果胶酶在果汁生产中的应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,果胶酶在果汁生产中的作用,我国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，（,制作果汁、果干、果粉和果酒,）可以缓解产销矛盾。,果胶酶在果汁生产中的应用,自己制作过果汁吗？,在制作果汁中有没有遇到下面的问题呢？,果汁香香甜甜，是同学们都喜欢喝的一种饮品。,自己做果汁速度慢，出汁率低,自己做的果汁浑浊,(,黏度高,),且有沉淀,有什么方法可以解决吗？,果胶酶,加,果,胶,酶,学习目标,基础知识：,一、果胶与果胶酶,二、酶的活性与影响酶活性的因素,实验设计：,探究温度对果胶酶活性的影响,植物,细胞壁,和,胞间层,的主要成分,不溶于水,影响果汁的出汁率和澄清度,半乳糖醛酸,果胶,作用：,特点：,单体：,（一,),果胶与果胶酶,一、基础知识,果胶酶,果胶 半乳糖醛酸,果胶酶,果胶分解酶,多聚半乳糖醛酸酶,果胶酯酶,（一类酶的总称）,霉菌,、植物、酵母菌、细菌,作用：,包括,来源,：,瓦解细胞壁和胞间层，提高果汁的出汁率和澄清度,（核糖体）,蛋白质,本质,合成,（二）酶的活性与影响酶活性的因素,酶的活性,概念：,指酶,催化一定化学反应,的能力,表示：,在一定的条件下，酶所催化的,某一化学反应的,反应速度,单位时间内、单位体积中,反应物的减少量,或,产物的增加量,影响酶促反,应速率因素,影响酶活性的因素,酶的量,温度,pH,抑制剂,因此，生产果汁时，为了使果胶酶得到充分利用，节约成本，,需要控制好果胶酶的用量,。,果胶酶的最适温,度为,45,50,0,C,。,果胶酶的最适,pH,范围为,3.0,6.0,。,Fe,3,、,Ca,2,、,Zn,2,等金属离子对果胶酶有抑制作用。,激活剂,NaCl,可以提高果胶酶的活性,二、实验设计,（一）探究温度和pH对酶活性的影响,1.探究温度和pH对酶活性的影响,(1)探究思路：,探究最适pH：在一恒定温度下，通过设置,_,来确定。,探究最适温度：在一恒定的pH下，通过设置,_,_,_,来确定。,提出问题,作出假设,科学探究的一般过程,设计实验,进行实验,分析结果,得出结论,表达交流,提出问题：,作出假设：,如何设计实验取得证据证明假设?,探究,对果胶酶活性的影响,在,最适温度,（约,50 ,）时，果胶酶活性,，,低于,或,高于,最适温度时酶活性,。,果胶酶的活性与果汁的出汁率和澄清度成,比,变量,自变量：,温度,因变量：,酶的活性（出汁率或澄清度）,正,最高,降低,温度,（一）探究温度对果胶酶活性的影响,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。,（一）探究温度对果胶酶活性的影响,1,、实验原理,2,、,材料：,苹果、果胶酶,3,、,仪器：,搅拌器、试管、试管夹、,滴管、烧杯、量筒、漏斗 、温度计,4,、,试剂：,蒸馏水、热水、冰块,5,、,实验操作流程,搅拌器搅拌制成苹果泥,均分装入,支试管,果胶酶水溶液,等量,9,支试管,将,分别装有苹果泥和果胶酶的试管,9,组分别放入,30,0,C,、,35,0,C,、,40,0,C,、,45,0,C,、,50,0,C,、,55,0,C,、,60,0,C,、,65,0,C,和,70,0,C,的恒温水浴中保温,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,9,设计记录数据的表格,温度,/,o,C,30,35,40,45,50,55,60,65,70,果汁量,/ml,温度与果胶酶活性的关系,实验结果：,实验结论：,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。,?,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？,问题思考,（二）探究,pH,对果胶酶活性的影响,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,。,1,、实验原理,2,、实验操作流程,2,、实验操作流程,pH,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0,果汁量,(mL),pH,对果胶酶活性的影响,实验结果与分析,有两位同学分别用以下两种方法操作：,(1),将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。,(2),分别向编号为,l,7,的,7,个,100 mL,洁净的烧杯中各加入,20ml,苹果泥之后，下面两种操作：,思考,A,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：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,。,1,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。,不同的温度或,pH,之间，就可以作为对照,这种对照称为相互对照。,问题思考,2,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。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。,(,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，再增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。,2,、实验操作流程,盛有苹果泥试管,1,2,3,4,5,6,7,8,9,盛有果胶酶试管,1,2,3,4,5,6,7,8,9,果汁量,(mL),实验结果与分析：,根据你对酶的特性的了解，画出实验结果的可能坐标曲线：,如果随着酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，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。,1,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,知识拓展,底物和酶在混合时的温度是相同的,温度梯度越小，实验结果越精确,苹果泥和果胶酶用量在各个试管应相同,pH,应为最适,pH,果汁量,(,澄清度,),温度,探究温度对果胶酶活性的影响,注意事项,因变量,自变量,实验名称,(,目的,),三、结果分析与评价,1,、,温度、,pH,与果胶酶活性的关系,一般为,50mg/l,左右，因为用此浓度处理果汁,2,4,小时后果汁率增加,10,后不再增加。,2,、在最适温度和pH条件下制作1L苹果汁，使用多少果胶酶最合适？为什么？,3,、你做出了澄清的苹果汁了吗？粗略地估算你制作1 L苹果汁的成本，其价格接近于市场价吗？如果有明显不同，你能分析产生差异的原因吗？,苹果泥的用量、果胶酶的用量和酶的催化条件如温度、,PH,是否适宜等不仅影响到是否,制作出,澄清的苹果汁，还影响到苹果汁制作的成本。,1,果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括,( ),A,多聚半乳糖醛酸酶,B,果胶分解酶,C,乳糖分解酶,D,果胶酯酶,C,2,探究温度对果胶酶活性的影响、,pH,对酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，实验变量依次为,( ),A,温度、酶活性、酶用量,B,苹果泥用量、,pH,、果汁量,C,反应时间、酶活性、酶用量,D,温度、,pH,、果胶酶用量,D,课堂练习,3,果胶酶的,反应速度,可用哪项来表示（ ）,A,、单位时间内果胶的减少量,B,、单位体积内半乳糖醛酸的增加量,C,、单位时间内半乳糖醛酸的增加量,D,、单位时间内、单位体积中果胶的减少量或半乳糖醛酸的增加量,D,4,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：,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,）,将步骤,处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量（如图,C,）。,在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：,将步骤,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,）。,温度,/,10,20,30,40,50,60,70,80,出汁量,/ml,8,13,15,25,15,12,11,10,根据上述实验，请分析回答下列问题：,（,1,）果胶酶的作用？,（,2,）实验结果及结论,（,3,）实验步骤,能不能将果泥和果胶酶混合后再放置在相应的温度条件下，能或不能，,为什么？,（,4,）为什么说果汁体积越大，酶的活性越高？,（,5,）请根据表格绘制温度与酶活性的关系图,