果胶酶在果汁生产中的作用谢强

果胶酶在果汁生产中的作用谢强第1页/共35页课题1果胶酶在果汁生产中的应用第2页/共35页课题背景我国每年上市的新鲜水果品种多、数量大。但由于收获的季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质。水果的加工技术，（制作果汁、果干、果粉和国酒）可以缓解产销矛盾。本课题将探究：果胶酶在果汁生产中的应用第3页/共35页一.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．制作果汁要解决两个问题怎样解决？使用果胶酶第4页/共35页一、基础知识(一)酶

1、酶的概念

2、酶的化学本质，基本组成单位

3、酶的功能

4、酶的特性第5页/共35页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、酶的特性（1）高效性（2）专一性（3）需要适宜的条件第6页/共35页基础知识思考：你还能画出温度和PH值对酶影响的曲线吗？关于酶的三个特性你能举例说明吗？你认为影响酶促反应的因素有哪些？阅读教材P42的内容，回答以下问题：（1）细胞壁的组成成分？（2）果胶的单体是什么？（3）果胶酶的作用？第7页/共35页1、果胶

(1)成分和特点: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。

思考：

要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？

一、基础知识

（二）果胶和果胶酶的作用(2)果胶对果汁制作的影响：

影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。第8页/共35页果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。果胶酶果胶半乳糖醛酸2、果胶酶的组成：3、果胶酶在果汁制作中的作用

①分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；提高水果的出汁率②使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。1、果胶酶的来源:植物、霉菌、酵母菌和细菌等一、基础知识2、果胶酶第9页/共35页1、酶的活性2、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。

用在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。一、基础知识（三）酶的活性3、酶反应速度的表示方法和影响因素(1)表示方法:单位时间单位体积中反应物的减少量或产物的增加量(2)影响因素：底物浓度及用量、酶的浓度及用量、酶活性、第10页/共35页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。基础知识（三）酶的活性4、影响酶活性的因素：①温度②pH③酶的抑制剂B、果胶酶的最适温度果胶酶的最适温度为45～500C。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。第11页/共35页例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第12页/共35页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。基础知识（三）酶的活性3、影响酶活性的因素：①温度②pH③酶的抑制剂B、果胶酶的最适pH果胶酶的最适pH范围为3.0～6.0。第13页/共35页例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、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、胃蛋白酶、多肽、水D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水A提示：唾液淀粉酶最适pH＝6.8，其化学本质是蛋白质基础知识（三）酶的活性第14页/共35页③酶的抑制剂：

Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金属离子对果胶酶有抑制作用。基础知识（三）酶的活性3、影响酶活性的因素：①温度②pH③酶的抑制剂你知道这些离子为什么能抑制酶的活性？第15页/共35页1、酶的生产①提取法：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以应用）。②发酵法：通过微生物发酵来获得人们所需的酶（20世纪50年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。基础知识（四）果胶酶的用量③化学合成法：成本比较高，只能合成已知结构的酶。2、控制酶的用量

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。第16页/共35页实验设计的2个基本原则：1、对照原则2、单一变量原则第17页/共35页实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响

第18页/共35页果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。高于或低于此值时活性均下降。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、实验原理实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响

第19页/共35页2、实验操作流程

你能设计吗？

实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响

思考：1、你打算设置多少个温度值？2、你如何得到苹果泥？3、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致？4、你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？第20页/共35页搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入9支试管果胶酶水溶液等量9支试管将分别装有苹果泥和果胶酶的试管9组分别放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒温水箱中保温试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内恒温保持10分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格①②③④⑤第21页/共35页⑥设计记录数据的表格⑦结果分析与评价：A、根据表中数据画曲线图；P45B、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？温度oC303540455055606570果汁量/ml第22页/共35页工业生产果汁时，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：温度/℃1020304050607080出汁量/ml813152515121110①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10分钟（如图A）②将步骤①处理后的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）③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图C.④不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响

第23页/共35页根据上述实验，请分析回答下列问题：（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。（2）实验结果表明，当温度为________时果汁量最多，此时果胶酶的活性________。当温度再升高时，果汁量降低，说明，___________________________________。（3）实验步骤①的目的是：_________________________________。（4）为什么说果汁体积越大，酶的活性越高？果胶40℃最高温度升高，降低了酶的活性使得酶与果泥处于同一温度条件下。实验设计（1-1）探究温度对果胶酶活性的影响

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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、实验操作流程请你设计。

实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响

探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成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NaOH或HCl溶液进行调节。第25页/共35页将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中恒温加热保持恒温一段时间过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定最适pH搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入9支试管果胶酶水溶液等量9支试管将苹果泥和果胶酶分别加入9组试管中（选取的pH梯度：5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0）第26页/共35页实验设计第27页/共35页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，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。下面是某研究性学习小组同学在“探究果胶酶催化果胶水解的适宜pH”的课题过程中遇到的问题。（1）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥（假定pH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”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相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6……10。 方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调到4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。请问哪一种方法更为科学，并说明理由？实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响第28页/共35页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保酶的反应环境从一开始达到实验预设的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”）。（2）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使什么？

酶和反应物（果胶）充分地接触以减少实验误差实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响第29页/共35页

（3）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pH，纵坐标表示

，该实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图：

。若实验所获得的最适宜pH=m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。果胶分解速率甲实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响第30页/共35页若实验所获得的最适宜pH=m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。（“m”点的位置如右图所示，m点标在曲线上的不给分）实验设计（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响第31页/共35页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，在增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。

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，研究的变量是

，其他因素都应

。果胶酶的