《果胶酶的作用》PPT课件.ppt

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1、 果胶酶在果汁生产中的作用课题背景：课题背景：现现 实：水果大量生产，产品积压。实：水果大量生产，产品积压。解决途径：水果深层次加工。解决途径：水果深层次加工。加工方式：制作果汁、果干、果粉和果酒等。加工方式：制作果汁、果干、果粉和果酒等。制作果汁所面临的问题：制作果汁所面临的问题：1 1、果肉的出汁率低，耗时长。、果肉的出汁率低，耗时长。2 2、榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。、榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。（一）酶的基础知识一）酶的基础知识1 1、酶的概念、酶的概念酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的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一类特殊的有机物绝大多数

2、是蛋白质，少数是绝大多数是蛋白质，少数是RNARNA2 2、酶的本质、酶的本质3 3、酶的功能、酶的功能催化各种化学反应，降低化学反应活化能。催化各种化学反应，降低化学反应活化能。一、基础知识一、基础知识高效性：高效性：酶的催化效率是无机催化剂的酶的催化效率是无机催化剂的10107 7 10101313倍倍专一性：专一性：一种酶只能催化一种化合物或一一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应类化合物的化学反应反应条件的温和性：反应条件的温和性：适宜的温度、适宜的适宜的温度、适宜的PHPH值值4 4、酶的特性、酶的特性（二）果胶酶的作用（二）果胶酶的作用1 1、果胶：是植物、果胶：是植物细胞

3、壁以及胞间层细胞壁以及胞间层的主要组成的主要组成成分之一，它是由成分之一，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。2 2、果胶对果汁制作的影响：、果胶对果汁制作的影响：3 3、果胶酶：是分解果胶的一类酶的总称，包、果胶酶：是分解果胶的一类酶的总称，包括括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等等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 ：果胶酶果胶酶果胶果胶 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；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。使果胶水解

4、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，并使果汁变得澄清影响果汁的出汁率影响果汁的出汁率，还会，还会使果汁浑浊使果汁浑浊（三）酶的活性与影响酶活性的因素：（三）酶的活性与影响酶活性的因素：1 1、酶的活性、酶的活性2 2、酶催化能力的标准：、酶催化能力的标准：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在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度的反应速度酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应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物的减少量或产物的增加量来表示3 3、影响酶活性的因素：、影

5、响酶活性的因素：温度温度果胶酶的最适温度为果胶酶的最适温度为454550500 0C C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高，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降，最后完全失去催化能力A A、温度对酶的影响、温度对酶的影响B B、果胶酶的最适温度、果胶酶的最适温度C C、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？性可否恢复？为什么？不能恢复，因高温破坏了酶的

6、分子结构，高不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性丧失后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。性丧失后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。pH pH：果胶酶的最适果胶酶的最适pHpH范围为范围为酶的催化能力的发挥有一个最适酶的催化能力的发挥有一个最适pH pH，在低于最，在低于最适适pHpH时，随着时，随着pHpH的升高，酶的催化能力也相应的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适升高，高于最适pHpH时，随着时，随着pHpH的升高，酶的活的升高，酶的活性逐渐下降，性逐渐下降，pHpH过高或过低会使蛋白质变性，过高或过低会使蛋白质变

7、性，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性A A、pH pH对酶的影响对酶的影响B B、果胶酶的最适、果胶酶的最适pHpH酶的抑制剂：酶的抑制剂：FeFe3 3、CaCa2 2、ZnZn2 2等金属离等金属离子对果胶酶有抑制作用子对果胶酶有抑制作用（四）果胶酶的用量（四）果胶酶的用量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）的地区得以应用）发酵法：发酵法：通过微生物发酵来获得人们所需的通过微生物发酵来获

8、得人们所需的酶（酶（2020世纪世纪5050年代以来生产酶的主要方法），年代以来生产酶的主要方法），例如用例如用曲霉、青霉曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶等微生物发酵生产果胶酶化学合成法：化学合成法：成本比较高，只能合成已知结构成本比较高，只能合成已知结构的酶的酶2 2、控制酶的用量、控制酶的用量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。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。胶酶的活性大小成正比。二、实验设计二、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1 1、实

