我的果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應用

1、專題4 酶的研究與應用果膠果膠存在部位：存在部位：細胞壁以及胞間層細胞壁以及胞間層化學本質(zhì)：化學本質(zhì)：由半乳糖醛酸聚合而成的一種高由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物分子化合物性質(zhì)：性質(zhì)：不溶于水不溶于水 果汁加工的影響果汁加工的影響：果膠不僅會影響出：果膠不僅會影響出 汁汁 率，率，還會使果汁渾濁還會使果汁渾濁2果膠酶果膠酶 能產(chǎn)生果膠酶的生物：能產(chǎn)生果膠酶的生物：植物、霉菌、植物、霉菌、酵母菌和細菌酵母菌和細菌作用作用：分解果膠，瓦解細胞壁和胞間層，使榨：分解果膠，瓦解細胞壁和胞間層，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁變

2、得澄清醛酸，使渾濁的果汁變得澄清 1.果膠酶為什么能果膠酶為什么能夠提高水果的出汁夠提高水果的出汁率并使果汁變得澄率并使果汁變得澄清？清？想一想想一想加加果果膠膠酶酶 分解果膠，瓦解植分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層；物的細胞壁及胞間層；提高水果的出汁率提高水果的出汁率使果膠水解為半乳使果膠水解為半乳糖醛酸，并使果汁變糖醛酸，并使果汁變得澄清。得澄清。1 1、酶的生產(chǎn)、酶的生產(chǎn)提取法：提取法：采用各種技術(shù)，直接從動物或微生物的采用各種技術(shù)，直接從動物或微生物的細胞或組織中將酶提取出來（在原料充分的地區(qū)得細胞或組織中將酶提取出來（在原料充分的地區(qū)得以應用）。以應用）。發(fā)酵法：發(fā)酵法：通過微生物

3、發(fā)酵來獲得人們所需的酶通過微生物發(fā)酵來獲得人們所需的酶（2020世紀世紀5050年代以來生產(chǎn)酶的主要方法），年代以來生產(chǎn)酶的主要方法），如用如用曲霉、青霉等微生物發(fā)酵曲霉、青霉等微生物發(fā)酵生產(chǎn)果膠酶。生產(chǎn)果膠酶?；A(chǔ)知識基礎(chǔ)知識（四）果膠酶的用量（四）果膠酶的用量化學合成法：化學合成法： 成本比較高，只能合成已知結(jié)構(gòu)成本比較高，只能合成已知結(jié)構(gòu)的酶。的酶。2 2、控制酶的用量、控制酶的用量 為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量。要控制好酶的用量。注意！注意！ 溫度溫度、pHpH、酶的抑制劑酶的抑制劑、酶的濃酶的濃度、度、底物濃度底物濃

4、度均會影響酶促反應速率均會影響酶促反應速率 溫度、溫度、 pHpH、酶的抑制劑影響酶活性，、酶的抑制劑影響酶活性，底物濃度不影響酶的活性底物濃度不影響酶的活性 果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括的一類酶的總稱，包括 、 和和 等。等。酶的活性酶的活性指酶指酶 一定化學反應的能力。一定化學反應的能力。酶反應速度用單位時間內(nèi)單位體積中酶反應速度用單位時間內(nèi)單位體積中 或或 來表示來表示. .酶的活性受酶的活性受 、 和和 的的影響影響在生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分利用，在生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分利用，控制好酶的用量，用量多少控制

5、好酶的用量，用量多少常通過常通過 的手段進行探究。的手段進行探究。溫度溫度多聚多聚半乳糖醛酸半乳糖醛酸酶酶果膠分解酶果膠分解酶果膠脂酶果膠脂酶反應物的減少量反應物的減少量生成物的增加量生成物的增加量催化催化PH酶抑制劑酶抑制劑實驗實驗制作果汁要解決兩個問題制作果汁要解決兩個問題一一.果肉的出汁率低果肉的出汁率低,耗時長耗時長二榨取的果汁渾濁，黏度高，二榨取的果汁渾濁，黏度高，易發(fā)生沉淀易發(fā)生沉淀果膠酶果膠酶二二 實驗設(shè)計實驗設(shè)計實驗設(shè)計的三個基本原則：實驗設(shè)計的三個基本原則：1 1、對照原則、對照原則2 2、單因子變量原則、單因子變量原則3 3、等量原則、等量原則制果泥制果泥恒溫保溫恒溫保溫果

