果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用

1、专题4 酶研究与应用点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第1页课题1 果胶酶在果汁生产中应用果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第2页课题背景我国水果生产发展快速，每年上市新鲜水果品种多、数量大。但因为收获季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质。水果加工技术，不但能够缓解产销矛盾，而且能够提升产品附加值，满足人们不一样层次需求。水果加工包含制作果汁、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应用，探究利用果胶酶制作苹果汁适宜条件，自己动手制作苹果汁。制作果汁要处理两个问题：一是果肉出汁率低，耗时长；二是榨取果汁浑浊、黏度高，易沉淀。果胶酶在果汁生产中的作用酶

2、的研究与应用第3页一、基础知识（一）酶基础知识3、酶作用机理1、酶概念2、酶本质及基本组成单位4、酶特征酶是活细胞所产生含有生物催化作用一类特殊有机物蛋白质（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活化能高效性、专一性、需要适宜条件果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第4页（二）果胶酶作用阅读书本P42内容，思索以下问题： 什么是果胶，其单体是什么？果胶对果汁制作影响？什么是果胶酶？果胶酶在果汁制作中作用是什么？点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第5页（二）果胶酶作用什么是果胶，其单体是什么？果胶对果汁制作影响？果胶是植物细胞壁以及胞间层主要

3、组成成份之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成一个高分子化合物，不溶于水。影响果汁出汁率，还会使果汁浑浊。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第6页什么是果胶酶？是分解果胶一类酶总称，包含半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。（二）果胶酶作用果胶酶果胶 半乳糖醛酸果胶酶在果汁制作中作用是什么？ 分解果胶，瓦解植物细胞壁及胞间层；使果胶水解为半乳糖醛酸。 提升水果出汁率，并使果汁变得澄清。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第7页（三）酶活性与影响酶活性原因阅读书本P4243内容，思索以下问题： 什么是酶活性？表示酶活性高低方法及衡量标准？影响酶活性原因有哪些？点

4、此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第8页（三）酶活性与影响酶活性原因什么是酶活性？表示酶活性高低方法及衡量标准？指酶催化一定化学反应能力。在一定条件下，酶所催化某一化学反应反应速度可表示酶活性高低。酶反应速度用单位时间内、单位体积中底物降低许或产物增加量来表示。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第9页（三）酶活性与影响酶活性原因影响酶活性原因有哪些？在较低温度时，伴随温度升高，酶活性也逐步提升，到达最适温度时，酶催化能力最高，但高于最适温度后，酶催化能力快速下降，最终完全失去催化能力。A、温度对酶影响温度点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研

5、究与应用第10页（三）酶活性与影响酶活性原因影响酶活性原因有哪些？温度果胶酶最适温度为4550。B、果胶酶最适温度C、高温使酶活性丧失后，酶活性可否恢复？为何？低温呢？不能恢复，因高温破坏了酶分子结构，高温对酶造成不可逆破坏。但低温使酶活性降低后，迟缓恢复其温度活性仍可恢复。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第11页（三）酶活性与影响酶活性原因影响酶活性原因有哪些？酶催化能力发挥有一个最适pH ，在低于最适pH时，伴随pH升高，酶催化能力也对应升高，高于最适pH时，伴随pH升高，酶活性逐步下降，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。A、pH对

6、酶影响 pH：果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第12页果胶酶最适pH范围为3.06.0。B、果胶酶最适pH（三）酶活性与影响酶活性原因影响酶活性原因有哪些？ pH：酶抑制剂：Fe3、Cu2、Zn2等金属离子对果胶酶有抑制作用。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第13页（四）果胶酶用量1、酶生产提取法：采取各种技术，直接从动物或微生物细胞或组织中将酶提取出来（在原料充分地域得以应用）。发酵法：经过微生物发酵来取得人们所需酶（20世纪50年代以来生产酶主要方法），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，只能合成已知结构酶。2、控制酶用量生产果汁时，

7、为了果胶酶得到充分利用，节约成本，需要控制好酶用量。果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第14页果胶酶活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。果肉出汁率、果汁澄清度与果胶酶活性大小成正比。（一）探究温度对果胶酶活性影响1、试验原理2、试验操作流程 二、试验设计F:生物技术实践视频高中生物选修1试验电影果胶酶在果汁生产中作用.mp4点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第15页（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。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第16页(1)将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，

