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專題4酶的研究與應(yīng)用,課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用,一、課題目標,1.簡述果膠酶的作用；2.檢測果膠酶的活性；3.探究溫度和pH對果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量；4.搜集有關(guān)果膠酶應(yīng)用的資料。,二、課題重點與難點,課題重點：溫度和pH對果膠酶活性的影響。課題難點：果膠酶的最適用量。,三、基礎(chǔ)知識分析,知識要點: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。,(一)細胞壁的結(jié)構(gòu)及作用：,作用是什么？特點？結(jié)構(gòu)組成？,保護植物細胞；支撐植物細胞,彈性小；全透性,纖維素、果膠,1.果膠,植物細胞壁及細胞之間胞間層的成分,植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。,果膠:,,在果汁加工中，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物細胞的細胞壁及胞間層，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得渾濁的果汁變得澄清。,果膠酶,果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠脂酶等。,果膠酶:,2.酶的活性與影響酶活性的因素,指酶催化一定化學反應(yīng)的能力。酶反應(yīng)速度用單位時間內(nèi)單位體積中反應(yīng)物的減少量或生成物的增加量來表示.,(1)酶的活性,(2)影響酶活性的因素,a.溫度,b.pH,C.酶的抑制劑,３.果膠酶的用量,(１)探究溫度和pH對酶活性的影響,四、實驗設(shè)計,1、設(shè)計實驗方案A、確定溫度/PH梯度（5C0/10C0）/PH5、6、7、8→探究控制溫度/PH的方法和措施你的實驗變量是什么？如何設(shè)定？B、確定水果的種類→確定制備果汁的方法→確定實驗用的水果用量→確定果膠酶的用量→控制測定果膠酶活性的方法,(１)探究溫度和pH對酶活性的影響,2、實驗操作步驟：⑴制備水果泥⑵配制果膠酶⑶水果泥與果膠酶分別水浴保溫⑷將水果泥和果膠酶混合保溫⑸過濾出果汁⑹記錄果汁量⑺改變不同的溫度/PH后重復以上實驗,(１)探究溫度和pH對酶活性的影響,3、設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格4、得出結(jié)論與分析：畫曲線圖；最適溫度/PH是……,在實際的操作過程中，還需要注意下列事項：,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，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，一般可按每個中等大小的蘋果加水100～200mL的比例進行攪拌，獲得稀的蘋果泥。,3．果泥的用量可以采用5mL左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%的果膠酶溶液2mL。4．水浴時間可以為20～30min。5．過濾果汁時，漏斗中應(yīng)放置濾紙。6．探究pH對果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個適宜的溫度進行水浴加熱。反應(yīng)液中的pH可以通過體積分數(shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進行調(diào)節(jié)。,問題思考,1．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溫處理？,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，從而影響果膠酶活性的問題。,2．在探究溫度或pH的影響時，是否需要設(shè)置對照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？,需要設(shè)置對照實驗，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對照，這種對照稱為相互對照。,3．A同學將哪個因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？B同學呢？,A同學將溫度或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)的時間和過濾的時間等。只有在實驗中保證一個自變量，實驗結(jié)果才能說明問題。B同學對于變量的處理應(yīng)該與A同學相同，只是觀察因變量的角度不同。,4．想一想，為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？,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。,(２)探究果膠酶的用量,探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時，研究的變量是，其他因素都應(yīng)。,果膠酶的用量,保持不變,方案：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，否則將影響實驗結(jié)果的準確性。,問題思考,當探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？,溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時間和混合物的pH等所有其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個變量對果膠酶的活性產(chǎn)生影響。,五、結(jié)果分析與評價,１．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出的溫度和pH對果膠酶活性影響的曲線圖；２．不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖（在濃度和體積相同的條件下）；３．果膠酶最適溫度、pH以及果膠酶的最適用量。,六、本課題知識小結(jié),,,練習:,1.有兩次瞬間高溫滅菌；2.酶處理的時間相對較長；3.有離心分離步驟和濃縮步驟。,