41果胶酶在果汁生产中的作用.ppt

1、专题4 酶的研究与应用,课题 1 果胶酶在果汁生产中的应用,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,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,阅读课本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？,基础知识,1、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，

2、不溶于水。,基础知识,（一）果胶酶的作用,2、果胶对果汁制作的影响：,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。,影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。,3、果胶酶：,基础知识,4、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；提高水果的出汁率 使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。,基础知识,回忆-回答： （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,（二）酶的活性与影响酶活性的因素,基础知识,（1）酶的概念,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

3、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,基础知识,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。,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。,酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。,基础知识,（二）酶的活性与影响酶活性的因素,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

4、降，最后完全失去催化能力。,3、影响酶活性的因素：温度 pH,B、果胶酶的最适温度 果胶酶的最适温度为45500C。,温度,基础知识,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（二）酶的活性与影响酶活性的因素,B、果胶酶的最适pH 果胶酶的最适pH范围为3.06.0。, pH,基础知识,1、酶的生产,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）。

5、,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。,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。,（三）果胶酶的用量,基础知识,实验设计的2个基本原则：,1、对照原则,2、单一变量原则,实验设计,1.探究温度对果胶酶活性的影响,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.探究温度对果胶酶活性的影响,2、实验操作流程,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

6、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？,实验设计1.探究温度对果胶酶活性的影响,实验设计1.探究温度对果胶酶活性的影响,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, 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 B、据曲线说明温度是如

7、何影响酶的活性的？,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温度是相同的，避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。,问1：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？,实验设计1.探究温度对果胶酶活性的影响,实验设计,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,实验设计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。

8、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。,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）,问2在探究温度或pH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？,提示：需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。,实验

9、设计2.探究pH对果胶酶活性的影响,问3A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？B同学呢？,A同学将温度或pH作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。 B同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因变量的角度不同,实验设计2.探究pH对果胶酶活性的影响,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果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。,问4 想一想:为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断

10、果胶酶活性的高低？,实验设计2.探究pH对果胶酶活性的影响,问5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？,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pH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。,实验设计2.探究pH对果胶酶活性的影响,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 。,果胶酶的用量,保持

11、不变,实验设计 3.探究果胶酶的用量,2、实验操作,（1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥；,配制不同浓度的果胶酶溶液 准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、 8mg、9mg，配制成相等体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号19。,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,（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。,（3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。,（4）恒温水浴约20分钟,（5）过滤后测量果汁的体积,实验设计 3.探究果胶酶的用量,一般为50mg/l左右，因为用此浓度处理

12、果汁24小时后果汁率增加10后不再增加。,在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？,结果分析与评价,课堂小结,练习 答：大规模生产与实验室制备的主要不同点是： 1.有两次瞬间高温灭菌； 2.酶处理的时间相对较长； 3.有离心分离步骤和浓缩步骤。,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、610。 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、610，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？,课堂巩固,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