《果胶酶在果汁生产中的作用》.pptx

1、温故知新温故知新（1 1）酶的概念：）酶的概念：（2 2）酶的化学本质：）酶的化学本质：（3 3）酶的催化原理：）酶的催化原理：（4 4）酶的特性：）酶的特性：（5 5）影响酶活性的因素：）影响酶活性的因素：酶是酶是 所所产生的具有产生的具有 作作用的一类特殊的用的一类特殊的 。或或 降低化学反应所需的活化能降低化学反应所需的活化能高效性高效性 专一性专一性需要适宜的条件需要适宜的条件RNA RNA 等等活细胞活细胞生物催化生物催化有机物有机物蛋白质（大多数）蛋白质（大多数）温度、温度、PHPH、重金属等、重金属等制作果汁要解决两个问题制作果汁要解决两个问题一一.果肉的出汁率低果肉的出汁率低,

2、耗时长耗时长二榨取的果汁浑浊，黏度高，二榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀易发生沉淀果胶酶果胶酶阅读阅读 课本课本P42 P42 课题背景课题背景课题目标课题目标 1.1.简述果胶酶的作用；简述果胶酶的作用；2.2.检测果胶酶的活性；检测果胶酶的活性；3.3.探究温度和探究温度和pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响(重点重点)以及果胶酶的最适用量（以及果胶酶的最适用量（难点难点）；）；4.4.搜集有关果胶酶应用的资料。搜集有关果胶酶应用的资料。基础知识（一）果胶酶的作用基础知识（一）果胶酶的作用不溶于水不溶于水(1)(1)作用：作用：(2)(2)单体：单体：(3)(3)特点：特点：影响

3、果汁的出汁率和影响果汁的出汁率和澄清度澄清度(4)(4)在果汁加工中的影响：在果汁加工中的影响：分解果胶的分解果胶的一类酶一类酶的总称，的总称，包括包括多聚半多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。等。基础知识（一）果胶酶的作用基础知识（一）果胶酶的作用2.2.果胶酶：果胶酶：(2)(2)作用作用使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。(1)(1)成分成分加加果果胶胶酶酶分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；提高出汁率。分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；提高出汁率。霉菌霉菌、植物、酵母菌、植物、酵母菌、细菌细菌 （P

4、43P43旁栏）旁栏）(3)(3)来源来源酶的活性酶的活性（2 2）表示：）表示：酶催化一定化学反应的能力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在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应的反应速度反应速度来表示。来表示。单位时间内、单位体积中反应物单位时间内、单位体积中反应物的的减少量减少量或产物的或产物的增加量增加量来表示。来表示。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(3)(3)影响因素：影响因素：温度温度 pHpH酶的抑制剂：酶的抑制剂：（1 1）概念：）概念：（1 1）温度）温度（2 2）pH pH（3 3）酶的抑制剂

5、：）酶的抑制剂：FeFe3 3、CaCa2 2、ZnZn2 2等金属离子等金属离子基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素注意！注意！温温度度、pHpH、酶的抑制剂酶的抑制剂、酶酶的用量的用量、底物浓底物浓度度 均均会影响酶促反应速率会影响酶促反应速率 温温度、度、pHpH、酶的抑制剂通过、酶的抑制剂通过影响酶活性来影响影响酶活性来影响 酶促反应的速率酶促反应的速率 酶的用量和底酶的用量和底物浓度物浓度不影响酶的活性不影响酶的活性1.1.酶的生产酶的生产提取法：提取法：采用各种技术，直接从动物或微生物的细采用各种技术，直接从动物或微生物的细胞或组织中将酶

6、提取出来胞或组织中将酶提取出来发酵法：发酵法：通过微生物发酵获得人们所需的酶，如用通过微生物发酵获得人们所需的酶，如用曲曲霉、青霉霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。（主要方法）等微生物发酵生产果胶酶。（主要方法）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，只能合成已知结构的酶。成本比较高，只能合成已知结构的酶。2.2.控制酶的用量控制酶的用量 为了果胶酶得到充分利用，节约成本，需要控制为了果胶酶得到充分利用，节约成本，需要控制好酶的用量。好酶的用量。1.1.实验原理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。果胶酶活性受温度的影响，在最适