9、验原理、实验原理为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要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控制好酶的用量2 2、实验分析：、实验分析：实验自变量：实验自变量：温度温度 实验因变量：实验因变量：1 1、果汁的生成量（体积）。、果汁的生成量（体积）。2 2、果汁的浑浊度。、果汁的浑浊度。实验无关变量：实验无关变量：pH、果泥量、果胶酶的、果泥量、果胶酶的 用量、水浴时间等。用量、水浴时间等。对照的设置：本实验的思想方法是通过设对照的设置：本实验的思想方法是通过设 置温度梯度来确定最适温度置温度梯度来确定最适温度 因此，无需设置空白对照。因此，无需设置空白对照。不同的温度梯度之间

10、就可作不同的温度梯度之间就可作 为对照（相互对照）。为对照（相互对照）。2 2、实验操作流程、实验操作流程搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入均分装入均分装入均分装入9 9支试管支试管支试管支试管果胶酶水溶液果胶酶水溶液果胶酶水溶液果胶酶水溶液等量等量等量等量9 9支试管支试管支试管支试管各取一支分各取一支分各取一支分各取一支分9 9组分别放入组分别放入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

11、C和和和和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恒温保持恒温保持1010分钟分钟分钟分钟过滤果汁，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，填入表格讨论：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要讨论：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果

12、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？将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温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的温度，从而影响果胶酶活性的问题1 1工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉工业生产果汁时，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：性的影响某学生设计了如下实验：(1

13、0(10分分)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分钟（如图分钟（如图A A）温温温温 度度度度/1010101020202020303030304040404050505050606060607070707080808080出出出出 汁汁汁汁量量量量/ml/ml/ml/ml8 8 8 813131313151515152525252515151515121212121111111110101010将步骤将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量（如图测量果汁量（如图C C）。）。在不

14、同温度条件下重复以上实验步骤，并记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：录果汁量，结果如下表：将步骤将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在次在1010水浴中恒温处理水浴中恒温处理1010分钟（如图分钟（如图B B）。）。根据上述实验，请分析回答下列问题：根据上述实验，请分析回答下列问题：（1 1）果果胶胶酶酶能能破破除除细细胞胞壁壁，是是因因为为果果胶胶酶酶可可以促进细胞壁中以促进细胞壁中_的的水解。水解。（2 2）实实验验结结果果表表明明，当当温温度度为为_时时果果汁汁量量最最多多，此此时时果果胶胶酶酶的的活活性性_。当当温温度度再升高时

15、，果汁量降低，说明，再升高时，果汁量降低，说明，_。（3 3）实验步骤）实验步骤的目的是：的目的是：_。果胶果胶 4040最高最高温度升高，降低了酶的活性温度升高，降低了酶的活性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（二）探究（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，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。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搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥搅

16、拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入均分装入均分装入均分装入9 9 9 9支试管支试管支试管支试管果胶酶水溶液果胶酶水溶液果胶酶水溶液果胶酶水溶液等量等量等量等量9 9 9 9支试管支试管支试管支试管1 1、实验原理、实验原理2 2、实验操作流程、实验操作流程将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中恒将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中恒将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中恒将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中恒温后混合温后混合温后混合温后混合混合后保持恒温一段时间混合后保持恒温一段时间混合后保持恒温一段时间混合后保持恒温一段时间过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入

17、表格，确定过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定最适最适最适最适pHpHpHpH将苹果泥和果胶酶分别加入将苹果泥和果胶酶分别加入将苹果泥和果胶酶分别加入将苹果泥和果胶酶分别加入9 9 9 9组试管中（选取的组试管中（选取的组试管中（选取的组试管中（选取的pHpH 梯度：、梯度：、梯度：、梯度：、5.5 5.5 5.5 5.5、）、）、）、）想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁想一想，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？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

18、分子物质，小分子物质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。在不同的温度果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和和pHpH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。越大。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？需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的不同的pHpH梯度之间就可以作为对照，这种对梯

19、度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。照称为相互对照。例题、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果例题、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果例题、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果例题、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在胶酶能够分解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在胶酶能够分解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在胶酶能够分解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是师果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是师果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度