8、加入适量蒸馏水备用。2、试验操作流程(2) 分别向编号为l99个100 mL洁净烧杯中各加入20ml苹果泥(3)将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥温度分别调至0、10 、20 、 80 ，再把温度相等果胶酶溶液和苹果泥相混合后，放置一段时间。(4)过滤后测量统计果汁体积（量）果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第17页3制作用于统计结果表格温度/01020304050607080出汁量/ml点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第18页将果泥和果胶酶分装在不一样试管中恒温处理，能够确保底物和酶在混合时温度是相同，防止了果泥和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性问题。

9、? 为何在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不一样试管中恒温处理？点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第19页（二）探究pH对果胶酶活性影响果胶酶活性受pH影响，处于最适pH，酶活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉出汁率、果汁澄清度与果胶酶活性大小成正比。1、试验原理2、试验操作流程 点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第20页2、试验操作流程有两位同学分别用以下两种方法操作：(1)将苹果洗净去皮，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l77个100 mL洁净烧杯中各加入20ml苹果泥之后，下面两种操作：果胶酶在果汁

10、生产中的作用酶的研究与应用第21页方法一：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥相混合，再把混合液pH分别调至4、5、10。方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥pH分别调至4、5、6、 10 ，再把pH相等果胶酶溶液和苹果泥相混合。(1)请问上述哪一个方法更科学? 。理由： _ (2)该试验步骤中也有玻璃棒搅拌操作，其目标是使 以降低试验误差。方法二酶和反应物（果胶）充分接触方法二操作能够确保酶反应环境从一开始便到达试验预设pH或“方法一操作会在到达预定pH之前就发生了酶催化反应”果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第22页(3)假如用曲线图方式统计试验结果，在现有条件下，以横坐标表示pH，纵

11、坐标表示(果汁体积或果胶分解速率)，试验操作和统计是比较切实可行。依据你对酶特征了解，请在下列图中选择一个最可能是试验结果曲线图。若试验所取得最适宜pH=m，请你在所选曲线图中标出“m”点位置。甲m果胶分解率点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第23页?A同学将哪个原因作为自变量，控制哪些原因不变？为何要作这么处理？B同学呢？（两同学操作方法见教科书P44第二、三段） A同学将温度或pH作为自变量，控制不变量有苹果泥用量、果胶酶用量、反应时间和过滤时间等。只有在试验中确保一个自变量，试验结果才能说明问题。B同学对于变量处理应该与A同学相同，只是观察因变量角度不一样。点此播放

12、教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第24页果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质能够经过滤纸，所以苹果汁体积大小反应了果胶酶催化分解果胶能力。在不一样温度和pH下，果胶酶活性越大，苹果汁体积就越大。?为何能够经过测定滤出苹果汁体积大小来判断果胶酶活性高低？点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第25页需要设置对照试验，不一样温度梯度之间或不一样pH梯度之间就能够作为对照，这种对照称为相互对照。?在探究温度或pH影响时，是否需要设置对照？假如需要，又应该怎样设置？为何？点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第26页(三)探究果胶酶用量1、试验原

13、理在一定条件下，伴随酶浓度增加，果汁体积增加；当酶浓度到达某一数值后，再增加酶用量，果汁体积不再改变，此值即是酶最适用量。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第27页（1）配制不一样浓度果胶酶溶液和制备水果泥； 配制不一样浓度果胶酶溶液 准确称取纯果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积水溶液，取等量放入9支试管中，并编号19。 2、试验操作流程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。果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第28页（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。（3）将不一样浓度

14、果胶酶分别快速与各试管苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。（4）恒温水浴约20分钟（5）过滤后测量果汁体积3制作用于统计结果表格酶量/mg123456789出汁量/ml点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第29页本试验自变量、因变量、无关变量分析(以探究果胶酶用量试验为例)变量名称含 义实例关 系试验变量(自变量)试验中试验者所操纵原因或条件试验变量为原因，反应变量是结果，二者是因果关系反应变量(因变量)因为试验变量而引发改变和结果无关变量除自变量外，对试验结果造成干扰其它原因果胶酶量果汁量温度等知识拓展果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第30页试验结果与分析：依据你对酶

