课题1-果胶酶在果汁生产中的作用-(3)课件.ppt

1、 我国水果生产发展迅速，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，不仅可以缓解产销矛盾，而且能够提高产品的附加值，满足人们不同层次的需求。水果的加工包括制作果汁、果干、果粉和果酒等。一、水果加工产业的新起一、水果加工产业的新起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，易发生沉淀怎样解决？使用果胶酶 在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的应用，探究利用果胶酶制作苹果汁的适宜条件，自己动手制作苹果汁。目标：目标：基础知识基础知识酶的基础知识酶的基础知识回忆回忆-回答：回答： （1 1）酶的概念）酶的概念

2、（2 2）酶的化学本质，基本组成单位）酶的化学本质，基本组成单位 （3 3）酶的功能及原因）酶的功能及原因 （4 4）酶的特性）酶的特性1 1、酶的概念、酶的概念基础知识基础知识 酶是酶是活细胞活细胞所产生的具有所产生的具有催化作用催化作用的一类特殊的的一类特殊的有机物有机物； 蛋白质（蛋白质（大大多数）或多数）或RNARNA； 基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸酶能酶能降低降低化学反应的活化能，从而化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。在各种化使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起学反应中起催化催化作用作用2 2、酶的本质、酶的本质3 3、酶的功能、酶的

3、功能4 4、酶的特性、酶的特性（1 1）高效性）高效性（2 2）专一性）专一性（4 4）反应条件的温和性）反应条件的温和性（3 3）多样性）多样性基础知识基础知识思考：思考： . .关于酶的四个特性你能举例说明吗？关于酶的四个特性你能举例说明吗？. .你还能画出温度和你还能画出温度和PHPH值对酶促反应值对酶促反应 的的影响曲线吗？影响曲线吗？. .你认为影响酶促反应的因素有哪些？你认为影响酶促反应的因素有哪些？（一）果胶酶的作用阅读课本P42的内容，思考下列问题： 1、什么是果胶，其单体是什么？3、什么是果胶酶？4、果胶酶在果汁制作中的作用是什么？1、什么是果胶，其单体是什么？2、果胶对果汁

4、制作的影响？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。影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。基础知识基础知识（一）果胶酶的作用（一）果胶酶的作用思考：思考： 要破坏植物的细胞壁，要破坏植物的细胞壁， 你有什么方法你有什么方法 ，结果一样吗？，结果一样吗？3、什么是果胶酶？它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。4、果胶酶在果汁制作中的作用是什么？植物，酵母菌，细菌，霉菌 分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果胶水解分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果胶水解 为半乳糖醛酸。为半乳糖醛酸。 提高水果的出汁率，

5、并使果汁变得澄清。提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。（二）酶的活性与影响酶活性的因素阅读课本P4243的内容，思考下列问题： 1、什么是？4、影响酶活性的因素有哪些？3、果胶酶的活性如何表示？1、什么是？指酶催化一定化学反应的能力。 酶活性的高低：在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度。 酶反应速度：用单位时间内、单位体积中或来表示。3、果胶酶的活性如何表示？果汁体积，澄清度基础知识基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素二）酶的活性与影响酶活性的因素酶活性受温度影响的示意图酶活性受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

6、低。Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果胶酶有抑制作用。这些离子为这些离子为重重金属离子金属离子，重，重金属离子金属离子对蛋对蛋白质有变性作白质有变性作用用，果胶酶果胶酶是是一种一种蛋白质蛋白质A A、温度对酶的影响、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。度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。基础知识基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素二）酶的活性与影响酶活性的因

7、素4 4、影响酶活性的因素：、影响酶活性的因素：温度温度 pH pH 酶的抑制剂酶的抑制剂B B、果胶酶的最适温度、果胶酶的最适温度果胶酶的最适温度为果胶酶的最适温度为454550500 0C C。( (不同种果胶酶的最不同种果胶酶的最 适温度不一样适温度不一样) )C C、讨论：、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？为什么？不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温能抑制酶的活性，缓慢恢复其温成不可逆的破坏。但低温能抑制酶的活性，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。度活性

