果胶酶在果汁生产中的作用

1、制作果汁要解决两个问题 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,果胶酶,情境引导,专题4 酶的研究与应用,课题1 果胶酶在果汁生产中的作用,基础自主梳理,一、果胶与果胶酶 1果胶 (1)果胶是_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，_于水。 （2）在果汁加工中，果胶的存在易导致_ _,细胞壁以及胞间层,半乳糖醛酸,不溶,出汁率低，果汁浑浊,植物细胞模式图,资料1：细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；胞间层的主要成分是果胶 资料2：细胞壁的结构较紧密；果胶不溶于水，果胶在酸性和有高浓度糖存在下可形成凝胶，对悬浮物形成稳定的胶体保护体系,2果胶酶 (1)作

2、用：能_果胶，瓦解_，使榨取果汁更容易，把果胶分_，使浑浊的果汁变得澄清 。 (2)组成：是分解果胶的一类酶的总称，包括_、果胶分解酶和_等。 (3)来源：_、霉菌、酵母菌和_均能产生果胶酶。由霉菌_生产的果胶酶，被广泛地应用于果汁加工业。,植物细胞壁及胞间层,多聚半乳糖醛酸酶,果胶酯酶,植物,细菌,发酵,分解,可溶性半乳糖醛酸,二、酶的活性与影响酶活性的因素,回忆酶的基础知识： （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,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；基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸

3、,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,5、酶的活性 酶的活性是指酶_一定化学反应的能力，其活性高低用一定条件下，酶所催化的某一化学反应的_来表示。 酶的反应速度是指单位时间内、单位体积中反应物的_或产物的_。,催化,反应速度,减少量,增加量,6.影响酶活性的因素,（1）温度对酶活性的影响,酶活性受pH值影响的示意图,在最适温度、最适pH条件下，酶的活性最高。 温度、pH的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。,（2）pH 对酶活性的影响,（3）酶的抑制剂,酶的抑制剂： Fe3、Ca2、Z

4、n2等金属离子对果胶酶有抑制作用。,（一）探究温度对果胶酶活性的影响 1.实验原理 果胶酶活性受温度的影响，在最适温度下，其活性最高。 果肉出汁率、澄清度与果胶酶活性成正比 温度设置： 3070 梯度5,三、实验设计,2.变量：该实验中，哪个因素作为自变量？ 哪个因素为因变量？应控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？,自变量:温度 因变量：酶活性（单位时间内果汁体积或澄清度） 无关变量：pH、苹果泥的用量、果胶酶的用量和浓度、水浴的时间、反应的时间、过滤的时间等。,搅拌器制成苹果泥等量分装,9支试管，标记,果胶酶溶液等量分装,9支试管，标记,各取一只分9组分别放入30、35、40、45 50

5、、55、60、65 70水中 恒温水浴保温10分钟,将相同温度下的果胶酶、苹果泥混合搅拌,保温10min,过滤果汁，量筒测量滤出果汁体积，设计表格记录结果,3.实验操作流程,设计记录数据的表格,（1）获取苹果泥（榨汁最好，橙子可不去皮） （2）保温苹果泥和果胶酶分别进行（多个温度） （3）混合后保温（搅拌使酶充分发挥催化） （4）过滤。,思路：只需将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。,（二）探究pH对果胶酶活性的影响,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“试管中分别加入苹果泥（假定pH的改

6、变对苹果泥成分无影响）和果胶酶溶液分组、编号”之后，有下面两种操作： 方法一：将试管中的果胶酶溶液和苹果泥相混合，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？,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”）。,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,混合、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,

7、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）,问题思考,1在混合苹果泥和果胶酶之前，为什么要将果泥 和果胶酶分装在不同的试管内恒温处理？,保证果泥与果胶酶混合时温度相同，避免混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性。,2在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？ 如果需要，应该如何设置对照组？,需要。不同的温度之间或pH，就可以作为对照 这种对照称为相互对照。,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：变量：温度（或pH） 不变

8、：苹果泥、果胶酶用量，反应、过滤时间等。 只有保证一个变量，实验结果才能说明问题。 B同学：对于变量的控制应该与A相同 但观察因变量的角度不同。,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果胶酶活性的高低？,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。,（三）探究果胶酶的用量,1、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。,自变量：果胶酶的量,因变量：果汁的体积,思考：该实验中，如何设置酶用量的梯度？,不同浓度相同体积

9、的果胶酶溶液,同一浓度不同体积的果胶酶溶液,2、实验操作：,（1）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。,（2）制备水果泥,搅拌器搅拌制成苹果泥，等量装入9支试管中，并编号19。,（3）将上述试管分别恒温水浴加热一段时间。,（4）将不同浓度的果胶酶分别与各试管的苹果泥混合，然后再恒温水浴约20分钟 （5）过滤后测量果汁的体积,四、结果分析与评价,根据实验数据绘制出的温度和pH对果胶酶活性影响的曲线图； 不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条

10、件下）； 果胶酶最适温度、pH以及果胶酶的最适用量。,练习:,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。,小 结,果胶酶在果汁生产中的作用,果胶：,果胶酶,酶活性,是植物细胞壁及胞间层的主要组成成分之一，它是由,作用：,组成：,来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。,能把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,是分解果胶的一类酶的总称， 包括（ ）、（ ）、（ ）。,概念 ：,表示：,反应速度（果汁体积或澄清度）,影响因素：,酶_一定化学反应的能力,温度、pH、酶的抑制剂等,1.果胶是植物组织的组成成分之一,它主要存在于植物组织的哪一部分? A细胞核 B细胞质 C细胞间隙 D细胞壁及胞间层,练习,恭喜你，答对了！再接再厉！,2果胶酶能将植物组织内的果胶分解成（） A透明果汁 B半乳糖醛酸 C丙酮酸 D酶