学案46 果胶酶在果汁生产中的作用

学案46 果胶酶在果汁生产中的作用

一．基础知识

1、果胶是 植物细胞壁和胞间层 的主要组成成分之一。

2、在果汁加工中，果胶的存在易导致 果汁出汁率低，果汁浑浊 。

3、果胶酶分解果胶的作用是：①瓦解 植物的细胞壁及胞间层 ，使榨取果汁更容易，②把果胶分解为 可溶性的半乳糖醛酸 ，使浑浊的果汁变得澄清，因此可以解决果汁加工中出现的问题。 4、果胶酶是一类酶的总称，包括： 多聚半乳糖醛酸 酶、 果胶分解 酶和 果胶酯 酶。 5、酶的活性是指：酶催化 一定化学反应 的能力。

6、酶的活性高低可用一定条件下的酶促 反应速度 来表示，即单位时间、单位体积内 反应物消耗量 或 产物生成量 来表示。

7、影响酶活性的因素有： 温度 、 PH 、 激活剂 和 抑制剂 等。 8、食品工业生产中最常用的果胶酶是通过 霉菌发酵 产生。

9、根据影响酶活性的因素，在实际生产中我们如何获得果胶酶的最高活性？

二．实验设计 （一）：探究温度和PH对酶的活性的影响”

1、实验目的： 定量测定温度或pH对果胶酶活性的影响 。

2、实验原理：①果胶酶活性受温度和pH的影响，处于最适温度或pH时，活性最高。 ②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小呈正相关 3、变量设计与控制：

①你确定的温度梯度（或pH梯度）为 10℃或5℃（或0.5、1.0） 。

②实验的自变量是 温度（或pH） ，控制自变量的方法是利用 恒温水浴锅（或滴加酸碱等） 。

③实验的因变量是 酶的活性 ，检测因变量的方法是测定 果汁的产出量或澄清度 。 〖思考1〗果汁与果胶酶在混合之前，分装在不同试管中用同一恒温处理的目的是什么？ 保证果汁与果胶酶混合前后的温度相同，避免因混合导致温度变化而影响果胶酶活性。 〖思考2〗该实验中是否设置了对照？若设置，那么它是如何设置的？若没有，则如何进行设置？

已经设置了对照。不同的温度设置之间可以相互对照。 〖思考3〗怎样排除PH和其他因素对实验结果的干扰？目的是什么?

控制PH和其他因素相同，保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。 〖思考4〗教材中A、B两个同学的实验设计有何不同？ 测定的因变量不同（A测定果汁产量，B测定果汁澄清度）。 4.实验结果：温度和pH在很大程度上对酶的空间结构会产生影响，过高或过低都会影响酶活性。

（二）．探究果胶酶的最适用量

配制不同浓度的果胶酶溶液??

制备苹果泥

?37_℃恒温水浴加热→将果胶酶溶液与苹果泥混合

??

→37_℃恒温水浴中反应20 min左右→过滤果汁，测量果汁量并记录

（三）操作提示

1制备果泥：用 榨汁机 榨制果泥。在榨制橙子汁时应怎样处理橙皮? 不必去橙皮 2在探究不同PH对果胶酶活性的影响时，可以用 0.1%的NaOH溶液和盐酸 调节pH。 3在果胶酶处理果泥时，为了是果胶酶能充分地催化反应，如何操作? 用玻璃棒不时搅拌。

（四）．结果分析与评价

将以下某同学实验数据转换成曲线图。 10 15 20 25 30 35 40 45 50 温度℃ 1 2 4 6 5 4 3 2 1 果汁量/ml 1．绘制出温度和pH对果胶酶活性的影响曲线图。

2．绘制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）。 出汁量 出汁量 出汁量 （mL） （mL） （mL）

pH 温度（℃） 果胶酶量（mL）

易错警示 (1)酶活性不等同于酶促反应速度

同等条件下的酶促反应速度的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性与酶促反应速度仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响反应速度，但不能影响酶的活性。

(2)在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可靠性。[zzstep.com]

(3)探究×××酶的最适条件(温度、pH)及最适用量时都需设置一系列浓度梯度，且不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间构成了相互对照，通过相互对照可确定果胶酶的最适温度或最适pH。

（4）探究温度对酶活性的影响时，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，也可以根据酶的特点，尝试以5 ℃作为温度梯度。 （5）探究pH对酶活性的影响时，只需将温度梯度改成pH梯度，并在该酶的最适温度下进行。反应液中的pH可以用质量分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸进行调节。

（6）探究酶的用量是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持相同。实验时可以配制不同浓度的酶溶液，也可以只配制一种浓度的酶溶液，然后使用不同的体积。需要注意的是，反应液的pH和温度必须相同，否则将影响实验结果的准确性。 （7）． 确定果胶酶最适用量的方法

如果随酶浓度的增加，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，这个值就是酶的最适用量。

作业

1．同一个体内的各类活细胞所含的酶

A．种类有差异，数量相同 B．种类有差异，数量不同 C．种类无差异，数量相同 D．种类无差异，数量不同

2．果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明

A．酶具有专一性 B．酶的成分是蛋白质 C．酶的活性受环境影响 D．该沉淀的是氨基酸 3．下列说法不正确的是

A．酸碱度和温度是通过影响酶来影响果汁产量的 B．酶的数量越多，果汁产量越多 C．酶的催化反应时间能够影响果汁的产量 D．苹果泥的数量也能够影响果汁的产量 4．下列关于果胶酶的说法不正确的是( )

A．虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的 B．植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶

C．通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来确定果胶酶活性的高低 D．人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题 5．关于果胶酶的说法正确的是（ ） A．果胶酶可以分解细胞壁的主要纤维素

B．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 C．果胶酶不特指某酶，而是分解果胶的一类酶的总称 D．果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA

6．下列关于果胶酶作用的叙述错误的是（ ） A．果胶酶是催化剂可改变反应速度

B．果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层 C．在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清 D．果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 7．下列与酶的活性有关的说法不准确的是（ ）

A．酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响 B．酶的活性是酶催化一定化学反应的能力 C.酶的活性常驻温度PH等因素的影响 D.酶活性高低与反应物浓度无关

8．下列各图中，横轴均表示酶的反应条件，纵轴为酶促反应速度。能分别正确反映温度 和pH与酶促反应速度关系的是( )。

甲 乙 丙 丁 A．甲和乙

B．乙和乙

C．丙和丁

D．甲和丁

9．在37℃，pH=6．8时，用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，比用等量的FeCl。作催化剂所

释放02的量及说明的问题分别是 ……( )

A．少 酶具有专一性 B．多 酶具有高效性 C．少 酶具有高效性 D．多 酶需要适宜的条件

10．图4—4纵轴为酶促反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是………………( )

11.下列是有关酶的应用问题，请分析回答。

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 min(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 min(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： 温度/℃ 10 果汁量/mL 8 20 13 30 15 40 25 50 15 60 12 70 11 80 10 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，产物是____________。

(2)实验结果表明，当温度为________附近时，果汁量最多，此时果胶酶的活性________。 (3)为什么该实验能够通过测定过滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)果胶酶作用于一定量的某种物质(底物)，保持温度、pH在最适值，生成物量与反应时间的关系如图：在35 min后曲线变成水平是因为________。若增加果胶酶浓度，其他条件不变，请在图中画出生成物量变化的示意曲线。