4.1果胶酶在果汁生产中的作用课件林凤

吴川一中生物教研组吴川一中生物教研组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）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）酶的功能 （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生物催化生物催化作用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：氨基酸基本组成单位：氨基酸 或或 核糖核苷酸核糖核苷酸酶能酶能降低降低化学反应的活化能。化学反应的活化能。2 2、酶的本质、酶的本质3 3、酶的功能、酶的功能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（3 3）需要适宜的条件）需要适宜的条件基础知识基础知识思考：思考：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？你还能画出温度和你还能画出温度和PHPH值对酶影响的曲线吗？值对酶影响的曲线吗？温度、温度、pH值值1 1、果胶、果胶是植物是植物细胞壁以及胞间层细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，的主要组成成分之一，它是由它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一种聚合而成的一种高分子化合物高分子化合物，不溶于水。不溶于水。思考：思考： 要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？ 结果一样吗？结果一样吗？基础知识基础知识（一）果胶酶的作用（一）果胶酶的作用植物细胞壁的结构示意图植物细胞壁的结构示意图基础知识基础知识（一）果胶酶的作用（一）果胶酶的作用植物细胞壁的结构示意图植物细胞壁的结构示意图基础知识基础知识（一）果胶酶的作用（一）果胶酶的作用基础知识基础知识（一）果胶酶的作用（一）果胶酶的作用2 2、果胶对果汁制作的影响：、果胶对果汁制作的影响：是分解果胶的一类酶的总称，包括是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。等。影响影响果汁的果汁的出汁率出汁率，还会，还会使果汁浑浊使果汁浑浊。基础知识基础知识（一）果胶酶的作用（一）果胶酶的作用3 3、果胶酶：、果胶酶：4 4、果胶酶在果汁制作中的作用、果胶酶在果汁制作中的作用 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，并使果汁变得澄清。提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。1 1、果胶、果胶是植物是植物细胞壁以及胞间层细胞壁以及胞间层的主要组成成分的主要组成成分之一，它是由之一，它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一种聚合而成的一种高分子化合物高分子化合物，不溶于水。，不溶于水。1 1、酶的活性、酶的活性2 2、酶催化能力高低的衡量标准、酶催化能力高低的衡量标准指酶催化一定化学反应的能力。指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反应的在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度反应速度来表示。来表示。 酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物酶反应速度用单位时间内、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： 、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，逐渐提高，达到最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。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素3 3、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1、分别用、分别用00C和和1000C的温度处理某种酶后，的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（酶都没有活性，但（ ） A、经过、经过00C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 B、经过、经过1000C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 C、经过、经过00C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、经过、经过1000C处理的酶被水解成了氨基酸处理的酶被水解成了氨基酸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 、 pHpH对酶的影响对酶的影响 酶的催化能力有一个最适酶的催化能力有一个最适pH pH ，在低于最适，在低于最适pHpH时，时，随着随着pHpH的升高，酶的催化能力也相应升高，高于的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适最适pHpH时，随着时，随着pHpH的升高，酶的活性逐渐下降，的升高，酶的活性逐渐下降，过酸过碱都会使酶活性失活。过酸过碱都会使酶活性失活。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3 3、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？重金属离子会使蛋白质变性，从而影响酶活性。重金属离子会使蛋白质变性，从而影响酶活性。1 1、酶的生产、酶的生产基础知识基础知识（三）果胶酶的用量（三）果胶酶的用量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，需要控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。制好酶的用量。 植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。其中由酶。其中由霉菌霉菌发酵产生的果胶酶被广泛应发酵产生的果胶酶被广泛应用于果汁加工。用于果汁加工。 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。果肉的活性最高。果肉的出汁率出汁率、果汁的澄清度果汁的澄清度与果胶酶与果胶酶的活性大小成正比。的活性大小成正比。1 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本实验你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？本实验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搅拌器搅拌制成苹果泥均分均分 装入装入9 9支试管支试管果胶酶水溶液果胶酶水溶液等等 量量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30300 0C C、35350 0C C、40400 0C C、45450 0C C、50500 0C C、55550 0C C、60600 0C C、65650 0C C和和70700 0C C的恒温水箱中恒温加热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恒温保持1010分钟分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格实验设计实验设计（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（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保证底物和酶在混合时的保证底物和酶在混合时的温度是相同温度是相同的的问问1 1：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和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？胶酶分装在不同的试管中恒温处理？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，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：为研究温度对果胶酶活性的影响某学生设计了如下实验：101020203030404050506060707080808 81313151525251515121211111010将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在1010水浴中恒温处理水浴中恒温处理1010分分钟（如图钟（如图A A）将步骤将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在1010水浴中恒温水浴中恒温处理处理1010分钟（如图分钟（如图B B）将步骤将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量( (如图如图C.C.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 果胶酶的活性受果胶酶的活性受pHpH影响，处于最适影响，处于最适pHpH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。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果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。性大小成正比。2 2、实验操作流程、实验操作流程 请你设计。请你设计。 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（1 1）本课题实验步骤中，在完成）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果烧杯中分别加入苹果泥试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组泥试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下之后，有下面两种操作：面两种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥方法一：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果泥的方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pHpH分别调到分别调到4 4、5 5、6 61010，再把，再把pHpH相等的果胶酶溶液和苹相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。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方法一的操作会在达到预定到预定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”）。）。问问2在探究温度或在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？果需要，又应该如何设置？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 果胶酶将果胶分解为小分子物质，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，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解过滤纸，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。在不同的温度和果胶的能力。在不同的温度和pHpH下，果胶酶的活性越大，下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。苹果汁的体积就越大。4 4想一想想一想: : 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？提示：温度是自变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度提示：温度是自变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的和用量、水浴时间和混合物的pHpH等所有其他条件不变。等所有其他条件不变。问问5 5当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是自当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是自变量，哪些因素应该保持不变？变量，哪些因素应该保持不变？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？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方法一的操作会在达到预定到预定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）充分地接触以减少实验误差酶和反应物（果胶）充分地接触以减少实验误差实验设计实验设计（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，在现有的条件）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示下，当横坐标表示pHpH，纵坐标表示，纵坐标表示 ，该实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的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，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图：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中，请你在所选的曲线图中标出标出“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pHpH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，请你在所选的曲线图中标出，请你在所选的曲线图中标出“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，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1 1、实验原理、实验原理 在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体在一定的条件下，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，在增加酶的用积增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。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2 2、实验操作、实验操作 请你设计。请你设计。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