合成法：化学合成法： 成本比较高，只能合成已知结构成本比较高，只能合成已知结构的酶。的酶。（三）控制酶的用量（三）控制酶的用量 为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要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。控制好酶的用量。 果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，果胶酶的活性受温度影响。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。的活性大小成正比。1.1.实验原理实验原理2.2.实验操作流程实验操作流程你能设计吗？你能设计吗？ 三、实验设计三、实验设计（资料一）探究温度对果胶酶

9、活性的影响（资料一）探究温度对果胶酶活性的影响思考：思考：1 1、你打算设置多少个温度值？、你打算设置多少个温度值？2 2、你如何得到苹果泥？、你如何得到苹果泥？3 3、你怎样保证在任一温度装置中苹果泥和果胶酶及混合、你怎样保证在任一温度装置中苹果泥和果胶酶及混合后温度的一至？后温度的一至？4 4、你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？、你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥均分均分 装入装入9 9支试管支试管果胶酶水溶液果胶酶水溶液等等 量量9 9支试管支试管各取一支分各取一支分9 9组分别放入组分别放入30300 0C C、35350 0C C、

10、40400 0C C、45450 0C C、50500 0C C、55550 0C C、60600 0C C、65650 0C C和和70700 0C C的恒温水箱中恒温加热的恒温水箱中恒温加热试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内恒温保持恒温保持1010分钟分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格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 将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，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可以保证底物和酶在混合时的温度是相同温

11、度是相同的，避的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从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。而影响果胶酶活性的问题。问问1 1：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果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？胶酶分装在不同的试管中恒温处理？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，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某学生设计了如下实验：为研究温度对果胶酶活性的影响某学生设计了如下实验：101020

12、203030404050506060707080808 81313151525251515121211111010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水浴中恒温处理水浴中恒温处理1010分分钟（如图钟（如图A A）将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在1010水浴中恒温水浴中恒温处理处理1010分钟（如图分钟（如图B B）将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量( (如图如图C.C.不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表不同温度条件下重复以上实

13、验步骤，并记录果汁量，结果如下表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使得酶与果泥处于同一温度条件下。使得酶与果泥处于同一温度条件下。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实验设计实验设计 果胶酶的活性受果胶酶的活性受pHpH影响，处于最适影响，处于最适pHpH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。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果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。性大小成正比。2 2、实验操作流程、实验操作流程 请你设计。请你设计。 2.探究探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响问问2在探

14、究温度或在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？果需要，又应该如何设置？为什么？ 果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通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。在不同的温度和果胶的能力。在不同的温度和pHpH下，果胶酶的活性越大，下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。苹果汁的体积就越大。4 4想一想想一想: : 为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积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

15、酶活性的高低？小来判断果胶酶活性的高低？提示：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和提示：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的用量、水浴时间和混合物的pHpH等所有其他条件不变。只有等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。间间5 5当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？量，哪些因素应该保持不变？果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶

16、，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生够分解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是某研究性产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是某研究性学习小组同学在学习小组同学在“探究果胶酶催化果胶水解的适宜探究果胶酶催化果胶水解的适宜pHpH”的的课题过程中遇到的问题。课题过程中遇到的问题。 （1 1）本课题实验步骤中，在完成）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹烧杯中分别加入苹果泥（假定果泥（假定pHpH的改变对苹果泥成分无影响），试管中分别的改变对苹果泥成分无影响），试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面

17、两种操作：之后，有下面两种操作：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，再把混合液的相混合，再把混合液的pHpH分别调至分别调至4 4、5 5、6 61010。方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pHpH分别调到分别调到4 4、5 5、6 61010，再把，再把pHpH相等的果胶酶溶液和苹相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。果泥相混合。请问哪一种方法更为科学，并说明理由？请问哪一种方法更为科学，并说明理由？请问哪一种方法更为科学，并说明理由？请问哪一种方法更为科学，并说明理由？方法二的操作能够确

18、保酶的反应环境从一开方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始达到实验预设的始达到实验预设的pHpH（或（或“方法一的操作会在达方法一的操作会在达到预定到预定pHpH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 2）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使什么？使什么？ 酶和反应物（果胶）充分地接触以减少实验误差酶和反应物（果胶）充分地接触以减少实验误差实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 （3 3）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示下，当横坐标表示pHpH，纵坐标表示，纵坐标表示 ，该实验操作和记录是比较切实可行的。