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1、果胶酶在果汁生产中的应用,课题目标：1、简述果胶酶的作用,检测果胶酶的活性；2、探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。课题重点：温度和pH对果胶酶活性的影响。课题难点：果胶酶的最适用量。,制作果汁要解决两个主要问题:,1 果肉的出汁率低，耗时长,2 榨取的果汁浑浊，黏度高，容易出现沉淀。,基础知识,(一)果胶酶的作用1、果胶:植物细胞壁及胞间层的主要成分之一，是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，它在植物细胞间层和初生壁中与纤维素结合在一起，是重要的黏合和支撑物质。新鲜水果、根、叶和绿茎中特别丰富。果胶本身不溶于水，但由于含有亲水基团，果胶与水有强大结合力，是有力的凝胶化剂
2、。,2、果胶酶：指分解果胶质的多种酶的总称。成分:作用:能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层。使榨取果汁变的更容易。而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变的澄清。,包括多聚半乳糖醛酸酶，果胶分解酶和果胶酯酶等。,二、酶的活性与影响酶活性的因素,1、酶的活性：是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下酶所催化的某一化学反应速度来表示：酶的反应速度常用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或生成物的增加量来表示。,可用酶活性单位表示,1酶活性单位：指标准状态下，1 min使1 ug分子作用物发生转变的酶量。,2、影响酶活性的因素,有温度、pH、酶的抑制剂等。,三、果胶
3、酶的用量生产果汁时,为了使果胶酶得到充分的利用,节约成本,需要控制好酶的用量。,实验设计,1、设计实验方案；2、动手实验；3、记录实验结果；4、得出结论,资料一：探究温度和pH对酶活性的影响,确定温度（或pH）梯度-控制温度（或pH）的方法措施-确定水果用量-确定果胶酶用量,（一）温度对果胶酶活性的影响,原理：在一恒定PH下通过设置温度梯度来确定酶催化反应的最适温度。,为了探究温度对酶活性的影响，某同学设计了如下实验方案和步骤：取三支大小相同的试管，编号为A、B、C并分别 加入2mL淀粉溶液。将A、B、C三支试管分别置于0、60、100 下约5min。分别向三支试管中加入2mL新制的淀粉酶液，
4、振荡。取出试管，各加入2mL斐林试剂(边加边振荡)。热水浴检验，观察试管内物质颜色的变化。,流程示意图：,搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入,果胶酶水溶液等量,9支试管,9支试管,各取一支分9组分别放入30，35，40，45，50，55，60，65，70摄氏度的恒温水箱中恒温加热,待试管内温度稳定后，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 做好记录,注意事项：,1与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10 作为温度梯度，设置的具体温度为10、20、30、40、50 和60 等，也可以尝试以5 作为温度梯度。,2苹果、橙子和葡萄等水
5、果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水100200 mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。,（二）PH对果胶酶活性的影响,原理：在一恒定温度下通过设置PH梯度来确定酶催化反应的最适PH。,3果泥的用量可以采用5 mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2 mL。4水浴时间可以为2030 min。5过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。,6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%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。,流程示意图：,搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入,果胶酶
6、水溶液等量,9支试管,9支试管,各取一支分9组PH分别为5.0，5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，9.0（可用0.1%的NaOH溶液和稀盐酸进行调节）在同一温度,待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同PH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做好记录,资料二 探究果胶酶的用量两种设计方案：,自变量的控制：第一种可采用同浓度不同体积的果胶酶溶液；第二种可采用同体积不同浓度的果胶酶溶液设计对照实验，其他无关变量保持一致。,实验流程：1.准确称取纯的果胶酶1,2,3,4,5,6,7,8,9(mg)配制成相等体积的酶的水溶液，取等量放入9支试管中，依次编号19号。
7、,2.制取苹果泥45克，分别等量装入9支试管，依次编号为19号。3.一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，放入恒温水箱中。4.不断搅拌，约20分钟后，过滤并测量果汁。,旁栏思考题：,1、可以保证底物和果胶酶混合时的温度是相同的。可以避免果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度而影响果胶酶的活性的问题。,2、需要。不同的温度梯度或不同的pH梯度之间就可做对照，这种对照称相互对照。,3、A同学把温度或pH作为自变量，控制不变的有苹果泥的用量、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同学对自变量的处理与A同学相同，只是因变量不同。,4、
8、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可以反映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。,5、温度。果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间、混合物的pH等其他无关变量应保持不变。,小结：,1 果胶,存在,果汁出汁率低,果胶酶,半乳糖醛酸,果汁出汁率高，果汁澄清,2 探究果胶酶的活性（1）温度对果胶酶活性的影响（2）PH对果胶酶活性的影响,3 探究果胶酶的最适用量 在最适用量前，酶量增加，催化速度加快。在最适用量后，酶量增加，催化速度不变。,影响果汁产量的因素：温度、pH、果胶酶的用量、酶催化反应的时间、苹果泥的用量
9、等。,试用曲线图表示：,影响酶活性的因素,反应速率,酶的浓度,受酶浓度制约,课后练习,主要不同点是：1、有两次瞬间高温灭毒；2、酶处理的时间相对较长；3、有离心分离步骤和浓缩步骤。,练习巩固,1、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 酶制剂2、下列哪一项不是影响果胶酶活性的条件A 温度 B pH C 酶的抑制剂 D 底物的浓度过高,3、酶反应速度可用哪一项来表示A 单位时间内反应物的减少量B 单位时间内产物的增加量C 单位体积内产物的增加量D 单位时间内、单位体积内反应物的减少量或生成物的增加量4、果胶酶是是分解果胶的一类酶的总称，它不包括A 多聚半乳糖醛
10、酸酶 B 果胶分解酶C 乳糖分解酶 D 果胶脂酶,5、在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能充分地催化反应，应采取的措施是A 加大苹果泥用量 B 加大果胶酶用量C 进一步提高温度D 用玻棒不时地搅拌反应混合物,4.（2003上海高考题）如图，纵轴为酶反应速度，横轴底物浓度，其中正确表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度的是（）,A B C D,B,5.下图是小麦淀粉酶在不同温度条件下的催化效率变化曲线，请回答下列问题：,催化效率,催化效率,35 0 35,35 100 35,甲,乙,（1）在35时，小麦淀粉酶的催化效率-。,（2）在-和-时，催化效率都降为0，但在恢复35,-图不能恢复。,最高,0,100,乙,典型的细胞壁是由胞间层、初生壁以及次生壁组成。很多细胞只有初生壁，如分生组织细胞、胚乳细胞等。胞间层又称中胶层，位于两个相邻细胞之间，为两相邻细胞所共有的一层膜，主要成分是果胶质，有助于将相邻的细胞粘连在一起。,