6、膠酶和蘋果泥混果膠酶和蘋果泥混合合過濾果汁過濾果汁制果泥制果泥恒溫保溫恒溫保溫果膠酶果膠酶和蘋果和蘋果泥混合泥混合過濾果汁過濾果汁可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同的可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同的避免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，避免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶的活性從而影響果膠酶的活性為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？溫處理？最后通過什么標準來判斷酶活性的大??？最后通過什么標準來判斷酶活性的大小？ 設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格 結(jié)果分

7、析與評價：結(jié)果分析與評價：A、根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫曲線圖；、根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫曲線圖；P45B、據(jù)曲線說明溫度是如何影響酶的活性的？如果你繪、據(jù)曲線說明溫度是如何影響酶的活性的？如果你繪制的曲線圖中無法判斷出最適溫度，你將如何改進實制的曲線圖中無法判斷出最適溫度，你將如何改進實驗方法？驗方法？等量的控制（果泥、果膠酶的量）等量的控制（果泥、果膠酶的量）等時間的控制（反應時間、過濾時間）等時間的控制（反應時間、過濾時間）恒溫的控制（不同反應物的預熱恒溫的控制（不同反應物的預熱 水浴、水浴、反應物的混合攪拌等）反應物的混合攪拌等）此實驗，哪個因素是自變量？哪個是因此實驗，哪個因素是自變量？哪個是因變量？哪些

8、因素應保持不變？變量？哪些因素應保持不變？自變量自變量：溫度：溫度 因變量因變量 ：果汁量：果汁量 保持不變的因素實驗原則實驗原則：單一變量原則：單一變量原則 對照的原則（相互對照）對照的原則（相互對照）實驗設(shè)計實驗設(shè)計（1-11-1）探究溫度對果膠酶活性的影響）探究溫度對果膠酶活性的影響1 1、分別用、分別用0 00 0C C和和1001000 0C C的溫度處理某種酶后，酶都的溫度處理某種酶后，酶都沒有活性，但（沒有活性，但（ ） A A、經(jīng)過、經(jīng)過0 00 0C C處理的酶活性能夠恢復處理的酶活性能夠恢復 B B、經(jīng)過、經(jīng)過1001000 0C C處理的酶活性能夠恢復處理的酶活性能夠恢復

9、 C C、經(jīng)過、經(jīng)過0 00 0C C處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞 D D、經(jīng)過、經(jīng)過1001000 0C C處理的酶被水解成了氨基酸處理的酶被水解成了氨基酸試一試試一試實驗設(shè)計實驗設(shè)計2 2、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一個容器內(nèi)，調(diào)整適量的水混合裝入一個容器內(nèi)，調(diào)整pHpH至至2.02.0，保，保存于存于37370 0C C的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是（的物質(zhì)是（ ）提示：提示：唾液淀粉酶最適唾液淀粉酶最適pHpH6.86.8，其化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其

10、化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識（二）酶的活性與影響酶活性的因素二）酶的活性與影響酶活性的因素（三）探究果膠酶的用量（三）探究果膠酶的用量1 1、實驗原理：、實驗原理：在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當酶濃度達到某一數(shù)值后，在增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最適用量。不同濃度的果膠酶溶液不同濃度的果膠酶溶液 同一濃度不同體積的果膠酶溶液同一濃度不同體積的果膠酶溶液 實驗提示實驗提示：可以配制：可以配制不同濃度的果膠酶溶不同濃度的果膠酶溶液液，也可以只配制，也可以只配制一種濃度一種濃度的果膠酶溶液，的果膠酶溶液，然后使用然后使用不同的體積不同的體積即可。即可。 需

11、要注意的是，反應液的需要注意的是，反應液的pH必須相同，必須相同，否則將影響實驗結(jié)果的準確性。否則將影響實驗結(jié)果的準確性。作業(yè)：實驗設(shè)計作業(yè)：實驗設(shè)計-探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量在實際的操作過程中，還需要注意下列事項：在實際的操作過程中，還需要注意下列事項：1 1與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用10 10 作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10 10 、20 20 、30 30 、40 40 、50 50 和和60 60 等，等，也可以嘗試以也可以嘗試以5