20、。下面是师果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是师大附中某研究性学习小组同学在大附中某研究性学习小组同学在大附中某研究性学习小组同学在大附中某研究性学习小组同学在“探究果胶酶催化果胶水探究果胶酶催化果胶水探究果胶酶催化果胶水探究果胶酶催化果胶水解的适宜解的适宜解的适宜解的适宜pH”pH”pH”pH”的课题过程中遇到的问题。的课题过程中遇到的问题。的课题过程中遇到的问题。的课题过程中遇到的问题。（1 1 1 1）本课题实验步骤中，在完成）本课题实验步骤中，在完成）本课题实验步骤中，在完成）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹烧杯中分别加入苹烧杯中分别加入苹烧杯中分别加入苹果泥和果

21、胶酶溶液、编号、编组果泥和果胶酶溶液、编号、编组果泥和果胶酶溶液、编号、编组果泥和果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作：之后，有下面两种操作：之后，有下面两种操作：之后，有下面两种操作：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，再把混合液的相混合，再把混合液的相混合，再把混合液的pHpHpHpH分别调至分别调至分别调至分别调至4 4 4 4、5 5 5 5、610610610610。方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的方

22、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方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pHpHpHpH分别调到分别调到分别调到分别调到4 4 4 4、5 5 5 5、610610610610，再把，再把，再把，再把pHpHpHpH相等的果胶酶溶液和相等的果胶酶溶液和相等的果胶酶溶液和相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合苹果泥相混合苹果泥相混合苹果泥相混合请问哪一种方法更为科学：请问哪一种方法更为科学：请问哪一种方法更为科学：请问哪一种方法更为科学：，并说明理由：，并说明理由：，并说明理由：，并说明理由：方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始达到实方法二的操作能

23、够确保酶的反应环境从一开始达到实方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始达到实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验预设的验预设的验预设的pHpHpHpH（或（或（或（或“方法一的操作会在达到预定方法一的操作会在达到预定方法一的操作会在达到预定方法一的操作会在达到预定pHpHpHpH之之之之前就发生了酶的催化反应前就发生了酶的催化反应前就发生了酶的催化反应前就发生了酶的催化反应”）方法二方法二方法二方法二（2 2 2 2）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，

24、其目的是使 以减少实验误差以减少实验误差以减少实验误差以减少实验误差酶和反应物（果胶）充分地接触酶和反应物（果胶）充分地接触酶和反应物（果胶）充分地接触酶和反应物（果胶）充分地接触 （3 3）如如果果用用曲曲线线图图的的方方式式记记录录实实验验结结果果，在在现现有有的的 条条 件件 下下，当当 横横 坐坐 标标 表表 示示 pHpH，纵纵 坐坐 标标 表表 示示 ，该该实实验验操操作作和和记记录录是是比比较较切切实实可可行行的的。根根据据你你对对酶酶特特性性的的了了解解，在在下下图图中中选选择择一一个个最最可可能能是是实实验验结结果果的的曲曲线线图图：。若若实实验验所所获获得得的的最最适适宜宜

25、pH=mpH=m，请请你你在在所所选选的的曲曲线线图图中中标标出出“m”“m”点点的的位位置。置。果胶分解速率果胶分解速率甲甲（“m”“m”点的位置如右图所示，点的位置如右图所示，mm点标在曲线上的点标在曲线上的不给分）不给分）(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、实验操作、实验操作（1 1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥配制不同浓度的果胶酶溶液配制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、4mg4mg、5mg5mg、6mg6mg、7mg7mg、8mg8mg

26、、9mg9mg，配制成相等，配制成相等体积的水溶液，取等量放入体积的水溶液，取等量放入9 9支试管中，并编号支试管中，并编号1 19 9。在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积在一定的条件下，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，在增加酶的用量，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果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量制备水果泥制备水果泥搅拌器搅拌制成苹果泥并称搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g45g，等量装入，等量装入9 9支试管中，并编号支试管中，并编号1 19 9。（2 2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。）将

27、上述试管放入恒温水浴加热一段时间。（3 3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。（4 4）恒温水浴约）恒温水浴约2020分钟分钟（5 5）过滤后测量果汁的体积）过滤后测量果汁的体积一般为一般为50mg/L50mg/L左右，因为用此浓度处理果左右，因为用此浓度处理果汁汁2 24 4小时后果汁率增加小时后果汁率增加1010后不再增加。后不再增加。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，使升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？用多少果胶酶最合适？自读课本自读课本4444页的页的“操作提示操作提示”和和“结果分析结果分析与评价与评价”。