7、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。果肉出汁率、澄清度与果胶酶活性成正比。2.2.实验设计实验设计（1 1）变量分析）变量分析自变量自变量：温度温度系列梯度：系列梯度：30,35,40,45,50,55,60,65,7030,35,40,45,50,55,60,65,70（）因变量因变量：果胶酶活性果胶酶活性用用果肉出汁率、澄清度果肉出汁率、澄清度表示表示无关变量无关变量：PHPH、苹果泥用量、果胶酶用量、反应时间、苹果泥用量、果胶酶用量、反应时间、过滤时间等过滤时间等相同且适宜相同且适宜。实验设计实验设计 （一）探究（一）探究温度温度对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响

8、搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥果胶酶溶液果胶酶溶液9 9支试管支试管9 9支试管支试管各取一支分各取一支分9 9组分别放入组分别放入3030，3535，40 70 40 70 恒恒温水箱中恒温加热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果泥内恒温保持1010分钟分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，做好记录过滤果汁，用量筒测量果汁的量，做好记录均分均分 装入装入等量等量实验设计实验设计 （一）探究温度对果胶酶活性的影响（一）探究温度对果胶酶活性的影响（2 2）操作流程）操作流程P44 P44 操作提示操作提示1

9、 1为了使果胶酶能够充分地催为了使果胶酶能够充分地催 化反应，应用玻璃棒不时地化反应，应用玻璃棒不时地 搅拌反应混合物。搅拌反应混合物。实验设计实验设计 （一）探究温度对果胶酶活性的影响（一）探究温度对果胶酶活性的影响 设计记录表格设计记录表格温度温度oC30 3540455055606570果汁果汁量量/ml/ml5.0 6.87.0 6.5实验设计实验设计 （一）探究温度对果胶酶活性的影响（一）探究温度对果胶酶活性的影响8.4 9.0 8.5 8.07.5体积（体积（mLmL）将实验数据将实验数据转换成曲线转换成曲线2.2.实验设计实验设计 实验设计（二）探究实验设计（二）探究pHpH对果

10、胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响果胶酶的活性受果胶酶的活性受pHpH影响影响,在最适在最适pHpH时，酶的活性最高。时，酶的活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比（1 1）变量分析）变量分析自变量自变量：系列梯度：系列梯度：8 8、因变量因变量：果胶酶活性果胶酶活性无关变量无关变量：温度、苹果泥用量、果胶酶用量、反应温度、苹果泥用量、果胶酶用量、反应时间、过滤时间等时间、过滤时间等相同且适宜相同且适宜。可用质量分数可用质量分数0.1%NaOH0.1%NaOH和盐酸进行调节和盐酸进行调节搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果

11、泥果胶酶溶液果胶酶溶液5 5支试管支试管5 5支试管支试管过滤果汁，用量筒测量果汁的量，做好记录过滤果汁，用量筒测量果汁的量，做好记录均分均分 装入装入等量等量(2)(2)操作流程操作流程实验设计（二）探究实验设计（二）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响果胶酶作用的果胶酶作用的最适温度为最适温度为4550 4550 、最适最适pHpH范围为范围为3.06.03.06.0、FeFe3+3+、CaCa2+2+、ZnZn2+2+等金属离子对酶有等金属离子对酶有抑制作用抑制作用。保证底物和酶在混合时的温度是保证底物和酶在混合时的温度是相同相同的，避免混的，避免混合时影响混合物的温度，从而

12、影响果胶酶活性。合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性。问问1.1.为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果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？泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？P44 P44 旁栏思考题旁栏思考题问问2.2.在探究温度或在探究温度或pHpH的影响时，是否需要设置对的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？照？如果需要，又应该如何设置？为什么？阅读课本阅读课本P P4444资料一，资料一，P44 P44 旁栏思考题旁栏思考题 不同温度或不同温度或pHpH下，将一定量果胶酶加入到一定量的苹果泥中，下，将一定量果胶酶加

13、入到一定量的苹果泥中，反应同样长的时间，再将反应液过滤同样长时间，用量筒测得过反应同样长的时间，再将反应液过滤同样长时间，用量筒测得过滤出的苹果汁的体积，苹果汁越多，酶活性越高。滤出的苹果汁的体积，苹果汁越多，酶活性越高。AA同学同学 比较苹果汁的澄清度，苹果汁越澄清，酶活性越高。比较苹果汁的澄清度，苹果汁越澄清，酶活性越高。BB同学同学问问4.4.为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大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？小来判断果胶酶活性的高低？P44 P44 旁栏思考题旁栏思考题小分子物质小分子物质通过滤纸通过滤纸温度和温度和pHpH 果胶酶将果胶分解为小分子物