12、 5 作為溫度梯度。作為溫度梯度。2 2蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應物，水果不用去皮。如用蘋果為原材料，反應物，水果不用去皮。如用蘋果為原材料，一般可按一般可按每個中等大小的蘋果加水每個中等大小的蘋果加水100100200 200 mLmL的比例進行攪拌，獲得稀的蘋果泥。的比例進行攪拌，獲得稀的蘋果泥。3 3果泥的用量可以采用果泥的用量可以采用5 mL5 mL左右，果左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%2%的果膠酶的果膠酶溶液溶液2 mL2 mL。4 4水浴時間可以為水浴時間可以為202030 min30 min。5 5過濾果

13、汁時，漏斗中應放置過濾果汁時，漏斗中應放置濾紙濾紙。6 6探究探究pHpH對果膠酶活性的影響，只須對果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成將溫度梯度改成pHpH梯度，并選定一個適宜梯度，并選定一個適宜的溫度進行水浴加熱。反應液中的的溫度進行水浴加熱。反應液中的pHpH可以可以通過體積分數(shù)為通過體積分數(shù)為0.1%0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶的氫氧化鈉或鹽酸溶液進行調(diào)節(jié)液進行調(diào)節(jié)。 練習練習: :1.1.有兩次瞬間高溫滅菌；有兩次瞬間高溫滅菌；2.2.酶處理的時間相對較長；酶處理的時間相對較長；3.3.有離心分離步驟和濃縮步驟。有離心分離步驟和濃縮步驟。1.關(guān)于果膠酶的說法正確的是關(guān)于果膠酶的說法正確

14、的是( )A.果膠酶可以分解細胞壁的主要成分纖維素果膠酶可以分解細胞壁的主要成分纖維素B.果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物子化合物C.果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱酶的總稱D.果膠酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或果膠酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAC課堂演練：2.下列關(guān)于探究果膠酶最適用量實驗的敘述，下列關(guān)于探究果膠酶最適用量實驗的敘述，錯誤的是（錯誤的是（ ）A.配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的該配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的該溶液。溶液。B.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH，使各組中的，使

15、各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài)相同而且處于適宜狀態(tài)C.用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間可以不同。用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間可以不同。D.在相同適宜的溫度條件下進行實驗在相同適宜的溫度條件下進行實驗。C 3、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一個容器內(nèi)，調(diào)淀粉酶和適量的水混合裝入一個容器內(nèi)，調(diào)整之整之PH至至2.0,保存于保存于37度的水浴鍋內(nèi)。過一度的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)為（段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)為（ ）A.淀粉、胃蛋白酶、多肽和水淀粉、胃蛋白酶、多肽和水B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水唾液淀粉酶、淀粉、

16、胃蛋白酶、水C.唾液淀粉酶、多肽、胃蛋白酶、水唾液淀粉酶、多肽、胃蛋白酶、水D.唾液淀粉酶、麥芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水唾液淀粉酶、麥芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水A1、關(guān)于酶的說法正確的是：、關(guān)于酶的說法正確的是：A、果膠酶可以分解細胞壁的主要成分纖維素、果膠酶可以分解細胞壁的主要成分纖維素B、果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高、果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物分子化合物C、果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一、果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱類酶的總稱D、果膠酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或、果膠酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAC2、下列不是果膠酶成分的是：、下列不是果膠酶成分的是

17、：A、纖維素酶、纖維素酶B、果膠分解酶、果膠分解酶C、多聚半乳糖醛酸酶、多聚半乳糖醛酸酶D、果膠酯酶、果膠酯酶A3、下列敘述中對果膠酶的作用敘述錯誤、下列敘述中對果膠酶的作用敘述錯誤的是：的是：A、果膠酶是一種催化劑，可改變反應速度、果膠酶是一種催化劑，可改變反應速度B、果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁、果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層及胞間層C、在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清、在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清D、果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸、果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸D4、下列與酶的活性有關(guān)的說法不準確的、下列與酶的活性有關(guān)的說法不準確的是：是：A、酶的活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，不受外、酶的活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，不受外界條件的影響界條件的影響B(tài)、酶的活性是指酶催化一定的化學反應的能、酶的活性是指酶催化一定的化學反應的能力力C、酶的活性受溫度、酶的活性受溫度、PH等因素的影響等因素的影響D、酶活性高低與反應物濃度無關(guān)、酶活性高低與反應物濃度無關(guān)A5 5