15、特征了解，画出试验结果可能坐标曲线：假如伴随酶浓度增加，过滤到果汁体积也增加，说明酶用量不足；当酶浓度增加到某个值后，再增加酶用量，过滤到果汁体积不再改变，说明酶用量已经足够，那么，这个值就是酶最适用量。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第31页三、结果分析与评价1、温度、pH与果胶酶活性关系点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第32页普通为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。2、在最适温度和pH条件下制作1L苹果汁，使用多少果胶酶最适当？为何？点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第33页3、你

16、做出了澄清苹果汁了吗？粗略地估算你制作1 L苹果汁成本，其价格靠近于市场价吗？假如有显著不一样，你能分析产生差异原因吗？苹果泥用量、果胶酶用量和酶催化条件如温度、PH是否适宜等不但影响到是否制作出澄清苹果汁，还影响到苹果汁制作成本。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第34页4、假如从你绘制曲线图中无法判断出果胶酶最适pH或温度，你将怎样改进试验方法？（1）重新设置温度或PH梯度。（2）检验无关变量是否一致并最适宜。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第35页课后练习（P45)大规模生产与试验室制备主要不一样点是：1.有两次瞬间高温灭菌；2.酶处理时间相

17、对较长；3.有离心分离步骤和浓缩步骤。点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第36页1、分别用0和100 温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（ ）A A、经过0处理酶活性能够恢复 B、经过100处理酶活性能够恢复 C、经过0处理酶空间结构遭破坏 D、经过100处理酶被水解成了氨基酸课堂练习点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第37页2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一个容器内，调整pH至2.0，保留于37水浴锅内。过一段时间后，容器内剩下物质是（ ）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

18、酶、多肽、水D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水A提醒：唾液淀粉酶最适pH6.8，其化学本质是蛋白质点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第38页3.果胶酶常在0-4下 保留。其原因是此温度条件下，酶活性最高。此温度条件下，酶变性失活。低温可降低酶活性，但酶不变性失活。. 自然条件下，果胶酶常在0-4下发生催化 作用。C点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第39页4果胶酶是分解果胶一类酶总称，它不包含 ( ) 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C5探究温度对果胶酶活性影响、pH对酶活性影响、果胶酶用量三个试验中，试验变量依次为

19、 ( ) A温度、酶活性、酶用量 B苹果泥用量、pH、果汁量 C反应时间、酶活性、酶用量 D温度、pH、果胶酶用量D果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第40页6在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取办法是 ( ) A加大苹果泥用量 B加大果胶酶用量 C深入提升温度 D用玻璃棒不时地搅拌反应混合物D点此播放教学视频 果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第41页7工业生产果汁时，经常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提升出果汁率，为研究温度对果胶酶活性影响。某学生设计了以下试验：将果胶酶与苹果泥分装于不一样试管，在10水浴中恒温处理10分钟（如图A）果胶酶在果汁生产中的作用酶的

20、研究与应用第42页将步骤处理后混合物过滤，搜集滤液，测量果汁量（如图C）。在不一样温度条件下重复以上试验步骤，并统计果汁量，结果以下表：将步骤处理后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）。温度/1020304050607080出汁量/ml813152515121110果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第43页依据上述试验，请分析回答以下问题：（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶能够促进细胞壁中_水解。（2）试验结果表明，当温度为_时果汁量最多，此时果胶酶活性_。当温度再升高时，果汁量降低，说明：_ _ _。（3）试验步骤目标是：_。（4）为何说果汁体积越大，酶活性越高？果胶 40最高温度升高，酶活性降低使得酶与果泥处于同一温度条件下。 果胶酶可将果胶分解为小分子物质，小分子物质能够经过滤纸。所以苹果汁体积就越大，表明果胶酶活性越高。果胶酶在果汁生产中的作用酶的研究与应用第44页8.某生物课外活动小组发觉，新鲜水果比放置一段时间水果硬。他们依据所学知识，认为可能原因是放置一段时间水果果胶酶含量高，而且果胶酶能将细胞壁分解，使水果细胞相互分离，造成水果变软。为了