14、质，小分子物质可以通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，因此体积大小反应了果胶酶的分解果胶的能力。过滤纸，因此体积大小反应了果胶酶的分解果胶的能力。在不同的温度和在不同的温度和pHpH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。就越大。问问5.5.当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因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？素是变量，哪些因素应该保持不变？P44 P44 旁栏思考题旁栏思考题 温温度是自变量度是自变量，应控制，应控制果泥量、果胶酶的浓果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的度和用量、水浴时间和

15、混合物的pHpH等所有其他条等所有其他条件不变件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对。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。果胶酶的活性产生影响。下面是某研究性学习小组同学在下面是某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pH”pH”的课题过程中遇到的的课题过程中遇到的问题。问题。方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的的苹果泥相混合，再把混合液的pHpH分别调至分别调至4 4、5 5、6 61010。方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果

16、泥的果泥的pHpH分别调到分别调到4 4、5 5、6 61010，再把，再把pHpH相等的相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。果胶酶溶液和苹果泥相混合。？资料分析资料分析问题：请问哪一种方法更为科学，并说明理由？问题：请问哪一种方法更为科学，并说明理由？方法二更科学方法二更科学 能够确保酶的反应环境从一开始达到实验能够确保酶的反应环境从一开始达到实验预设的预设的pHpH果汁澄清度和出汁率。果汁澄清度和出汁率。随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的

17、用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的最适用量。经足够，那么，这个值就是酶的最适用量。（1 1）变量分析）变量分析自变量：自变量：果胶酶用量果胶酶用量因变量：因变量：无关变量：无关变量：温度、温度、PHPH反应时间、果泥用量等反应时间、果泥用量等相同且适宜相同且适宜。分组对照：分组对照：1mg 2mg 3mg 9mg 1mg 2mg 3mg 9mg 实验设计实验设计 (三三)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量1.1.实验原理实验原理2.2.实验设计实验设计思考：该实验中，如何设置酶用量的梯度？思考：该实验中，如

18、何设置酶用量的梯度？同一体积不同浓度的果胶酶溶液同一体积不同浓度的果胶酶溶液 同一浓度不同体积的果胶酶溶液同一浓度不同体积的果胶酶溶液 配制同一体积不同浓度的果胶酶溶液配制同一体积不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶准确称取纯的果胶酶1mg1mg、2mg2mg、3mg3mg、4mg 4mg、5mg5mg、6mg6mg、7mg7mg、8mg8mg、9mg9mg，配制成，配制成相同体积相同体积的水溶液，的水溶液，取等量放入取等量放入9 9支试管中，并编号支试管中，并编号1 19 9。9 9支试管支试管9 9支试管支试管待试管内温度稳定后，将不同浓度的果胶酶与苹待试管内温度稳定后，将不同浓度的果胶

19、酶与苹果泥混合，恒温水浴果泥混合，恒温水浴2020分钟分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，做好记录过滤果汁，用量筒测量果汁的量，做好记录均分均分 装入装入等量等量（2 2）操作流程）操作流程搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥不同浓度果胶酶溶液不同浓度果胶酶溶液（19mg)19mg)先各恒温加热一段时间先各恒温加热一段时间2.2.不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓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件下）度和体积相同的条件下）.酶的酶的用量用量0体积体积（mLmL）3.3.在最适温度和在最适温度和pHpH条件下制作条件下制作1 1升苹果汁，使用多升苹果汁，使用多少果

20、胶酶最合适？少果胶酶最合适？结果分析与评价结果分析与评价 1.1.根据数据绘制温度和根据数据绘制温度和pHpH对果胶酶活性的影响的对果胶酶活性的影响的曲线图曲线图.P P4545 P 45 练习练习:1.1.有两次瞬间高温灭菌；有两次瞬间高温灭菌；2.2.酶处理的时间相对较长；酶处理的时间相对较长；3.3.有离心分离步骤和浓缩步骤。有离心分离步骤和浓缩步骤。课堂小结组成作用概念表示 影响因素 探究温度、PH对果胶酶活性的影响探究果胶酶的用量作用 单体 特点 生产 （3 3）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条）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 示件 下

21、，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，在下图中选择一切实可行的。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：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，请你在所选的曲线图，请你在所选的曲线图中标出中标出“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，请你在所选的曲线，请你在所选的曲线图中标出图中标出“m”m”点的位置。点的位置。（“m”m”点的位置如右图所示，点的位置如右图所示，m m点标在曲线上的点标在曲线上的不给分）不给分）