上课用4.1果胶酶在果汁生产中的作用

一、课题背景。1.制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的出汁率低，耗时长。

二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生深沉。

2.解决办法：果胶酶、纤维素酶。

二、基础知识酶的基础知识

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

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；2、酶的本质 蛋白质(大多数)或RNA; 基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸 3、酶的功能 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 4、酶的特性 (1)高效性 (2)专一性 (3)需要适宜的条件

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？

(一)果胶酶的作用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， 不溶于水。

思考： 要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？

1、果胶

(一)果胶酶的作用

2、果胶对果汁制作的影响： 影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。

3、果胶酶：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。 4、果胶酶在果汁制作中的作用① 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。 ② 提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。

果胶

果胶酶 半乳糖醛酸

(二)酶的活性与影响酶活性的因素 1、酶的活性 指酶催化一定化学反应的能力。 2、酶催化能力高低的衡量标准 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。 3、影响酶活性的因素： ①温度(45—50度) ② pH: 3.0~6.0。 ③酶的抑制剂：Fe3+、Ca2+、Zn2+等金属离子对果胶酶有抑制作用。

1、分别用00C和1000C的温度处理某种酶后，酶都 没有活性，但( ) A、经过00C处理的酶活性能够恢复 B、经过1000C处理的酶活性能够恢复 C、经过00C处理的酶的空间结构遭破坏 D、经过1000C处理的酶被水解成了氨基酸

A

基础知识

(二)酶的活性与影响酶活性的因素

2、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pH至2.0,保 存于370C的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余 的物质是( ) A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水 C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水

A

提示： 唾液淀粉酶最适pH=6.8,其化学本质是蛋白质

1、酶的生产 ①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)。 ②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。③化学合成法： 成本比较高，只能合成已知结构 的酶。 (三)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、实验设计(资料一)探究温度对果胶酶活性的影响

1.实验原理 果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时， 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。 2.实验操作流程 你能设计吗？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 后温度的一至？ 4、你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？

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 300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C 的恒温水箱中恒温加热

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

探究温度对果胶酶活性的影响

(1)获取苹果泥； (2)保温——苹果泥和果胶酶分别进行；(多个温度) (3)混合后保温； (4)过滤。

探究温度对果胶酶活性的影响

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？

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。

探究温度对果胶酶活性的影响

工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率， 为研究温度对果胶酶活性的影响.某学生设计了如下实验：①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10分 钟(如图A) ②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃水浴中恒温 处理10分钟(如图B) ③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图C. ④不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表 10 20 30 40 50 出汁量/ml 8 13 15 25 15温度/℃

60 70 80 12 11 10

探究温度对果胶酶活性的影响

根据上述实验，请分析回答下列问题： ( 1 )果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以 促进细胞壁中________ 果胶 的水解。 40℃ 时果汁

(2)实验结果表明，当温度为________ 最高 。当温度再 量最多，此时果胶酶的活性________ 升高时，果汁量降低，说明， 温度升高，降低了酶的活性 ___________________________________ 。 (3)实验步骤①的目的是： 使得酶与果泥处于同一温度条件下。 _________________________________ 。 (4)为什么说果汁体积越大，酶的活性越高？

实验设计

2.探究pH对果胶酶活性的影响1、实验原理

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。2、实验操作流程 请你设计。

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