8、仍可恢复。1 1、分别用、分别用0 00 0C C和和1001000 0C C的温度处理某种酶后，酶都的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（没有活性，但（ ） A A、经过、经过0 00 0C C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 B B、经过、经过1001000 0C C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 C C、经过、经过0 00 0C C处理的酶的空间结构遭破坏处理的酶的空间结构遭破坏 D D、经过、经过1001000 0C C处理的酶被水解成了氨基酸处理的酶被水解成了氨基酸基础知识基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素二）酶的活性与影响酶活性的因素A A、 pHpH对酶的

9、影响对酶的影响 酶的催化能力的发挥有一个最适酶的催化能力的发挥有一个最适pH pH ，在低于，在低于最适最适pHpH时，随着时，随着pHpH的升高，酶的催化能力也相应的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适升高，高于最适pHpH时，随着时，随着pHpH的升高，酶的活性的升高，酶的活性逐渐下降，逐渐下降，pHpH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋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。白质变性后，酶也就完全丧失了活性。基础知识基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素二）酶的活性与影响酶活性的因素4 4、影响酶活性的因素：、影响酶活性的因素：温度温度 pHpH 酶的抑制剂酶的抑

10、制剂B B、果胶酶的最适、果胶酶的最适pHpH果胶酶的最适果胶酶的最适pHpH范围为范围为3.03.06.06.0。2 2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和、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，调整适量的水混合装入一个容器内，调整pHpH至至2.02.0，保，保存于存于37370 0C C的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（的物质是（ ）提示：提示：唾液淀粉酶最适唾液淀粉酶最适pHpH6.86.8，其化学本质是蛋白质，其化学本质是蛋白质基础知识基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素二）酶的活性与影响酶活性的

11、因素酶的抑制剂：酶的抑制剂： FeFe3 3、CaCa2 2、ZnZn2 2等金属离子对果胶酶有抑制等金属离子对果胶酶有抑制作用。作用。基础知识基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素二）酶的活性与影响酶活性的因素4 4、影响酶活性的因素：、影响酶活性的因素：温度温度 pH pH 酶的抑制剂酶的抑制剂你知道这些离子为什么能抑制酶的活性？你知道这些离子为什么能抑制酶的活性？ 这些离子为这些离子为重金属离子重金属离子，重金重金属离子对蛋白质有变性作用属离子对蛋白质有变性作用，果胶，果胶酶是一种蛋白质酶是一种蛋白质 。1 1、酶的生产、酶的生产提取法：提取法：采用各种技术，直接从动、植物或微生采用各

12、种技术，直接从动、植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）。区得以应用）。发酵法：发酵法：通过微生物发酵来获得人们所需的酶通过微生物发酵来获得人们所需的酶（2020世纪世纪5050年代以来生产酶的主要方法），如用年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。等微生物发酵生产果胶酶。基础知识基础知识（三）果胶酶的用量（三）果胶酶的用量化学合成法：化学合成法： 成本比较高，只能合成已知结构成本比较高，只能合成已知结构的酶。的酶。2 2、控制酶的用量、控制酶的用量 为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，

13、需要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。控制好酶的用量。 果胶酶发挥作用需要怎样的条件呢?酶的活性受温度、pH值等外界因素的影响果胶酶在果汁生产中果胶酶在果汁生产中的作用的视频的作用的视频果胶酶在果汁生产中果胶酶在果汁生产中的作用的视频的作用的视频果胶酶在果汁生产中果胶酶在果汁生产中的作用的视频的作用的视频屏屏果胶酶在果汁生产中果胶酶在果汁生产中的作用的视频的作用的视频 果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。的活性大小成正比。1

14、 1、实验原理、实验原理2 2、实验操作流程、实验操作流程你能设计吗？你能设计吗？ 实验设计实验设计（1-11-1）探究温度对果胶酶活性的影响）探究温度对果胶酶活性的影响思考：思考：1 1、你打算设置多少个温度值？、你打算设置多少个温度值？2 2、你如何得到苹果泥？、你如何得到苹果泥？3 3、你怎样保证在任一温度装置中苹果泥和果胶酶、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？及混合后温度的一致？4 4、你依据什么来判定果胶酶的活性的大小？、你依据什么来判定果胶酶的活性的大小？实验设计实验设计（1-11-1）探究温度对果胶酶活性的影响）探究温度对果胶酶活性的影响实验设计实验设计

