果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)

1、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)昌邑市文山中學(xué)王成偉2010年 7 月 27 日 17:21一、課題目標(biāo)簡(jiǎn)述果膠酶的作用；檢測(cè)果膠酶的活性；探究溫度和 pH 對(duì)果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量；搜集有關(guān)果膠酶應(yīng)用的資料。二、課題重點(diǎn)與難點(diǎn)課題重點(diǎn)：溫度和pH 對(duì)果膠酶活性的影響。課題難點(diǎn)：果膠酶的最適用量。三、課題背景分析隨著生活水平的提高，水果幾乎成為人們生活中的必需品，果汁飲料也深受人們的喜愛。 將水果制成果汁， 不僅有利于解決水果豐收季節(jié)的產(chǎn)、銷、運(yùn)輸和保存等多方面的問題，而且提高了水果的附加值，滿足了人們不同層次的需要。課題背景從與社會(huì)的聯(lián)系、與學(xué)生

2、生活的聯(lián)系入手，引入課題研究。教師在教學(xué)過(guò)程中，可以以本地某種水果的生產(chǎn)、貯存、加工和運(yùn)輸為素材，讓學(xué)生做一個(gè)簡(jiǎn)單的估算，從而認(rèn)識(shí)到果汁加工的經(jīng)濟(jì)效益。 例如，可以讓學(xué)生計(jì)算生產(chǎn)一升蘋果汁大約需要多少斤蘋果，蘋果與蘋果汁的價(jià)格相差多少；等等。此外，教師還可以聯(lián)系學(xué)生已有的關(guān)于酶的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)果膠酶的特性及其作用。四、基礎(chǔ)知識(shí)分析與教學(xué)建議知識(shí)要點(diǎn)： 1. 果膠酶的作用； 2. 酶的活性的定義； 3. 影響酶活性的因素； 4. 果膠酶的用量。教學(xué)建議：關(guān)于果膠酶作用的教學(xué)，教師可以先展示圖 4-1 ，介紹植物細(xì)胞壁的成分和細(xì)胞與細(xì)胞之間的胞間層成分， 說(shuō)明這些成分對(duì)果汁制作的影響，從而引出

3、果膠酶在果汁生產(chǎn)過(guò)程中的作用。圖 4-1 植物細(xì)胞壁及細(xì)胞之間胞間層的成分五、實(shí)驗(yàn)安排及注意事項(xiàng)本課題的研究建立在必修模塊“探究影響酶活性的條件”的基礎(chǔ)之上，與必修模塊的探究的不同之處主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面： 一是酶的活性不是通過(guò)定性分析而是通過(guò)定量分析來(lái)進(jìn)行探究的； 二是本課題并不僅僅滿足于探究溫度和 pH對(duì)酶活性的影響， 還探究了果膠酶的最適用量，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有指導(dǎo)意義。本課題可用 34 課時(shí)。其中，探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)可以參考下面的教學(xué)思路進(jìn)行。在實(shí)際的操作過(guò)程中，還需要注意下列事項(xiàng)。1與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用 10 作為溫度梯度，

4、設(shè)置的具體溫度為10 、20 、30 、 40 、 50 和 60 等，也可以嘗試以5 作為溫度梯度。2蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應(yīng)物，水果不用去皮。如用蘋果為原材料， 一般可按每個(gè)中等大小的蘋果加水 100200 mL的比例進(jìn)行攪拌，獲得稀的蘋果泥。3果泥的用量可以采用 5 mL左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為 2%的果膠酶溶液 2 mL。4水浴時(shí)間可以為2030 min 。5過(guò)濾果汁時(shí)，漏斗中應(yīng)放置濾紙。6探究 pH對(duì)果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個(gè)適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的 pH 可以通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為 0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。探究果膠

5、酶的用量是建立在探究最適溫度和 pH 對(duì)果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時(shí)，研究的變量是果膠酶的用量，其他因素都應(yīng)保持不變。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以配制不同濃度的果膠酶溶液， 也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應(yīng)液的pH必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。六、課題成果評(píng)價(jià)本課題評(píng)價(jià)的重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)學(xué)生探究報(bào)告的評(píng)價(jià)上。報(bào)告的主要內(nèi)容應(yīng)該包括：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的溫度和 pH 對(duì)果膠酶活性影響的曲線圖；不同果膠酶用量對(duì)出汁量影響的曲線圖 （在濃度和體積相同的條件下）；并最終得到果膠酶最適溫度、 pH 以及果膠酶的最適用量。七、答案和提示（一）旁欄思考題1為什么在混合蘋果泥

6、和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？提示：將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的， 避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。2在探究溫度或pH 的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？提示：需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的 pH 梯度之間就可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。3A 同學(xué)將哪個(gè)因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？ B 同學(xué)呢？提示：A 同學(xué)將溫度或 pH 作為變量，控制不變的量有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、 反應(yīng)的時(shí)間和過(guò)濾的時(shí)間等。 只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說(shuō)明問題。 B 同學(xué)對(duì)于變量的處理應(yīng)該與 A 同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同。4想一想，為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾出的蘋果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性的高低？提示：果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過(guò)濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能力。 在不同的溫度和 pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。5當(dāng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，哪個(gè)因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？提示：溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時(shí)間和混合物的 p