15、（1-11-1）探究温度对果胶酶活性的影响）探究温度对果胶酶活性的影响使得酶与果泥处于同一温度条件下使得酶与果泥处于同一温度条件下实验设计实验设计（1-11-1）探究温度对果胶酶活性的影响）探究温度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，所以苹果汁的体积越大，表明果胶酶的活性越高。纸，所以苹果汁的体积越大，表明果胶酶的活性越高。实验设计实验设计（1-11-1）探究温度对果胶酶活性的影响）探究温度对果胶酶活性的影响实验设计实验设计实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响

16、实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响2 2、实验操作流程、实验操作流程 请你设计。请你设计。 问问1在探究温度或在探究温度或pH的影响时，是否的影响时，是否 需要设置对照？如果需要，又应需要设置对照？如果需要，又应 该如何设置？为什么？该如何设置？为什么？实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 果胶酶将果胶分解为小分子物质，小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，因此苹果汁的分子物质可以通过滤纸，

17、因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和的能力。在不同的温度和pHpH下，果胶酶下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。的活性越大，苹果汁的体积就越大。3 3想一想想一想: : 为什么能够通过测定滤为什么能够通过测定滤 出的苹果汁的体积大小出的苹果汁的体积大小 , , 来判来判 断果胶酶活性的高低？断果胶酶活性的高低？实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响问问4 4当探究温度对果胶酶活性的影响当探究温度对果胶酶活性的影响 时，哪个因素是变量，哪些因素应时，哪个因素是变量，哪些因素应

18、该保持不变？该保持不变？提示：温度是变量，应控制果泥量、提示：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的物的pHpH等所有其他条件不变。只有这样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才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。活性产生影响。实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响例例2 2 果胶是植物细胞壁以及胞间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解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在

19、果汁生产中应用果胶酶胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是某可以提高果汁的澄清度。下面是某研究性学习小组同学在研究性学习小组同学在“探究果胶探究果胶酶催化果胶水解的适宜酶催化果胶水解的适宜pHpH”的课题的课题过程中遇到的问题。过程中遇到的问题。 实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响（1）本课题实验步骤中，在完成）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中烧杯中分别加入苹果泥（假定分别加入苹果泥（假定pH的改变对苹果泥成的改变对苹果泥成分无影响），试管中分别注入果胶酶溶液、分无影响），试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组编号、编组”之

20、后，有下面两种操作：之后，有下面两种操作：方法一：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调分别调至至4、5、610。方法二：方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的苹果泥的pH分别调到分别调到4、5、610，再把，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。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？请问哪一种方法更为科学，并说明理由？实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响（1）请问哪一种方法更为科学，并说明

21、理由？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始达到实验预设的pHpH（或（或“方法一的操作会在达到方法一的操作会在达到预定预定pHpH之前就发生了酶的催化反应之前就发生了酶的催化反应”）。）。（2 2）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是 使什么？使什么？ 酶和反应物（果胶）充分地接触反应更充分酶和反应物（果胶）充分地接触反应更充分实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 （3 3）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现

22、有）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 示的 条 件 下 ， 当 横 坐 标 表 示 p Hp H ， 纵 坐 标 表， 纵 坐 标 表示示 ，该实验操作和记录是比较，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：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若实验所获得的最适宜pH=mpH=m，请你在所选的，请你在所选的曲线图中标出曲线图中标出“m m”点的位置。点的位置。果胶分解速率果胶分解速率甲甲实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pH

23、pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响若实验所获得的最适宜若实验所获得的最适宜pH=mpH=m，请你在所选的，请你在所选的曲线图中标出曲线图中标出“m m”点的位置。点的位置。（“mm”点的位置如上图所示，点的位置如上图所示，mm点标在曲线上的不给分）点标在曲线上的不给分）实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 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，研究的自变量是 ，其他因素都应 。果胶酶的用量保持不变实验设计实验设计 (2)(2)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量 在最适温度和在最适温度和pHpH条件下制

24、作条件下制作1 1升苹果汁，使用多少升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？果胶酶最合适？实验设计实验设计 (2)(2)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量酶浓度mg123456789果汁量/ml本实验的自变量、因变量、无关变量分析(以探究果胶酶的用量实验为例)变量名称含 义实例关 系实验变量(自变量)实验中实验者所操纵的因素或条件实验变量为原因，反应变量是结果，二者是因果关系反应变量(因变量)由于实验变量而引起的变化和结果无关变量除自变量外，对实验结果造成干扰的其他因素果胶酶的量果汁量温度等在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：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。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。